Emesent获奖的Hovermap 是一款无人机自主和LiDAR 测绘有效载荷,它利用LiDAR 数据和先进算法生成扫描环境的精确3D 点云,即使在没有 GPS 的情况下也能实现无人机自动飞行。
搭载澳大利亚联邦研究机构研发的世界级3D SLAM ,性能全面升级
CSIRO Data61旗下的机器人与自主系统研究组自2008年起,凭借开创性研发极高精度与LiDAR[1]SLAM[2]解决方案,在全球享有盛誉。该SLAM WildcatSLAM 依托十余年技术积淀,在精度、鲁棒性和处理速度方面树立了全新标杆,并针对机器人应用进行了深度优化。
2019年1月Hovermap 首个采用Wildcat技术的商用测绘与自主导航解决方案,而Emesent Wildcat的首批早期采用者。
通过持续紧密协作实现力量
Emesent 及核心工程团队成员曾隶属于CSIRO的机器人部门,与SLAM 紧密合作,将WildcatEmesent Hovermap 自主Hovermap 及测绘载荷进行集成。创始团队CSIRO Emesent Hovermap 。
Emesent CSIRO Emesent 紧密合作持续深化,双方通过"野猫"早期采用者计划及联合研究项目保持着持续协作。在澳大利亚布里斯班普伦维尔高科技园区的毗邻办公,也使双方通过定期交流与联合测试活动获益良多。

Emesent CSIRO 备受瞩目的DARPA 挑战赛,双方部署的机器人均以Wildcat系统为核心组件。这推动了Wildcat多项关键功能的研发,例如多智能体协同测绘——当机器人团队协同探索并绘制区域地图时,该功能至关重要。 联合团队在今年早些时候于美国举办的SubT城市赛道赛事中获得第四名,并摘得"最精准物体定位"奖项——这充分印证了Wildcat解决方案的卓越精度。
通过现场测试和专业技术优化性能
凭借在机器人领域的深厚积淀Emesent 团队对SLAM 核心SLAM 有着深刻理解,并深谙如何从这些算法中提取最优性能,以实现自主导航与地图构建。
Hovermap 年初Hovermap 为客户部署——最初通过早期采用者计划以原型形式推出,2019年起正式商业化运营。在此期间,该设备已在全球各地复杂多变的严苛环境中累计完成数千小时的自主飞行与测绘任务。这些丰富的实际部署数据Emesent 能够通过参数调整SLAM ,并SLAM 团队提供宝贵反馈。
SLAM 测绘与实时导航SLAM
SLAM 测距和传感器数据来估算测距传感器自身的运动状态。一旦运动状态被估算出来,测距数据即可被投影到共同坐标系中,从而生成3D 。该运动估算结果还可用于控制搭载传感器的机器人平台。以WildcatHovermap,它们通过融合Lidar 性测量单元(IMU)数据来构建地图并控制无人机的飞行轨迹。
Hovermap 无人机飞行Hovermap WildcatSLAM 实时运行以估算无人机相对于环境的位置、姿态和速度,从而无需依赖GNSS数据。Emesent专有的无人机自主算法基于此SLAM 实现飞行自动化,使无人机能够在无GPS的情况下导航、规划安全路径并避开障碍物。 这Hovermap每秒执行数千次计算,因而需要SLAM 。SLAM 还需具备极强的鲁棒性,在任何环境下都能完美运行SLAM 可能导致导航失效,这对飞行中的无人机是不可接受的。Wildcat凭借其鲁棒性、精确度和高效性,已证明完全胜任此任务。
所有LiDAR 均存储Hovermap 中Hovermap 飞行后通过Wildcat软件进行二次处理。该模式优先保障地图质量而非实时处理速度,由此生成极高品质3D ——堪称市场上SLAM LiDAR 品质最优者。 其制图质量甚至引起了Lidar 关注——该公司Hovermap Lidar 制造商。尽管众多企业使用其激光雷达开发测绘产品,但Velodyne此次成为Hovermap 正是为了展示该设备所能产出的地图品质。点云的高质量得益于Wildcat软件的强大性能,Hovermap结构设计与卓越制造工艺。
野猫系统在状态估计的实时性能与地图生成的离线性能方面表现优异,这使其相较于SLAM 具备显著优势。其他解决方案通常仅针对精准测绘或实时性能进行优化。
强大的功能,实现快速、可靠的测绘
凭借Wildcat引擎的加持Hovermap 多项独特功能,使其在竞争中脱颖而出:
- 测绘与自主飞行:Hovermap 全球唯一兼具无人机自主飞行与SLAM测绘功能的即插即用设备。这使其能够在地下矿井等传统探测手段无法触及的区域采集数据。
- 精准测绘: Hovermap 生成高精度的测绘级点云数据,作为SLAM移动测绘系统尤为出色。其通常在常规环境中可实现±20毫米的相对精度,典型地下及室内环境下达±15毫米,近距离扫描时更可达±5毫米。Hovermap WildcatHovermap 助力团队斩获DARPA 挑战赛"最精准物体检测"奖项。

- 可重复的结果:变化检测与变形监测是众多行业客户的常见应用需求。这要求在长期区域测绘过程中产出可重复的结果。Hovermap 这些要求,更能实现对环境中亚厘米级变化的精准检测。
- 自由移动中的测绘:野猫系统的强大性能使其能够稳健应对不规则运动、冲击和振动。其他系统则要求移动或飞行时保持绝对平稳,且需避免突然动作以免SLAM 。Hovermap 安装于矿用车辆上,在矿道中颠簸移动时仍能产出高质量测绘成果。
- 在特征稀缺环境中表现强劲:SLAM 依赖于识别环境中的独特3D 。在平滑隧道或平坦无特征的地形上,部分SLAM 会表现欠佳。Hovermap 证明即使在开挖井和隧道等严苛SLAM环境中仍能稳定运行。
- 多功能部署方案:Hovermap 不仅Hovermap 基于无人机的自主测绘,其快速释放机制还支持轻松部署为背包式、车载式或缆绳式测绘系统。Wildcat可兼容所有这些部署方案。
- 快速数据处理:Hovermap 实时生成无人机飞行的状态估计值,并实时输出低分辨率点云供在线查看;在离线模式下,仅需两倍于数据采集的时间即可生成高分辨率地图。
- 移动中启动/停止扫描:Hovermap 可在移动过程中启动或停止。无人机悬停时或背包Hovermap 行走时均可启动扫描。其他解决方案需执行复杂校准程序,或要求在启动扫描时完全静止。
- 高速数据采集: SLAM 强大Hovermap 更高速度下进行数据采集。无人机采集时最高可达5米/秒,车载采集时最高可达40公里/小时(11米/秒)。
- 支持实时多智能体融合与全局优化:Wildcat专为多机器人协同测绘而设计,因此能够在采集过程中实时融合多源地图,生成统一且全局优化的结果。
- 每个数据点 Hovermap 多个属性: Hovermap 生成的每个数据点Hovermap 强度、时间、距离、回波编号及环编号等多重属性。当点云用于生成衍生数据输出时,这些属性可提供宝贵的筛选可能性。
Emesent 通过与CSIRO 的持续合作及其研发团队的倾力投入,Hovermap SLAM 取得的成功基础上不断突破。更多改进与令人兴奋的新功能即将问世。
[1] 光检测与测距
[2] 同时定位与建图