O que é o SLAM?
O SLAM, termo cunhado pela primeira vez num artigo científico apresentado no Simpósio Internacional de Investigação em Robótica de 1995, procura resolver um problema clássico do “ovo e da galinha”. Como pode um dispositivo autónomo ou semiautónomo, um robô, por exemplo, identificar a sua localização geoespacial em tempo real (sem a ajuda da triangulação de satélites de posicionamento global) e, ao mesmo tempo, criar um mapa do que o rodeia, situando a sua posição nesse mapa?

O que vem primeiro? (Daí o enigma do ovo e da galinha.) O mapa? Ou a geolocalização do robô dentro do mapa que tenta criar?

A resposta está no próprio acrónimo SLAM. A tecnologia SLAM utiliza sofisticados algoritmos informáticos e tecnologia de medição por luz como o LiDAR (Light Detection and Ranging) e câmaras de 360°, para “resolver” o problema do ovo e da galinha realizando as duas funções ao mesmo tempo. Um dispositivo móvel equipado com SLAM utiliza o LiDAR, que emite um impulso de luz laser para um objeto e mede o tempo que essa luz demora a refletir-se de volta para o dispositivo, ou tempo de voo (ToF).

LiDAR, SLAM e IMU
Tal como o radar (deteção e medição por rádio) se baseia em ondas eletromagnéticas para compreender melhor o que o rodeia, o LiDAR SLAM baseia-se em ondas de luz para criar uma imagem da área à sua volta. O LiDAR é o que constrói o mapa e cria uma nuvem de pontos 3D com os dados recolhidos. Os algoritmos SLAM, que ajudam a calcular a melhor estimativa da localização, são ainda complementados por uma unidade de medição inercial ou IMU. A IMU inclui um acelerómetro, um giroscópio e, por vezes, um magnetómetro.

Combinadas, estas ferramentas permitem medir como um objeto se move, roda ou muda de posição num espaço 3D. Muitas vezes, a tecnologia está integrada numa variedade de produtos, incluindo drones, smartphones e até equipamentos desportivos “inteligentes” para ajudar a seguir a posição de um objeto em tempo real. A tecnologia é ideal em situações em que a triangulação GPS é difícil ou impossível, como na mineração ou na silvicultura, onde as copas densas das árvores bloqueiam os dados de posicionamento global.

É também útil em automóveis sem condutor, UAV (veículos aéreos não tripulados ou drones), aplicações de realidade virtual e aumentada, navegação em interiores de edifícios ou espaços fechados, arquitetura, engenharia e construção, e planeamento urbano a longo prazo onde, tal como uma floresta, a “ “selva de betão” pode bloquear ou interferir parcialmente com o sinal de GPS.

Além do SLAM baseado em LiDAR (que inclui mapeamento 2D e 3D), existe também o SLAM visual ou vSLAM. Como o nome indica, o SLAM visual calcula a posição e a orientação de um dispositivo em relação ao ambiente enquanto o mapeia, usando apenas uma câmara. Por sua vez, o SLAM visual baseado em características segue pontos de interesse ao longo de sucessivos fotogramas da câmara para triangular a posição 3D da câmara. Esta informação é depois utilizada para construir um mapa 3D.

O valor da digitalização móvel com SLAM

Em grande medida, a digitalização móvel é um complemento tecnológico à captura estática da realidade, conseguida nas últimas três décadas através da digitalização laser terrestre, ou TLS. Os scanners laser como o FARO Focus e o FARO® Focus Premium, agora com Flash Technology™, são um exemplo perfeito do auge (atual) do que se pode conseguir com a digitalização de posição fixa.

Mas, mesmo com esse sucesso em velocidade e precisão, a digitalização móvel, cada vez mais precisa (até 6 mm), pode representar uma poupança de tempo fundamental e é melhor para capturar locais de difícil acesso de forma eficiente graças à sua versatilidade.

De facto, com a versão mais recente da tecnologia, a velocidades normais de caminhada de 3,2 a 6,4 km/h (2 a 4 mph), um sistema de digitalização móvel SLAM consegue capturar dados até 10 vezes mais depressa do que os métodos TLS tradicionais por si só. (A digitalização móvel consegue até obter dados de qualidade a velocidades de 30 mph (48 km/h), o que torna possível a captura de dados a partir de um veículo em movimento).

Este ganho de eficiência tem um importante efeito multiplicador na produtividade. Com a digitalização móvel baseada em SLAM, é possível digitalizar mais locais mais depressa, com menos pessoal no terreno e com menos risco de lacunas de dados, o que reduz ou elimina as visitas repetidas ao local. Um melhor rendimento e a agilidade entre projetos (graças à velocidade, à precisão, à facilidade de utilização e à portabilidade) podem significar novas oportunidades de negócio importantes, tanto nos mercados existentes como nos que ainda não foram explorados.

Os avanços na tecnologia SLAM tornaram-na o complemento perfeito do TLS, completando uma gama de soluções de digitalização estáticas e móveis para uma variedade de clientes e aplicações.