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智能化工具的搭載讓汽車愈加聰慧，先是以抱死和動力轉向為代表的駕駛員輔應用，現有人工智能（AI）助力下自動駕駛汽車的崛起。追本溯源，自動駕駛汽車（Autonomous vehicles）須具備的一大關鍵屬性就是追蹤定位和運動的能力。
90 年代出現的汽車 GPS 技術已沿用至今，運動追蹤現已成為相對簡單的任務。但作為一項技術而言，它打開了通往多種定位和路線規劃應用的大門。然而，我們也要承認 GPS 的局限性。它的精度只有數米，不適合需要追蹤小距離或微距離運動的場景以及在高樓大廈林立的城市或山地等 GPS 衛星不可用的環境，數據獲取的困難性也給 GPS 判了死刑。
隨著汽車變得更加自動化，并開始具備感知周圍環境的能力，對追蹤細微英寸=2.54 厘米）級，且無需衛星互聯。SLAM 的本質是將未知環境的地圖構建轉化為計算問題，并同步追蹤物體在同一環境的即時定位（包括位置和方向）。SLAM 可以追蹤 6 個運動的自由度（6DoF），包括 3 個位置度（上/下、前/后、左/右）和 3 個定向度（偏航、俯仰、滾轉），來確定你在環境中的位置（見圖 1）。
圖 1
SLAM 的用途非常廣泛。比如，在地圖構建應用中，SLAM 可以被用于識別你在所處環境的朝向，如果應用判斷你在交叉路口朝向西北，它就可以告訴你接下來要右轉還是左轉。GPS 計算只知道你現在位于一個交叉路口，卻無法知道你的朝向。
即時定位與地圖構建
SLAM 讓設備擁有了定位感知能力，嵌入式視覺應用也因此取得了重大進步。基于 SLAM，一輛汽車不僅能追蹤朝向或方向（定向），同時也可以感知它在所處環境內部的運動方式（位置、速度和高度）。
SLAM 運算所需的數據通常只需由攝像頭傳感器獲取，這個過程被稱作視覺實時定位建模（VSLAM）。最近幾年，隨著更多可用傳感器的使用，SLAM 也隨之進化，開始融合不同傳感器的數據。
SLAM 系統的工作原理是通過連續的影像幀和其它傳感器數據對一系列特征點進行追蹤，對攝像頭的 3D 位置進行三角化，并利用這些信息同步估測攝像頭（或其它傳感器）的定向。只要確保每一幀影像有足夠的可供追蹤的特征點，傳感器的定向和周圍物理環境的結構就能被快速解讀。
舉個例子，汽車設計的過程中，SLAM 會調用單個或多個前向攝像頭、雷達、激光雷達和慣性測量單元（IMUs，提供加速計和陀螺儀數據，用于預估傳感器定向），判斷汽車在當前環境的運動模式。GPS 數據可用時，也將被用于驗證之前的位置預估是否準確。
圖 2 展示了車身裝配的多種傳感器，包括攝像頭、雷達和激光雷達等。這些傳感器都可以作為 SLAM 的數據來源。
SLAM 應用
SLAM 是駕駛員輔助系統和自動駕駛汽車上多種應用的關鍵。包括且不限于：
車道保持輔助（和車道偏離預警）：除了追蹤車道標識，SLAM 也可以確保汽車在同一車道內駕駛，并在變道時保證安全。
導航：通過判斷周圍環境，并結合預先規劃的路徑和 GPS 數據，汽車可以利用 SLAM 自我導航至目的地。
前方碰撞預警（FCW）：聯合 SLAM、汽車當前所處的道路或運行軌跡將被用于更可靠的碰撞預警。
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