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sou350121/Spatial-Intelligence-Handbook

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Spatial Intelligence Handbook — cross-embodiment spatial AI

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The first cross-embodiment spatial-AI handbook. SLAM, VIO, 3D reconstruction, sensor stacks and deployment traps — read side by side across manipulation · aerial · driving · marine, on one shared 3DGS / VGGT / depth-foundation layer.


从厘米到公里、从地下到空中,桌面机械臂、无人机、自动驾驶、水下机器人都把物理空间变成可推理的表示。但 manipulation 圈的 SLAM 综述里没有 outdoor,AD 圈的 BEV 综述里没有 manipulation,drone 圈和水下圈几乎不读 对方的论文。这本 handbook 做一件别人不做的事:把各圈闭门发明的同一类问题,摊在一张桌上横向对比。

Why this exists

  • 横向,不是纵向. 市面上每一份空间智能综述都是单 embodiment 闭门写的。这是第一本把 manipulation / driving / aerial / marine 的同一类问题摊开对比的 —— 这层 crossing/ 内容别处没有。
  • 落地深度,不是文献罗列. 每篇 dissection 给出表示选型理由、关键超参、shape sanity-check、部署陷阱 —— "看懂论文" 和 "跑通代码" 之间的坑都标出来。
  • 活的,不是六个月没人维护的静态文档. 每个工作日一条 arxiv 管线抓最新论文、按 ⚡/🔧/📖 评级,精选后 写成深度解析入库,并把每篇的 5 轴坐标累积进下面的 Atlas

The Atlas — a map, not a list

reports/atlas/overview.md · 机器可读源 atlas.jsonl

管线评级过的每一篇论文都落一组 ontology 五轴坐标(problem / representation / sensor / paradigm / time)。 Atlas 不是清单,是漂移:看领域的质量沿 paradigm 轴 geometric → … → world-model-as-policy 随时间迁移。 座标流每个工作日增长 —— 这既是内容,也是 "这本书是活的" 的证明。

Paradigm axis — where the field sits          (seed corpus, grows daily)
geometric              ██████·················· 23
learned                ███████████████████····· 76
hybrid                 ██████████████·········· 55
VLA                    ████████████████████████ 94
world-model-as-policy  ████████················ 31   ← most ⚡ breakthroughs land here

Where to start

30 分钟建立框架 — 按依赖顺序,每篇回答上一篇读完后自然产生的问题:

  1. 3DGS family 5 min — 3DGS 为何取代 NeRF 成为空间表示的 hegemon。
  2. VGGT — feed-forward 3D 的范式转移 10 min — CVPR 2025 best paper 不是孤立事件;为何这条前馈路线可能让 3DGS 也变成中间产物。
  3. VGGT 能替代 drone VIO 吗? 10 min本书代表作。同一个问题在 manipulation / aerial / marine 上的答案完全不同:Jetson Orin 上 100ms 够不够、scale ambiguity 怎么和 IMU/GNSS 融合、比 VINS-Mono 强在哪、坑在哪。
  4. sensor budget matrix 5 min — 一张矩阵看懂为何 manipulation 不用 LiDAR、drone 不用 RGBD、水下不用 RGB。

或者按角色选入口:

你是 起点
跨 embodiment 转岗的算法工程师 crossing/slam-vio-migration/ — 同源问题在不同 embodiment 的解空间为何差这么大
找下一个 paper idea 的研究者 crossing/failure-modes-atlas/ — 跨 embodiment failure mode 对比图就是 idea 来源
传感器 / 硬件团队 foundations/sensor-physics/ ★ 独家轴 — 学界综述写不出的 SWaP-C 工程账
无人机 / aerial autonomy embodiments/aerial/ — 维护者深度锚点,其他 embodiment 的 1.5–2× 深度
补 SE(3) / BA / 3D 数学基础 foundations/spatial-math/ — 所有 SLAM/VIO 的数学骨架
从 VLA 侧来,想接 3D 表示 bridge-to-vla/ — feature cloud → action head 的两端契约

完整 6 场景分流见 ONBOARDING.md。线上版含全文搜索 + 侧栏导航:kensou.mintlify.app

Repository map

九个内容目录 —— foundations/ 是所有 embodiment 共用的工具箱,crossing/ 是本书不可替代的 USP,embodiments/ 是应用层,其余是支撑层。

foundations/ — 跨 embodiment 共享底层 · 13 zones · 101 篇

3DGS / VGGT / Depth Foundation / 经典 SLAM 这些原语 —— 无论做 manipulation、aerial 还是 marine 最终都回到这里。学界按 "方法" 切,本书把所有 embodiment 共用的底层收齐一份,让上层不必重复造轮子。

入口 说明
feed-forward-3d/ VGGT 解构 — CVPR 2025 best,范式转移信号
3dgs-family/ 取代 NeRF 的 hegemon,6 个月 100×
depth-foundation/ Depth Anything v2 — 相对 vs 度量深度的现场 trap
sensor-physics/ 独家轴 — 学界写不出的 SWaP-C 物理
spatial-math/ SE(3) / BA / IMU preintegration 数学骨架
crossing/ `★ USP` — 跨 embodiment 合流 · 5 wedges

把各 embodiment 圈闭门发明的同类问题摊开横向对比 —— 市场上所有空间智能资源都没有的内容。写入门槛极高:必须跨 ≥3 embodiment、每 embodiment 附论文来源、至少 1 个工程数字、文末必须有 Boundary 段。

wedge 一句话
slam-vio-migration/ 桌面 → 户外 → 空中 → 水下 同源问题不同解
sensor-stack-matrix/ 各 embodiment 用什么 sensor、为什么、SWaP-C 对比
scale-comparison/ 1cm → 1000km,同一问题在不同尺度怎么变形
representation-migration/ 3DGS / VGGT 在各 embodiment 的部署对比
failure-modes-atlas/ 不同 embodiment 的空间失败方式总图
embodiments/ — 各 embodiment 应用层 · 6 lanes · aerial 深度锚点

同一类空间问题在不同 embodiment 上 scale / sensor / dynamics / failure mode 截然不同。manipulation · humanoid-legged · ground-mobile · driving · aerial(维护者深度锚点)· marine(视觉退化 contrasting case)。AR/VR 作为 crossing/ 对比案例提及,不独立成 embodiment。

支撑目录 — bridge-to-vla · benchmarks · companies · deployment · cheat-sheet · reports
目录 内容
bridge-to-vla/ 3D 表示怎么接到 VLA-Handbook 的 action policy(两端契约)
benchmarks/ ScanNet++ / EuRoC / nuScenes / AQUALOC — 拆 条件 + 失败模式 + 真机 gap,不只是 leaderboard
companies/ World Labs / Cosmos / Skydio / Wayve / Tesla — 谁的 stack 值得抄
deployment/ hardware-selection · 多模态同步 · calibration · compute-budget · failure-modes
cheat-sheet/ timeline · representation 速查 · sensor budget matrix · ontology v3.2
reports/ 每日 Atlas + 每周前瞻侦察 + 每两周回顾(带预测得分卡)· Pulsar 自动产出

照见 trilogy — 三册一体

「照见」是三本独立但互引的 handbook,同一条 paper 在不同册读出的结论不一样。本仓是 perception 端

角色 管什么 仓库
VLA-Handbook action action policy(diffusion / flow / RL) github
Spatial-Handbook (本仓) perception world representation(3DGS / VGGT / depth / sensor 物理) github · live
Physics-Gen-Handbook generation 物理可控生成(video WM / diff-sim / neural surrogate) github

穿越时走对应 bridge-to-* 目录 —— 与 VLA 的接口见 bridge-to-vla/;边界划分详见 bridge-to-vla/overview.md.

Contributing

CC BY 4.0 · 欢迎 Issue / PR:补论文解读 · 真机经验 · sensor 选型实测 · 跨 embodiment 对比案例。

About

空間智能的跨 embodiment 手冊 —— 把 SLAM / VIO / 3D 表徵 / 感測器堆疊 / 部署坑 在 機械臂 / 無人機 / 自駕 / 人形 / 水下 之間橫向比較,底層共用 3DGS / VGGT / depth foundation。照見三冊 perception 端(VLA-Handbook + Physics-Controllable-Generation-Handbook 姊妹倉)。

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