ORB-SLAM2初步（源碼邏輯分析）

今天主要是梳理一下ORB-SLAM2源碼的邏輯關系，GitHub和泡泡機器人上有很好的注釋版本（吳博），大神請（輕）板磚。

一、文件

 

如圖所示，Examples里面存放的分別是基於單目、雙目、RGBD的實例程序，一般都是基於TUM等數據庫，還有一個ROS版本的ORB-SLAM2，以及一個應用與AR的Demo程序；

 include文件夾存放的是頭文件，ORB-SLAM2可以被當作一個庫來使用，很多函數都可以直接調用；

src文件夾存放的是和include對應的源文件，包括主要的Tracking、LocalMapping、LoopClosing等的實現過程都在這個文件夾下；

Thirdparty存放的是用到的第三方庫，Vocabulary存放的是回環檢測中BoW用到的視覺詞典；

其它的主要是一些編譯文件，作者不僅給出了CMakeLists.txt，還給出了build.sh，只要配置好了本地環境，運行一下build.sh就行了。

 

二、運行過程

作者將整個SLAM過程做成一個系統（System），因此只要在主函數中聲明一個SLAM System就可以進入跟蹤過程了，以mono_tum.cc為例：

（1）LoadImages(strFile, vstrImageFilenames, vTimestamps);//作者首先從文件中讀取了圖像名稱列表

（2）ORB_SLAM2::System SLAM(argv[1],argv[2],ORB_SLAM2::System::MONOCULAR,true);//然后聲明了一個SLAM系統，並設定是單目MONOCULAR

（3）for(int ni=0; ni<nImages; ni++)//使用一個for循環依次讀取圖片並將圖片輸入到聲明的SLAM系統中；

　　{　　

　　　　im = cv::imread(string(argv[3])+"/"+vstrImageFilenames[ni],CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED);

　　　　SLAM.TrackMonocular(im,tframe);//進入SLAM系統的接口

　　}

（4）SLAM.Shutdown();//圖像讀取完畢之后關閉SLAM系統；

//主函數運行結束，后面另有保存軌跡的函數等；

//從上面過程可以看出，SLAM系統的入口在TrackMonocular這個函數，SLAM的實現在System中；

 

//以下過程就在System.cpp文件中

//在System的構造函數中，作者在聲明該SLAM系統時就啟用了至少3個線程，分別計算跟蹤、局部建圖和回環檢測，還有一個是可選的交互線程

mpTracker = new Tracking(this, mpVocabulary, mpFrameDrawer, mpMapDrawer,
　　mpMap, mpKeyFrameDatabase, strSettingsFile, mSensor);//Tracking線程的初始化；

mptLocalMapping = new thread(&ORB_SLAM2::LocalMapping::Run,mpLocalMapper);//LocalMapping線程的初始化；

mptLoopClosing = new thread(&ORB_SLAM2::LoopClosing::Run, mpLoopCloser);//LoopClosing線程的初始化；

mptViewer = new thread(&Viewer::Run, mpViewer);//Viewer線程的初始化；

//構造函數中還有讀取視覺詞典等操作

（3.1）cv::Mat System::TrackMonocular(const cv::Mat &im, const double &timestamp)；//SLAM系統的入口

（3.2）cv::Mat Tcw = mpTracker->GrabImageMonocular(im,timestamp);//跟蹤線程的入口，因為調用該函數的對象為mpTracker；

 

//下面就進入了Tracking.cpp文件

　　（3.2.1）cv::Mat Tracking::GrabImageMonocular(const cv::Mat &im, const double &timestamp)//首先進入該函數體中，進行灰度圖的轉換；

　　（3.2.3）Track();//然后在灰度圖轉換的函數體中完成函數的跳轉，當前這個函數就是跟蹤的主函數體；

　　　　（3.2.3.1）if(mState==NOT_INITIALIZED)　　//判斷系統是否初始化，沒有初始化就跳轉到初始化函數，這是單目所獨有的過程；

　　　　　　　　　　{

　　　　　　　　　　　　MonocularInitialization();//初始化的跳轉函數，具體的初始化過程在Initializer.cc文件中

　　　　　　　　　　}

　　　　（3.2.3.2）if(mpInitializer->Initialize(mCurrentFrame, mvIniMatches, Rcw, tcw, mvIniP3D, vbTriangulated))//初始化的跳轉在這個函數中，因為初始化有一些條件，因此需要做判斷

　　（3.2.1）return mCurrentFrame.mTcw.clone();//最終在灰度圖轉換的函數中完成跟蹤過程，返回相機位姿矩陣；

　（3.1）return Tcw;//跳轉，實現對相機位姿的跟蹤

 

三、總結

　　代碼的邏輯比較清晰，而且封閉性比較好，可以稍作修改作為庫文件使用。