解决ORB SLAM3加载词库慢的问题

博客内容讲述了作者将ORBSLAM3适配为Mac版本后遇到的词库加载速度慢问题,经过排查发现循环中动态内存申请是主要耗时点。作者通过在循环外预先分配内存,显著减少了加载时间。修改后的FORB.cpp文件中,使用一次性内存分配来替代循环内的内存申请,从而提高了加载效率。

将ORB SLAM3修改成了Mac上能运行的版本,但是存在加载词库特别慢的问题。通常需要二十多分钟才加载完毕。一直卡在Loading ORB Vocabulary. This could take a while..阶段。
逐步排查发现主要是在循环中不停的申请用于存储描述子的动态内存这步比较耗时。

//System.cc中的
bool bVocLoad = mpVocabulary->loadFromTextFile(strVocFile);//加载词库
//TemplatedVocabulary.h中的
F::fromString(m_nodes[nid].descriptor, ssd.str());//循环中调用这个
//FORB.cpp
a.create(1, FORB::L, CV_8U);//fromString一直在申请内存,该句比较耗时

循环中申请比较耗时,改为开头统一申请,修改FORB.cpp文件中的内容fromString函数如下:

//统一申请
//FORB::TDescriptor其实就是cv::Mat结构
int nMaxNumDes = 1082174;//1082074
int nIndx = 0;
vector<FORB::TDescriptor> vDes(nMaxNumDes,cv::Mat(1, FORB::L, CV_8U));
void FORB::fromString(FORB::TDescriptor &a, const std::string &s)
{
  //a.create(1, FORB::L, CV_8U);//原先的逐个申请较慢,换成使用统一申请的内存
  a=vDes[nIndx++];

  unsigned char *p = a.ptr<unsigned char>();
  stringstream ss(s);
  for(int i = 0; i < FORB::L; ++i, ++p)
  {
    int n;
    ss >> n;
    
    if(!ss.fail()) 
      *p = (unsigned char)n;
  }
  
}

修改完成后重新编译一下DBoW2即可。

### ORB-SLAM3 地图加载与重定位 ORB-SLAM3 是一种先进的视觉 SLAM 系统,支持单目、双目以及 RGB-D 输入,并能够处理回环检测和多会话操作。对于地图加载与重定位功能,在实际应用中具有重要意义。 #### 配置文件设置 为了使 ORB-SLAM3 支持地图加载与重定位,需修改配置文件 `orb_slam3_ros.yaml` 或者特定传感器类型的 YAML 文件(如 monocular, stereo)。主要涉及参数如下: - 设置 `LoadMapFromFile`: 将此选项设为 true 可启用从指定路径读取预先构建好的地图数据[^2]。 ```yaml LoadMapFromFile: "true" ``` - 指定 `FileWithTrajectory`: 提供包含轨迹信息的地图文件位置,通常是一个二进制格式的 `.txt` 文件。 ```yaml FileWithTrajectory: "/path/to/map_file.txt" ``` #### 启动节点并执行命令 完成上述配置更改之后,可以通过 ROS 命令启动 ORB-SLAM3 节点来加载已有地图并尝试重新定位。具体做法是在终端输入相应指令启动程序,例如针对立体声模式下的运行方式可以是这样的形式: ```bash roslaunch orbslam_docker mono_tum.launch vocabulary_path:=/home/user/Vocabulary/ORBvoc.bin settings_path:=/home/user/orb_settings.yaml map_file:=/home/user/saved_map.map ``` 这里需要注意的是要替换掉示例中的路径以匹配本地环境的实际存储情况。 当系统成功加载了之前保存的地图后,它会在新采集的画面序列里寻找熟悉的特征点来进行自我校正,从而实现精确的位置估计。 #### 关键技术细节说明 在进行重定位过程中,算法首先将参考关键帧中对应的地图点根据相机内参投影到当前帧图像上(因为地图点都是在世界坐标系下,因此可以直接通过内参投影到当前帧)[^3]。接着利用局部窗口内的几何一致性约束筛选出最有可能的一组候选位姿作为最终结果输出给下游模块使用。
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