SLAM相关概念及ORB算法步骤总结

概念

1.四元素

三维世界中刚体运动的一种描述方法，有4个虚部：q=a+b*i+c*j+d*k,复数只有1个虚部
旋转矩阵，旋转向量，欧拉角，四元素都是坐标旋转平移变换的表示方法
由于旋转矩阵的冗余，加上旋转向量和角度的奇异性（锁），引入四元数，即用复数来表示旋转从而避免了奇异性。
2.运动方程，观测方程
3.视觉里程计（特征点法+直接法）
利用两幅图像求解相机的三维运动，特征点匹配之后就得到了两幅图之间特征点的对应关系：
1).如果只有两个单目图像：对积几何：2d到2d的位置求解 (地图初始化的过程)
2).如果匹配的是frame和map（一个特征点从图像中提的，另外一个从地图中提的，地图是3D点）：PNP问题：frame到map（图像到地图）之间的匹配，也就是3d到2d的求解，计算相机的位置
3).如果匹配的是rgbd图，得到的是3D-3D的对应关系：ICP问题：针对rgbd相机，有深度信息，利用点云的匹配关系，求解相机的三维运动
4.不用特征点计算视觉里程计（VO）
-光流（稀疏法LK光流+稠密法HS光流）
-直接法
-光流：表示像素在不同时刻不同图像里的运动关系。它是空间运动物体在观察成像平面上的像素运动的瞬时速度，是利用图像序列中像素在时间域上的变化以及相邻帧之间的相关性来找到上一帧跟当前帧之间存在的对应关系，从而计算出相邻帧之间物体的运动信息的一种方法 
5.单目SLAM: 
(1).PTAM(Parallel Tracking And Mapping):
2007年的SLAM项目，是第一个使用BA完成实时SLAM的系统，论文中提出的关键帧以及多线程处理思想成为之后视觉SLAM标配。
但其由于缺乏回环检测和重定位等功能，只能作用于小规模的场景，且稳定性也不是很高; 
(2).DTAM(Dense tracking and mapping in