ORB-SLAM2从理论到代码实现（八）：Tracking.cc程序详解（下）

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接着讲tracking.cc。

•  bool Tracking::NeedNewKeyFrame()

函数功能	判断是否需要生成新的关键帧，确定关键帧的标准
步骤	1. 在上一次进行重定位之后，过了20帧数据，或关键帧数小于20个，不满足不能生成 2. 在上一个关键帧插入之后，过了20帧，或局部建图是空闲状态，不满足不能生成。 3. 当前帧跟踪到大于若干个点，不满足不能生成 4. 当前帧的跟踪点数小于90%的参考关键帧跟踪点数，并且当前帧跟踪点数大于15，不满足不能生成

bool Tracking::NeedNewKeyFrame()
{
    // 步骤1：如果用户在界面上选择重定位，那么将不插入关键帧
    // 由于插入关键帧过程中会生成MapPoint，因此用户选择重定位后地图上的点云和关键帧都不会再增加
    if(mbOnlyTracking)//如果仅跟踪，不选关键帧
        return false;
    //If Local Mapping is freezed by a Loop Closure do not insert keyframes
    // 如果局部地图被闭环检测使用，则不插入关键帧
    if(mpLocalMapper->isStopped() || mpLocalMapper->stopRequested())
        return false;
    const int nKFs = mpMap->KeyFramesInMap();//关键帧数

    // Do not insert keyframes if not enough frames have passed from last relocalisation
    // 步骤2：判断是否距离上一次插入关键帧的时间太短
    // mCurrentFrame.mnId是当前帧的ID
    // mnLastRelocFrameId是最近一次重定位帧的ID
    // mMaxFrames等于图像输入的帧率
    // 如果关键帧比较少，则考虑插入关键帧
    // 或距离上一次重定位超过1s，则考虑插入关键帧
    if(mCurrentFrame.mnId<mnLastRelocFrameId+mMaxFrames && nKFs>mMaxFrames)
        return false;

    // Tracked MapPoints in the reference keyframe
    // 步骤3：得到参考关键帧跟踪到的MapPoints数量
    // 在UpdateLocalKeyFrames函数中会将与当前关键帧共视程度最高的关键帧设定为当前帧的参考关键帧

    int nMinObs = 3;
    if(nKFs<=2)
        nMinObs=2;
    int nRefMatches = mpReferenceKF->TrackedMapPoints(nMinObs);//获取参考关键帧跟踪到的MapPoints数量




    // Local Mapping accept keyframes?
    // 步骤4：查询局部地图管理器是否繁忙
    bool bLocalMappingIdle = mpLocalMapper->AcceptKeyFrames();



    // Stereo & RGB-D: Ratio of close "matches to map"/"total matches"
    //双目和RGBD：比率接近地图匹配数/总匹配数
    // "total matches = matches to map + visual odometry matches"
    //总匹配数=地图匹配数+视觉里程计匹配数
    // Visual odometry matches will become MapPoints if we insert a keyframe.
    // This ratio measures how many MapPoints we could create if we insert a keyframe.
    //这个比率测量如果我们插入一个关键帧，我们可以创建多少个MapPoints
    // 步骤5：对于双目或RGBD摄像头，统计总的可以添加的MapPoints数量和跟踪到地图中的MapPoints数量

    int nMap = 0;//地图匹配数
    int nTotal= 0;//总匹配数
    if(mSensor!=System::MONOCULAR)// 双目或rgbd
    {
       for(int i =0; i<mCurrentFrame.N; i++)//遍历当前帧所有匹配点
        {
            if(mCurrentFrame.mvDepth[i]>0 && mCurrentFrame.mvDepth[i]<mThDepth)//map点的速度在合理范围内
            {
                nTotal++;// 总的可以添加mappoints数
                if(mCurrentFrame.mvpMapPoints[i])
                    if(mCurrentFrame.mvpMapPoints[i]->Observations()>0)//mappoint能被观测
                        nMap++;// 被关键帧观测到的mappoints数，即观测到地图中的MapPoints数量
            }
        }
    }
    else
    {
        // There are no visual odometry matches in the monocular case
        nMap=1;
        nTotal=1;
    }
    const float ratioMap = (float)nMap/(float)(std::max(1,nTotal));
    // 步骤6：决策是否需要插入关键帧
    // Thresholds
    // 设定inlier阈值，和之前帧特征点匹配的inlier比例
    float thRefRatio = 0.75f;
    if(nKFs<2)
        thRefRatio = 0.4f;// 关键帧只有一帧，那么插入关键帧的阈值设置很低
    if(mSensor==System::MONOCULAR)
        thRefRatio = 0.9f;

    // MapPoints中和地图关联的比例阈值
    float thMapRatio = 0.35f;
    if(mnMatchesInliers>300)
        thMapRatio = 0.20f;

    // Condition 1a: More than "MaxFrames" have passed from last keyframe insertion
    // 很长时间没有插入关键帧
    const bool c1a = mCurrentFrame.mnId>=mnLastKeyFrameId+mMaxFrames;
    // Condition 1b: More than "MinFrames" have passed and Local Mapping is idle
    // localMapper处于空闲状态
    const bool c1b = (mCurrentFrame.mnId>=mnLastKeyFrameId+mMinFrames && bLocalMappingIdle);

    // Condition 1c: tracking is weak
    // 跟踪要跪的节奏，0.25和0.3是一个比较低的阈值
    const bool c1c =  mSensor!=System::MONOCULAR && (mnMatchesInliers<nRefMatches*0.25 || ratioMap<0.3f) ;
    // Condition 2: Few tracked points compared to reference keyframe. Lots of visual odometry compared to map matches.
    // 阈值比c1c要高，与之前参考帧（最近的一个关键帧）重复度不是太高
    const bool c2 = ((mnMatchesInliers<nRefMatches*thRefRatio || ratioMap<thMapRatio) && mnMatchesInliers>15);

    if((c1a||c1b||c1c)&&c2)
    {
        // If the mapping accepts keyframes, insert keyframe.
        // Otherwise send a signal to interrupt BA
        //如果mapping接受关键帧，则插入关键帧，否则发送信号到中断BA
        if(bLocalMappingIdle)
        {
           return true;
        }