ORB-SLAM2源码解读（2.1）：Tracking_orb-slam2 tracking lost-优快云博客

Tracking是SLAM的灵魂，更像是前端里程计VO，这里Tracking的主要任务两方面：（1）完成相机位姿估计（2）跟踪局部地图

思路：TrackLocalMap（）在当前帧和局部地图之间找到尽可能多的对应关系，优化当前帧的位姿。对每一帧都进行跟踪

第一次接触这么大的工程，发现之前接触的真的好弱鸡，总结下来是：先看基本流程图+从头到尾啃一遍代码+总结

这里要感谢吴博和吃水的鱼和蚁族的坚持的博客，大神的博客给了很大的启发。

下面重点研究单目作传感器

Tracking线程代码主要有两部分:Track()函数为主线，各部分成员函数为分支。第一部分主要讲Track（）函数部分代码，下一讲详细介绍各分支代码及原理。

基本流程框架：

1、单目初始化 MonocularInitialization()

2、相机位姿跟踪：（1）跟踪运动模型TrackWithMotionModel()（2）跟踪关键帧TrackReferenceKeyFrame()（3）重定位Relocalization()

3、跟踪局部地图 TrackLocalMap()

流程图1：

流程图2

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Tracking线程主要函数代码逻辑

MonocularInitialization()

最初的两帧进行对极约束和全局BA优化，计算两帧位姿、三角化得到地图点深度

1、创建单目初始器mpInitializer，用Frame()函数构造第一帧mInitialFrame
2、如果当前帧特征点数大于100，则得到用于单目初始化的第二帧
3、在mInitialFrame与mCurrentFrame中找匹配的特征点对
4、如果初始化的两帧之间的匹配点太少，重新初始化
5、通过H模型或F模型进行单目初始化，得到两帧间相对运动、初始MapPoints
6、CreateInitialMapMonocular()将三角化得到的3D点包装成MapPoints

TrackWithMotionModel()

假设匀速运动，用上一帧位姿和速度估计当前帧位姿。方法：上一帧地图点投影到当前帧，完成匹配。

1、假设：两帧间相对运动不变，根据上一帧位姿和速度用PnP估计当前帧位姿。
2、SearchByProjection（）在将上一帧的地图点投影到当前固定大小范围的帧平面上，如果匹配点少，那么扩大两倍的采点范围
3、PoseOptimization（）优化相机位姿，BA算法，最小二乘法。
4、优化位姿后剔除outlier的mvpMapPoints

TrackReferenceKeyFrame()

关键帧中查找BOW相近的帧，进行匹配优化位姿。方法：关键帧BOW向量与当前帧进行匹配

1、mCurrentFrame.ComputeBoW()将当前帧的描述子转为BOW向量，加块匹配速度
2、matcher.SearchByBoW()通过特征点的BoW加快当前帧与参考帧之间的特征点匹配
3、mCurrentFrame.SetPose(mLastFrame.mTcw)将上一帧的位姿态作为当前帧位姿的初始值
4、PoseOptimization通过优化3D-2D的重投影误差来获得位姿
5、剔除优化后的outlier匹配点（MapPoints）

Relocalization()

重定位，之前所有关键帧中查找与当前帧有充足匹配点的候选帧，Ransac迭代，PnP求解位姿

1、计算当前帧特征点的Bow映射
2、找到与当前帧相似的候选关键帧，mpKeyFrameDB->DetectRelocalizationCandidates(&mCurrentFrame)
3、通过EPnP算法估计姿态
4、通过PoseOptimization对姿态进行优化求解
5、如果内点较少，则通过投影的方式对之前未匹配的点进行匹配，再进行优化求解

TrackLocalMap()

投影，从已经生成的地图点中找到更多对应关系。

1、UpdateLocalMap()更新局部关键帧mvpLocalKeyFrames和局部地图点mvpLocalMapPoints
2、SearchLocalPoints()在局部地图中查找与当前帧匹配的MapPoints
3、PoseOptimization()更新局部所有MapPoints后对位姿再次优化
4、更新当前帧的MapPoints被观测程度，并统计跟踪局部地图的效果

NeedNewKeyFrame

判断是否需要生成新的关键帧，确定关键帧的标准

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