视觉SLAM——orbslam中的流程图

本文深入探讨了视觉SLAM中位姿初始化方法,包括运动、关键帧与重定位模式下的跟踪策略。详述了PoseOptimization、OptimizeSim3、LocalBundleAdjustment等优化函数的应用场景与工作原理,覆盖Tracking、LocalMapping及LoopClosing线程。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

位姿 Tcw初始化方法:
运动模式跟踪: Tcw = mVelocity*LastFrame.mTcw,地图点通过重投影更新
关键帧模式跟踪:Tcw =LastFrame.mTcw, 地图点通过视觉词典ComputeBoW更新
重定位模式跟踪:Tcw = PnP(候选关键帧)构建PnP求解器进行若干次P4P Ransac迭代,地图点通过候选参考帧更新

优化函数及其使用
1.PoseOptimization: 优化单帧位姿,当前keyframe设为地图中的点、边为位姿,进行四次SE3位姿优化;返回内点(即匹配点)个数。优化使用在Tracking线程中的恒速模型和参考帧模型初始化位姿后、局部地图跟踪以及重定位时。
2.OptimizeSim3:优化两帧之间的位姿变换,把两帧间位姿、Point1\Point2(由变换矩阵*世界坐标点求出的相机坐标点)之间都建立边连接,优化更新两帧间转换Sim3,通过Sim3匹配更多的地图点后,对当前关键帧、闭环关键帧以及匹配的地图点进行优化得更准确的Sim3位姿;返回内点个数。此优化使用在回环检测LoopClosing中计算sim3变换。
3.LocalBundleAdjustment:在一个CovisbilityMap内进行优化,连接CovisbilityMap内每一个map点与可见它的所有keyframe放在一起进行优化。此优化用于局部建图LocalMapping线程。
4.OptimizeEssentialGraph:加入Loop Closure考虑,Covisbility图中的keyframe相互连起来,不同的Covisbility图也可以联系起来,优化Sim3位姿。此优化用在回环检测LoopClosing闭环调整中。
5.GlobalBundleAdjustment:优化所有SE3位姿与地图点的位姿,取出所有的keyframes和所有的地图点,进行构图和优化,最大优化非常耗时。此优化用在回环检测LoopClosing闭环调整中。

<think>嗯,用户让我介绍一下如何复现ORB-SLAM3,或者介绍一下这个系统。首先,我需要确定他们的需求是什么。他们可能是一个研究者,或者是做项目的学生,想要在自己的环境中运行ORB-SLAM3,或者了解其原理以便改进或应用。 ORB-SLAM3是一个比较复杂的SLAM系统,支持单目、双目和RGB-D相机,还有惯性传感器。复现它可能涉及到多个步骤,比如环境配置、依赖安装、数据集准备、编译运行,以及可能的调试。用户可能已经有一定的SLAM基础,但需要具体的指导步骤。 首先,我应该先简要介绍ORB-SLAM3的主要特点,这样用户能有一个整体认识。然后分步骤说明复现的流程。可能需要提到系统要求,比如Ubuntu版本,ROS是否必要,依赖库如OpenCV、Eigen、Pangolin等。然后从源码下载开始,编译步骤,数据集下载,运行示例,以及可能遇到的问题。 另外,用户可能遇到的常见问题,比如依赖版本不兼容,编译错误,或者数据集路径设置不正确。这时候需要给出一些提示,比如检查CMakeLists中的路径,确保所有依赖正确安装,或者推荐使用Docker镜像来避免环境问题。 还需要考虑用户的应用场景,如果他们是想在自己的数据上运行,可能需要说明如何修改代码适配新的传感器或数据格式。但如果是初次接触,可能更关注如何成功运行官方示例。 另外,是否要比较ORB-SLAM3和其他SLAM系统的区别?可能用户对此也有兴趣,但问题主要集中在复现步骤,所以可能暂时不需要深入比较。 需要确保步骤清晰,分点列出,语言简洁。例如,分环境准备、安装依赖、下载源码、编译、运行测试等步骤。同时,给出官方GitHub链接,方便用户直接访问。 可能用户在实际操作中会遇到问题,比如Pangolin的安装错误,或者OpenCV版本问题。这时候可以建议查看issue部分,或者社区讨论。另外,推荐使用Docker可能是一个好的补充,尤其是对于环境配置不熟悉的用户。 总之,回答需要结构清晰,步骤详细,同时预见到用户可能遇到的问题并提供解决方案。此外,强调官方文档的重要性,因为这是最准确的资源。最后,如果有余力的话,可以简要介绍ORB-SLAM3的算法框架,比如特征提取、地图构建、回环检测等,但主要重点还是复现步骤。</think>以下是关于复现 **ORB-SLAM3** 的详细介绍和步骤指南: --- ### **1. ORB-SLAM3 简介** ORB-SLAM3 是西班牙萨拉戈萨大学团队开发的视觉 SLAM 系统,支持 **单目、双目、RGB-D 相机** 以及 **惯性传感器(IMU)**。其核心特点包括: - **多传感器融合**:支持纯视觉视觉-惯性融合的 SLAM。 - **多地图系统**:长期运行的鲁棒性,支持场景重识别和地图重用。 - **高效特征提取**:基于 ORB 特征,兼顾速度与精度。 - **开源**:代码公开于 GitHub,依赖主流库(如 OpenCV、Eigen 等)。 --- ### **2. 复现环境准备** #### **系统要求** - **操作系统**:推荐 Ubuntu 18.04/20.04(官方测试环境)。 - **依赖库**: - **C++11** 编译器(如 gcc 9+) - **OpenCV**(3.4+ 或 4.x,需与代码版本匹配) - **Eigen3**(线性代数库) - **ROS**(可选,如需实时摄像头输入) #### **安装依赖** ```bash # 基础工具 sudo apt-get install build-essential cmake git libgtk2.0-dev pkg-config # Eigen3 sudo apt-get install libeigen3-dev # OpenCV(若未安装,推荐 OpenCV 4.5+) sudo apt-get install libopencv-dev # Pangolin git clone https://github.com/stevenlovegrove/Pangolin.git cd Pangolin && mkdir build && cd build cmake .. && make -j4 sudo make install ``` --- ### **3. 获取 ORB-SLAM3 源码** 从官方仓库克隆代码: ```bash git clone https://github.com/UZ-SLAMLab/ORB_SLAM3.git cd ORB_SLAM3 ``` -- ### **4. 编译与安装** #### **编译步骤** ```bash # 进入代码目录 chmod +x build.sh ./build.sh # 编译主程序 # (可选)编译 ROS 接口 export ROS_PACKAGE_PATH=${ROS_PACKAGE_PATH}:$(pwd)/Examples/ROS chmod +x build_ros.sh ./build_ros.sh ``` #### **常见问题** - **依赖版本冲突**:确保 OpenCV 版本与代码兼容(如 ORB-SLAM3 默认配置可能需要修改 `CMakeLists.txt`)。 - **Pangolin 安装失败**:检查是否安装了 GLUT、Glew 等依赖。 --- ### **5. 运行示例** #### **数据集准备** - **EuRoC MAV Dataset**(视觉-惯性数据集):[下载链接](https://projects.asl.ethz.ch/datasets/doku.php?id=kmavvisualinertialdatasets) - **KITTI**(双目数据集):[下载链接](http://www.cvlibs.net/datasets/kitti/eval_odometry.php) - **TUM RGB-D**:[下载链接](https://vision.in.tum.de/data/datasets/rgbd-dataset) #### **运行命令示例** ```bash # 单目示例(EuRoC数据集) ./Examples/Monocular/mono_euroc \ Vocabulary/ORBvoc.txt \ Examples/Monocular/EuRoC.yaml \ PATH_TO_DATASET_FOLDER/MH_01_easy \ Examples/Monocular/EuRoC_TimeStamps/MH01.txt # 双目+IMU 示例 ./Examples/Stereo-Inertial/stereo_inertial_euroc \ Vocabulary/ORBvoc.txt \ Examples/Stereo-Inertial/EuRoC.yaml \ PATH_TO_DATASET_FOLDER/MH_01_easy \ Examples/Stereo-Inertial/EuRoC_TimeStamps/MH01.txt ``` --- ### **6. 复现关键点** 1. **参数配置**:根据传感器类型调整配置文件(如 `EuRoC.yaml`)。 2. **时间同步**:IMU 与图像数据需严格时间对齐。 3. **特征匹配优化**:ORB 特征的提取和匹配是系统实时性的关键。 4. **回环检测**:DBoW2 词袋模型用于场景重识别。 --- ### **7. 调试与优化** - **可视化工具**:使用 Pangolin 观察轨迹和地图点。 - **性能分析**:通过 `--timing` 参数输出各模块耗时。 - **代码修改**:建议从 `Examples` 目录下的示例入手,逐步深入核心算法。 --- ### **8. 参考资源** - **官方 GitHub**:https://github.com/UZ-SLAMLab/ORB_SLAM3 - **论文**:["ORB-SLAM3: An Accurate Open-Source Library for Visual, Visual-Inertial and Multi-Map SLAM"](https://arxiv.org/abs/2007.11898) - **社区支持**:GitHub Issues 和 ROS 论坛。 --- 通过以上步骤,你可以成功复现 ORB-SLAM3 并运行官方示例。如需适配自己的传感器或数据集,需进一步修改参数和接口。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值