ORBSLAM2 분석 (1)-주요 기능

ORB-SLAM2 프로젝트의 main()기능 (실행 파일)은 Examples 폴더에 있으며 4 개의 하위 폴더가 있음을 알 수 있습니다. Monocular, Stereo 및 RGB-D 폴더는 데이터 세트에 저장된 장면 용 SLAM 용이며 ROS 폴더는 실제 장면 용 ROS 및 카메라를 사용하는 SLAM 용입니다.

TUM 데이터 세트에서 RGBD-SLAM을 예로 들어 보겠습니다. rgb_tum.cc프로젝트의 실행 파일은 네 가지 주요 부분으로 구성됩니다.

1. 이미지로드 : 명령 줄에서 입력 한 매개 변수에 따라 해당 폴더에 이미지 및 타임 스탬프를로드합니다. LoadImages(strAssociationFilename, vstrImageFilenamesRGB, vstrImageFilenamesD, vTimestamps);* 참고 :이 프로세스는 이미지의 이름을 해당 벡터 변수에 저장합니다.
2. SLAM 시스템 생성 : 명령 줄에 입력 된 매개 변수를 기반으로 SLAM 시스템을 생성하고 시스템을 초기화합니다. ORB_SLAM2::System SLAM(argv[1],argv[2],ORB_SLAM2::System::RGBD,true);그중 argv [1]은 bag of words 파일의 경로를, argv [2]는 구성 파일의 경로를, ORB_SLAM2 :: System :: RGBD는 RGBD-SLAM 시스템으로 SLAM 시스템 생성을, true는 시각화 작업을 나타냅니다.
3. 추적을위한 수신 이미지 : 주기적 프로세스를 통해 추적하기 위해 이미지를 SLAM 시스템으로 전달합니다.SLAM.TrackRGBD(imRGB,imD,tframe);
4. SLAM 시스템 중지 및 궤적 저장 : Shutdown()함수를 통해 SLAM 시스템의 모든 스레드를 중지하고이 SaveTrajectoryTUM()기능을 사용하여 궤적을 저장합니다.

참조 링크 : https://blog.csdn.net/u014709760/article/details/87922386

코드와 주석은 다음과 같습니다.

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<fstream>
#include<chrono>

#include<opencv2/core/core.hpp>

#include<System.h>

using namespace std;

void LoadImages(const string &strAssociationFilename, vector<string> &vstrImageFilenamesRGB,
                vector<string> &vstrImageFilenamesD, vector<double> &vTimestamps);

int main(int argc, char **argv)
{
    
    
    // ./Examples/RGB-D/rgbd_tum  -> arg[0] -> 运行rgbd_tum.cc文件，ORB_SLAM2的main函数
    //  Vocabulary/ORBvoc.txt  -> arg[1] ->  词袋文件的路径
    // Examples/RGB-D/TUM1.yaml  -> arg[2] -> 配置文件的路径
    // /media/Files/rgbdslam_DataSet/rgbd_dataset_freiburg1_desk -> arg[3] -> 下载的数据集文件夹
    //  Examples/RGB-D/associations/fr1_desk.txt -> arg[4] -> 关联文件的路径
    if(argc != 5)
    {
    
    
        cerr << endl << "Usage: ./rgbd_tum path_to_vocabulary path_to_settings path_to_sequence path_to_association" << endl;
        return 1;
    }

    // Retrieve paths to images
    vector<string> vstrImageFilenamesRGB;
    vector<string> vstrImageFilenamesD;
    vector<double> vTimestamps;
    string strAssociationFilename = string(argv[4]);
    //loadImage用于获取RGB和深度图像的路径，保存于vstrImageFilenamesRGB和vstrImageFilenamesD，
    //时间戳保存于vTimestamps
    LoadImages(strAssociationFilename, vstrImageFilenamesRGB, vstrImageFilenamesD, vTimestamps);

    // Check consistency in the number of images and depthmaps
    int nImages = vstrImageFilenamesRGB.size();
    if(vstrImageFilenamesRGB.empty())
    {
    
    
        cerr << endl << "No images found in provided path." << endl;
        return 1;
    }
    else if(vstrImageFilenamesD.size()!=vstrImageFilenamesRGB.size())
    {
    
    
        cerr << endl << "Different number of images for rgb and depth." << endl;
        return 1;
    }

    // Create SLAM system. It initializes all system threads and gets ready to process frames.
    ORB_SLAM2::System SLAM(argv[1],argv[2],ORB_SLAM2::System::RGBD,true);  // -> System.cc, 创建了System类的对象

    // Vector for tracking time statistics，每一帧处理时间？
    vector<float> vTimesTrack;
    vTimesTrack.resize(nImages);

    cout << endl << "-------" << endl;
    cout << "Start processing sequence ..." << endl;
    cout << "Images in the sequence: " << nImages << endl << endl;

    // Main loop
    cv::Mat imRGB, imD;
    for(int ni=0; ni<nImages; ni++)
    {
    
    
        // Read image and depthmap from file，CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED->加载原图
        imRGB = cv::imread(string(argv[3])+"/"+vstrImageFilenamesRGB[ni],CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED);
        imD = cv::imread(string(argv[3])+"/"+vstrImageFilenamesD[ni],CV_LOAD_IMAGE_UNCHANGED);
        double tframe = vTimestamps[ni];

        if(imRGB.empty())
        {
    
    
            cerr << endl << "Failed to load image at: "
                 << string(argv[3]) << "/" << vstrImageFilenamesRGB[ni] << endl;
            return 1;
        }
 
        #ifdef COMPILEDWITHC11 //时间点，steady_clock最短时间间隔0.1us
                std::chrono::steady_clock::time_point t1 = std::chrono::steady_clock::now();  
        #else
                std::chrono::monotonic_clock::time_point t1 = std::chrono::monotonic_clock::now();
        #endif

                // Pass the image to the SLAM system,，传入图像进行追踪
                SLAM.TrackRGBD(imRGB,imD,tframe); 

        #ifdef COMPILEDWITHC11
                std::chrono::steady_clock::time_point t2 = std::chrono::steady_clock::now();
        #else
                std::chrono::monotonic_clock::time_point t2 = std::chrono::monotonic_clock::now();
        #endif
        //duration还有一个成员函数count()返回Rep类型的Period数量（如0.01s，0.01->Rep，s->period)
        //Rep表示一种数值类型，用来表示Period的数量，比如int float double 
        // Period是ratio类型，用来表示时间单位，比如second milisecond
        double ttrack= std::chrono::duration_cast<std::chrono::duration<double> >(t2 - t1).count(); //持续时间

        vTimesTrack[ni]=ttrack;

        // Wait to load the next frame
        double T=0;
        if(ni<nImages-1)
            T = vTimestamps[ni+1]-tframe; //当前帧和下一帧的时间间隔
        else if(ni>0)
            T = tframe-vTimestamps[ni-1];  //0～ni-1，ni-1是最后一帧 ，防止越界

        if(ttrack<T)
            usleep((T-ttrack)*1e6);  //主线程等待
    }

    // Stop all threads
    SLAM.Shutdown();

    // Tracking time statistics
    sort(vTimesTrack.begin(),vTimesTrack.end());
    float totaltime = 0;
    for(int ni=0; ni<nImages; ni++)
    {
    
    
        totaltime+=vTimesTrack[ni];
    }
    cout << "-------" << endl << endl;
    cout << "median tracking time: " << vTimesTrack[nImages/2] << endl;
    cout << "mean tracking time: " << totaltime/nImages << endl;

    // Save camera trajectory
    SLAM.SaveTrajectoryTUM("CameraTrajectory.txt");
    SLAM.SaveKeyFrameTrajectoryTUM("KeyFrameTrajectory.txt");   

    return 0;
}

void LoadImages(const string &strAssociationFilename, vector<string> &vstrImageFilenamesRGB,
                vector<string> &vstrImageFilenamesD, vector<double> &vTimestamps)
{
    
    
    ifstream fAssociation; //文件读操作
    //在fstream类中，成员函数open()实现打开文件的操作，从而将数据流和文件进行关联
    fAssociation.open(strAssociationFilename.c_str());
    //C++ eof()函数可以帮助我们用来判断文件是否为空，或是判断其是否读到文件结尾。
    while(!fAssociation.eof()) 
    {
    
    
        string s;
        getline(fAssociation,s);
        if(!s.empty())
        {
    
    
            stringstream ss;
            ss << s;
            double t;
            string sRGB, sD;
            ss >> t;
            vTimestamps.push_back(t);
            ss >> sRGB;
            vstrImageFilenamesRGB.push_back(sRGB);
            ss >> t;
            ss >> sD;
            vstrImageFilenamesD.push_back(sD);

        }
    }
}