(01)ORB-SLAM2源码无死角解析-(48) 不同跟踪方法的对比、梳理完整跟踪流程→Tracking::Track()

讲解关于slam一系列文章汇总链接:史上最全slam从零开始，针对于本栏目讲解的(01)ORB-SLAM2源码无死角解析链接如下(本文内容来自计算机视觉life ORB-SLAM2 课程课件): (01)ORB-SLAM2源码无死角解析-(00)目录_最新无死角讲解：https://blog.csdn.net/weixin_43013761/article/details/123092196   文末正下方中心提供了本人 联系方式， 点击本人照片即可显示 W X → 官方认证 {\color{blue}{文末正下方中心}提供了本人 \color{red} 联系方式，\color{blue}点击本人照片即可显示WX→官方认证} 文末正下方中心提供了本人联系方式，点击本人照片即可显示WX→官方认证  

一、前言

核心思想 : \color{red}{核心思想:} 核心思想: 当前帧与上一帧(或者最近关键帧)进行特征点匹配，如果匹配点足够，则能计算出上一帧到当前帧的位姿变换，同时能够获得该关键点对在三维空间的坐标，显然易知对应的地图点。依次循环即可。

但是大家需要注意一个点，只有关键帧产生的新关键点才会进行地图更新，普通帧(双目或者深度相机)生成新的地图点是临时地图点，主要用于优化位姿估算，不会参与到全局地图的更新。

通过前面的博客，已经对 参考关键帧跟踪Tracking::Relocalization()、恒速模型跟踪Tracking::TrackWithMotionModel()、重定位跟踪Tracking::Relocalization()，进行了详细的简介，大家结合前面的博客，以及下面的图解进行分析:  

二、参考关键帧跟踪Tracking::Relocalization()

应用场景 : \color{blue}{应用场景}: 应用场景: 没有速度信息的时候、刚完成重定位、或者恒速模型跟踪失败后使用，大部分时间不用。只 利用到了参考帧的信息。         ①匹配方法是SearchByBoW，匹配当前帧和关键帧在同一节点下的特征点，不需要投影，速度很快。         ②BA优化(仅优化位姿)，提供比较粗糙的位姿。

思路 : \color{blue}{思路}: 思路: 当使用运动模式匹配到的特征点数较少时，就会选用关键帧模式跟踪。思路是：尝试和最近一个关键帧去做匹配。为了快速匹配，利用了 bag of words (BoW) 来加速匹配。 具体流程 : \color{blue}{具体流程}: 具体流程: ①计算当前帧的 BoW ②通过特征点的 bow 加快当前帧和参考帧之间的特征点匹配。使用函数 matcher.SearchByBoW()。          ∙ \bullet ∙对属于同一node(同一node才可以是匹配点)的特征点通过描述子距离进行匹配，遍历该 node 中特征点，           特征点最小距离明显小于次小距离才作为成功匹配点，记录特征点对方向差统计到直方图。          ∙ \bullet ∙ 记录特征匹配成功后每个特征点对应的 MapPoint(来自参考帧)，用于后续 3D-2D 位姿优化。          ∙ \bullet ∙ 通过角度差投票进行剔除误匹配 ③将上一帧的位姿作为当前帧位姿的初始值(加速收敛)，通过优化 3D-2D 的重投影误差来获得准确位姿，只优化位姿 T c w Tcw Tcw，不优化 MapPoints 的坐标。其涉及的函数 Optimizer::PoseOptimization(&mCurrentFrame) 后续有专门章节进行讲解。 ④剔除优化后的 outlier 地图点    

三、恒速模型跟踪Tracking::TrackWithMotionModel()

应用场景 : \color{blue}{应用场景}: 应用场景: 大部分时间都用这个跟踪，只利用到了上一帧的信息。         ①用恒速模型先估计一个初始位姿         ②用该位姿进行投影匹配 SearchByProjection，候选点来自GetFeaturesInArea，未使用BoW         ③BA优化（仅优化位姿），提供比较粗糙的位姿

思路 : \color{blue}{思路}: 思路: 假设短时间内(相邻帧)物体处于匀速运动状态，可以用上一帧的位姿和速度来估计当前帧的位姿。移动模式跟踪， 跟踪前后两帧得到变换矩阵。上一帧的地图3d点反投影到当前帧图像像素坐标上，在不同尺度下不同的搜索半径内，做描述子匹配搜索，这样可以加快匹配。在投影点附近根据描述子距离进行匹配(需要>20对匹配，否则匀速模型跟踪失败,运动变化太大时会出现这种情况)，然后以运动模型预测的位姿为初值，优化当前位姿。优化完成后再剔除外点，若剩余的匹配依然>=10对，则跟踪成功，否则跟踪失败，需要Relocalization * 具体流程 : \color{blue}{具体流程}: 具体流程: ①创建 ORB特征点匹配器 最小距离 < 0.9 ∗ < 0.9*