手把手带你死磕ORBSLAM3源代码(十）System.cc System类代码分析

目录

一.前言

二.代码分析

2.1 引用头文件

2.2 静态成员变量

2.3 System函数

一.前言

    这部分代码介绍引用头文件以及System类的函数定义文件。

二.代码分析

2.1 引用头文件

#include "System.h"
#include "Converter.h"
#include <thread>
#include <pangolin/pangolin.h>
#include <iomanip>
#include <openssl/md5.h>
#include <boost/serialization/base_object.hpp>
#include <boost/serialization/string.hpp>
#include <boost/archive/text_iarchive.hpp>
#include <boost/archive/text_oarchive.hpp>
#include <boost/archive/binary_iarchive.hpp>
#include <boost/archive/binary_oarchive.hpp>
#include <boost/archive/xml_iarchive.hpp>
#include <boost/archive/xml_oarchive.hpp>

  1. #include "System.h"

    • 这是一个自定义头文件，可能包含了与系统相关的功能或类定义。

  2. #include "Converter.h"

    • 这也是一个自定义头文件，可能包含了转换功能或类定义。

  3. #include <thread>

    • 这是C++标准库中的线程头文件，提供了多线程编程的支持。

  4. #include <pangolin/pangolin.h>

    • Pangolin 是一个轻量级的 C++ 库，用于3D可视化和用户界面。此头文件是其主要接口。

  5. #include <iomanip>

    • 这是C++标准库中的一个输入输出流操作的头文件，提供了格式化输入输出的功能。

  6. #include <openssl/md5.h>

    • OpenSSL 是一个强大的安全套接字层密码库，此头文件提供了MD5哈希算法的支持。

  7. #include <boost/serialization/base_object.hpp>

    • Boost 是一个广泛使用的C++库，提供了许多实用的功能。这个头文件与序列化相关，用于支持对象的序列化。

  8. #include <boost/serialization/string.hpp>

    • 这是Boost库中关于字符串序列化的头文件。

  9. #include <boost/archive/text_iarchive.hpp>、#include <boost/archive/text_oarchive.hpp>

    • 这两个头文件与Boost的文本存档相关，分别用于从文本文件中反序列化和序列化对象。

  10. #include <boost/archive/binary_iarchive.hpp>、#include <boost/archive/binary_oarchive.hpp>

  • 这两个头文件与Boost的二进制存档相关，分别用于从二进制文件中反序列化和序列化对象。
  1. #include <boost/archive/xml_iarchive.hpp>、#include <boost/archive/xml_oarchive.hpp>
  • 这两个头文件与Boost的XML存档相关，分别用于从XML文件中反序列化和序列化对象。

2.2 静态成员变量

  1. Verbose::eLevel Verbose::th = Verbose::VERBOSITY_NORMAL; 这行代码的意思是，声明一个类型为Verbose::eLevel的静态成员变量th，并将其初始化为Verbose::VERBOSITY_NORMAL。这通常是在类的定义外部进行的初始化，通常在源文件（.cpp文件）中而不是头文件（.h或.hpp文件）中。

这样的设置通常用于控制程序的日志记录或输出详细程度。例如，如果程序中有多个详细级别（如“简洁”、“正常”和“详细”），则可以通过更改th变量的值来轻松地在这些级别之间进行切换。

2.3 System函数

System::System(const string &strVocFile, const string &strSettingsFile, const eSensor sensor,const bool bUseViewer, const int initFr, const string &strSequence):mSensor(sensor), mpViewer(static_cast<Viewer*>(NULL)), mbReset(false), mbResetActiveMap(false),mbActivateLocalizationMode(false), mbDeactivateLocalizationMode(false), mbShutDown(false)
{// Output welcome messagecout << endl <<"ORB-SLAM3 Copyright (C) 2017-2020 Carlos Campos, Richard Elvira, Juan J. Gómez, José M.M. Montiel and Juan D. Tardós, University of Zaragoza." << endl <<"ORB-SLAM2 Copyright (C) 2014-2016 Raúl Mur-Artal, José M.M. Montiel and Juan D. Tardós, University of Zaragoza." << endl <<"This program comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY;" << endl  <<"This is free software, and you are welcome to redistribute it" << endl <<"under certain conditions. See LICENSE.txt." << endl << endl;cout << "Input sensor was set to: ";if(mSensor==MONOCULAR)cout << "Monocular" << endl;else if(mSensor==STEREO)cout << "Stereo" << endl;else if(mSensor==RGBD)cout << "RGB-D" << endl;else if(mSensor==IMU_MONOCULAR)cout << "Monocular-Inertial" << endl;else if(mSensor==IMU_STEREO)cout << "Stereo-Inertial" << endl;else if(mSensor==IMU_RGBD)cout << "RGB-D-Inertial" << endl;//Check settings filecv::FileStorage fsSettings(strSettingsFile.c_str(), cv::FileStorage::READ);if(!fsSettings.isOpened()){cerr << "Failed to open settings file at: " << strSettingsFile << endl;exit(-1);}cv::FileNode node = fsSettings["File.version"];if(!node.empty() && node.isString() && node.string() == "1.0"){settings_ = new Settings(strSettingsFile,mSensor);mStrLoadAtlasFromFile = settings_->atlasLoadFile();mStrSaveAtlasToFile = settings_->atlasSaveFile();cout << (*settings_) << endl;}else{settings_ = nullptr;cv::FileNode node = fsSettings["System.LoadAtlasFromFile"];if(!node.empty() && node.isString()){mStrLoadAtlasFromFile = (string)node;}node = fsSettings["System.SaveAtlasToFile"];if(!node.empty() && node.isString()){mStrSaveAtlasToFile = (string)node;}}node = fsSettings["loopClosing"];bool activeLC = true;if(!node.empty()){activeLC = static_cast<int>(fsSettings["loopClosing"]) != 0;}mStrVocabularyFilePath = strVocFile;bool loadedAtlas = false;if(mStrLoadAtlasFromFile.empty()){//Load ORB Vocabularycout << endl << "Loading ORB Vocabulary. This could take a while..." << endl;mpVocabulary = new ORBVocabulary();bool bVocLoad = mpVocabulary->loadFromTextFile(strVocFile);if(!bVocLoad){cerr << "Wrong path to vocabulary. " << endl;cerr << "Falied to open at: " << strVocFile << endl;exit(-1);}cout << "Vocabulary loaded!" << endl << endl;//Create KeyFrame DatabasempKeyFrameDatabase = new KeyFrameDatabase(*mpVocabulary);//Create the Atlascout << "Initialization of Atlas from scratch " << endl;mpAtlas = new Atlas(0);}else{//Load ORB Vocabularycout << endl << "Loading ORB Vocabulary. This could take a while..." << endl;mpVocabulary = new ORBVocabulary();bool bVocLoad = mpVocabulary->loadFromTextFile(strVocFile);if(!bVocLoad){cerr << "Wrong path to vocabulary. " << endl;cerr << "Falied to open at: " << strVocFile << endl;exit(-1);}cout << "Vocabulary loaded!" << endl << endl;//Create KeyFrame DatabasempKeyFrameDatabase = new KeyFrameDatabase(*mpVocabulary);cout << "Load File" << endl;// Load the file with an earlier session//clock_t start = clock();cout << "Initialization of Atlas from file: " << mStrLoadAtlasFromFile << endl;bool isRead = LoadAtlas(FileType::BINARY_FILE);if(!isRead){cout << "Error to load the file, please try with other session file or vocabulary file" << endl;exit(-1);}//mpKeyFrameDatabase = new KeyFrameDatabase(*mpVocabulary);//cout << "KF in DB: " << mpKeyFrameDatabase->mnNumKFs << "; words: " << mpKeyFrameDatabase->mnNumWords << endl;loadedAtlas = true;mpAtlas->CreateNewMap();//clock_t timeElapsed = clock() - start;//unsigned msElapsed = timeElapsed / (CLOCKS_PER_SEC / 1000);//cout << "Binary file read in " << msElapsed << " ms" << endl;//usleep(10*1000*1000);}if (mSensor==IMU_STEREO || mSensor==IMU_MONOCULAR || mSensor==IMU_RGBD)mpAtlas->SetInertialSensor();//Create Drawers. These are used by the ViewermpFrameDrawer = new FrameDrawer(mpAtlas);mpMapDrawer = new MapDrawer(mpAtlas, strSettingsFile, settings_);//Initialize the Tracking thread//(it will live in the main thread of execution, the one that called this constructor)cout << "Seq. Name: " << strSequence << endl;mpTracker = new Tracking(this, mpVocabulary, mpFrameDrawer, mpMapDrawer,mpAtlas, mpKeyFrameDatabase, strSettingsFile, mSensor, settings_, strSequence);//Initialize the Local Mapping thread and launchmpLocalMapper = new LocalMapping(this, mpAtlas, mSensor==MONOCULAR || mSensor==IMU_MONOCULAR,mSensor==IMU_MONOCULAR || mSensor==IMU_STEREO || mSensor==IMU_RGBD, strSequence);mptLocalMapping = new thread(&ORB_SLAM3::LocalMapping::Run,mpLocalMapper);mpLocalMapper->mInitFr = initFr;if(settings_)mpLocalMapper->mThFarPoints = settings_->thFarPoints();elsempLocalMapper->mThFarPoints = fsSettings["thFarPoints"];if(mpLocalMapper->mThFarPoints!=0){cout << "Discard points further than " << mpLocalMapper->mThFarPoints << " m from current camera" << endl;mpLocalMapper->mbFarPoints = true;}elsempLocalMapper->mbFarPoints = false;//Initialize the Loop Closing thread and launch// mSensor!=MONOCULAR && mSensor!=IMU_MONOCULARmpLoopCloser = new LoopClosing(mpAtlas, mpKeyFrameDatabase, mpVocabulary, mSensor!=MONOCULAR, activeLC); // mSensor!=MONOCULAR);mptLoopClosing = new thread(&ORB_SLAM3::LoopClosing::Run, mpLoopCloser);//Set pointers between threadsmpTracker->SetLocalMapper(mpLocalMapper);mpTracker->SetLoopClosing(mpLoopCloser);mpLocalMapper->SetTracker(mpTracker);mpLocalMapper->SetLoopCloser(mpLoopCloser);mpLoopCloser->SetTracker(mpTracker);mpLoopCloser->SetLocalMapper(mpLocalMapper);//usleep(10*1000*1000);//Initialize the Viewer thread and launchif(bUseViewer)//if(false) // TODO{mpViewer = new Viewer(this, mpFrameDrawer,mpMapDrawer,mpTracker,strSettingsFile,settings_);mptViewer = new thread(&Viewer::Run, mpViewer);mpTracker->SetViewer(mpViewer);mpLoopCloser->mpViewer = mpViewer;mpViewer->both = mpFrameDrawer->both;}// Fix verbosityVerbose::SetTh(Verbose::VERBOSITY_QUIET);}

这段代码是一个系统类的构造函数，它主要用于初始化ORB-SLAM3（一个用于视觉SLAM的开源库）的实例。这个构造函数接收一系列参数，并根据这些参数配置系统。

以下是对代码主要部分的详细解释：

  1. 参数解释：

    • const string &strVocFile：ORB词汇表的文件路径，用于特征匹配。
    • const string &strSettingsFile：设置文件的路径，包含系统配置。
    • const eSensor sensor：传感器的类型（如单目、双目、RGB-D等）。
    • const bool bUseViewer：是否使用查看器。
    • const int initFr：初始化帧数（在这段代码中未使用）。
    • const string &strSequence：序列的文件路径（在这段代码中未使用）。

  2. 成员变量初始化：初始化一系列成员变量，如传感器类型、查看器指针、各种标志等。

  3. 输出欢迎信息：输出ORB-SLAM3的版权和许可信息。

  4. 检查传感器类型：根据传入的传感器类型，输出相应的信息。

  5. 加载设置文件：使用OpenCV的FileStorage类加载设置文件，并检查文件是否可以打开。然后，检查文件版本，并根据版本加载相应的设置。

  6. 加载或创建地图：根据是否提供了加载地图的文件路径，决定是从文件中加载地图还是从零开始创建地图。

  7. 加载ORB词汇表：从给定的文件路径加载ORB词汇表。如果加载失败，则输出错误信息并退出程序。

  8. 创建关键帧数据库和地图集：创建关键帧数据库和地图集对象。如果提供了加载文件的路径并且成功加载了地图，那么就从加载的文件中恢复这些信息；否则，创建一个新的地图集。

  9. 加载或初始化地图集：如果提供了加载文件并且成功加载了地图集，就使用加载的数据初始化地图集；否则，创建一个新的地图集并从零开始初始化。

  10. 错误处理：在加载地图集或词汇表时，如果遇到错误，程序将输出错误信息并退出。

总的来说，这个构造函数的主要目的是根据提供的参数和设置文件来初始化ORB-SLAM3系统，包括加载或创建地图集、加载ORB词汇表、设置传感器类型等。它是整个系统运行的起点，为后续的视觉SLAM任务（如定位、建图等）做好准备。

代码的最后对多线程，传感器的数据进行了初始化。

// 如果传感器是IMU_STEREO、IMU_MONOCULAR或IMU_RGBD，则为Atlas设置惯性传感器  
if (mSensor==IMU_STEREO || mSensor==IMU_MONOCULAR || mSensor==IMU_RGBD)  mpAtlas->SetInertialSensor();  // 创建绘制器。这些由查看器使用  
mpFrameDrawer = new FrameDrawer(mpAtlas);  // 创建一个帧绘制器  
mpMapDrawer = new MapDrawer(mpAtlas, strSettingsFile, settings_);  // 创建一个地图绘制器  // 初始化跟踪线程  
//(它将在调用此构造函数的主执行线程中运行)  
cout << "Seq. Name: " << strSequence << endl;  
mpTracker = new Tracking(this, mpVocabulary, mpFrameDrawer, mpMapDrawer,  mpAtlas, mpKeyFrameDatabase, strSettingsFile, mSensor, settings_, strSequence);  // 初始化本地映射线程并启动  
mpLocalMapper = new LocalMapping(this, mpAtlas, mSensor==MONOCULAR || mSensor==IMU_MONOCULAR,  mSensor==IMU_MONOCULAR || mSensor==IMU_STEREO || mSensor==IMU_RGBD, strSequence);  
mptLocalMapping = new thread(&ORB_SLAM3::LocalMapping::Run,mpLocalMapper);  
// ... 一些设置和条件检查 ...  // 初始化闭环线程并启动  
// mSensor!=MONOCULAR && mSensor!=IMU_MONOCULAR  
mpLoopCloser = new LoopClosing(mpAtlas, mpKeyFrameDatabase, mpVocabulary, mSensor!=MONOCULAR, activeLC); // mSensor!=MONOCULAR);  
mptLoopClosing = new thread(&ORB_SLAM3::LoopClosing::Run, mpLoopCloser);  // 在线程之间设置指针，以便它们可以相互通信和访问  
mpTracker->SetLocalMapper(mpLocalMapper);  
mpTracker->SetLoopClosing(mpLoopCloser);  
mpLocalMapper->SetTracker(mpTracker);  
mpLocalMapper->SetLoopCloser(mpLoopCloser);  
mpLoopCloser->SetTracker(mpTracker);  
mpLoopCloser->SetLocalMapper(mpLocalMapper);  // 如果使用查看器，则初始化查看器线程并启动  
if(bUseViewer)  
{  mpViewer = new Viewer(this, mpFrameDrawer,mpMapDrawer,mpTracker,strSettingsFile,settings_);  mptViewer = new thread(&Viewer::Run, mpViewer);  // ... 设置查看器与其他线程的关联 ...  
}  // 设置详细级别为“安静”，即不输出太多信息  
Verbose::SetTh(Verbose::VERBOSITY_QUIET);

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