【VSLAM学习记录1】视觉SLAM

文章目录

SLAM简介：
- 经典视觉SLAM流程：
SLAM第一讲习题：
- 1.线性方程 AX=b 该如何求解，对A和b有何要求？ Ps：（以向量空间的角度理解）
- 2.高斯分布（通常指正态分布概率密度函数）：
- 3.1.C++中的类：
- 3.2.C++STL:
- 4.C++11标准：
- 5.linux目录结构：
- 6.linux常用命令：
- 7.linux安装软件的几种方法：

SLAM简介：

SLAM (simultaneous localization and mapping)，中文译作"同时定位与地图构建"，它是指搭载特定传感器的主体，在没有环境先验信息的情况下，于运动过程中建立环境的模型，同时估计自己的运动，如果这里的传感器主要为相机，则称为’'视觉SLAM"

经典视觉SLAM流程：

传感器数据

前端视觉里程计

后端非线性优化

建图

回环检测

1.传感器信息读取，在视觉SLAM中主要为相机图像信息的读取和预处理。

2.视觉里程计(Visual Odometry , VO).视觉里程计的任务是估算相邻图像间相机的运动，以及局部地图的样子。VO又称为前端(Front End)。

【里程计，顾名思义类似是用来完成某种运动估计的装置（测量速度，加速度，计算位移等）由于受噪声影响其估计误差会逐渐累积,累计误差，这种现象叫漂移(drift)】

参考博客：https://blog.csdn.net/weixin_37251044/article/details/79009385

3.回环检测。判断机器人是否到达过先前的位置。如果检测到回环，它会把信息提供给后端进行处理。

【我们的位姿约束都是与上一帧建立联系的，第5帧的位姿误差便已积累了前4帧位姿约束中的误差。但如果发现位姿5不一定由4推出，还可由1推出(回环），这样累计误差便减小了。但如何确定除4外5还可由谁推呢？找出可以建立这种位姿约束的历史帧，就是回环检测】

参考博客：https://blog.csdn.net/fishmarch/article/details/82892847

4.后端优化(Optimization)。后端接受不同时刻视觉里程计测量的相机位姿，以及回环检测的信息，对它们进行优化，得到全局一致的轨迹和地图。由于接在VO之后，又称为后端(Back End)。

【把所有地图数据放到一起做一次完整的优化，从而降低各部分的误差】

参考博客： https://www.jianshu.com/p/e4a45ccd128f

5.建图(Mapping)。它根据估计的轨迹，建立与任务要求对应的地图。

SLAM第一讲习题：

1.线性方程 AX=b 该如何求解，对A和b有何要求？ Ps：（以向量空间的角度理解）

1）若b==0,即AX==0：

若R(A)==n&&X!=0 即A张成的空间有n维，且x有n行(b也存在于n维空间），X存在的原始n维空间无法通过A的线性变换而降维，(或理解为构成A的向量组无法通过由b指导的线性组合而变为0向量)，所以当且仅当X==0即X只有零解时，等式才成立。

若R(A)<n时,即A张成的空间小于其满秩时的维数(存在线性相关组),即X存在的原始空间通过A的线性变换降低了维度，则当X的方向恰为线性变换后降维的方向时，X存在非零解，其解集即基础解系的缩放版本(模变方向不变)，而基础解系的多少取决于原始空间降低的维数。

2）若R(A)==R(A,b)==n:

即A满秩，X存在于n维空间，X的原始空间通过A的线性变换后不降维，则X通过A的线性变换必将成为一个相对于原始空间的新的向量，即b，b也存在于n维空间中，且仅有唯一解b。

3）若R(A)==R(A,b)<n:

即原始n维空间通过A变换降维且b与变换后的空间同维，而X存在于更高的n维空间，且X通过A变换后失去了降低的维度的信息成为b，此时X解不唯一，其解集即降维后X的’'剩余维度信息(常向量)"加上降维方向上丢失的向量系(基础解系)，基础解系的数目多少取决于原始空间降低的维数，若当降维方向上的向量分量恰为0，则其特解便为基础解系中的常向量。

4）若R(A,b)>R(A):

即通过线性变换将X转化为与A同维(<=n)的向量，而转换后的向量b的维度却>R(A),故不存在这样的解。

解法：对于齐次线性方程，对系数矩阵进行初等行变换化为行最简，求解，若有多解则求通解；

对于非齐次线性方程，对增广矩阵进行初等行变换化为行最简，求解，若有多解则求通解。

2.高斯分布（通常指正态分布概率密度函数）：

一维形式：
f(x)=12πσe(−(x−μ)22σ2),f(x) = \frac{1}{\sqrt[]{2\pi}\sigma}e^{(-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2})}, f(x)=2πσ1e(−2σ2(x−μ)2),

二维形式：
f(x,y)=(2πσ1σ2)−1e[−12(1−ρ2)((x−μ1)22σ12−2ρ(x−μ1)(y−μ2)σ1σ2+−(y−μ2)2σ22)],f(x,y) = (2\pi\sigma_{1}\sigma_{2})^{-1}e^{[-\frac{1}{2(1-\rho^2)}(\frac{(x-\mu_1)^2}{2\sigma_1^2}-\frac{2\rho(x-\mu_1)(y-\mu_2)}{\sigma_1\sigma_2}+-\frac{(y-\mu_2)^2}{\sigma_2^2})]}, f(x,y)=(2πσ1σ2)−1e[−2(1−ρ2)1(2σ12(x−μ1)2−σ1σ22ρ(x−μ1)(y−μ2)+−σ22(y−μ2)2)],
参考博客：https://www.cnblogs.com/bingjianing/p/9117330.html

3.1.C++中的类：

1）C++中的类是对C struct 的拓展和延伸，C中只能定义成员变量而不能定义成员函数，C++可以

2）C的结构体对内部成员变量的访问权限只有public而C++允许public，private，protected三种

3）C语言的结构体是不了继承的，C++的类可以从其他结构体或类继承过来.

参考博客：https://blog.csdn.net/u013925378/article/details/51661081

https://blog.csdn.net/ycwasdfasdf/article/details/51363756

#include<iostream>
//using namespace std;
int b=1000;
class test
{ public:   //class默认是private; struct默认是public   void sum(int a,int b=0); //C++初始化参数值只能靠右定义(int a=0,int b)是错误的 }; void test::sum(int a,int b)  //test::注明sum是属于test类下的函数 {std::cout<<a+b<<",";  //std::注明所使用的函数属于哪个库（命名空间） }int main(){int b=9999;test a[5];a[1].sum(1,2);a[2].sum(2,4);std::cout<<::b<<',';  //::b注明b属于全局变量 std::cout<<b;  //这里的b是局部变量 }

输出：3,6,1000,9999

3.2.C++STL:

C++标准库由三组库构成：C库，C++库，标准模板库（STL： Standard Template Library）简单来说就是封装好的一些组件

在C++标准中，STL被组织为下面的13个头文件：algorithm, deque, functional, iterator, vector, list, map, memory, numeric, queue, set, stack, utility

STL可分为容器(containers)、迭代器(iterators)、空间配置器(allocator)、配接器(adapters)、算法(algorithms)、仿函数(functors)六个部分。

为什么要学STL呢？
方便。比如你要实现一个链式队列，以及它的一系列功能，你需要敲几十乃至上百行代码，还要投入精力debug，可在STL里，给你做好现成的queue你用不用？现成的快排你用不用？平均复杂度O(nlogn)的排序只要几句话，手写一个冒泡也得好几行吧？还卡时。

示例：

#include<iostream>
#include<algorithm>
using namespace std;
int main()
{   int a,b;cin >>a>>b;swap(a,b); //交换函数 cout<<"swap:"<<a<<' '<<b<<'\n';int c[5]={1,2,3,4,5};int i;reverse(c,c+5); // 逆序函数  <algorithm>cout<<"reverse:"<<c[0]<<c[1]<<c[2]<<c[3]<<c[4]<<'\n'; cin >>a>>b;cout<<"gcd:"<<__gcd(a,b)<<'\n';  //最大公约数 (两个下划线)  <algorithm>int e[]={1,2,2,3};cout<<"全排列:"<<'\n'; do{cout<<e[0]<<e[1]<<e[2]<<e[3]<<'\n';}while(next_permutation(e,e+3));  //全排列   <algorithm>}

输入输出：

12 21
swap:21
12
reverse:54321
23 46
gcd:23
全排列:
1223
1232
1322
2123
2132
2213
2231
2312
2321
3122
3212
3221

参考博客：https://blog.csdn.net/mMingfunnyTree/article/details/79182048

4.C++11标准：

参考博客：https://blog.csdn.net/whhitxjl/article/details/50703918

https://blog.csdn.net/xiaomu_347/article/details/82563688

5.linux目录结构：

参考博客： https://blog.csdn.net/wangrongrongwq/article/details/79624797

6.linux常用命令：

参考博客：https://blog.csdn.net/intflojx/article/details/85882002

https://blog.csdn.net/zanzhebo0157/article/details/87907123

7.linux安装软件的几种方法：

参考博客：https://blog.csdn.net/u010509774/article/details/50593231

全篇参考：https://www.cnblogs.com/NikkiNikita/p/9450772.html