一起做RGB-D SLAM (1)-前言及准备

一起做RGB-D SLAM (1)-前言及准备

说明：

• 介绍基本的C程序结构和编译方法

前言：

• SLAM，即Simultaneous Localization and Mapping，中文译作同时定位与地图创建，是近几十年里机器人领域有重大发展的研究方向。
• 作为自主机器人的核心技术，SLAM在机器人导航、控制、生产等方面都有着重要的研究意义。尤其在二十一世纪，以视觉传感器为中心的视觉SLAM技术，在理论和方法上都经历了明显的转变与突破，正逐步从实验室研究迈向成熟的市场应用。
• 在国外研究如火如荼之际，它在国内的研究尚处于起步阶段。有关SLAM的中文资料、书籍更是难以一见。然而，随着机器人技术得到国家的重视，越来越多的青年研究者、学生正逐渐跨入这片领域。

目标：

• 通过自己写程序，才能真正懂得slam的原理

预备知识与编程环境：

• 编程环境：ubuntu 12.04。建议读者和我们使用一样或类似的环境。
• 如果你（出于酷或者其他什么原因）就是要用Arch/Fedora/Mac，请你自己配环境。
• 编程软件：OpenCV, PCL, g2o

OpenCV

• OpenCV, 计算机视觉库

• 目前（2015.6）较好的版本是2.4系列，因为3.0系列还不完善

• 下载OpenCV源代码： http://opencv.org/downloads.html。

• 安装依赖：

sudo apt-get install build-essential libgtk2.0-dev libjpeg-dev libtiff4-dev libjasper-dev libopenexr-dev cmake python-dev python-numpy python-tk libtbb-dev libeigen2-dev yasm libfaac-dev libopencore-amrnb-dev libopencore-amrwb-dev libtheora-dev libvorbis-dev libxvidcore-dev libx264-dev libqt4-dev libqt4-opengl-dev sphinx-common texlive-latex-extra libv4l-dev libdc1394-22-dev libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev

• 把OpenCV解压到下载目录中，用cmake编译再安装.

mkdir build
cd build
cmake ..
make
sudo make install

• 头文件在/usr/local/include/，里面有opencv和opencv2的头文件，基本只用opencv2。

• 库文件默认就在/usr/local/lib/

• cmake就是linux下的C++管理工具，简单的代码你用g++一条条敲，再多些可以用Makefile来管理，cmake就是自动生成makefile的工具，比makefile集成度更高一些。

• 二进制安装OpenCV 2.4.9：

sudo apt-get install libopencv-dev 

PCL

• PCL，Point Cloud Library，点云库
• PCL官网(http://pointclouds.org)
• 在Ubuntu 1404或更低版本，你需要通过私有源来安装PCL库：

sudo add-apt-repository ppa:v-launchpad-jochen-sprickerhof-de/pcl
sudo apt-get update
sudo apt-get install libpcl-all

• 在 Ubuntu 1604，PCL库已经存在于公共软件源中，直接安装即可：

sudo apt-get install libpcl-dev pcl-tools

编写测试程序：

• 新slam的文件夹，里面再新建四个文件夹：

  • bin 用来放编译好的可执行二进制文件
  • src 用来放源代码
  • lib 用来放编译好的库文件
  • include 用来放头文件

• slam的文件夹里，新建文件CMakeLists.txt，用于确定如何编译。

touch CMakeLists.txt

• 图示：
  

• 编辑CMakeLists.txt文件，输入内容如下：

CMAKE_MINIMUM_REQUIRED( VERSION 2.8 ) #设定版本
PROJECT( slam ) #设定工程名
SET( CMAKE_CXX_COMPILER "g++") #设定编译器
    
#设定可执行二进制文件的目录
SET( EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin) 
    
#设定存放编译出来的库文件的目录
SET( LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib) 
#并且把该目录设为连接目录
LINK_DIRECTORIES( ${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib)
    
#设定头文件目录
INCLUDE_DIRECTORIES( ${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)
    
#增加子文件夹，也就是进入源代码文件夹继续构建
ADD_SUBDIRECTORY( ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src)

编写测试程序

• 在src/目录下，新建main.cpp

touch main.cpp  
vim mian.cpp 

• 内容如下：

#include <iostream>

int main(int argc, char**argv)
{
    std::cout<<"Hello SLAM!"<<std::endl;
    return 0;
}

• 在src/目录下，新建一个CMakeLists.txt

touch CMakeLists.txt 
vim CMakeLists.txt

• 内容如下：

ADD_EXECUTABLE( main main.cpp )

• 在slam目录下，新建build, 在进入build目录，编译代码：

mkdir build
cd build
cmake ..
make

• cmake就会把这个main.cpp编译成一个叫做main的二进制，放在在bin/目录下，
• 如果你执行这个二进制，就会输出Hello SLAM的语句，如图：
  

参考：

• 《CMake实践》
• 本教程的github代码库：https://github.com/gaoxiang12/rgbd-slam-tutorial-gx