【ORB_SLAM系列4】—— 一文搞定如何在Ubuntu20.04中安装运行ORB_SLAM3（包含ROS版本和非ROS版本）

2024-06-14 22:52
文章标签 安装 运行 系列 slam 版本 ros 搞定 一文 ubuntu20.04 orb slam3

本文主要是介绍【ORB_SLAM系列4】—— 一文搞定如何在Ubuntu20.04中安装运行ORB_SLAM3（包含ROS版本和非ROS版本），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

文章目录

  • 前言
  • 一、ORB_SLAM源码下载
    • 1.源码下载
  • 二、安装支持C++特性依赖
  • 三、安装Pangolin
    • 1. 安装Pangolin的依赖
    • 2. 下载编译
  • 四、安装Opencv
  • 五、安装Eigen3
  • 六、DBoW2 and g2o
  • 七、安装boost库
  • 八、非ROS部分的源码编译和安装
    • 1. 编译之前先修改代码
    • 2. 编译源码
  • 九、ROS部分的源码编译和安装
    • 1. 创建ROS工作空间（已创建可忽略）
    • 2. 编译前先对源码进行修改
    • 3. 编译运行源码
  • `创作不易，有什么错误的地方，希望大佬们指出，以免误人子第！！！！！`
  • 总结

前言

ORB-SLAM3是一款基于特征点的实时单目SLAM系统，是SLAM领域的研究热点之一。它的核心算法是结合了ORB特征点提取和描述子匹配、单目RGB相机的深度估计、运动估计和地图优化等步骤，能够在实时性和精度之间取得平衡，适用于各种环境下的定位和建图任务。在各种应用领域都有广泛的应用，如室内导航、自动驾驶、机器人导航、增强现实等。通过在移动机器人和自主系统中实现实时的SLAM功能，ORB-SLAM3为机器人领域的研究和应用提供了强大的支持，帮助机器人实现自主导航和定位。

ORB-SLAM3的算法原理主要包括以下几个步骤：首先，通过ORB特征点提取和描述子匹配来进行特征点的追踪和匹配；然后利用单目RGB相机的深度信息进行稀疏或稠密的深度估计；接着通过运动估计来估计相机的运动和姿态变换；最后通过地图优化来不断修正和优化地图的几何结构，从而实现实时的定位和建图。

总的来说，ORB-SLAM3作为一款领先的实时SLAM系统，不仅在技术上具有重要意义，还在社会和经济发展中发挥着积极的作用，推动了机器人技术的发展和应用，为社会带来了更多的便利和效益。

一、ORB_SLAM源码下载

打个预告：在ubuntu20.04中安装和运行ORB3相对在18.04中来讲，要简单很多，很多库都是系统自带，不需要也没必要重新下载按装下载其他的库版本，很麻烦，也会很容易搞乱了电脑环境，一定要秉承能改代码就改，不行再换库的原则，切记！！！！！，不然一不小心就喜提重装系统一次！废话不多说，开始教程。

本次教程是介绍如何在ubuntu20.04中运行ORB_SLAM3
配置的环境如下：

Ubuntu20.04、 ROS：Noetic
Opencv4.2.0、 Pangolin0.6
Boost库1.77.0版本、 Eigen3.7

先创建个工作空间，把所有要装的源代码放进工作空间目录下的src文件下，后面配ROS环境下的SLAM时要用到。这次运行的版本是master/1.0，虽然是二刷，由于ubuntu版本和以前安装的不同的原因，还是有很多坑！！！

1.源码下载

要下载master/1.0版本的源码：

下载网址：https://github.com/UZ-SLAMLab/ORB_SLAM3

版本如下所示：
在这里插入图片描述

去github下载的代码，建议可以复制github代码连接的URL，从码云（gitee）上导入下载，下载快些。

二、安装支持C++特性依赖

终端输入：

sudo apt-get install gcc
sudo apt-get install g++
sudo apt-get install build-essential
sudo apt-get install cmake
sudo apt-get install git

三、安装Pangolin

1. 安装Pangolin的依赖

sudo apt install libgl1-mesa-dev
sudo apt install libglew-dev
sudo apt install libpython2.7-dev
sudo apt install pkg-config
sudo apt install libegl1-mesa-dev libwayland-dev libxkbcommon-dev wayland-protocols

2. 下载编译

注意：下载0.6版本安装即可，一定不要安装最新版的Pangolin！！！！
不然运行./buil_ros.sh时出现如下错误：

在这里插入图片描述
解决：
卸载重装，不然要改很多源代码
在Pangolin/build目录下打开终端：sudo apt uninstall ,然后删除Panglion文件夹即可。

(1）下载源码

下载地址：https://github.com/stevenlovegrove/Pangolin

(2）编译安装
进入Pangolin目录下，创建build:

mkdir build    
cd build

编译源码：

cmake .. 
make

安装到本机：

sudo make install

(3）检查是否安装成功

cd examples/HelloPangolin
./HelloPangolin

有如下的正方体图案出现即表示安装成功。

在这里插入图片描述

四、安装Opencv

在ubuntu20.04中自带了opencv4.2.0的版本，故无需重装，修改代码中有光opencv版本信息即可，如下所示：
1. 修改工作空间目录下src/ORB_SLAM3下的CMakeLists.txt文件
修改为如下图如下：

在这里插入图片描述

具体代码如下：

find_package(OpenCV 4.0 REQUIRED)if(NOT OpenCV_FOUND)message(FATAL_ERROR "OpenCV > 3.0 not found.")endif()

2. 在ORB_SLAM3/Thirdparty/DBoW2/CMakeLists.txt中修改为：

在这里插入图片描述

具体代码如下：

find_package(OpenCV 4.0 QUIET)
if(NOT OpenCV_FOUND)find_package(OpenCV 3.0 QUIET)if(NOT OpenCV_FOUND)message(FATAL_ERROR "OpenCV > 2.1.3.0 not found.")endif()
endif()

3. 在ROS/ORB_SLAM3/CMakeLists.txt中修改：

在这里插入图片描述

具体代码如下：

find_package(OpenCV 4.0 QUIET)
if(NOT OpenCV_FOUND)find_package(OpenCV 2.4.3 QUIET)if(NOT OpenCV_FOUND)message(FATAL_ERROR "OpenCV > 2.4.3 not found.")endif()
endif()

注意：如果你的opencv版本是3.x.x的，则修改成3.0即可，本机的是4.2.0故修改成4.0，一定不要只改成4，这样也会报错，原因暂时未知。

五、安装Eigen3

在ubuntu20.04中自带了Eigen3的版本，这步可以跳过，使用自带的即可。

六、DBoW2 and g2o

DBoW2主要用于回环检测，g2o（General Graph Optimization）主要用于图优化。ORB-SLAM3的master/1.0的源码包自带DBoW2 and g2o，编译时会自动安装。不用管。

七、安装boost库

ubuntu20.04中自带boost库可以使用，可以跳过此步，使用自带的即可。

八、非ROS部分的源码编译和安装

1. 编译之前先修改代码

(1) 修改在CMakeList.txt文件
在src/ORB_SLAM和ROS/ORB_SLAM目录下，建议在-wall 后面加上-w 用于屏蔽Warning便于发现错误上午真正位置。如下图所示：

在这里插入图片描述

(2) 修改build.sh/build_ros.sh文件
建议将build.sh/build_ros.sh文件中的make -j/make -j4改成make -j2/make 避免运行./build.sh时出现系统卡死的情况

(3) 修改build_ros.sh文件
如果使用的是master/1.0版本的源码，要build_ros.sh文件中的其中的路径，Example改成Example_old，应为新版本的源码中ROS文件夹放到了Example_old目录下了。

(4) 修改ORB_SLAM3/CMakeLists.txt文件
添加c++的使用许可：

 add_compile_options(-std=c++14)

添加的位置如下图所示：

在这里插入图片描述

(5) 修改mono_euroc.cc文件
ORB_SLAM3-master/1.0版本是默认不打开窗口的，运行ORB_SLAM3时，只有终端的窗口，没有调出其他可视化的。在/ORB_SLAM3_ws/src/ORB_SLAM3/Examples/Monocular目录和下修改mono_euroc.cc文件，将false改成true，如下所示：

在这里插入图片描述
具体代码如下：

ORB_SLAM3::System SLAM(argv[1],argv[2],ORB_SLAM3::System::MONOCULAR, true);

2. 编译源码

终端输入：

 chmod +x build.sh./build.sh

至此，编译非ROS环境下的源码应该是没什么问题了！编译成功的终端截图如下：

在这里插入图片描述

九、ROS部分的源码编译和安装

1. 创建ROS工作空间（已创建可忽略）

1）创建工作空间，终端输入：

roscore
mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/src
catkin_init_workspace

2）编译工作空间

cd ~/catkin_ws/
catkin_make

3）使得工作空间的环境变量生效

source devel/setup.bash

4）使得环境变量在所有的终端中都有效（将路径添加进.bashrc文件中）：

按个人的喜好，此步骤不是必选项，执行这段代码之后，意味着电脑开机就自动生效该工作空间的ROS环境

echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc

5）保存.bashrc文件，查看添加的环境变量是否生效：

source ~/.bashrc

6）查看添加的环境变量是否生效，创建一个新终端，输入：

echo $ROS_PACKAGE_PATH

回车之后会显示如下语句，如果打印的路径中包含当前工作空间的路径，则环境变量设置成功。

2. 编译前先对源码进行修改

**(1) 修改Viewer.cc文件 **
在Example_old/ROS/ORB_SLAM3/src/AR目录下，在Viewer.cc文件中添加如下：

{PROJECT_SOURCE_DIR}/../../../Thirdparty/Sophus

添加的位置如下：
在这里插入图片描述

不添加可能会出现报错：提示找不到sophus库，如下图所示：
在这里插入图片描述

(2) 修改ViewerAR.cc文件
在ROS/ORB_SLAM3/src/AR目录下，修改ViewerAR.cc文件
1）添加Converter.h头文件

#include "../../../include/Converter.h"

修改的位置如下图所示：
在这里插入图片描述
2）大概405行，修改为

vPoints.push_back(ORB_SLAM3::Converter::toCvMat(pMP->GetWorldPos()));

修改的位置如下图所示：
在这里插入图片描述
3）大概在530行，修改为

cv::Mat Xw = ORB_SLAM3::Converter::toCvMat(pMP->GetWorldPos());

修改的位置如下图所示：
在这里插入图片描述

(3) 修改ros_mono_ar.cc文件
在ROS/ORB_SLAM3/src/AR目录下，修改ros_mono_ar.cc文件
1）添加Converter.h头文件

#include "../../../include/Converter.h"

修改的位置如下图所示：
在这里插入图片描述

2） 大概在151行，修改为：

cv::Mat Tcw=ORB_SLAM3::Converter::toCvMat(mpSLAM->TrackMonocular(cv_ptr->image,cv_ptr->header.stamp.toSec()).matrix());

修改的位置如下图所示：
在这里插入图片描述

3. 编译运行源码

(1) 将ROS包的路径添加到环境中
打开bashrc文件并编辑

终端输入：sudo gedit ~/.bashrc

在.bashrc的最后一行加入ORBSLAM的ROS代码寻找的路径

export ROS_PACKAGE_PATH=${ROS_PACKAGE_PATH}:/home/chen/catkin_ws/src/ORB_SLAM3/Examples_old/ROS

注意：其中的路径换成自己的路径，如果ROS包在Example文件夹中，则改成Example

再打开一个终端运行

source ~/.bashrc
echo ${ROS_PACKAGE_PATH}

如果能正确显示刚刚加入的地址则正常。

(2) 编译代码
配置完成后，在src/ORB_SLAM3目录下打开终端：

chmod +x build_ros.sh
./build_ros.sh

可能的报错：
在这里插入图片描述
原因：
ORB_SLAM的路径没设置成功，导致定位不到ROS包的路径

解决：
(1) 首先在~/.bashrc文件上上设置路径
添加的代码如下：

export ROS_PACKAGE_PATH=${ROS_PACKAGE_PATH}:/home/chen/catkin_ws/src/ORB_SLAM3/Examples_old/ROS

其中的路径改成自己的路径即可
生效环境：

source ~/.bashrc

注意：重新执行./build_ros.sh编译，依然报定位不到ROS包的错误，再进行下一步：

(2) 在ROS的安装路径下更改路径

cd /opt/ros/noetic/
sudo gedit setup.bash

添加如下的代码

export ROS_PACKAGE_PATH=${ROS_PACKAGE_PATH}:/home/chen/catkin_ws/src/ORB_SLAM3/Examples_old/ROS

其中的路径改成自己的路径即可
生效环境

source setup.bash

没出意外的话，到此，编译ROS环境下的SLAM3源码就已经成功！！！

创作不易，有什么错误的地方，希望大佬们指出，以免误人子第！！！！！

总结

以上就是运行ORB_SLAM的全部详细教程，主要是介绍了关于在ubuntu20.04中运行ORB_SLAM3的所有依赖的库的安装过程，和所遇到的一些报错的解决方法。有什么问题，可以评论区里面交流讨论。如需要已修改过的代码文件，可直接运行的代码，在评论区留言即可。

这篇关于【ORB_SLAM系列4】—— 一文搞定如何在Ubuntu20.04中安装运行ORB_SLAM3（包含ROS版本和非ROS版本）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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