一种SLAM精度评定工具——EVO使用方法详解

evo工具github链接：link

evo_ape 计算绝对位姿误差

绝对位姿误差，常被用作绝对轨迹误差，比较估计轨迹和参考轨迹并计算整个轨迹的统计数据，适用于测试轨迹的全局一致性。
命令语法：命令 格式 参考轨迹 估计轨迹 [可选项]
其中格式包括euroc、tum等数据格式，可选项有对齐命令、画图、保存结果等。
常用命令示例：
evo_ape euroc MH_data3.csv pose_graphloop.txt -r full -va --plot --plot_mode xyz --save_plot ./VINSplot --save_results ./VINS.zip
命令的含义为：计算考虑平移和旋转部分误差的ape,进行平移和旋转对齐,以详细模式显示，保存画图并保存计算结果。
命令运行后得到结果如下图所示

其中-r表示ape所基于的姿态关系

-r/–pose_relation可选参数	含义
full	表示同时考虑旋转和平移误差得到的ape,无单位（unit-less）
trans_part	考虑平移部分得到的ape，单位为m
rot_part	考虑旋转部分得到的ape，无单位（unit-less）
angle_deg	考虑旋转角得到的ape,单位°（deg）
angle_rad	考虑旋转角得到的ape,单位弧度（rad）

不添加-r/–pose_relation和可选项，则默认为trans_part。

-v表示verbose mode,详细模式，-a表示采用SE(3) Umeyama对齐，其余可选项如下表所示。不加-s表示默认尺度对齐参数为1.0，即不进行尺度对齐。

命令	含义
–align/-a	采用SE(3) Umeyama对齐，只处理平移和旋转
–align --correct_scale/-as	采用Sim(3) Umeyama对齐，同时处理平移旋转和尺度
–correct_scale/-s	仅对齐尺度

采用不同对齐命令效果图

–plot表示画图，–plot_mode选择画图模式，二维图或者三维图，可选参数为[xy, xz, yx, yz, zx, zy, xyz]，默认为xyz。保存画图结果可以自己手动在窗体上保存，也可以通过–save_plot实现，–save_plot后接保存路径，如./VINSplot, 表示存储在当前路径下的名称为VINSplot的文件中，保存文件的类型可以通过evo_config设置。常见的可以保存成png,pdf等，详见evo_config部分。
– save_results表示存储结果，后面跟随存储路径以及压缩文件名称，存储后得到zip压缩文件。
作图时修改图像参数请见evo_config。

可通过 evo_ape +数据格式 + --help查看更多参数的含义以及如何使用。例如
evo_ape euroc --help

evo_rpe 计算相对位姿误差

相对位姿误差不进行绝对位姿的比较，相对位姿误差比较运动（姿态增量）。相对位姿误差可以给出局部精度，例如slam系统每米的平移或者旋转漂移量。

命令语法：命令 格式 参考轨迹 估计轨迹 [可选项]
其中格式包括euroc、tum等数据格式，可选项有对齐命令、画图、保存结果等。
常用命令示例：
evo_rpe euroc MH_data3.csv pose_graphloop.txt -r angle_deg --delta 1 --delta_unit m -va --plot --plot_mode xyz --save_plot ./VINSplot --save_results ./VINS.zip
命令的含义为 求每米考虑旋转角的rpe，以详细模式显示并画图。
命令运行后得到结果如下图所示


其中-r表示ape所基于的姿态关系

-r/–pose_relation可选参数	含义
full	表示同时考虑旋转和平移误差得到的ape,无单位（unit-less）
trans_part	考虑平移部分得到的ape，单位为m
rot_part	考虑旋转部分得到的ape，无单位（unit-less）
angle_deg	考虑旋转角得到的ape,单位°（deg）
angle_rad	考虑旋转角得到的ape,单位弧度（rad）

不添加-r/–pose_relation和可选项，则默认为trans_part。
–d/–delta表示相对位姿之间的增量，–u/–delta_unit表示增量的单位，可选参数为[f, d, r, m],分别表示[frames, deg, rad, meters]。–d/–delta -u/–delta_unit合起来表示衡量局部精度的单位，如每米，每弧度，每百米等。其中–delta_unit为f时，–delta的参数必须为整形，其余情况下可以为浮点型。–delta 默认为1，–delta_unit默认为f。
-v --plot --plot_mode xyz --save_results results/VINS.zip --save_plot等同evo_ape中所讲。
当在命令中加上–all_pairs,则计算rpe时使用位置数据中所有的对而不是仅连续对，此时，可以通过-t/–delta_tol控制–all_pairs模式下的相对增量的容差（relative delta tolerance）。需要注意–all_pairs下不能使用–plot函数。
可通过 evo_rpe +数据格式 + --help查看更多参数的含义以及如何使用。例如
evo_rpe euroc --help

evo_config 全局设置和配置文件操作

evo_config show可以查看设置文件中的参数和参数的简要注释。如下图所示。


evo_config set 进行参数设置
下面是几个常用的参数，其含义以及可选项

参数	含义	可选项
plot_export_format	输出图像时图像存储格式	常用png,pdf等
plot_linewidth	作图时线的宽度	matplotlib支持的宽度，默认1.5
plot_reference_color	图像中参考轨迹的颜色	black,red,green等
plot_reference_linestyle	参考轨迹的线型	matplotlib支持的线型，默认–
plot_seaborn_style	图像背景和网格	whitegrid,darkgrid,white,dark
plot_split	是否分开显示/存储图像	false/true
plot_figsize	画图的图像大小	默认宽高均为6，可使用其他值
table_export_format	表格数据输出格式	常用 csv,excel,latex,json

例如命令
evo_config set plot_seaborn_style whitegrid 将画图背景更改成白色网格
evo_config set plot_fontfamily serif plot_fontscale 1.2 将字体改为衬线型并调为1.2倍大小
evo_config set plot_reference_linestyle - 将画图所使用的线型改为 -
evo_config set plot_figsize 10 9 将所画图的图像大小调整为10 9（宽 高）

evo_config reset 将参数还原到默认值

evo_config generate 将命令行参数转换成–out指定的.json文件
例如：evo_config generate --pose_relation angle_deg --delta 1 --delta_unit m --verbose --plot --out rpe_config.json

当需要再次使用这样的参数配置时，可以通过 -c .json文件来实现。例如
evo_rpe euroc MH_data3.csv pose_graphloop.txt -c rpe_config.json

evo_config show --help
evo_config set --help
evo_config generate --help
evo_config reset --help
可查看evo_config中几个工具的部分相关介绍。

evo_traj 轨迹管理的主要工具

evo_traj可以打开任意多个轨迹，查看统计信息。-v表示以详细模式显示，–full_check可以对轨迹进行检查。
evo_traj euroc MH_data1.csv MH_data3.csv
evo_traj euroc MH_data1.csv MH_data3.csv -v
evo_traj euroc MH_data1.csv MH_data3.csv -v --full_check



如果使用的是ROS的bagfile,给出你要使用的.bag文件路径以及topics。例如：
evo_traj bag ROS_example.bag groundtruth ORB-SLAM S-PTAM
利用–all_topics可以加载bagfile中的所有轨迹。
如果需要将轨迹对齐(-a/ --align, -s / --correct_scale, --n_to_align)，则需要利–ref指定参考轨迹。例如evo_traj bag ROS_example.bag ORB-SLAM S-PTAM --ref groundtruth -s

evo_traj 将轨迹进行对齐以及画图操作，与前面提到的几部分一样。
evo_traj可以将轨迹转换成其他格式。

	–save_as_bag	–save_as_kitti	–save_as_tum
bag	yes	yes	yes
euroc	yes	yes	yes
kitti	no(no timestamps)	yes	no(no timestamps)
tum	yes	yes	yes

因euroc格式只对euroc数据集的groundtruth数据有意义，所以没有–save_as_euroc。
evo_traj euroc data.csv --save_as_tum

可通过 evo_traj +数据格式 + --help查看更多参数的含义以及如何使用。例如
evo_traj euroc --help

evo_res 进行结果比较

evo_ape/evo_rpe中将结果保存为.zip文件后，可以利用evo_res对不同的结果进行比较。
例如：MH3.zip、MH3_2.zip均由evo_ape得到的，运行命令evo_res MH3.zip MH3_2.zip -v

evo_res --help可查看可选参数含义。

evo其他常用命令

命令	含义
evo pkg --version	查看evo版本
evo pkg --info	查看evo的简要介绍和描述
evo pkg --pyversion	查看python版本
evo pkg --license	查看许可证
evo pkg --location	查看evo安装路径
evo pkg --logfile	查看日志文件路径
evo pkg --open_log	打开日志文件
evo pkg --clear_log	清除日志文件

参考来源：1.https://github.com/MichaelGrupp/evo/wiki
2.evo源码