OpenCV，Qt，ROS学习笔记

这几年接触了不少东西，才知道原来在大学的时候欠下了好多债，以前在学校的时候还总觉得课程多，学不过来，后来发现很多东西连门都还没入，真的需要大量的积累啊。想起之前在实验室时，一个博士师兄说，不仅要多看，还要学习整理和总结，觉得非常正确。作为开山第一篇，先把过去接触的东西整理一遍。

 

OpenCV

OpenCV是开源的计算机视觉库，跨平台且便于移植，由C++构成，于1999年由Intel建立，由Willow Garage提供支持。其官方网站如下：https://opencv.org

最开始学的时候是对照于仕琪翻译的《学习OpenCV》一书，书中用的好像还是OpenCV 1.x版本，有很明显的C语言风格语法。学过C语言和C++编程的人，入门和上手会非常快，简单易学。此外，90后作者毛星云写的《OpenCV3编程入门》也非常好，详细介绍了OpenCV3的使用和调用方法。他的CSDN博客如下：http://blog.csdn.net/poem_qianmo

对于上手和入门，笔者觉得最重要最基础的是要能获取摄像头、图片和视频流数据，进行读写操作和一些简单的矩阵变换，然后再逐渐深入，进行一些算法研究、项目开发等。

OpenCV作为一项工具，主要是为了研究和实际的项目开发，因此在实践中又会遇到大量大量的问题。

笔者在实际开发中主要参考了以下几个人的博客：

北航博士 邹宇华的CSDN博客：http://blog.csdn.net/chenyusiyuan

北大硕士 小魏的修行路：http://blog.csdn.net/xiaowei_cqu

比较有意思的是，这两个人还相互间引用。

不过OpenCV的函数具体用法，最好的讲解还是查看官方网站：https://docs.opencv.org

 

Qt

想起之前在学校的时候，MFC挺火的。后来逐渐发现Qt更好用，同样它也是跨平台，支持多种不同的接口，对于软件开发非常有利。Qt是一个1991年由Qt Company开发的跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架，官方网站：https://www.qt.io

当时对照《Qt5开发及实例》学的，例程简单，上手也快，基本把Qt常用控件和库都讲了一遍。

比较好的博客有 一去、二三里：http://blog.csdn.net/liang19890820，里面有很多很好玩的例程。

此外，要想把界面做得美观和漂亮，除了界面布局、UI设计，QSS的渲染也非常重要。QSS全称Qt Style Sheets，使用qss可将功能与界面的设计分离开，制作更多更美的界面。

关于Qt的函数介绍及其使用，包括QSS，最好最权威的介绍还是Qt assistant或者官方documents。

 

ROS

ROS全称Robot Operating System，ROS的前身是斯坦福人工智能实验室为了支持斯坦福智能机器人STAIR而建立的交换庭(switchyard)项目。到2008年，主要由Willow Garage维护，官网http://www.ros.org

学习ROS比较好的书籍有《ROS by Example》，分上下两册。

安装ROS可以参考官方网站：http://wiki.ros.org/indigo/Installation/Ubuntu，目前比较稳定的版本是indigo和Kinetic。

ROS的基础教程参考http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials，需要完整过一遍，才能有所收获。

ROS api的介绍也可以查看官网教程：http://docs.ros.org/api/。

学习ROS确实需要很多方面的知识，ROS主要由C++和python开发，一般运行在Linux系统下，所以Linux的常用指令是需要熟练掌握的。ROS的编译采用catkin_make，实际是对cmake进行了一定的封装，cmake的一些常见语法是需要有所了解的。对于在windows系统下用惯了IDE的同志们，每次在Linux下配置或者加载不同环境都要花费很大功夫。

关于使用什么样的IDE，wiki上还有专门的介绍：http://wiki.ros.org/IDEs ，有十几种。笔者通常使用Qt Creator进行C++编程，使用PyCharm进行python编程，关于安装和配置，wiki上有详细的说明。

总的来说，了解ROS，首先要了解其框架，即工作空间（workspace），包（package），和节点（node，即可执行程序）。常用的通讯机制有topic，server，actionlib，dynamic_reconfigure，一般进行的文件操作为xml和yaml，高级点的用法有pluginlib，nodelet和message_filters等。ROS框架主要是用C++实现的，其中又涉及的库主要有STL即标准C++模板库和boost库（不易看懂，但实用）。

同样，学习ROS最好的教程还是看官方例程，即http://wiki.ros.org，里面有详细的讲解。

ROS是开源的机器人操作系统，因此在github上可以找到源码，毕竟源码面前了无私密。

1、跟ROS核心框架相关的东西，可以在https://github.com/ros上面找到源码；

2、运用ROS进行一些可视化分析，图形界面操作等，可以在https://github.com/ros-visualization上面找到源码，主要是ros和qt或者pyqt的结合使用，非常有帮助；

3、ROS主要是为了解决机器人的控制问题，其中导航开源库可以在https://github.com/ros-planning/navigation查看，机械臂规划则对应的是moveit包。

4、机器人少不了传感器，也就是机器人的感知系统，在https://github.com/ros-perception可以查看大量的源码，如与opencv的配合使用，点云库PCL的使用，激光、IMU数据的采集等。

除了ros官网，国内也有很多大神的博客值得去看和学习，最有名的当属古月居大神。

 

另外，视觉SLAM就是更上一层次的研究方向，涉及和包括的知识更多，笔者主要看的是清华大学博士生高翔写的《视觉SLAM十四讲——从理论到实践》一书，他的博客和github链接如下：http://www.cnblogs.com/gaoxiang12 ； https://github.com/gaoxiang12 。 这波人还一起建立了泡泡机器人学习网站，以便更好地推广视觉slam。

 

于深圳