vs2015 配置 ceres 基本步骤及遇到的坑

最近有一个项目中需要用到曲线拟合，了解到Ceres的曲线拟合，看效果还不错，所以开始搭建环境。Ceres是google出品的一款基于C++的开源非线性优化库。依赖很多其他库，不过依赖的也都是开源的。

1. 下载依赖库

Eigen - 官网  Eigen

glog - github 

gflags - github

Ceres - 官网有最新版本及最新的稳定版，目前最新版是2.1.0。我下载的是1.14.0.这是一个坑，后面会讲到。

1. 配置过程

1.Eigen

Eigen是由.h文件构成的一款支持矩阵运算的数学计算库，网上查询教程说不需要额外编译，仅解压缩后得到源码文件即可。这是我遇到的第一个坑，我看大家都建议下最新版，于是我官网下载的是3.3.9，可是这是需要编译的。

如果不编译，则编译ceres时会报错：

Could not find a package configuration file provided by "Eigen3" (requested version 3)?

CMake Error at CMakeLists.txt:415 (find_package): Could not find a package configuration file provided by "Eigen3" (requested version 3) with any of the following names: Eigen3Config.cmake eigen3 config.

提示找不到Eigen3，编译后消失。

2.glog

解压得到源码文件glog-master后，在同级目录下建立glog_build文件夹，用来放置编译后的文件。打开CMAKE客户端，对应选择源码文件路径和编译文件路径，如下图所示。

注意：cmake要是版本3.11以上，我重新下载了最新版本。

然后就可以通过Configure按钮选择配置属性，选择VS2015的Win32,如图。

之后点击Finish就可以触发Cmake进行配置，配置表单会有一些标红的项目，此时需要注意一点：BUILD_SHARED_LIBS选项需要勾选，用来生成dll文件，如图。

若没有这个项目，可以通过Add Entry来手动添加。

之后再次触发Configure，直到没有红色错误为止；再触发Generate按钮，如下提示则表示CMake顺利结束。

然后在glog_build文件夹下打开glog.sln文件，分别在Release x64和Debug x64模式下重新生成ALL_BUILD。

3.gflags

与glog一致，建立gflags_build文件夹，存放编译后的文件。Cmake的配置方式也与之前相同。再次提示一点BUILD_SHARED_LIBS选项需要勾选，用来生成dll文件。打开生成的gflags.sln文件，分别在Release x64和Debug x64模式下重新生成ALL_BUILD。

编译这个遇到一个报错：

Could not find a package configuration file provided by "gflags" (requested

version 2.2.0) with any of the following names:

提示需要版本2.2.0.于是我重新下载版本2.2.0

GitHub - gflags/gflags at v2.2.0

这个库不要求cmake的版本了，我用3.24编译报错了，切换回3.13又正常了，在用3.24编译也正常了。可能是顺序的原因。

4.Ceres

与前面两个配置方案一致，建立ceres_build文件夹，存放编译后的文件。Cmake的时候也要注意，BUILD_SHARED_LIBS选项需要勾选，用来生成dll文件。打开生成的Ceres.sln文件，分别在Release x64和Debug x64模式下重新生成ALL_BUILD。

遇到这个错：

Failed to find glog - Could not find glog include directory, set GLOG_INCLUDE_DIR to directory conta

编译到最后，生成了sln文件，可是点击ALL_BUILD重新生成就报错。我网上百度，没什么解决方案，我看官网文档说是从2.0开始支持了c++11-17，我觉得可能是版本问题，于是下载了2.0.0.刚开始是最新版本2.1.0，重新编译还是不行，到最后重新生成报错。我又下载了1.14.0.我在官网找不到历史版本的下载，通过网上百度终于找到一个下载地址：

下载ceres-solver版本

直接复制ceres-solver.org/ceres-solver-1.14.0.tar.gz在域名处，就可以下载。应该也是官网，只是我没找到入口。

最后完成后的目录：

 

1. 包含文件和链接库整理

在每一个库中ALL_BUILD后面点击INSTALL生成后，会在C盘建立一个文件夹

在f:/ceres/新建install文件夹，把这四个文件夹拷贝到Install 文件夹内方便后面VS配置使用。需要说明的是，这一步不是必须的，只是把分散在各处的相关文件聚集在同一个公共位置而已。

6.VS配置

新建一个VS工程，属性配置如下（Debug与Release类似）。

 示例代码：

在网上找了一个曲线拟合的例子：

#include "stdafx.h"
#include 
#include 

#include "glog/logging.h"
#include 
#include 
#include 

using namespace std;

// 代价函数的计算模型
struct CURVE_FITTING_COST
{
	CURVE_FITTING_COST(double x, double y) : _x(x), _y(y) {}
	// 残差的计算
	template 
	bool operator() (
		const T* const abc,     // 模型参数，有3维
		T* residual) const     // 残差
	{
		residual[0] = T(_y) - ceres::exp(abc[0] * T(_x) *T(_x) + abc[1] * T(_x) + abc[2]); // y-exp(ax^2+bx+c)
		return true;
	}
	const double _x, _y;    // x,y数据
};

int main(int argc, char** argv)
{
	double a = 1.0, b = 2.0, c = 1.0;         // 真实参数值
	int N = 100;                          // 数据点
	double w_sigma = 1.0;                 // 噪声Sigma值
	cv::RNG rng;                        // OpenCV随机数产生器
	double abc[3] = { 0,0,0 };            // abc参数的估计值

	stringstream ss;

	vector x_data, y_data;      // 数据

	cout << "generating data: " << endl;
	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		double x = i / 100.0;
		x_data.push_back(x);
		y_data.push_back(
			exp(a*x*x + b*x + c) + rng.gaussian(w_sigma)
			);
		cout << x_data[i] << " " << y_data[i] << endl;
		ss << x_data[i] << " " << y_data[i] << endl;
	}

	ofstream file("points.txt");
	file << ss.str();

	// 构建最小二乘问题
	ceres::Problem problem;
	for (int i = 0; i < N; i++)
	{
		problem.AddResidualBlock(     // 向问题中添加误差项
									  // 使用自动求导，模板参数：误差类型，输出维度，输入维度，维数要与前面struct中一致
			new ceres::AutoDiffCostFunction(
				new CURVE_FITTING_COST(x_data[i], y_data[i])
				),
			nullptr,            // 核函数，这里不使用，为空
			abc                 // 待估计参数
			);
	}

	// 配置求解器
	ceres::Solver::Options options;     // 这里有很多配置项可以填
	options.linear_solver_type = ceres::DENSE_QR;  // 增量方程如何求解
	options.minimizer_progress_to_stdout = true;   // 输出到cout

	ceres::Solver::Summary summary;                // 优化信息
	chrono::steady_clock::time_point t1 = chrono::steady_clock::now();
	ceres::Solve(options, &problem, &summary);  // 开始优化
	chrono::steady_clock::time_point t2 = chrono::steady_clock::now();
	chrono::duration time_used = chrono::duration_cast>(t2 - t1);
	cout << "solve time cost = " << time_used.count() << " seconds. " << endl;

	// 输出结果
	cout << summary.BriefReport() << endl;
	cout << "estimated a,b,c = ";
	for (auto a : abc) cout << a << " ";
	cout << endl;

	return 0;
}

 输出的 y2 = np.exp(0.892*x*x+2.17039*x+0.944142);

在python显示了一下：

另：ceres生成遇到的问题：

1. std::numeric_limits::max()“max”宏的实参不足

error     C2589:     “(”     :     “::”右边的非法标记

 

解决方案：需要把max用括号括起来避免和windows定义的宏混淆

(std::numeric_limits::max)()

1. error C2589: “(”:“::”右边的非法标记

 x_plus_delta[i] = (std::max)(x_plus_delta[i], lower_bounds_[i]);

1. ERROR macro is defined. Define GLOG_NO_ABBREVIATED_SEVERITIES before including logging.h. See the document for detail.

解决方法：

在工程加上预编译宏GLOG_NO_ABBREVIATED_SEVERITIES

到目前为止，我的ceres的ALL_BUILD依然有两个错误没有解决，不过都是example里面的项目，不影响我使用，在这记录一下就行了。

严重性	代码	说明	项目	文件	行
错误	C2719	'yaw_radians': formal parameter with requested alignment of 8 won't be aligned	pose_graph_2d	f:\ceres\ceres-solver-1.14.0\examples\slam\pose_graph_2d\pose_graph_2d_error_term.h	42
错误	C1128	节数超过对象文件格式限制: 请使用 /bigobj 进行编译	nist	c:\program files (x86)\eigen3\include\eigen3\eigen\src\core\coreevaluators.h	536