解决 cv_bridge 与 opencv4 版本冲突问题

解决了在 ROS melodic / noetic 下 cv_bridge 与 opencv4 版本冲突导致的 opencv 操作 导致 Segmentation fault (core dumped) 的问题。

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  • 问题描述
  • 解决方法
  • 参考

问题描述

在 ubuntu18.04 ROS melodic 下整理好 ORBSLAM3 ROS 功能包后,编译通过,但是运行节点时出现段错误:Segmentation fault (core dumped)
发现错误发生在使用 opencv4 的 cv::FileStorage 读取 yaml 文件处,而这个错误在运行非 ROS 版本的 ORBSLAM3 程序时并不会发生。
即以下代码无法执行:

cv::FileStorage fsSetting("yaml文件路径", cv::FileStorage::READ);
if(!fsSettings.isOpened()){
	cerr << "Failed to open settings file at: " << path << endl;
	exit(-1);
}

当然除了cv::FileStorage,其他 opencv 的操作也可能导致错误。
最后发现在 CMakeLists.txt 中不添加 cv_bridge 包,cv::FileStorage 就能正常读取文件:

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
	# cv_bridge
)

后来在ubuntu20.04 ROS noetic 下同样是编译通过,运行节点出现段错误,但是出现段错误的点不在 cv::FileStorage 读取 yaml 文件处。

因为 melodic 版本的 cv_bridge 功能包中所用 opencv 版本为 opencv3,所以原因应该是 cv_bridge 与 opencv4 版本冲突
noetic 版本的 cv_bridge 功能包使用的是 opencv4,但是同样会因为 opencv4 版本不一致出现冲突,而在 catkin_make 结束后该冲突只以 warning 的形式提示。

解决方法

解决问题的方法是通过将 cv_bridge 和 我们自己功能包的依赖设为同一版本的 opencv

采用重新编译 cv_bridge 功能包的方法,解决该冲突问题。

  1. 下载 cv_bridge
    下载 noetic 版本的 cv_bridge。(noetic 版本的 cv_bridge 在 melodic 下也能使用,不过要做一些修改,后续会说明)
    下载地址:https://github.com/ros-perception/vision_opencv/tree/noetic
    下载完成后,将 cv_bridge 拷贝到 ros 工作空间的 src 文件夹下。
    为了不影响原来的包,将该文件夹重命名为 cv_bridge_new,并且将 CMakelists.txt 文件中 project 名称修改为 cv_bridge_new:

    project(cv_bridge_new)
    

    并且修改 package.xml 中包的名称:

    <package format="2">
      <name>cv_bridge_newname>
      ...
    

    在 CMakelists.txt 文件中指定我们自己的功能包中所用的 opencv4:

    ...
    set(OpenCV_DIR opencv路径/opencv/build)
    set(_opencv_version 4)
    find_package(OpenCV 4 QUIET)
    ...
    
  2. 编译 cv_bridge
    cd 到工作空间的根目录,执行 catkin_make --pkg cv_bridge_new
    在 noetic 版本下直接编译成功,生成名为 cv_bridge_new 的包。
    接下来在自己的功能包中使用 cv_bridge_new 包就行。可跳过去看第 3 步。

    如果是 melodic ,会出现两个问题:
    ① 编译过程中会报错:

    Could not fild the following Boost libraries:
    boost_python37
    

    找不到 boost_python37 库
    在 /usr/lib 文件夹下查找 boost_python ,其实是有这个库的,只不过名字尾缀不为python37,而是 python3。
    可以通过建立软链接的方式让 CMake 找到该库,网上有解决方案。
    也可以直接修改 CmakeLists.txt 文件

    ...
    if(PYTHONLIBS_VERSION_STRING VERSION_LESS "3.8")
    # Debian Buster
    find_package(Boost REQUIRED python3)
    ...
    

    ② 重新编译,发现还是会有错误。
    解决 cv_bridge 与 opencv4 版本冲突问题_第1张图片
    参考博客1,修改 cv_bridge_new/src/module.hpp 文件下 void* do_numpy_import()函数为:

    static void do_numpy_import( )
    {
        import_array( );
    }
    

    修改完成后就能成功通过编译。

  3. 使用 cv_bridge_new 包
    在自己的功能包中,修改 CMakeList.txt 文件

    find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
    	cv_bridge_new
    )
    

    修改 package.xml 文件

    ...
    <build_depend>cv_bridge_newbuild_depend>
    ...
    <exec_depend>cv_bridge_newexec_depend>
    ...
    

    注意源文件不需要做任何修改,即不需要修改源文件 include 的 cv_bridge 的头文件路径,虽然我们编译生成的包名修改为了 cv_bridge_new。(参考博客 [2] 中修改源文件的步骤是错误的)
    重新编译,运行节点就能正常使用 opencv4 。

参考

[1] 解决ROS配置中cv_bridge问题:https://zhuanlan.zhihu.com/p/347455336
[2] ROS学习:cv_bridge与opencv版本冲突三种解决方案:https://blog.csdn.net/qinqinxiansheng/article/details/120219388

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