Windows编译gtsam

1. 目的

• 为了同时使用ceres，g2o，gtsam完成优化问题的求解。并探求不同的优化库分别针对什么问题进行求解是比较合适的。
• 平时工作环境又是Windows故尝试在Windows平台完成编译。现在在vs2017之后都可以通过微软官方的vcpkg直接得到特定版本的库了，需要自取。

2. Cmake 结果

Use System Eigen : ON (Using version: 3.3.4)
Use Intel TBB : Yes
Eigen will use MKL : MKL not found
Eigen will use MKL and OpenMP : OpenMP found but GTSAM_WITH_EIGEN_MKL is disabled
Default allocator : TBB
Cheirality exceptions enabled : YES
Packaging flags
CPack Source Generator : TGZ
CPack Generator : TGZ
GTSAM flags 
Quaternions as default Rot3 : Enabled
Runtime consistency checking : Disabled
Rot3 retract is full ExpMap : Enabled
Pose3 retract is full ExpMap : Enabled
Allow features deprecated in GTSAM 4.1 : Enabled
Metis-based Nested Dissection : Enabled
Use tangent-space preintegration : Enabled
MATLAB toolbox flags
Install MATLAB toolbox : Disabled
Python toolbox flags 
Build Python module with pybind : Disabled
===============================================================
Configuring done
Generating done

2. 源码下载

下载当时最新版，选择4.1rc版本，Windows 继续采用cmake进行编译管理。一切照旧操作。

3. 编译过程&解决方案

Configuration配置选择系统自带$Eigen$，$tbb$加速，动态库，无$python$，使用四元数，剩下的都几乎是默认参数。如Figure 3.1所示:

Figure3.1 Cmake配置选项 然后开始配置，接下来介绍出现的问题以及对应的解决方案：

问题1：Cmake过程中Boost无法找到；
解决方案: 根据文章得知，find_package会去CMAKE_MODULE_PATH 中查找Findxxx.cmake 文件，然后在这个文件提供的路径下去寻找相应的库，那么通过想cmakelist文件中添加message("cmake_module_path: " ${CMAKE_MODULE_PATH})得知，会在源码目录cmake中的FindBoost.cmake中查找对应的boost路径，如下Figure 3.2通过在该cmake文件中查询发现find boost会使用下面两个变量：Boost_INCLUDE_DIR,BOOST_LIBRARYDIR。于是将

set(Boost_INCLUDE_DIR "D:/ThirdPartyLibraries-20210530/include")
set(BOOST_LIBRARYDIR "D:/ThirdPartyLibraries-20210530/x64/vc15/lib/Debug")

设置在find的前面，然后重新configuration，发现boost可以找到了。
问题2：TBB无法找到，原因同上，解决方案也同上 。
添加如下变量于tbb的find_pachage前面

set(TBB_INCLUDE_DIRS "D:/ThirdPartyLibraries-20210530/include")
set(TBB_LIBRARIES "D:/ThirdPartyLibraries-20210530/x64/vc15/lib/Debug")

于是configuration也通过了。

Figure 3.2 cmake路径中的.cmake文件

因为事先已经将其他库文件分类成Release和Debug版本的，因此这里先编译的Release版本的，后编译Debug版本的，发现只需要修改CMakeLists中的路径就可以得到不同版本的库文件，都不需要重新修改cmake的。

随后generate也顺利通过，但是在打开vs进行批量生成的时候,报错无法解析的外部依赖项和链接失败的问题。
问题3：LINK : fatal error LNK1181: 无法打开输入文件“tbb-NOTFOUND.obj”
原因: 是附加依赖项中出现tbb-NOTFOUND，tbbmalloc-NOTFOUND,github上搜索发现是gtsam中关于tbb的问题#issue240，默认只能识别 静态库，因此需要在CmakeList.txt中修改将 gtsam\cmake\FindTBB.cmake 中用
add_library(\${libname} SHARED IMPORTED)
替换掉
add_library(${libname} STATIC IMPORTED)
然后release下的这个错误就没有了，但是debug下还是依赖的release的，重新cmake也不行，最后选择手动将debug下的关于tbb的附加依赖库都改了，之后就没有问题了，但是更加自动化批量修改的方式后面还需要进一步研究。
问题：无法解析的外部依赖项, LNK2019 无法解析的外部符号 “public: __cdecl gtsam::ShonanAveraging3::ShonanAveraging3(class std::basic_string,struct gtsam::ShonanAveragingParameters<3> const &)” (??0ShonanAveraging3@gtsam@@QEAA@V?$basic_string@DU?$char_traits@D@std@@V?$allocator@D@2@@std@@AEBU?$ShonanAveragingParameters@$02@1@@Z)，该符号在函数 main 中被引用 ShonanAveragingCLI
解决方案：
将附加依赖项中的tbb部分手动替换成如下项：

D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\tbb_debug.lib
D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\tbbmalloc_debug.lib

其他大部分的example中的附加依赖库都是一样的，下面这5个除外。之后编译成功。

Figure 3.3 附加依赖项不一致的example工程

附：添加的附加依赖项，Debug模式才需要，如下仅为个人记录，需要时修改对应路径才能用。

..\..\lib\Debug\gtsam_unstableDebug.lib;..\..\lib\Debug\gtsamDebug.lib;D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\libboost_program_options-vc141-mt-gd-1_64.lib;D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\libboost_serialization-vc141-mt-gd-1_64.lib;D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\libboost_filesystem-vc141-mt-gd-1_64.lib;D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\libboost_thread-vc141-mt-gd-1_64.lib;D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\libboost_atomic-vc141-mt-gd-1_64.lib;D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\libboost_date_time-vc141-mt-gd-1_64.lib;D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\libboost_regex-vc141-mt-gd-1_64.lib;D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\libboost_timer-vc141-mt-gd-1_64.lib;D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\libboost_chrono-vc141-mt-gd-1_64.lib;D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\libboost_system-vc141-mt-gd-1_64.lib;D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\tbb_debug.lib;D:\ThirdPartyLibraries-20210530\x64\vc15\lib\Debug\tbbmalloc_debug.lib;..\..\lib\Debug\metis-gtsamDebug.lib;kernel32.lib;user32.lib;gdi32.lib;winspool.lib;shell32.lib;ole32.lib;oleaut32.lib;uuid.lib;comdlg32.lib;advapi32.lib

其他Ref

• tbbmalloc找不到的错误，详见；
• Find_package和include_directories之间的关系，详见；