[slam评估]evo使用

EVO功能介绍

一、安装与文件介绍

1. 安装

方法一：安装使用命令行

pip install evo --upgrade --no-binary evo

方法二：从GitHub下载程序包后解压安装（本文使用方法）

EVO在GitHub上主页：MichaelGrupp/evo: Python package for the evaluation of odometry and SLAM (github.com)

2. EVO介绍

evo文件架构：

evo-master
│  
├─contrib
│  └─kitti_poses_and_timestamps_to_trajectory.py /*可将KITTI数据集真值文件加入时间戳生成tum格式*/
│               ...
├─doc
│  └─
├─evo
│  └─
├─notebooks
│  └─
└─test
    │
    ├─cfg
    │  ├─ape_rpe
    │  ├─res
    │  ├─tf
    │  └─traj
    │      └─
    ├─data   /*这个文件夹中是运行范例，其中文件为范例真值文件和不同算法跑出的轨迹文件*/
    │  └─res_files
    ├─demos
    └─tum_benchmark_tools

二、evo使用

在evo使用时主要用到以下工具：

度量：

• evo_ape - 绝对位姿误差
• evo_rpe - 相对位姿误差

工具：

• evo_traj - 分析工具，绘制或导出一个或多个轨迹
• evo_res - 比较工具，比较evo_ape or evo_rpe生成的一个或多重结果
• evo_fig - (测试中) tool for re-opening serialized plots (saved with --serialize_plot)
• evo_config - 用于全局设置和配置文件操作的工具

1. 使用evo_traj进行分析，绘制轨迹图

• 在evo中提供了使用evo_traj分析使用KITTI数据集轨迹图的范例操作

  cd test/data
  evo_traj kitti KITTI_00_ORB.txt KITTI_00_SPTAM.txt --ref=KITTI_00_gt.txt -p --plot_mode=xz
  

  其中，

  • evo_traj：运行程序名称；

  • kitti：使用数据格式；

  • KITTI_00_ORB.txt KITTI_00_SPTAM.txt：两个算法使用KITTI00数据集生成的轨迹文件；

  • --ref=KITTI_00_gt.txt：以KITTI_00_gt.txt为真值文件；

  • -p：进行绘图，显示plot窗口；

  • --plot_mode=xz：绘制xz平面，不加时默认为三维立体轨迹。

• plot页面分析

  • trajectories：轨迹图

  • xyz_view：xyz轴视图，其中三个图分别代表在xyz三个方向的位置变化。

  • rpy_view：欧拉角视图，其中三个图分别代表在RPY三个方向的转动变化。

    补充：Roll（滚转角），Pitch（俯仰角），Yaw（偏航角），分别对应绕XYZ轴旋转
    旋转的正方向是，从XYZ轴的箭头方向看过去，顺时针为正，逆时针为负。（详见欧拉角RPY对应XYZ轴）

2. 使用evo_ape进行误差分析

• 在Readme中给出范例，使用计算ORB-SLAM的轨迹绝对误差，并绘制各个结果并将evo_res所需的结果保存到.zip文件中。相应命令如下：

  mkdir results
  evo_ape kitti KITTI_00_gt.txt KITTI_00_ORB.txt -va --plot --plot_mode xz --save_results results/ORB.zip
  

  其中，

  • evo_ape：运行程序名称
  • kitti：使用数据格式
  • KITTI_00_gt.txt：KITTI00的真值文件
  • KITTI_00_ORB.txt：ORB算法使用KITTI00数据集生成的轨迹文件
  • -va：显示详细信息
  • --plot：进行绘图
  • --plot_mode xz：绘制xz平面，不加时默认为三维立体轨迹
  • --save_results results/ORB.zip：–save_results保存结果，results/ORB.zip保存的路径及文件名
  • -r trans_part：默认模式（省略时为该模式）。平移误差，单位为m

  保存压缩包内文件：

  alignment_transformation_sim3.npy
  error_array.npy
  info.json
  stats.json
  

• 页面及文件分析

  raw：

  • APE：绝对位姿误差
  • w.r.t. ：with respect to 的缩写。是 关于；谈及，谈到的意思。（自论文中的 w.r.t. 和 i.e. 是什么意思_颜的博客-CSDN博客_w.r.t.什么意思)
  • translation part (m)：平移误差，单位m
  • rmse：均方根误差（Root Mean Square Error）
  • median：中位数
  • mean：均值
  • std：个人理解是误差带（误差数据的波动范围）

  map： 映射到轨迹上的误差

3. 使用 evo_res 进行多结果比较

主要功能

• 打印信息和统计数据（默认模式）

• 绘制结果

• 在表格中保存统计结果

使用范例

• 使用在evo_ape功能中生成的压缩文件，进行分析，绘图并保存统计结果：

  evo_res results/*.zip -p --save_table results/table.csv
  

  其中，

  • evo_res：运行程序名称
  • results/*.zip：需要分析的文件路径（由evo_ape生成），.zip代表所有文件类型为zip*的文件
  • -p：进行绘图
  • --save_table results/table.csv：保存统计结果至表格文件，保存位置为results/table.csv中

  （保存至表格内容与终端显示一致）

• 页面及文件分析

  页面介绍

  • raw：分析的初试数据，将数据直接绘制到图中

  • stats：统计，柱状图，内容为所有相比较的数据（与终端显示数据一致）

  • histogram：直方图，关于误差在不同等级的比重

  • box_plot：箱型图

  • violin_histogram：小提琴图

​ 文件分析

文件中内容分别为均方根误差、均值、中位数、标准差、最小值、最大值、误差平方和。