ROS+CMake的OpenCV版本切换（CMake Package原理讲解）

背景

由于在初学slam阶段，电脑上装了一堆开源的slam代码，每个代码的环境库都不一样，其中最重要的opencv库需要经常切换。在此期间，csdn上的很多帖子有坑，浪费了我非常多的时间，坑位总结如下：

1. 通过.bashrc修改PKG_CONFIG_PATH和LD_LIBRARY_PATH只是修改了动态链接库，在编译程序的时候还是原来的版本。
2. 通过.so文件直接替换，非常坑人，看起来版本都变了，但是在程序运行时还是会调用之前的链接库，这是因为package的.cmake文件中依然保存的是原来的.so路径

原因：根据项目的CMakeList里面的包，CMake会采用不同的调用策略

Package	Path
cv_bridge	/opt/ros/noetic/share/cv_bridge
OpenCV	/usr/local/share/OpenCV

如果，这两个文件夹里的OpenCV版本不同，那么就杯具了，程序会有莫名其妙的各种问题和Warning，而修改.bashrc的办法也只针对OpenCV而不是cv_bridge，导致版本不一致，所以这就是坑点。

OpenCV多版本安装

首先安装多版本的OpenCV，下载不同的OpenCV版本，一定注意，需要在执行cmake指令时规定install的路径！，如下所示替换相应的路径和版本

cmake .. -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE \
-D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/opencv_4.7.0 \ #把opencv安装路径
-D OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH=/home/${主机名}/opencv_contrib-4.7.0/modules \ #指向下载的opencv_contrib文件夹
-D OPENCV_GENERATE_PKGCONFIG=YES

演示的是opencv4.7.0版本，其他版本类似操作，只需要修改CMAKE_INSTALL_PREFIX和OPENCV_EXTRA_MODULES_PATH就行。
最后别忘了sudo make install

CMakeList的find_package()功能解析

find_package()这个函数的功能，是通过搜索一些路径，寻找到来实现的。搜索路径Config.cmake的优先级我暂时没有做测试，但是可以粗略的做一个表格

1. CMAKE_PREFIX_PATH
2. _DIR
3. CMAKE_FRAMEWORK_PATH
4. PATH

在这些路径中，寻找以下的文件夹里有没有文件夹，再搜索Config.cmake文件

1. /(lib/|lib|share)/cmake/*/
2. /(lib/|lib|share)/*/
3. /(lib/|lib|share)/*/(cmake|CMake)/

所以，我们只需要保证CMAKE_PREFIX_PATH路径中有这些包就行，就不会找不到包了，其次，再保证OpenCV的版本正确。

项目的CMakeList编写指南

在安装了不同版本的OpenCV之后，我们需要在每个项目的CMakeList中添加

set(OpenCV_DIR "/usr/local/opencv_4.7.0")

解释：
通过message(STATUS ${CMAKE_PREFIX_DIR})可以知道，CMAKE_PREFIX_PATH的路径有：

• /usr/local/
• /opt/ros/noetic/

由上文的find_package()功能解析可以知道，CMAKE_PREFIX_PATH的优先级最高。

那么，我们需要确保这个OpenCV多版本的包在这两个路径下都找不到，这样我们自己设置OpenCV_DIR就能正确连接到合适的版本了。删掉这两个路径下OpenCV文件夹再进行修改CMakeList

ROS的cv_bridge安装

接下来，我们需要解决ros系统对opencv的调用问题，首先，要删掉原本的cv_bridge

sudo apt-get remove ros-noetic-cv-bridge

下载cv_bridge源码，注意在branch中选择版本
Github 链接

修改CMakeList，指定OpenCV package的路径。

set(OpenCV_DIR "/usr/local/opencv_4.7.0")
find_package(OpenCV REQUIRED)

再进行sudo make install完成安装。

总体流程

讲了这么多，总结以下，确保能够运行多版本切换的流程是：

1. 安装多版本的opencv
2. 确保OpenCV多版本的包在CMAKE_PREFIX_PATH路径下找不到(删去必要的部分)
3. 在每个项目的CMakeList里面添加OpenCV_DIR
4. 重新安装cv_bridge
5. 完成更改

如果需要重新切换版本，需要重新安装cv_bridge

参考

1. https://github.com/ros-perception/vision_opencv/tree/noetic
2. https://zhuanlan.zhihu.com/p/50829542
3. https://immortalqx.github.io/2021/07/06/opencv-notes-0/