【学习VINS-MONO】环境配置、测试

VINS-MONO环境配置、测试：

配置环境：
基于Ubuntu16.04、下载安装对应版本的ROS Kinetic、opencv-3.3.1、eigen-3.3.3、ceres-solver-1.14.0、cmake3.10以上的版本
虚拟机vmware workstation
笔记本 hp win10 64位 32G内存
2023.3.14 试过了Ubuntu20.04安装ROS

前言

虚拟机的优点在于安装卸载简单，可以保存快照，遇到问题可以回溯，适合刚开始的学习，目前有教程说虚拟机会出现玄学的问题，但也能安装成功。
虚拟机的玄学问题主要是硬件链接方面，本次测试不需要链接外部硬件设备，不会出现此类问题。
此外，虚拟机比较吃电脑的内存和cpu配置，配置不好的电脑体验可能会比较差。

个人记录学习过程中遇到的问题已经解决办法：
2022.8.29

一、VINS-MONO是什么？

VINS-Mono和VINS-Mobile是香港科技大学沈劭劼团队开源的单目视觉惯导SLAM方案。
是基于优化和滑动窗口的VIO，使用IMU预积分构建紧耦合框架。并且具备自动初始化，在线外参标定，重定位，闭环检测，以及全局位姿图优化功能。

二、vmware虚拟机安装Ubuntu16.04

1.下载Ubuntu16.04的iso镜像

Ubuntu官方下载地址：Ubuntu下载链接

2.安装Ubuntu

tips:分配磁盘稍微大些，并将虚拟磁盘存储单个文件

进行内存、核心的分配

这样虚拟机一启动基本就会占用8G左右的内存了，内存大一点运行起来会更流畅一些

配置好硬件后启动虚拟机，进入Ubuntu安装界面

选择中文，点击右侧安装


由于这是虚拟机，不存在将整个磁盘都清理的情况，所以可以点击第一个选项；但是如果双系统，需选择第四个选项，进行分区，否则会丢失文件。

之后的语言选择和注册账户正常进行。

进入界面，安装完成

3.安装vmware tools

vmware tools可实现主机与虚拟机之间文字和文件的复制粘贴
找到虚拟机菜单栏中虚拟机，点击安装vmware tools，载入驱动，选择压缩包复制到桌面并且解压缩。
如果按键是灰色：解决方案

安装详细教程链接：vmware tools安装

注意：
1.install过程中是no的输入yes，其他回车默认yes
2.第8条以后必须要看，安装完成后会发现只能跨平台粘贴文字，文件依旧不能复制。
解决方案：实现复制文件功能

经过以上两步，试验后成功！
若还是不成，可以试试：

apt-get install open-vm-tools-desktop

详细方法！
重启是点Ubuntu系统的重启，不要点击虚拟机的重启，两者都试一下吧。
至此，Ubuntu系统上的准备工作完成，接下来开始安装ROS。

三、ROS安装

因为Ubuntu的版本决定了ROS的版本，所以要对应安装ROS Kinetic版本
在开始之前先更换一下系统的国内镜像下载源，有些依赖项和库是通过代码自动更新和下载的。
如果阿里云速度也很慢的话，可以校园网教育网可以尝试清华云和华中科大的，多选几个试试。。一开始用的阿里云感觉速度可以，后来切换成华科云以后，33m/s更快了，安装ROS的时候几秒钟就可以完成。
tips：如果选择服务器的时候就很慢，说明要换一个了，，

1、设置sources.list

sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'

2、设置key（公钥已更新）

sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654

有时候会导入公钥会导入不成功，多找几个源和key导入一下即可，这个应该没问题。

3、更新package

sudo apt-get update

4、安装ROS kinetic完整版

sudo apt-get install ros-kinetic-desktop-full

这里的版本号是kinetic，搞错了的话中端会出现一行错误命令，删除即可。
5、初始化rosdep
注意：在使用ROS之前需要初始化rosdep

sudo rosdep init

遇到这种问题可能是因为被墙了，需要改ip地址，注意添加位置，不是在文件最下方！
解决方案：更改ip地址的详细方法
但是上面的方法基本不好用了！
下面两个方法可以解决：一个是通过GitHub自己去下载，安装时指向本地；另一个是更改ip代理
网络问题很严重，更改代理也不能解决问题的话，按照本方法根本解决问题，但是有点麻烦。注意的点是，在进入GitHub的时候把整个包下载下来放到home下，路径名称为home/(用户名)/。手动下载
先改名字，去掉master；然后pwd查看路径（主要是用户名）；最后按照修改即可

这样就时初始化成功了！

rosdep update

更新一下~
9.22更新补充：重新安装的时候，由于墙的原因，更新也会失败，换了网，服务器也都不行，最后在某乎上看到了一个修改代理的方式解决了！代理修改
其中有一点可能不清楚，替换代理ip的时候，是将前面http整个复制过去，替换掉原来的http，后面再紧跟网址。

6、配置ROS环境

echo "source /opt/ros/kinetic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

7、安装依赖项

sudo apt-get install python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential

8、测试ROS是否安装成功

roscore #初始化ROS环境，以后的实验也需要开启这个环境

存在一些问题：
ubuntu20.04安装ROS

rosrun turtlesim turtlesim_node #调出小乌龟

rosrun turtlesim turtle_teleop_key #将控制权交给键盘

以上三个界面，分为三个终端运行

OK！

四、OpenCV安装

opencv的版本决定了后期调用头文件的问题？？？不是很清楚，之前用Ubuntu20.04+ROS+opencv4.5.2失败了

这次在Ubuntu16.04下采用opencv3.3.1版本

首先去opencv官网下载opencv3.3.1：下载opencv3.3.1

1.可以先检查一下opencv是否安装：

pkg-config --modversion opencv

2.安装必要的依赖库：

sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install build-essential cmake pkg-config
sudo apt-get install libjpeg8-dev libtiff5-dev libjasper-dev libpng12-dev
sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev
sudo apt-get install libxvidcore-dev libx264-dev
sudo apt-get install libgtk-3-dev
sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran
sudo apt-get install python3.5-dev
sudo apt-get install ffmpeg

3.找到opencv的压缩包，解压缩后：

cd opencv-3.3.1
mkdir build
cd build
18：cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=Release -D OPENCV_GENERATE_PKGCONFIG=YES ..

16：cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local  ..

————————————————

CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE：
这样产生的makefile文件make生成的可执行文件就带有调试信息，供gdb和gdbserver使用了。CMAKE_BUILD_TYPE的值可以为Release或者Debug。

CMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local …：
INSTALL 指令用于定义安装规则，安装的内容可以包括目标二进制、动态库、静态库以及文件、目录、脚本等。 这里就是提前设置好编译到的路径！

OPENCV_GENERATE_PKGCONFIG=ON：
该选项开启生成opencv4.pc文件，支持 pkg-config 工程。默认的是False
CMAKE_INSTALL_PREFIX 该选项是指定目录的安装目录。如上指定【/usr/local】，则会安装在该路径下的【include、bin、lib】三个文件夹下。该项的设置，在安装多个版本设置不同路径变得很有必要。
————————————————
cmake后的样子：

4.上述配置命令执行成功后，继续执行编译命令：

make -j8

其中 -jx 是使用CPU的多线程，x是要使用的线程数量。有j4 、j12、还有直接make的也可以
时间会有点长

5.执行安装命令：

sudo make install

6.加入到动态链接中：

sudo ldconfig

7.此时在检查一下版本，出现版本号即安装成功！

pkg-config --modversion opencv

安装好opencv3.3.1了

五、手动安装Eigen3.3.3

两种方法，一种是通过apt的方法从Ubuntu库里自动安装，另一种手动下载源代码指定安装包安装。
因为安装Eigen3.3.3这一指定版本，所以我们采取第二种方法。
官网下载地址：这里

在其他版本下载中，找到：

可以在win10主机环境中下载，然后copy到虚拟机中，这样快一些。
1.解压缩后进入文件
解压缩这里，需要从文件夹中的计算机进入桌面终端，而不是右击桌面来进行终端命令
解压缩详细：各种安装包的压解方法，解压位置教程

在桌面上也可以用手动解压缩的方法，右击文件------提取到此处。

2.创建build文件夹

mkdir build

3.进入build文件中

cd build

4.cmake进行编译

cmake ..

5.编译成功后进行安装

sudo make install

注意：
由于后面运行vins-mono环境的时候，需要链接eigen的头文件，所以现在需要链接到该目录下。
原话是：此外，需使用下面命令将Eigen映射到 /usr/include 路径下，因为在很多程序中include时经常使用#include 而不是使用#include ，不映射的话一些程序在编译时会因找不到Eigen/Dense而报错。
链接部分如下：

sudo cp -r /usr/local/include/eigen3 /usr/include/eigen3   #cp -r命令与cp命令的简单复制不同，它带有对文件子目录一个递归的性质。
sudo ln -s /usr/include/eigen3/Eigen /usr/include/Eigen   # ln-s 是软链接

不过有的博客里没有添加软链接这一行代码，但两个都写上是没有问题的。

Eigen3.3.3 安装完成！

六、安装Ceres

安装2.**版本很容易出现问题，ceres是最容易出问题的了，很烦

1.安装依赖项：

sudo apt-get install liblapack-dev libsuitesparse-dev libgflags-dev 
sudo apt-get install libgoogle-glog-dev libgtest-dev
sudo apt-get install libcxsparse3

2. 下载ceres-solver-1.14.0并解压

wget ceres-solver.org/ceres-solver-1.14.0.tar.gz
tar -zxvf ceres-solver-1.14.0.tar.gz

3.进入安装包后，编译：

cd ceres-solver-1.14.0
mkdir build
cd build
cmake ..   #  可能出现错误
make -j8  #也可能出现错误
sudo make install

**注意：cmake … 过程中可能会遇到这个问题，是因为cmake版本过低造成的，Error中也提到需要3.10及以上的版本，所以就要想办法更新或下载高版本的cmake
百度后发现有人说不需要卸载原先的cmake，直接更新即可，否则会出现其他的问题。不要随意卸载原先的cmake！！！
详细解决过程：

wget https://cmake.org/files/v3.12/cmake-3.12.3.tar.gz
tar zxvf cmake-3.12.3.tar.gz
# 下载、解压

cd cmake-3.12.3
./configure
make
sudo make install
#  配置、编译、安装

sudo cmake --version
#检查是否更新完成

cmake更新安装完成！这样再回去cmake就没问题了

至此，准备工作就全部完成了，下面的任务就是安装与编译VINS-Mono环境，并测试.bag数据包

七、安装与编译VINS-Mono

这一篇文章分析的很清晰：vins-mono文件组成

1.创建ROS工作空间：
先添加依赖项：

sudo apt-get install ros-kinetic-cv-bridge ros-kinetic-tf ros-kinetic-message-filters ros-kinetic-image-transport

创建目录：

mkdir -p ~/catkin_ws/src		# 递归创建工作空间及其下的src目录
cd ~/catkin_ws/src				# 移动到工作空间下的src目录
catkin_init_workspace			# 初始化工作空间

可以看到,在~/catkin_ws/src路径下创建了一个CMakeLists.txt文件.
一个典型的ROS工作空间目录结构如下:

catkin_ws/         			# 工作空间
├── src/                   	  # src目录放置源码
│   ├── CMakeLists.txt          # 顶层CMakeLists.txt
│   ├── package_1/				# ROS包1
│   ├── package_2/				# ROS包2
│   └── package_n/				# ROS包n
├── build/                    # build目录放置编译结果
├── devel/                    # devel目录放置开发相关文件
│   └── setup.bash              # 运行该脚本才能让该工作空间下的包被ROS发现
└── install/                  # install目录放置安装相关文件

src目录下存放的是我们写的源码,build、devel和install目录都是ROS在编译过程中为我们生成的,不需要我们创建或修改.

2.安装与编译vins-mono
继续上面的空间终端

git clone https://github.com/HKUST-Aerial-Robotics/VINS-Mono.git
cd ../
catkin_make

编译成功！这也说明vins-mono环境配置好了，可以下载数据包导入跑数据了。
测试包文件下载路径：EuRoC MAV Dataset

下载很慢-。-
下载完成后，在catkin_ws文件夹下新建一个Dates文件，放入。运行ros。打开三个终端，分别启动vins_estimator，rviz和播放包文件。以MH_01为例：

roscore
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash #每个终端运行前都要加上这一句
roslaunch vins_estimator euroc.launch 
roslaunch vins_estimator vins_rviz.launch
roslaunch benchmark_publisher publish.launch sequence_name:=MH_01_easy.bag
rosbag play ~/catkin_ws/Dates/MH_01_easy.bag

配置工作空间时，source devel/setup.bash命令用于刷新环境，编译完成后必须使用source命令刷新一下工作空间的环境。每次进行catkin_make之后，都要进行source devel/setup.bash，进行package创建时，当加入新的package并编译完成后，也要进行source devel/setup.bash刷新环境，否则会出现package XXX not found 的问题。由于我在使用时，经常忘记source，所以我将source devel/setup.bash命令添加到了.bashrc文件中，让系统自动刷新工作空间环境，这样，在这个工作空间下的所有package都可以在编译后直接运行了，不用再source devel/setup.bash。
为了避免每次都要运行脚本指令，可以在.bashrc文件下提前写好~

gedit ~/.bashrc
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

成功运行！

总结

注意版本号，有许多问题，例如头文件出错，c++格式错误、opencv版本对应不上，其实都是版本问题。测试过以上版本均没有问题，可以正常运行。纯纯小白。
2022.8.30

参考链接：
Ubuntu16.04安装ROS Kinetic详细过程
rosdep init 错误解决方法
安装了vmware tools还是不能复制粘贴，使用了很多种方法都不可以
git clone 出现fatal:无法访问问题解决】Ubuntu16.04安装Opencv3.3.1
VMware Tools安装教程
VINS-Mono环境配置与测试笔记
VINS-Mono笔记01_VINS-Mono的编译运行
https://blog.csdn.net/nannan7777/article/details/102915699?spm=1001.2014.3001.5506
Ubuntu 16.04 VINS-Mono 安装
详细介绍如何在ubuntu20.04中安装ROS系统，以及安装过程中出现的常见错误的解决方法，填坑！！！