Ubuntu安装Vins-Fusion(2) —— Ubuntu20.04安装vins-fusion
VINS Fusion是一种基于优化的多传感器状态估计器，可实现自主应用（无人机、汽车和AR/VR）的精确自我定位。本教程以 Ubuntu20 为例。
目录
前言
VINS-Fusion 是一种基于优化的多传感器状态估计器，可为自主应用（无人机、汽车和 AR/VR）实现精确的自定位。它常用于无人机的自主导航和飞行控制，通过融合视觉和惯性数据实现高精度定位和导航。VINS-Fusion 是 VINS-Mono 的扩展，它支持多种视觉惯性传感器类型（单目摄像头 + IMU、双目摄像头 + IMU，只有双目摄像头）。
我的配置如下：
虚拟机 Ubuntu 20.04 (运行内存 4G、硬盘内存 60G) 、ROS noetic 、ceres-solver 2.0
对于Ubuntu 18.04 可参考 👉 Ubuntu安装Vins-Fusion(1) —— Ubuntu18.04安装vins-CSDN博客
1、准备
1.1 安装ROS
安装 VINS-Fusion 之前必须要安装好ROS，ROS安装教程可以参考这篇文章👇
ubuntu安装ROS melodic(最新、超详细图文教程，包含配置rosdep)-CSDN博客
注：没有创建工作空间，可以执行下列代码，如果创建了可以跳过（catkin_make 与 catkin build 是编译功能包的两种工具，任选其一即可）
sudo apt install python3-catkin-tools python3-rosinstall-generator python3-osrf-pycommon -y
mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws
catkin init
catkin build
# catkin_make
# mkdir -p ~/catkin_ws/src
# cd catkin_ws/src && catkin_init_workspace
# cd .. && catkin_make
echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
1.2 安装 Ceres Solver
Ceres Solver 是一个开源的 C++ 库，用于解决非线性最小二乘问题。它的自动微分、鲁棒优化算法以及高效的并行计算能力，使其成为解决复杂非线性优化问题的理想选择。它被广泛应用于计算机视觉、机器人和图像处理领域中的优化问题。
- 安装依赖：
# CMake
sudo apt-get install cmake
# google-glog + gflags
sudo apt-get install libgoogle-glog-dev libgflags-dev
# Use ATLAS for BLAS & LAPACK
sudo apt-get install libatlas-base-dev
# Eigen3
sudo apt-get install libeigen3-dev
# SuiteSparse (可以安装，也可以不安装)
sudo apt-get install libsuitesparse-dev
- 下载 Ceres Solver 源码：
wget ceres-solver.org/ceres-solver-2.0.0.tar.gz
- 编译 Ceres Solver ：
tar zxf ceres-solver-2.0.0.tar.gz
mkdir ceres-bin
cd ceres-bin
cmake ../ceres-solver-2.0.0
make -j3 # 大概几分钟
make test
# 这一步必须每个 test 都通过
- 安装 Ceres Solver ：
# 可选择 make isntall 安装 Ceres，也可使用 CMake 导出，CMake 可以无需安装即可使用 Ceres
# 更多信息请参阅 EXPORT_BUILD_DIR 选项的文档,有关 EXPORT_BUILD_DIR 选项的更多信息。
sudo make install
- 测试：
./bin/simple_bundle_adjuster ../ceres-solver-2.0.0/data/problem-16-22106-pre.txt
测试结果：
iter cost cost_change |gradient| |step| tr_ratio tr_radius ls_iter iter_time total_time
0 4.185660e+06 0.00e+00 1.09e+08 0.00e+00 0.00e+00 1.00e+04 0 5.16e-02 1.53e-01
1 1.062590e+05 4.08e+06 8.99e+06 5.36e+02 9.82e-01 3.00e+04 1 1.03e-01 2.57e-01
2 4.992817e+04 5.63e+04 8.32e+06 3.19e+02 6.52e-01 3.09e+04 1 9.75e-02 3.54e-01
3 1.899774e+04 3.09e+04 1.60e+06 1.24e+02 9.77e-01 9.26e+04 1 9.73e-02 4.51e-01
4 1.808729e+04 9.10e+02 3.97e+05 6.39e+01 9.51e-01 2.78e+05 1 9.80e-02 5.50e-01
5 1.803399e+04 5.33e+01 1.48e+04 1.23e+01 9.99e-01 8.33e+05 1 9.75e-02 6.47e-01
6 1.803390e+04 9.02e-02 6.35e+01 8.00e-01 1.00e+00 2.50e+06 1 9.65e-02 7.44e-01
Solver Summary (v 2.0.0-eigen-(3.3.7)-lapack-suitesparse-(5.7.1)-cxsparse-(3.2.0)-eigensparse-no_openmp)
Original Reduced
Parameter blocks 22122 22122
Parameters 66462 66462
Residual blocks 83718 83718
Residuals 167436 167436
Minimizer TRUST_REGION
Dense linear algebra library EIGEN
Trust region strategy LEVENBERG_MARQUARDT
Given Used
Linear solver DENSE_SCHUR DENSE_SCHUR
Threads 1 1
Linear solver ordering AUTOMATIC 22106,16
Schur structure 2,3,9 2,3,9
Cost:
Initial 4.185660e+06
Final 1.803390e+04
Change 4.167626e+06
Minimizer iterations 7
Successful steps 7
Unsuccessful steps 0
Time (in seconds):
Preprocessor 0.101465
Residual only evaluation 0.077729 (7)
Jacobian & residual evaluation 0.283038 (7)
Linear solver 0.253209 (7)
Minimizer 0.697487
Postprocessor 0.003571
Total 0.802523
Termination: CONVERGENCE (Function tolerance reached. |cost_change|/cost: 1.769764e-09 <= 1.000000e-06)
2、安装 VINS-Fusion
对于原版 VINS-Fusion 用的是 opencv3 ，而在 Ubuntu 20.04 ROS noetic 中用的是 opencv4，如果不适配直接编译会报错，所以需要适配 opencv4。在 https://github.com/HKUST-Aerial-Robotics/VINS-Fusion/pull/187 中提到，有大佬做了适配，我们只需要下载他的代码即可，而且作者本人也说了仅仅是做了适配，并没有改动功能。
执行下列命令：
cd ~/catkin_ws/src
git clone https://github.com/stevenf7/VINS-Fusion.git
cd ../
catkin build # 大概要10几分钟
注：如果出现上图错误，是因为是虚拟机内存不足造成的，可以通过增加SWAP交换空间解决
# /home/swap是放置swap的空间，这里分配空间的时候需要一点时间，等待执行完毕。
# bs=64M是块大小，count=32是块数量，所以swap空间大小是bs*count=2048MB=2GB
sudo dd if=/dev/zero of=/home/swap bs=64M count=32
# 设置该目录权限
sudo chmod 0600 /home/swap
# 把刚才空间格式化成swap格式
sudo mkswap /home/swap
# 可能会提示warning: don't erase bootbits sectorson whole disk. Use -f to force，不用理会
# 使用刚才创建的swap空间
sudo swapon /home/swap
# 如果还是不行，可以重新执行，并继续增加swap空间
# 再次编译
catkin build # 大概要10几分钟
source ~/.bashrc
3、测试（EuRoC MAV 数据集）
3.1、下载数据集
点击下载地址 ，下载 MH_01_easy.bag，浏览器默认下载到 Downloads 目录。
3.2 Monocualr camera + IMU
执行下面命令：
roslaunch vins vins_rviz.launch
rosrun vins vins_node ~/catkin_ws/src/VINS-Fusion/config/euroc/euroc_mono_imu_config.yaml
(可选) rosrun loop_fusion loop_fusion_node ~/catkin_ws/src/VINS-Fusion/config/euroc/euroc_mono_imu_config.yaml
rosbag play ~/Downloads/MH_01_easy.bag
3.3 Stereo cameras + IMU
执行下面命令：
roslaunch vins vins_rviz.launch
rosrun vins vins_node ~/catkin_ws/src/VINS-Fusion/config/euroc/euroc_stereo_imu_config.yaml
(可选) rosrun loop_fusion loop_fusion_node ~/catkin_ws/src/VINS-Fusion/config/euroc/euroc_stereo_imu_config.yaml
rosbag play ~/Downloads/MH_01_easy.bag
3.4 Stereo cameras
执行下面命令：
roslaunch vins vins_rviz.launch
rosrun vins vins_node ~/catkin_ws/src/VINS-Fusion/config/euroc/euroc_stereo_config.yaml
(可选) rosrun loop_fusion loop_fusion_node ~/catkin_ws/src/VINS-Fusion/config/euroc/euroc_stereo_config.yaml
rosbag play ~/Downloads/MH_01_easy.bag
参考
GitHub - HKUST-Aerial-Robotics/VINS-Fusion: An optimization-based multi-sensor state estimator
GitHub - stevenf7/VINS-Fusion: An optimization-based multi-sensor state estimator
Installation — Ceres Solver (ceres-solver.org)
Ubuntu20.04运行Vins-fusion_ubuntu20.04 vins-fussion-CSDN博客
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