如何Ubuntu 22.04.5 LTS 64 位 操作系统部署运行SLAM3！ 详细流程

news2025/4/23 9:16:51

以下是在本地部署运行 ORB-SLAM3 的详细步骤，基于官方 README.md 和最佳实践整理，适用于 Ubuntu 16.04/18.04/20.04/22.04 系统：

一、系统要求与依赖项安装

1. 基础系统要求
  • 操作系统：Ubuntu 16.04/18.04/20.04/22.04（64 位）
  • 硬件：推荐 i7 及以上处理器（确保实时性能），支持 OpenGL 的显卡（用于 Pangolin 可视化）
2. 安装依赖项
# 安装基础工具
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
sudo apt install -y build-essential cmake git libgl1-mesa-glx

# 安装Eigen3（线性代数库）
sudo apt install libeigen3-dev

# 安装Python（用于轨迹评估，需numpy）
sudo apt install python3-numpy libpython3-dev

# 安装OpenCV（3.2+，推荐4.x，22.04默认4.6.0+）
sudo apt install libopencv-dev python3-opencv

# 安装Pangolin（可视化库）
git clone https://github.com/stevenlovegrove/Pangolin.git
cd Pangolin
mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
make -j$(nproc)
sudo make install
cd .. && rm -rf Pangolin  # 清理临时文件

 3. 可选：安装 ROS（如需运行 ROS 节点）

Ubuntu 18.04 (Melodic)：

sudo apt install ros-melodic-desktop-full
echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

Ubuntu 22.04 (Humble)：

sudo apt install ros-humble-desktop
echo "source /opt/ros/humble/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

这里因为考虑到很多安装SLAM3的朋友在本地都没有安装ROS2，所以这里更新一篇ROS2的安装教学。

报错解决：

这里我在运行：cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release的时候出现问题：

ZERO:/media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/Pangolin/build$ cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
-- The C compiler identification is GNU 11.4.0
-- The CXX compiler identification is GNU 11.4.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++ - skipped
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done
-- libpng Found and Enabled
-- libjpeg Found and Enabled
-- libtiff Found and Enabled
-- libopenexr Found and Enabled
-- Found Eigen: '/usr/include/eigen3'
CMake Error at /usr/share/cmake-3.22/Modules/FindPackageHandleStandardArgs.cmake:230 (message):
  Could NOT find OpenGL (missing: OPENGL_opengl_LIBRARY OPENGL_egl_LIBRARY
  OPENGL_INCLUDE_DIR OpenGL EGL)
Call Stack (most recent call first):
  /usr/share/cmake-3.22/Modules/FindPackageHandleStandardArgs.cmake:594 (_FPHSA_FAILURE_MESSAGE)
  /usr/share/cmake-3.22/Modules/FindOpenGL.cmake:443 (FIND_PACKAGE_HANDLE_STANDARD_ARGS)
  components/pango_opengl/CMakeLists.txt:49 (find_package)
  CMakeLists.txt:124 (include)


-- Configuring incomplete, errors occurred!
See also "/media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/Pangolin/build/CMakeFiles/CMakeOutput.log".
chengq@chengq-ZERO:/media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/Pangolin/build$ cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
-- libpng Found and Enabled
-- libjpeg Found and Enabled
-- libtiff Found and Enabled
-- libopenexr Found and Enabled
-- Found Eigen: '/usr/include/eigen3'
CMake Error at /usr/share/cmake-3.22/Modules/FindPackageHandleStandardArgs.cmake:230 (message):
  Could NOT find OpenGL (missing: OPENGL_opengl_LIBRARY OPENGL_egl_LIBRARY
  OPENGL_INCLUDE_DIR OpenGL EGL)
Call Stack (most recent call first):
  /usr/share/cmake-3.22/Modules/FindPackageHandleStandardArgs.cmake:594 (_FPHSA_FAILURE_MESSAGE)
  /usr/share/cmake-3.22/Modules/FindOpenGL.cmake:443 (FIND_PACKAGE_HANDLE_STANDARD_ARGS)
  components/pango_opengl/CMakeLists.txt:49 (find_package)
  CMakeLists.txt:124 (include)


-- Configuring incomplete, errors occurred!
See also "/media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/Pangolin/build/CMakeFiles/CMakeOutput.log".

这个问题是由于缺少 OpenGL 开发库 导致的编译错误。以下是针对 Ubuntu 22.04 的解决步骤：

一、安装 OpenGL 开发库

sudo apt install -y libgl1-mesa-dev libglu1-mesa-dev libegl1-mesa-dev
  • libgl1-mesa-dev：提供 OpenGL 核心开发库（必装）。
  • libglu1-mesa-dev：提供 OpenGL 实用库（GLU）。
  • libegl1-mesa-dev：提供 EGL（Embedded Systems Graphics Library）开发库（Pangolin 可能依赖）。

二、安装 epoxy 开发库

sudo apt install -y libepoxy-dev
  • libepoxy-dev 包含 epoxy 的头文件和库文件，是 Pangolin 可视化模块的依赖项。

三、重新编译 Pangolin

# 清理之前的构建文件（可选）
cd .. && rm -rf build
mkdir build && cd build

# 重新执行 CMake 配置
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

四、继续编译并安装

make -j$(nproc)  # 使用多核编译（加快速度）
sudo make install  # 安装到系统路径

二、克隆项目与构建

1. 克隆代码仓库
git clone https://github.com/UZ-SLAMLab/ORB_SLAM3.git ORB_SLAM3
cd ORB_SLAM3
2. 编译项目
chmod +x build.sh
./build.sh  # 自动编译第三方库（DBoW2、g2o、Sophus）和ORB-SLAM3
  • 编译完成后，生成动态库 libORB_SLAM3.so 和可执行文件（位于 Examples 目录）。
3. 编译 ROS 节点（可选）
chmod +x build_ros.sh
./build_ros.sh  # 生成ROS节点，需已安装ROS

报错解决：

在执行 ./build.sh  # 自动编译第三方库（DBoW2、g2o、Sophus）和ORB-SLAM3 
编译的时候又出现错误： 执行到30% 左右无法编译。
报错：

/media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/ORB_SLAM3/src/LoopClosing.cc: In member function ‘void ORB_SLAM3::LoopClosing::SearchAndFuse(const std::vector<ORB_SLAM3::KeyFrame*>&, std::vector<ORB_SLAM3::MapPoint*>&)’:

/media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/ORB_SLAM3/src/LoopClosing.cc:2161:9: warning: unused variable ‘total_replaces’ [-Wunused-variable]

 2161 |     int total_replaces = 0;

      |         ^~~~~~~~~~~~~~

/media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/ORB_SLAM3/src/Tracking.cc: In member function ‘void ORB_SLAM3::Tracking::Track()’:

/media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/ORB_SLAM3/src/Tracking.cc:2167:96: warning: comparison of integer expressions of different signedness: ‘long unsigned int’ and ‘int’ [-Wsign-compare]

 2167 |         if((mCurrentFrame.mnId<(mnLastRelocFrameId+mnFramesToResetIMU)) && (mCurrentFrame.mnId > mnFramesToResetIMU) &&

      |                                                                             ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

/media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/ORB_SLAM3/src/Tracking.cc: In member function ‘void ORB_SLAM3::Tracking::SearchLocalPoints()’:

/media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/ORB_SLAM3/src/Tracking.cc:3413:13: warning: unused variable ‘matches’ [-Wunused-variable]

 3413 |         int matches = matcher.SearchByProjection(mCurrentFrame, mvpLocalMapPoints, th, mpLocalMapper->mbFarPoints, mpLocalMapper->mThFarPoints);

      |             ^~~~~~~

/media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/ORB_SLAM3/src/Tracking.cc: In member function ‘void ORB_SLAM3::Tracking::UpdateFrameIMU(float, const ORB_SLAM3::IMU::Bias&, ORB_SLAM3::KeyFrame*)’:

/media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/ORB_SLAM3/src/Tracking.cc:3983:18: warning: unused variable ‘index’ [-Wunused-variable]

 3983 |     unsigned int index = mnFirstFrameId;

      |                  ^~~~~

make[2]: *** [CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/build.make:76：CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/src/System.cc.o] 错误 1

make[2]: *** 正在等待未完成的任务....

make[2]: *** [CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/build.make:104：CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/src/LocalMapping.cc.o] 错误 1

make[2]: *** [CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/build.make:118：CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/src/LoopClosing.cc.o] 错误 1

make[2]: *** [CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/build.make:90：CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/src/Tracking.cc.o] 错误 1

make[1]: *** [CMakeFiles/Makefile2:148：CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/all] 错误 2

make: *** [Makefile:91：all] 错误 2

解决：

原因分析：

ORB-SLAM3 是一个相对较早的项目，主要基于 C++11 标准编写。在较新的 Ubuntu 版本（如 20.04 或 22.04）中，默认的 GCC/G++ 编译器版本比较高（通常是 GCC 9+ 或 GCC 11+），这些新版本的编译器默认使用的是 C++14 或 C++17 标准，并且对 C++语法和标准库的使用要求更严格。这常常会导致一些在 C++11 下没问题，但在 C++14/17 下会报错（或被视为错误）的代码。这是 ORB-SLAM3 在新系统上编译时非常常见的问题。

解决方案：

最常见的解决办法是告诉 CMake 在编译 ORB-SLAM3 时使用 C++11 标准进行编译。

  1. 修改 CMakeLists.txt 文件:

    • 进入 ORB_SLAM3 的根目录：cd /media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/ORB_SLAM3 (根据你的实际路径)
    • 打开根目录下的 CMakeLists.txt 文件进行编辑（可以使用 gedit, nano, vim 等编辑器）： Bash 
      gedit CMakeLists.txt
# 或者
nano CMakeLists.txt
    • 在文件的开头部分，通常在 cmake_minimum_required(...) 后面，添加或找到并修改以下行： CMake 
      set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
      如果已经有 set(CMAKE_CXX_STANDARD ...) 的行，确保它被设置为 11。如果这两行不存在，就直接添加到文件开头合适的位置（比如在 project(...) 之前或之后）。

  2. 清理之前的构建文件:

    • 由于 CMake 会缓存配置，在修改 CMakeLists.txt 后，需要清理之前失败的构建尝试生成的文件。进入 build 目录并删除所有内容： Bash 
      cd build
rm -rf *
cd .. # 回到ORB_SLAM3根目录
    • 或者直接删除并重新创建 build 目录： Bash 
      rm -rf build
mkdir build
    • 重要提示: ORB-SLAM3 的 ./build.sh 脚本理论上应该处理 CMake 的配置和构建，但手动清理 build 目录能确保 CMake 从头开始配置，读取你修改后的 CMakeLists.txt。

  3. 重新运行编译脚本:

    • 回到 ORB_SLAM3 的根目录，再次执行编译脚本： Bash 
      ./build.sh

三、准备数据集与配置文件

1. 下载示例数据集

  • TUM RGB-D 数据集（用于 RGB-D 相机示例）：
    从 TUM RGB-D 数据集 下载序列（如 fr1/xyz），解压后记录路径（如 ~/datasets/tum/fr1/xyz）。

  • EuRoC 数据集（用于立体 / 惯性示例）：
    从 EuRoC 数据集 下载 ASL 格式序列，解压后修改 euroc_examples.sh 中的数据集路径。

2. 配置文件说明
  • 词汇表：已包含在 Vocabulary/ORBvoc.txt（无需额外下载）。
  • 相机参数文件：
    • RGB-D 示例：Examples/RGB-D/TUM1.yaml（根据数据集修改分辨率、畸变参数）。
    • 立体 / 惯性示例：Examples/Stereo-Inertial/EuRoC.yaml（包含 IMU 参数和相机内参）。

四、运行示例程序

1. 运行 RGB-D 相机示例（以 TUM fr1/xyz 为例）

bash

# 格式：./Examples/RGB-D/rgbd_tum 词汇表路径 配置文件路径 图像路径 关联文件路径
./Examples/RGB-D/rgbd_tum Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/RGB-D/TUM1.yaml ~/datasets/tum/fr1/xyz ~/datasets/tum/fr1/xyz/associations.txt
  • 输出：Pangolin 窗口显示实时地图，终端输出轨迹信息，结果保存在 CameraTrajectory.txt。
2. 运行立体惯性示例（EuRoC 数据集）

bash

# 格式：./Examples/Stereo-Inertial/stereo_inertial_euroc 词汇表路径 配置文件路径 数据集路径
./Examples/Stereo-Inertial/stereo_inertial_euroc Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Stereo-Inertial/EuRoC.yaml ~/datasets/euroc/V1_02_medium

3. 运行 ROS 节点（以单目为例）

bash

# 1. 设置ROS包路径（需先编辑~/.bashrc，添加以下行并source）
export ROS_PACKAGE_PATH=${ROS_PACKAGE_PATH}:/path/to/ORB_SLAM3/Examples/ROS

# 2. 运行节点（格式：rosrun ORB_SLAM3 Mono 词汇表路径 配置文件路径）
rosrun ORB_SLAM3 Mono Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Monocular/TUM1.yaml

五、常见问题与解决方案

1. 编译错误：第三方库未找到
  • 原因：Thirdparty 目录下的库（如 g2o）编译失败。
  • 解决：手动编译第三方库：

    bash

    cd Thirdparty/g2o
mkdir build && cd build
cmake .. -DG2O_USE_CSPARSE=ON
make -j$(nproc)
cd ../../../
2. OpenCV 版本冲突（如 4.x 兼容性问题）
  • 报错：undefined reference to cv::imread。
  • 解决：修改代码中 OpenCV 函数（如 cv::IMREAD_COLOR 替换为 cv::ImreadModes::IMREAD_COLOR），或确保 CMake 正确链接系统 OpenCV 路径。
3. Pangolin 窗口无法显示
  • 原因：OpenGL 依赖缺失或版本不兼容。
  • 解决：安装 OpenGL 开发库：

    bash

    sudo apt install libglew-dev libglfw3-dev
4. ROS 话题映射错误
  • 原因：话题名称不匹配（如 /camera/image_raw 应为 /image_raw）。
  • 解决：修改 ROS 节点订阅的话题名称，或使用rosbag play重映射话题：

    bash

    rosbag play --remap /cam0/image_raw:=/image_raw dataset.bag

六、项目结构与扩展

  • 核心代码：src/ 和 include/ 包含 SLAM 系统核心逻辑（跟踪、建图、回环检测）。
  • 示例程序：Examples/ 目录按传感器类型分类（RGB-D、立体、惯性等），可参考示例编写自定义相机接口。
  • 配置文件：Examples/ 下的.yaml文件定义相机内参、IMU 参数等，需根据实际传感器校准结果修改（参考Calibration_Tutorial.pdf）。

七、验证安装成功

  1. 运行示例后，Pangolin 窗口应显示 3D 地图和相机轨迹。
  2. 终端输出关键帧信息、跟踪状态（OK/LOST）及统计数据。
  3. 生成的轨迹文件（如CameraTrajectory.txt）可通过工具（如 Evince）查看或与真值对比。

按照以上步骤操作，即可在本地成功部署运行 ORB-SLAM3。如需自定义传感器（如鱼眼相机、自定义 IMU），需根据Calibration_Tutorial.pdf校准参数并修改配置文件，编译对应的示例程序。

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