激光SLAM：cartographer

cartographer简介

        cartographer是google开发的实时室内SLAM项目，cartographer采用基于google自家开发的ceres非线性优化的方法，cartographer的亮点在于代码规范与工程化，非常适合于商业应用和再开发。并且cartographer基于submap子图构建全局地图的思想，能有效的避免建图过程中环境中移动物体的干扰。并且cartographer支持多传感器数据（Odometry、IMU、LaserScan等）建图，支持2D_SLAM和3D_SLAM建图，成本较低的雷达也能跑出不错的效果。cartographer是google推出的一套基于图优化的SLAM算法，主要目标是实现低计算资源消耗，达到实时SLAM的目的，所以很适合嵌入式端的使用。

该算法主要分为两个部分，第一个部分称为Local SLAM, 该部分通过一帧帧的Laser Scan建立并维护一系列的Submap，而所谓的submap就是一系列的Grid Map。当再有新的Laser Scan中会通过Ceres Scan Matching的方法将其插入到子图中的最佳位置。但是submap会产生误差累积的问题。因此，算法的第二个部分，称为Global SLAM的部分，就是通过Loop Closure来进行闭环检测，来消除累积误差：当一个submap构建完成，也就是不会再有新的laser scan插入到该submap时，算法会将该submap加入到闭环检测中。闭环检测的本质也是一个优化问题，该优化问题被表达成了一个pixel-accurate match的形式，解决优化问题的方法是Branch-and-Bound Approach.

版本

cmake 3.10.2, gcc7.5, g++7.5,  python2.7.17, protoc3.0.0, eigen 3.3.4, lua5.2, cartogrpher1.0.0, cartographer_ros1.0.0, ceres-solver1.13.0

- git:
    local-name: cartographer
    uri: https://github.com/googlecartographer/cartographer.git
    version: 1.0.0
- git:
    local-name: cartographer_ros
    uri: https://github.com/googlecartographer/cartographer_ros.git
    version: 1.0.0
- git:
    local-name: ceres-solver
    uri: https://github.com/ceres-solver/ceres-solver.git
    version: 1.13.0
 

        cartographer的安装主要包括三个部分：cartographer、cartographer-ros、ceres-solver。

其中cartographer 是计算的部分，

git clone https://github.com/cartographer-project/cartographer

cartographer-ros是算法在ROS中通讯交互数据的部分，

git clone https://github.com/cartographer-project/cartographer_ros

ceres-solver开发的一款用于非线性优化的库。

git clone https://github.com/ceres-solver/ceres-solver

        安装的方法有两种，一种是官网的集成式下载配置，一种是把cartographer需要的依赖部分分别安装配置。推荐使用第二种安装配置方法。    

分包编译方式：

cartographer分成6个部分，分别是eigen3、protobuf、abseil、glog、gflags、cartographer、cartogpher_ros、ceres solver。版本匹配要求高。

1.eigen

        Eigen是高级 C ++ 模板标头库，用于线性代数，矩阵和矢量运算，几何变换，数值求解器和相关算法。自3.1.1版以来，Eigen是根据Mozilla Public License 2.0许可的开源软件。早期版本是根据GNU较宽松通用公共许可证授权的。

git clone https://gitlab.com/libeigen/eigen/-/archive/3.4-rc1/eigen-3.4-rc1.tar.gz

2.protobuf

        Protocol Buffers(简称Protobuf) ，是Google出品的序列化框架，与开发语言无关，和平台无关，具有良好的可扩展性。Protobuf和所有的序列化框架一样，都可以用于数据存储、通讯协议。

git clone https://github.com/protocolbuffers/protobuf

3.abseil

        abseil 是 google 开源的 C++通用库，其目标是作为标准库的补充。abseil 不但提供了标准库没有但很常用的功能，也对标准库的一些功能进行了增强设计，使用 abseil 库能使程序性能和开发效率都取得不错的提升。cartographer对abseil没有版本要求，但是一定要有。

git clone https://github.com/abseil/abseil-cpp.git

4、glog

        Google Logging（glog）是一个实现应用程序级日志记录的C++98库。该库提供了基于C++风格流和各种辅助宏的日志API。

git clone https://github.com/google/glog

5、gflags

        google开源的gflags是一套命令行参数解析工具，比getopt功能更强大，使用起来更加方便，gflags还支持从环境变量、配置文件读取参数（可用gflags代替配置文件）。

git clone https://github.com/gflags/gflags