SLAMとは自己位置推定と地図生成を同時に行う技術のことであり、ロボット掃除機のルンバや、自動運転にも使われています。
ORB_SLAMはVisual SLAMの１つであり、カメラで取得した画像から特徴点(色の変化が激しい点、際立っている点)を用いて自己位置推定と地図の生成をします。
ORB_SLAM2はUbuntu12.04, 14.04, 16.04のみでしか動作テストしてないらしいので、ORB_SLAM2の導入方法を紹介しているサイトでもUbuntu16.04以下で動作しているものがほとんどです。
そこで、今回はORB_SLAM2をUbuntu18.04で動かしてみました。
環境
- Ubuntu18.04
- ROS melodic
#ROSのインストール
ROSのmelodicをインストールします。
aptリポジトリのソースリストに追加
$ sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
aptのキーを設定
$ sudo apt-key adv --keyserver hkp://ha.pool.sks-keyservers.net:80 --recv-key 421C365BD9FF1F717815A3895523BAEEB01FA116
リポジトリ更新
$ sudo apt-get update
ここでerror: http://security.debian.org stable/updates Release: 公開鍵を利用で きないため、以下の署名は検証できませんでした: NO_PUBKEY 9D6D8F6BC857C906 というエラーが出た人は下のコマンドを入れます
$ sudo apt-key adv --keyserver keyserver.ubuntu.com --recv-keys 9D6D8F6BC857C906
今回の場合はNO_PUBKEY 9D6D8F6BC857C906と出てきたので、コマンドの最後を9D6D8F6BC857C906にしました。
出てきた文字列に合わせてコマンドを変えてください。
そして再度sudo apt-get updateを試してください。
ROSのインストール
$ sudo apt install ros-melodic-desktop-full
rosdepの初期化
$ sudo rosdep init
rosdep updateしてと言われるので実行。
$ rosdep update
これで必要なパッケージがダウンロードされます。
ログイン時、「/opt/ros/melodic/setup.bash」が実行されるようにします。
$ echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~/.bashrc
$ source ~/.bashrc
依存関係のあるパッケージをダウンロード
$ sudo apt-get install python-rosinstall python-rosinstall-generator python-wstool build-essential
これでROSのインストールと設定が完了しました。
必要なパッケージのインストール
$ sudo apt-get install python-rosinstall
$ sudo apt-get install libglew-dev
$ sudo apt-get install cmake
$ sudo apt-get install libpython2.7-dev
$ sudo apt-get install libjpeg-dev libpng12-dev libtiff5-dev libopenexr-dev
作業フォルダの作成
$ mkdir ~/ros_dev
.bashrcにORSへのパスを追加。
$ vi .bashrc
export ROS_PACKAGE_PATH=${ROS_PACKAGE_PATH}:~/ros_dev/ORB_SLAM2/Examples/ROS
#Pangolinのインストール
描画ライブラリであるPangolinをインストールします。
$ cd ~/ros_dev
$ git clone https://github.com/stevenlovegrove/Pangolin.git
$ cd Pangolin
$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ..
ここでNo package 'xkbcommon' foundなど、エラーが出てきた場合はPangolinのGithubに飛び、足りないものをインストールしてください。
今回はxkbcommonが必要なので
$ sudo apt install libegl1-mesa-dev libwayland-dev libxkbcommon-dev wayland-protocols
これで解決です。
再度cmake ..を実行。
うまくいったら以下のコマンドを実行。
$ make -j
$ sudo make install
これでPangolinのインストールは終わりです。
make -jでエラーが起きる場合
make -jがうまく行かない場合はメモリ不足が原因だと思います(make -jは可能な限り並行処理の数を増やすため)。
cat /proc/cpuinfoを実行してプロセッサの数を確認します。
$ cat /proc/cpuinfo | grep processor
processor : 0
processor : 1
processor : 2
processor : 3
今回の場合はプロセッサが4つあるので、
$ make -j4
と、並行処理の数を指定することでうまくいきます。
そして下のコマンドを実行することでPangolinのインストールは終わりです。
$ sudo make install
ORB_SLAM2のインストール
$ cd ~/ros_dev
$ git clone https://github.com/raulmur/ORB_SLAM2.git ORB_SLAM2
ORB_SLAM2をコンパイルします。
$ cd ORB_SLAM2
$ chmod +x build.sh
$ ./build.sh
おそらくエラーが起きます。
「usleepってなに？？？知らんわ」って言われます
以下の原因の.ccファイル全てに#include "unistd.h"を追加します。
~/ros_dev/ORB_SLAM2/src/LocalMapping.cc ~/ros_dev/ORB_SLAM2/src/LoopClosing.cc ~/ros_dev/ORB_SLAM2/src/System.cc ~/ros_dev/ORB_SLAM2/src/Tracking.cc ~/ros_dev/ORB_SLAM2/src/Viewer.cc ~/ros_dev/ORB_SLAM2/Examples/Monocular/mono_euroc.cc ~/ros_dev/ORB_SLAM2/Examples/Monocular/mono_kitti.cc ~/ros_dev/ORB_SLAM2/Examples/Monocular/mono_tum.cc ~/ros_dev/ORB_SLAM2/Examples/RGB-D/rgbd-tum.cc ~/ros_dev/ORB_SLAM2/Examples/Stereo/stereo_euroc.cc ~/ros_dev/ORB_SLAM2/Examples/Stereo/stereo_kitti.cc
これで大丈夫なはずです。
修正し終わったらもう一度実行。
$ ./build.sh
ORB_SLAM2のROSノードをコンパイル
$ chmod +x build_ros.sh
$ ./build_ros.sh
はい、またエラーがでます。
今回のエラーはパスが通っていないのが原因です。
~/ros_dev/ORB_SLAM2/Examples/ROS/ORB_SLAM2/CMakeLists.txtの一部を修正します。
修正前
set(LIBS
${OpenCV_LIBS}
${EIGEN3_LIBS}
${Pangolin_LIBRARIES}
${PROJECT_SOURCE_DIR}/../../../Thirdparty/DBoW2/lib/libDBoW2.so
${PROJECT_SOURCE_DIR}/../../../Thirdparty/g2o/lib/libg2o.so
${PROJECT_SOURCE_DIR}/../../../lib/libORB_SLAM2.so
)
修正後
set(LIBS
${OpenCV_LIBS}
${EIGEN3_LIBS}
${Pangolin_LIBRARIES}
${PROJECT_SOURCE_DIR}/../../../Thirdparty/DBoW2/lib/libDBoW2.so
${PROJECT_SOURCE_DIR}/../../../Thirdparty/g2o/lib/libg2o.so
${PROJECT_SOURCE_DIR}/../../../lib/libORB_SLAM2.so
-lboost_system
)
-lboost_systemを追加するだけです。
そして再度./build_ros.shを実行。
まだ、エラーが出ます
以下のコマンドを実行。
$ sudo ln -s /home/(自身のhomeの名前)/ros_dev/ORB_SLAM2/Examples/ROS/ORB_SLAM2 /opt/ros/melodic/share/ORB_SLAM2
そして再々度./build_ros.shを実行。
また「usleepってなに？？？知らんわ」って言われます。
以下の.ccファイルに#include "unistd.hを追加します。
~/ros_dev/ORB_SLAM2/Example/ROS/ORB_SLAM2/src/AR/ViewerAR.cc
これができたら再々度
$ ./build_ros.sh
を実行。
これでORB_SLAM2のROSノードをコンパイルは終わりです。
#テストデータで動作確認する
これができるとこんなのが出てくるはずです。
LSD_SLAMのテストデータで動作確認します。
$ cd ~/ros_dev
$ wget http://vmcremers8.informatik.tu-muenchen.de/lsd/LSD_room.bag.zip
$ unzip LSD_room.bag.zip
コンソールを３つ立ち上げてそれぞれ実行します。
1つめ
$ roscore
2つめ
$ cd ~/ros_dev/ORB_SLAM2/
$ rosrun ORB_SLAM2 Mono Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Monocular/TUM1.yaml
3つめ
$ cd ~/ros_dev
$ rosbag play LSD_room.bag /image_raw:=/camera/image_raw
これでテストデータが動くはずです。
Webカメラで動かす
まずは以下のコマンドでカメラを使えるようにします
$ sudo apt install ros-melodic-usb-cam
コンソールを３つ立ち上げます。
1つめ
$ roscore
2つめ
$ cd ~/ros_dev/ORB_SLAM2/
$ rosrun ORB_SLAM2 Mono Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Monocular/TUM1.yaml
3つめ
$ cd ~/ros_dev
$ rosrun usb_cam usb_cam_node /usb_cam/image_raw:=/camera/image_raw
これで動きます。
#カメラを切り替える
本当はUSBで接続しているWebカメラでやりたいのにPCについてる標準のカメラがついてしまったよーーーー！！！！って人向けです。
$ ls /dev/video*
これで使用可能なカメラ一覧を表示できます。
/dev/video1を使用したい場合は
$ rosparam set /usb_cam/video_device /dev/video1
で切り替えることができます。
実際に動いている時の動画
こんな感じに動作すると思います(クリックすると動画が見れます。)
カメラを早く動かすと特徴点を検出できなくなるようです。
終わりに
ORB_SLAM2をubuntu18.04で動かしてみました。ubuntu16.04でやっている人がほとんどで、僕が導入するのにかなり手こずったので今回まとめてみました。
僕がやったときに遭遇したエラーや、VM上のUbuntuでも試した時のエラーの解決策を書いた結果長くなってしまいました。
ちなみにVM上でやったときは3FPSくらいしか出なかったので、カックカクでした。
誰かの役に立てれたら幸いです。間違っているところがあったら指摘ください。
#参考サイト