《视觉SLAM》学习笔记（一）

• 一、预备知识
• • • 1.1 视觉slam的应用
    • 1.2 参考书目
• 二、SLAM是什么
• • • 2.1 传感器类别
    • • • 2.1.1 相机
    • 2.2 SLAM是什么
    • • • 2.2.1 视觉slam框架
        • 2.2.2 slam问题的数学描述
• 三、Linux下的C++基础
• • • 3.1 vim的简单实使用
    • 3.2 “hello slam！”
    • • • 3.2.1 g++运行简单c++文件
        • 3.2.2 cmake编译大中型项目
        • 3.2.3 Linux下运行C/C++程序cmake命令

视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV1Dz4y1S7gn?t=749
github地址：https://github.com/gaoxiang12
【第一版、第二版的代码】

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第二节 《视觉SLAM》学习笔记（二）

第三节 《视觉SLAM》学习笔记（三）【敬请期待】
第四节 《视觉SLAM》学习笔记（四）【敬请期待】

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一、预备知识

1.1 视觉slam的应用

• 手持设备定位
• 自动驾驶定位
• AR（增强现实）

1.2 参考书目

• 《视觉SLAM十四讲》
• 《Multiple View Geometry in computer vision》
• 《STATE ESTIMATION FOR ROBOTICS》

三本电子书链接: https://pan.baidu.com/s/1JDbQxbHHse5MXHqvrDrZ7w 提取码: tuid

二、SLAM是什么

自主定位两大基本问题：

• 定位：对自身的了解
• 建图：对环境的了解

准确定位组要精确地图，精确地图来自准确定位

2.1 传感器类别

传感器是机器人感知外界的手段

• 内质：感受机器人本体信息——IMU、激光、相机等——*部署
• 外质：安装于环境中——二维码Marker、GPS、导轨等——GPS需要接收卫星信号；Marker、导轨需要在环境安装使用

2.1.1 相机

相机：以一定速率采集图像、形成视频

分类：

• 单目相机（Monocular）：无深度信息，需要借助其他手段估计
• 双目相机/立体相机（Stereo） ：通过视差计算深度
• 深度相机（RGB-D） ：通过物理方法测量深度
• 其他相机：全景相机、鱼眼相机、Event Camera等

特点：

• 以二维投影形式记录三维世界；缺失距离维度
• 相机运动时，可以通过视差确定深度

2.2 SLAM是什么

2.2.1 视觉slam框架

• 前端：visual odometry
• 后端：optimization
• 回环：loop closing
• 建图：mapping

2.2.2 slam问题的数学描述

• 运动： x k + 1 = f ( x k , u k ) + v k x_{k+1}=f(x_k,u_k)+v_k xk+1​=f(xk​,uk​)+vk​
• 测量： z k , j = g ( x k , y k ) + v k , j z_{k,j}=g(x_k,y_k)+v_{k,j} zk,j​=g(xk​,yk​)+vk,j​

状态估计问题：

• 运动方程： x k + 1 = f ( x k , u k ， w k ) x_{k+1}=f(x_k,u_k，w_k) xk+1​=f(xk​,uk​，wk​)
• 测量方程： z k , j = h ( x k , y k , v k , j ) z_{k,j}=h(x_k,y_k,v_{k,j}) zk,j​=h(xk​,yk​,vk,j​)

三、Linux下的C++基础

编辑器：gcc -v , g++ -v , clang , cmake

3.1 vim的简单实使用

【非课程内容，补充】
vim有命令模式，插入模式和退出模式三种。简单命令

命令	作用	命令	作用
vim file_name	浏览模式	文件存在时打开文件	文件不存在时创建文件
插入模式	插入模式	插入模式	插入模式
i	在光标所在位置插入字符	I	光标所在行的行首插入字符
o	光标所在行的下一行新行插入字符	O	光标所在行的上以行新行插入
s	删除光标所在字符并插入字符	S	删除光标所在行并插入字符
a	光标所在字符的下一个字符插入	A	光标所在行的行尾插入字符
退出模式	退出模式	退出模式	退出模式
:w	保存但不退出	:q	退出
:wq	保存并退出	:q!	强制退出，不保存
:e!	放弃所有修改，从上次保存文件开始再编辑命令历史	ESC	切换模式

命令模式下不能编辑文本，通过i进入插入模式进行编辑，编辑完成后通过ESC键进入命令模式。

3.2 “hello slam！”

最简单的C++程序

#include<iostream>

using namespace std;

int main(int argc,char** argv){
	cout<<"hello slam!"<<endl;
	return 0;
}

3.2.1 g++运行简单c++文件

 touch main.cpp
 vim main.cpp #写入上方代码
 cat main.cpp #显示整个文件

#include<iostream>

using namespace std;
int main(int argc,char** argv){
cout<<"hello slam!"<<endl;
return 0;
}

 g++ main.cpp #并不会在终端显示，会生成一个a.out文件
 ./a.out  #运行该文件
hello slam!#终端输出结果

3.2.2 cmake编译大中型项目

注：没有安装cmake需要先安装

touch CMakeLists.txt #新建CMakeLists.txt文档
vim CMakeLists.txt #写CMakeLists.txt文档

project(helloSLAM)
add_executable(sayhello main.cpp)
#写CMakeLists.txt文档，保存退出

cmake .  #编译CMakeLists.txt，编译完成产生CMakeCache.txt、CMakeFiles、cmake_install.cmake、Makefile中间文件
make  #从Makefile中读取相应指令，编译。产生“sayhello”文件【在CMakeFiles定义】
./sayhello  #运行文件
hello slam! #运行结果

3.2.3 Linux下运行C/C++程序cmake命令

【非课程内容，补充】
感谢大佬「Silent_Summer」，原文链接：https://blog.csdn.net/cxsydjn/article/details/79548984

mkdir build #新建build文件夹
cd build    #进入build文件夹
cmake ..    #通过编写cmakelist文件，自动生成Makefile
make        #批处理.c或.cpp文件，从Makefile中读取相应指令后编译。
make install#将 make 生成的文件安装到系统的对应目录中。

Pipeline

源文件 --> cmakelist --> cmake --> makefile --> make --> 可执行文件

编写程序的主要步骤:

Edit: 使用编辑器编写源代码，如.c，.cc，.cpp等文件。
Compile: 使用编译器编译源代码生成目标文件，如.o，.a（Linux下静态库），.so（Linux下共享库）等文件。
Link: 使用连接器链接目标代码生成可执行文件，如.exe（Window），.out（Unix）等文件。 

一般来说，库的头文件在 /usr/local/include/dependency_name/ 目录下，库文件则存在 /usr/local/lib/目录下。

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下个笔记见咯～

第二节 《视觉SLAM》学习笔记（二）

第三节 《视觉SLAM》学习笔记（三）【敬请期待】
第四节 《视觉SLAM》学习笔记（四）【敬请期待】

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