如何Ubuntu 22.04.5 LTS 64 位操作系統部署運行SLAM3！詳細流程

以下是在本地部署運行?ORB-SLAM3?的詳細步驟，基于官方?README.md?和最佳實踐整理，適用于?Ubuntu 16.04/18.04/20.04/22.04?系統：

一、系統要求與依賴項安裝

1.?基礎系統要求

操作系統：Ubuntu 16.04/18.04/20.04/22.04（64 位）
硬件：推薦 i7 及以上處理器（確保實時性能），支持 OpenGL 的顯卡（用于 Pangolin 可視化）

2.?安裝依賴項

# 安裝基礎工具
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
sudo apt install -y build-essential cmake git libgl1-mesa-glx# 安裝Eigen3（線性代數庫）
sudo apt install libeigen3-dev# 安裝Python（用于軌跡評估，需numpy）
sudo apt install python3-numpy libpython3-dev# 安裝OpenCV（3.2+，推薦4.x，22.04默認4.6.0+）
sudo apt install libopencv-dev python3-opencv# 安裝Pangolin（可視化庫）
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  # 清理臨時文件

?3.?可選：安裝 ROS（如需運行 ROS 節點）

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

這里因為考慮到很多安裝SLAM3的朋友在本地都沒有安裝ROS2，所以這里更新一篇ROS2的安裝教學。

報錯解決：

這里我在運行：cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release的時候出現問題：

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_LIBRARYOPENGL_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_LIBRARYOPENGL_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".

這個問題是由于缺少?OpenGL 開發庫?導致的編譯錯誤。以下是針對 Ubuntu 22.04 的解決步驟：

一、安裝 OpenGL 開發庫

sudo apt install -y libgl1-mesa-dev libglu1-mesa-dev libegl1-mesa-dev

libgl1-mesa-dev：提供 OpenGL 核心開發庫（必裝）。
libglu1-mesa-dev：提供 OpenGL 實用庫（GLU）。
libegl1-mesa-dev：提供 EGL（Embedded Systems Graphics Library）開發庫（Pangolin 可能依賴）。

二、安裝 epoxy 開發庫

sudo apt install -y libepoxy-dev

libepoxy-dev?包含 epoxy 的頭文件和庫文件，是 Pangolin 可視化模塊的依賴項。

三、重新編譯 Pangolin

# 清理之前的構建文件（可選）
cd .. && rm -rf build
mkdir build && cd build# 重新執行 CMake 配置
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

四、繼續編譯并安裝

make -j$(nproc)  # 使用多核編譯（加快速度）
sudo make install  # 安裝到系統路徑

二、克隆項目與構建

1.?克隆代碼倉庫

git clone https://github.com/UZ-SLAMLab/ORB_SLAM3.git ORB_SLAM3
cd ORB_SLAM3

2.?編譯項目

chmod +x build.sh
./build.sh  # 自動編譯第三方庫（DBoW2、g2o、Sophus）和ORB-SLAM3

編譯完成后，生成動態庫?libORB_SLAM3.so?和可執行文件（位于?Examples?目錄）。

3.?編譯 ROS 節點（可選）

chmod +x build_ros.sh
./build_ros.sh  # 生成ROS節點，需已安裝ROS

報錯解決：

在執行 ./build.sh ?# 自動編譯第三方庫（DBoW2、g2o、Sophus）和ORB-SLAM3?
編譯的時候又出現錯誤：執行到30% 左右無法編譯。
報錯：

/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] 錯誤 1make[2]: *** 正在等待未完成的任務....make[2]: *** [CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/build.make:104：CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/src/LocalMapping.cc.o] 錯誤 1make[2]: *** [CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/build.make:118：CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/src/LoopClosing.cc.o] 錯誤 1make[2]: *** [CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/build.make:90：CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/src/Tracking.cc.o] 錯誤 1make[1]: *** [CMakeFiles/Makefile2:148：CMakeFiles/ORB_SLAM3.dir/all] 錯誤 2make: *** [Makefile:91：all] 錯誤 2

解決：

原因分析：

ORB-SLAM3 是一個相對較早的項目，主要基于 C++11 標準編寫。在較新的 Ubuntu 版本（如 20.04 或 22.04）中，默認的 GCC/G++ 編譯器版本比較高（通常是 GCC 9+ 或 GCC 11+），這些新版本的編譯器默認使用的是 C++14 或 C++17 標準，并且對 C++語法和標準庫的使用要求更嚴格。這常常會導致一些在 C++11 下沒問題，但在 C++14/17 下會報錯（或被視為錯誤）的代碼。這是 ORB-SLAM3 在新系統上編譯時非常常見的問題。

解決方案：

最常見的解決辦法是告訴 CMake 在編譯 ORB-SLAM3 時使用 C++11 標準進行編譯。

修改 CMakeLists.txt 文件:
- 進入 ORB_SLAM3 的根目錄：cd /media/chengq/soft/Dev_soft/Slam3/ORB_SLAM3 (根據你的實際路徑)
- 打開根目錄下的 CMakeLists.txt 文件進行編輯（可以使用 gedit, nano, vim 等編輯器）： Bash
```
gedit CMakeLists.txt
# 或者
nano CMakeLists.txt
```
- 在文件的開頭部分，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)
```
  如果已經有 set(CMAKE_CXX_STANDARD ...) 的行，確保它被設置為 11。如果這兩行不存在，就直接添加到文件開頭合適的位置（比如在 project(...) 之前或之后）。
清理之前的構建文件:
- 由于 CMake 會緩存配置，在修改 CMakeLists.txt 后，需要清理之前失敗的構建嘗試生成的文件。進入 build 目錄并刪除所有內容： Bash
```
cd build
rm -rf *
cd .. # 回到ORB_SLAM3根目錄
```
- 或者直接刪除并重新創建 build 目錄： Bash
```
rm -rf build
mkdir build
```
- 重要提示: ORB-SLAM3 的 ./build.sh 腳本理論上應該處理 CMake 的配置和構建，但手動清理 build 目錄能確保 CMake 從頭開始配置，讀取你修改后的 CMakeLists.txt。
重新運行編譯腳本:
- 回到 ORB_SLAM3 的根目錄，再次執行編譯腳本： Bash
```
./build.sh
```

三、準備數據集與配置文件

1.?下載示例數據集

TUM RGB-D 數據集（用于 RGB-D 相機示例）：
從?TUM RGB-D 數據集?下載序列（如?fr1/xyz），解壓后記錄路徑（如?~/datasets/tum/fr1/xyz）。
EuRoC 數據集（用于立體 / 慣性示例）：
從?EuRoC 數據集?下載 ASL 格式序列，解壓后修改?euroc_examples.sh?中的數據集路徑。

2.?配置文件說明

詞匯表：已包含在?Vocabulary/ORBvoc.txt（無需額外下載）。
相機參數文件：
- RGB-D 示例：Examples/RGB-D/TUM1.yaml（根據數據集修改分辨率、畸變參數）。
- 立體 / 慣性示例：Examples/Stereo-Inertial/EuRoC.yaml（包含 IMU 參數和相機內參）。

四、運行示例程序

1.?運行 RGB-D 相機示例（以 TUM fr1/xyz 為例）

bash

# 格式：./Examples/RGB-D/rgbd_tum 詞匯表路徑 配置文件路徑 圖像路徑 關聯文件路徑
./Examples/RGB-D/rgbd_tum Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/RGB-D/TUM1.yaml ~/datasets/tum/fr1/xyz ~/datasets/tum/fr1/xyz/associations.txt

輸出：Pangolin 窗口顯示實時地圖，終端輸出軌跡信息，結果保存在?CameraTrajectory.txt。

2.?運行立體慣性示例（EuRoC 數據集）

bash

# 格式：./Examples/Stereo-Inertial/stereo_inertial_euroc 詞匯表路徑 配置文件路徑 數據集路徑
./Examples/Stereo-Inertial/stereo_inertial_euroc Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Stereo-Inertial/EuRoC.yaml ~/datasets/euroc/V1_02_medium

3.?運行 ROS 節點（以單目為例）

bash

# 1. 設置ROS包路徑（需先編輯~/.bashrc，添加以下行并source）
export ROS_PACKAGE_PATH=${ROS_PACKAGE_PATH}:/path/to/ORB_SLAM3/Examples/ROS# 2. 運行節點（格式：rosrun ORB_SLAM3 Mono 詞匯表路徑 配置文件路徑）
rosrun ORB_SLAM3 Mono Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Monocular/TUM1.yaml

五、常見問題與解決方案

1.?編譯錯誤：第三方庫未找到

原因：Thirdparty?目錄下的庫（如 g2o）編譯失敗。

解決：手動編譯第三方庫：

bash

cd Thirdparty/g2o
mkdir build && cd build
cmake .. -DG2O_USE_CSPARSE=ON
make -j$(nproc)
cd ../../../

2.?OpenCV 版本沖突（如 4.x 兼容性問題）

報錯：undefined reference to cv::imread。
解決：修改代碼中 OpenCV 函數（如?cv::IMREAD_COLOR?替換為?cv::ImreadModes::IMREAD_COLOR），或確保 CMake 正確鏈接系統 OpenCV 路徑。

3.?Pangolin 窗口無法顯示

原因：OpenGL 依賴缺失或版本不兼容。

解決：安裝 OpenGL 開發庫：

bash

sudo apt install libglew-dev libglfw3-dev

4.?ROS 話題映射錯誤

原因：話題名稱不匹配（如?/camera/image_raw?應為?/image_raw）。
解決：修改 ROS 節點訂閱的話題名稱，或使用rosbag play重映射話題：
bash
```
rosbag play --remap /cam0/image_raw:=/image_raw dataset.bag
```

六、項目結構與擴展

核心代碼：src/?和?include/?包含 SLAM 系統核心邏輯（跟蹤、建圖、回環檢測）。
示例程序：Examples/?目錄按傳感器類型分類（RGB-D、立體、慣性等），可參考示例編寫自定義相機接口。
配置文件：Examples/?下的.yaml文件定義相機內參、IMU 參數等，需根據實際傳感器校準結果修改（參考Calibration_Tutorial.pdf）。