【项目实战】自备相机+IMU跑通Vins-Mono记录

前言

初次接触SLAM，公司要求用自己的设备来跑通vinsmono这个程序，虽然已经跑通了别人的数据包，但是真正自己上手来运行这个程序，发现真的是困难重重，特意在此记载下来整个过程，以供大家参考。

我这边使用的设备如下：

相机：公司给的杰锐微通的一款HF890
IMU：公司给的LPMS-IG1
系统：ubuntu18.04
电脑：暗夜精灵5

相机标定

启动相机、安装标定软件

首先我们要对手上的摄像头进行标定，这个就无关无牌子了，除非你是D345i这样的大牌子。

首先usb接上电脑，我们使用官方的 uvc_camera 包读取相机。

rosdep install camera_calibration

为了单目相机通过ROS发布图像。让我们列出主题以检查图像是否已发布：

rostopic list

然后开始注意了，这里是我踩的第一个坑！一定要看自己的rostopic list对应的话题是什么，不然后面指令是找不到的

/相机名称/info

/相机名称/image_raw

然后运行

###对相机进行标定

rosrun camera_calibration cameracalibrator.py --size 8x6（填你标定布的大小） --square 0.108（填你标定布格子 的长度，以米为单位） image:=/camera/image_raw（注意，这里要填你的相机话题！） camera（这里也是！）:=/camera

需要注意我这里使用的标定板为 GP400-12x9 的，所以这里的 size 为 11x8, (为什么不是 12x9 参考官网链接)，square 为 0.03

然后就开始标定了，如果你的参数输入没有问题的话，是可以读到你的标定板每个方格的小点的

具体标定方法就是拿着标定板放在相机视野内，标定板上出现彩色线条则为有效图像，反之无效，需要调整标定板位置。

分别在左右移动（X），直到标定界面上X下方的精度条为绿色，然后依次在上下（Y），远近（Size），倾斜（Skew）方向移动，移动过程尽量缓慢，避免大幅度的移动使相机成像产生拖影。持续移动直到所有的进度条都为绿色

当所有进度条都变成绿色后，CALIBRATE按钮由灰色变成深绿色，点击CALIBRATE，点击一下后，界面会卡住，此时不要做任何操作，直到运行标定程序的终端输出标定的结果，大概是这样的。

这个时候你可能会卡住，就是程序突然无响应了，我找了好久才找到一个办法，就是

$ rosrun camera_calibration cameracalibrator.py --size 8x6 --square 0.108 --approximate=0.01 right:=/my_stereo/right/image_raw left:=/my_stereo/left/image_raw right_camera:=/my_stereo/right left_camera:=/my_stereo/left

加入了一行这个--approximate=0.01参数，我也不知道是不是这个东西起的作用，毕竟我还重启了一遍电脑

至此相机就标定完毕了

点击标定界面的SAVE按钮，标定结果保存在/tmp/calibrationdata.tar.gz这个压缩包中，打开标定结果的压缩包，里面大概是这些内容，最后一个yaml文件就是我们需要的标定结果。

IMU标定

安装imu_utils

这是最让我裂开的一个地方，因为他所需要的code_utils这个包和我用的传感器驱动下载都花了好大力气才搞好

1：安装ceres库

sudo apt-get install liblapack-dev libsuitesparse-dev libcxsparse3.1.2 libgflags-dev

sudo apt-get install libgoogle-glog-dev libgtest-dev

下载编译 ceres-solver

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

cd ceres-solver

mkdir build

cd build

cmake ..

make

sudo make install

安装 code_utils

mkdir -p ~/kalibr_workspace/src

cd ~/kalibr_workspace

catkin_make

然后

sudo apt-get install libdw-dev

cd src

git clone https://github.com/gaowenliang/code_utils.git

这里有两个大坑

首先是要把src/code_utils/src/sumpixel_test.cpp中的#include "backward.hpp"改为#include “code_utils/backward.hpp”

然后我照着这个做了，catkin_make给我报错

In file included from /home/lugendary/kalibr_workspace/src/code_utils/src/cv_utils/dlt/dlt.cpp:1:0:

/home/lugendary/kalibr_workspace/src/code_utils/include/code_utils/cv_utils/dlt/dlt.h:15:21: error: ‘vector’ in namespace ‘std’ does not name a template type

DLT( const std::vector< Eigen::Vector3d >& pts_2, const std::vector< Eigen::Vector3d >& pts_3 );

一大串，我找遍全网也没有老哥告诉我解决办法，最后我打开了clion里面，在哪个文件里用纠错功能一键引用了缺少的库，解决问题，编译成功

cd ..

catkin_make

这个时候就可以在src下面安装imu_utils

cd kalibr_workspace/src

git clone https://github.com/gaowenliang/imu_utils.git

cd ..

catkin_make

标定的工具搞完了，现在就要启动我们的IMU了

启动IMU

首先建立一个工作空间openzen_ws/src

mkdir -p openzen_ws/src

然后就是坑了，我按照要求进入工作空间，通过git获取安装包

cd openzen/src

git clone --recurse-submodules https://bitbucket.org/lpresearch/openzenros.git

但是openzenros文件里面的东西我死活下载不到，不管是zip下载还是克隆都没办法

最后我直接在wiki上面

apt install ros-melodic-openzen-sensor

安装了，然后IMU通过USB 和电脑连接，给串口权限(你的传感器叫什么你可以通过dev下面的文件中，插拔一下imu看tty那个文件变换了)

sudo chmod 777 /dev/ttyUSB0

在新的命令行窗口运行roscore后，在工作空间下运行驱动

source devel/setup.bash

rosrun openzen_sensor openzen_sensor_node

发布的话题节点为/imu/data，通过以下命令查看话题消息

rostopic echo /imu/data

如果一直出数据，就没问题了

录制IMU数据集

接着录制IMU数据集

静止情况下采集IMU的数据，并录制为ROS包，我采集的时间为2小时20分钟。

rosbag record /imu/data -O imu_xsens.bag

标定IMU

修改你之前下载标定工具那个东西的src/imu_utils/launch/文件夹下的A3.launch文件中的话题，改成名为/imu/data

运行标定工具

cd 你的标定工具的工作空间

source devel/setup.bash

roslaunch imu_utils A3.launch

然后倍速回放bag包，我的bag包名字直接搜索.bag定位到文件夹然后找到的

rosbag play -r 200 imu.bag

标定完退出，搜索A3_imu，就找到yaml在哪里了，这里我用的是xsens_imu_param.yaml

配置YAML文件

然后接下来就是所使用我们的标定数据了，首先要改vins代码中的yaml数据，为了防止填写格式出问题导致bug，我就直接在config下面的realsense里面修改realsense_color_config.yaml文件了

填写相机标定参数

启动相机和IMU节点，用rostopic来查看话题，

先修改这些参数

然后把相机的yaml文件里面的相机的内参矩阵

按照

填入projection_parameters:这个参数

然后把

填入distortion_parameters。

填写IMU标定参数

然后打开 IMU的标定yaml，

把所有的avg项目按需填入

其他参数的填写

至于这个yaml其他的参数填什么就看你自己的需求了，可以配合这篇文章学习修改

https://zhuanlan.zhihu.com/p/533106355

因为大多数内容无需太多修改（注意个别文件输出位置），这里就不多加赘述了

运行Vins-mono

至此我们的工作就全部做完了，现在我们来运行我们的vins-mono!

首先在ros要打开你的相机和imu，打开rostopic list确保他们都在运行（方法上面已经给过了）

然后进入工作空间启动ros

source ./devel/setup.bash

roslaunch vins_estimator realsense_color.launch

roslaunch vins_estimator vins_rviz.launch //打开rviz查看

大功告成！

参考链接

相机与IMU联合标定 https://blog.csdn.net/crp997576280/article/details/109592631 熊猫飞天
跑通流程 https://www.zhihu.com/question/408978633/answer/2477023448 智能之欣
相机标定 http://wiki.ros.org/camera_calibration/Tutorials/MonocularCalibration wiki.ros
摄像头标定--camera_calibration https://blog.csdn.net/bingda_robot/article/details/126718291 冰达机器人
无响应问题的解决 https://blog.csdn.net/JasonSunJian/article/details/79177570 JasonSunJian
LPMS-IG1 IMU内参标定 https://blog.csdn.net/yz2630570484/article/details/118081787 雨沐清风i
openzen安装 http://wiki.ros.org/openzen_sensor wiki
相机究竟标定了什么 https://zhuanlan.zhihu.com/p/448120739 卷饼
VINS-MONO 配置文件yaml https://zhuanlan.zhihu.com/p/533106355 陌归