Android平台使用Ceres Solver

在Android平台上使用Ceres求解器，官方教程不明确，且编译过程遇到了很多问题。

环境

Ubuntu 18.04

源代码

https://github.com/Great-Keith/ceres-android

准备工作

Eigen 3.3.7（最新）：在编译Ceres的时候需要使用。

NDK r20（最新）：NDK r14b版本无法使用，建议使用高于14的版本。

Ceres 1.14.0（最新）已经附带在仓库中。

[NOTE] Ceres其他依赖项按照官方教程进行配置，建议先检验Linux系统下是否能够安装成功。

# 官方安装指导 http://ceres-solver.org/installation.html

# CMake
sudo apt-get install cmake
# google-glog + gflags
sudo apt-get install libgoogle-glog-dev
# BLAS & LAPACK
sudo apt-get install libatlas-base-dev
# Eigen3
sudo apt-get install libeigen3-dev
# SuiteSparse and CXSparse (optional)
# - If you want to build Ceres as a *static* library (the default)
#   you can use the SuiteSparse package in the main Ubuntu package
#   repository:
sudo apt-get install libsuitesparse-dev
# - However, if you want to build Ceres as a *shared* library, you must
#   add the following PPA:
sudo add-apt-repository ppa:bzindovic/suitesparse-bugfix-1319687
sudo apt-get update
sudo apt-get install libsuitesparse-dev

mkdir ceres-bin
cd ceres-bin
cmake ../ceres-solver-1.14.0
make -j3
make test
# Optionally install Ceres, it can also be exported using CMake which
# allows Ceres to be used without requiring installation, see the documentation
# for the EXPORT_BUILD_DIR option for more information.
make install

Android Studio 3.4.1：需要配置CMake, LLDB, ndk（在SDK Tools中点击安装）

官方Android指南

来源一：官方网站

原文

下载版本高于r9d的Android NDK版本，在jni目录下使用ndk-build进行编译，你会得到libceres.a。

解释

具体使用方法：

cd ceres-solver-1.14.0/jni
EIGEN_PATH=/path/to/eigen/header ndk-build

随后libceres.a便会出现在ceres-solver-1.14.0/obj/local/${ABI}目录下。

${ABI}的值通过修改Application.mk中的APP_ABI := arm64-v8a一行，可.以换armeabi-7va, x86_64等等。

至于动态库（*.so）的生成，根据网上的一些教程进行修改Android.mk和Application.mk，都无法正常编译，官方GitHub里的issue中对于这些报错，建议使用CMake进行编译。

[NOTE] 如果从GitHub上clone的版本是不带jni目录的，只能使用CMake进行编译。

来源二：代码内的文档

原文

编译需要使用NDK r15或者更高版本。

需要使用CMake寻找NDK当中的toolchain来替换本身的自带toolchain。假设你已经设置了变量$NDK_DIR，你可以使用如下命令编译：

cmake \
-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=\
    $NDK_DIR/build/cmake/android.toolchain.cmake \
-DEIGEN_INCLUDE_DIR=/path/to/eigen/header \
-DANDROID_ABI=armeabi-v7a \
-DANDROID_STL=c++_shared \
-DANDROID_NATIVE_API_LEVEL=android-24 \
-DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
-DMINIGLOG=ON \
<PATH_TO_CERES_SOURCE>

你可以为各种安卓STL或ABI进行编译，但是最推荐使用c++_shared STL和armeabi-v7a（对于32位机）或arm64-v8a（对于64位机） ABI。许多API的版本都可以进行支持，但是推荐使用你安卓项目所支持的最高版本。

对于你的安卓项目和Ceres二进制文件，你需要使用相同的API版本和STL进行编译。

编译完成之后，你会得到一份libceres.so的库，你可以在编译的脚本中通过使用PREBUILT_SHARED_LIBRARY将它链接到你的安卓项目当中。

如果你正在编译Ceres的例子，想要验证你的库能否使，你需要将他们和libceres.so放在安卓设备上一个可执行的公共目录下（比如/data/local/tmp），并且确保NDK的STL也在同一个目录下。

需要注意的是，所有的求解器或者其他被你包含在项目中的共享依赖项，都需要出现在你安卓的编译配置和你的测试目录当中。

解释

最好采用CMake编译这种方法，后面解释如何修改这个命令。

编译命令

参考资料：https://github.com/qiu-yongheng/cerestest

根据官方材料和参考资料得出如下命令：

rm -rf CMake*

/path/to/sdk/cmake/[version]/bin/cmake \
-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=/path/to/sdk/ndk-bundle/build/cmake/android.toolchain.cmake \
-DEIGEN_INCLUDE_DIR=/path/to/eigen/header \
-DANDROID_ABI=[ABI]] \
-DANDROID_STL=[c++_shared | c++_static] \
-DANDROID_NATIVE_API_LEVEL=android-24 \
-DBUILD_SHARED_LIBS=ON \
-DMINIGLOG=ON \
-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
-DCMAKE_C_FLAGS="-s" \
-DCMAKE_C_FLAGS=-std=c99 -Os -fvisibility=hidden \
/path/to/ceres

make clean
make
make install

执行如上命令后，首先会遇到如下错误：undefined reference to '__android_log_write'

解决方法：打开[ceres]/internal/ceres/minglog/glog/logging.h，搜索__android_log_write，将带有这个函数的几行注释掉。

重新编译，最后会报错误：'libc++_shared.so' no found

解决方法：这个错误无关紧要，可以看到当前目录下的lib目录已经生成了我们想要的库文件。从ndk-bundle中复制我们所需要的该文件到安卓项目中即可，该文件目录可能是ndk-bundle/sources/cxx-stl/llvm-libc++/libs/[ABI]。无需继续进行编译。

[NOTE] /path/to/eigen/header这个地址，不能使用安装eigen时候放置到的比如/usr/include地址，否则编译的时候会出现冲突，应该直接使用下载解压后的位置。

[NOTE] 每次cmake后，重新编译需要提前先删除当前目录下的CMakeFiles, CMakeCache等中间文件，否则CMake的配置不会发生改变。

测试结果