跑通GICI-LIB——上海交通大学开源GNSS/INS/Camera组合导航库

前言

GICI-LIB是由上海交通大学池澄博士开源的GNSS/INS/Camera组合导航库

GICI-LIB原文链接：C. Chi, X. Zhang, J. Liu, Y. Sun, Z. Zhang, and X. Zhan, "GICI-LIB: A GNSS/INS/Camera Integrated Navigation Library," arXiv preprint, arXiv:2306.13268.

https://doi.org/10.48550/arXiv.2306.13268.

GICI-LIB有以下几个特点：

• 基于因子图优化（FGO），包含几乎所有的GNSS因子、惯导因子、视觉因子及运动约束；使用可靠的初始化、观测值稀疏化和异常值剔除算法。其中GNSS部分支持四大系统和全频率观测值
• 使用面向对象的C++语言开发，GICI-LIB设计的因子图优化器拓展性较好，易于添加其他传感器，可实例化成为任意一种鲁棒性较好的多传感器融合算法
• 多种算法支持：其中GNSS部分包括SPP、RTD、SDGNSS、RTK及PPP；组合算法包括SPP（RTK）/INS的松、紧组合，SPP（RTK）/INS/Camera的SRR、RRR（S-Solution，R-Raw）组合，其余组合算法如PPP/INS可由用户自行实例化
• 支持各种数据I/O，包括串口、TCP/IP、NTRIP、V4L2、文件和rostopic
• 支持多种格式信息的编、解码，包括RTCM2/3、Ublox、Septentrio、Novatel、Tersus的原始观测数据格式，NMEA, GNSS-DCB（差分码偏差）和ATX（天线校正）文件, image-pack, image-v4l2等相机格式、惯导的IMU-pack

环境安装

Ubuntu

    GICI-LIB基于Ubuntu20.04开发，支持Ubuntu18.04、20.04和22.04，下面环境安装均以Ubuntu20.04为例（18.04同样，22.04需要ROS2，没有测试）

** 最好在新安装ubuntu操作系统后安装以下环境，如果有非源码安装或不同版本环境，建议先卸载干净。**

    查看gflags/glog/yaml-cpp环境：

locate gflags
locate glog

    或者查看/usr/lib或/usr/local/lib路径下有没有对应的lib***.so环境，使用apt或源码make uninstall卸载干净。

Glog 0.6.0及以上版本

** 一定使用源码安装**gflags和glog：

sudo git clone https://github.com/gflags/gflags.git
cd gflags/
mkdir build && cd build
cmake .. -DGFLAGS_NAMESPACE=google -DCMAKE_CXX_FLAGS=-fPIC ..
make -j8
sudo make install

sudo git clone https://github.com/google/glog
cd glog/
mkdir build && cd build
sudo cmake -DGFLAGS_NAMESPACE=google -DCMAKE_CXX_FLAGS=-fPIC -DBUILD_SHARED_LIBS=ON ..
sudo make -j8
sudo make install

Yaml-cpp0.6.0（0.7.0会报错）

下载Yaml-cpp 0.6.0源码：https://github.com/jbeder/yaml-cpp/tree/yaml-cpp-0.6.0

unzip yaml-cpp-yaml-cpp-0.6.0.zip
cd yaml-cpp-yaml-cpp-0.6.0
sudo mkdir build && cd build/
sudo cmake -DYAML_BUILD_SHARED_LIBS=on ..
sudo make -j8
sudo make install

ROS Noetic（可选，GICI可不依赖ROS运行）

建议使用鱼香ROS一键安装ROS：

wget http://fishros.com/install -O fishros && . fishros

安装完成后，再输入一次上面的一键安装命令，选择更新rosdepc。

Eigen 3.3及以上版本（随ROS Noetic安装）

如果不安装ROS：

先查看原版本eigen库的位置

vim /usr/include/eigen3/Eigen/src/Core/util/Macros.h

如果没有，跳到下一步直接安装新版本。

如果版本小于3.3，先卸载eigen3：

sudo rm -rf /usr/include/eigen3 /usr/lib/cmake/eigen3 /usr/share/doc/libeigen3-dev /usr/share/pkgconfig/eigen3.pc /var/lib/dpkg/info/libeigen3-dev.list /var/lib/dpkg/info/libeigen3-dev.md5sums

再安装新版本：

先下载eigen-3.4.0.tar.gz:Releases · libeigen / eigen · GitLab

sudo tar -xzvf eigen-3.4.0.tar.gz 
cd eigen-3.4.0
mkdir build
cd build
sudo cmake ..
sudo make install
 
#安装后,头文件安装在/usr/local/include/eigen3/

# 移动头文件：
sudo cp -r /usr/local/include/eigen3/Eigen /usr/local/include 
 
- - 在很多程序中include时经常使用#include <Eigen/Dense>；否则系统无法默认搜索到，build时会找不到；
- - 或者直接修改CmakeLists.txt中eigen3库的路径，include_directories( "/usr/local/include/eigen3" )，但太麻烦！

OpenCV 4.2.0及以上版本（随ROS Noetic安装）

如果不安装ROS：

先查看原版本OpenCV库的位置:

pkg-config --modversion opencv4

安装OpenCV：

参考：Ubuntu18.04 系统安装 OpenCv_ubuntu18.04安装opencv_街头卖艺小杨的博客-CSDN

Ceres 2.1.0及以上版本

查看Ceres版本：
打开/home或/root下的ceres-solver文件夹，打开package.xml文件，即可看到ceres版本

安装ceres：Installation — Ceres Solver

编译GICI-LIB

下载代码

git clone https://github.com/chichengcn/gici-open.git

编译

cd gici-open/
mkdir build
cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
make -j8 

出现以下界面，恭喜你，编译成功！

编译（ROS）

cd gici-open/ros_wrapper/
catkin_make -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
source ./devel/setup.bash

编译成功！

使用数据集运行GICI-LIB

下载gici-dataset：GitHub - chichengcn/gici-open-dataset: Land vehicle GNSS/INS/Camera dataset

放入<gici-root-directory>/gici-dataset路径下：

将yaml配置文件中的<data-directory>、<gici-root-directory>和<output-directory>分别换成gici-dataset、gici-open和gici-open/ouput的路径，在gici-open/build路径下使用

./gici_main ../option/pseudo_real_time_estimation_RTK_TC.yaml

即可运行gici-lib！

结果在output路径下，***_solution.txt文件可以直接用rtkplot打开查看结果：

使用ROS运行同理：

source devel/setup.bash
rosrun gici_ros gici_ros_main ./src/gici/option/ros_real_time_estimation_***.yaml

如何使用GICILIB自带的工具和rviz实时显示结果

待更新。。。