# cartographer_standalone

**Repository Path**: xiaojake/cartographer_standalone

## Basic Information

- **Project Name**: cartographer_standalone
- **Description**: 实现Cartographer与Cartographer_ros剥离，剥离后的Cartographer可以在不启动roscore的情况下正常建图，同时可与ROS进行通讯。
https://blog.csdn.net/zhzwang/article/details/109311339
- **Primary Language**: C++
- **License**: MIT
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 3
- **Forks**: 13
- **Created**: 2021-04-06
- **Last Updated**: 2025-08-02

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# cartographer_standalone 终极版

## 11.30 更新
1、恢复(重写)了原版poll_manager,完善了多线程下智能指针调用和内存空间回收功能,并使用官方测试工具test通过。  
2、完成了11.07的1/2 Flag.
![测试成功](https://gitee.com/harryzhangabc/cartographer_standalone/raw/master/pic/screenshot11301708.jpg)


## 11.07 更新
1.完善了相关写法，加入了try{}catch{}以保证线程稳定性。  
2.更新了任务列表，请完成任务并编写相关文档(.md)上传到gitee,我会把你的网址附在这里。   
   
(1)测试11.06更新的多线程通讯程序，编译并执行程序(方法在11.06)。   
(2)完成boost多线程回调的例程，要求：使用Boost库bind接口实现***非类成员函数***作为回调函数,并给出例程，然后再把相关源码发到gitee上。  
  
程序要求：在cartographer_standalone下创建bind_test文件夹，把你写的源代码放在bind_test/src里面，h文件放在bind/include里面，编写CMakeLists.txt文件  
  
```
(CMakeLists.txt模板)
cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3)
project(你的项目名字)
# 用boost编程用它来寻找库
find_package(Boost REQUIRED COMPONENTS system thread) 
# .h文件放到/项目名称/include 里面
# .cpp文件放到/项目名称/src 里面
include_directories(include)
file(GLOB SRCS *.cpp *.c)
add_library(${CMAKE_PROJECT_NAME} STATIC ${SRCS})

set(libs
    ${Boost_LIBRARIES}
    boost_system
    rt)

add_executable(你编译的文件名称 src/你的文件.cpp)
target_link_libraries(read libs)

```
然后，把你的程序，加到总的CMakeLists.txt里面！
```
(cartographer_standalone/CMakeLists.txt)
......
add_subdirectory(cartographer_ros/cartographer_ros_msgs)
add_subdirectory(cartographer_ros/cartographer_ros)
# 把你的驱动程序放到这里
add_subdirectory(halloworld)
add_subdirectory(test_node_mem)
add_subdirectory(你的文件夹名称(例如bind_test)) <------加入这个！！！
# add_subdirectory(rplidar_ros)
# add_subdirectory(path_to_your_sensor_driver)

add_definitions(-D_GLIBCXX_USE_CXX11_ABI=0)
......
```




## 11.06 更新
1.本次更新了在多线程环境下共享内存的机制(基于boost、realtime library)，具体实现请查看ros_stub/node_manager.cpp   
2.Boost多线程api使用例程请参考test_node_mem/read.cpp(读取线程)、test_node_mem/writer.cpp(写入线程)  
3.本次更新的目的是完成任务计划二第一步，即创建节点管理器共享空间，接下来会用这个空间作为节点管理器的回调函数指针*fp保存空间来进行队列管理。     
```bash
sudo add-apt-repository universe
sudo apt update
sudo apt install git cmake bzip2 libbz2-dev libceres-dev libprotobuf-dev protobuf-compiler libpcl-dev liburdfdom-headers-dev liburdfdom-model liblz4-dev libtinyxml-dev liburdfdom-dev liburdfdom-tools
git clone https://gitee.com/harryzhangabc/cartographer_standalone
./cartographer_standalone/cartographer/scripts/install_debs_cmake.sh 
cd cartographer_standalone
mkdir build && cd build
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug -DFORCE_DEBUG_BUILD=True ..
make -j24       #安装该软件，如果你已经安装请忽略
#(api测试步骤)
#(新开一个终端)
cd ~/cartographer_standalone/build/test_node_mem
./writer
#(再新开一个终端)
cd ~/cartographer_standalone/build/test_node_mem
./reader
#观察多线程下的内存共享/通讯状态
```

### 编译状态
- [x] ubuntu18.04
- [ ] openeuler 20 等待测试

## 11.01 V2.0更新
1.全面支持rosbridge(cpp)功能，可以和外部ros进行通讯了。  
2.bug全面修复，make all成功。  
3.支持dbg模式，具体如下:
```bash
cd cartographer_standalone/build
cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug -DFORCE_DEBUG_BUILD=True ..
make -j24
```
然后你会在build文件夹看到所有编译好的二进制文件。  
### 编译状态
- [x] ubuntu18.04
- [ ] openeuler 20 等待测试
## 写在前面
  
在经历过无数踩坑以后，发现直接移植cartographer_ros不是一个快速、可靠的办法。虽然官网提示cartogrpher_ros是开发cartographer一个不错的示例。但是在后来的研究中，发现自己写的程序无法完全实现cartographer_ros的全部功能，因为使用cartographer库需要严格的定时器设置、数据缓存池设计(带时间戳)、严格的数据格式，而这些还需要按照一定顺序去调用、实现，非常麻烦和费时。虽然自己写的程序刚好能够建图，但是bug层出无穷(大部分bug是定时器和数据结构不匹配，也和本人功底不够深厚有关)。因此，有没有一个很好的办法，即不用运行在ros上，又能够完美实现所有cartographer_ros的所有功能，并且支持官方更新呢？(google也知道他们的程序有bug所以会经常更新)
   
## 实现原理
  
我们知道，cartographer_ros是cartographer和ros的一个桥梁，cartographer_ros通过ros获得传感器数据，打包起来按照顺序输入cartographer并从cartographer获取相对坐标的变换数据通过cartographer_ros输出到TF变换。如果，此时保持cartographer_ros原封不动，对ros进行改造，使原来的ros变成一个"fake ros"，首先把ros"多余"的部分清空，变成空循环，优化程序执行效率，然后再把ros的数据接口、定时器、rosbag等所有重要原始.c文件都打包起来把他们放在一起编译，最后把数据像原来ros的方式"喂"给cartographer_ros并加入ros_bridge，这样既不会丢失输入、输出原始ros的格式，也可以实现所有cartographer_ros的功能，可谓一举两得。

## 注意事项
  
截止到写这篇文章时，cartographer/ 和 cartographer_ros/ 并不是当前的最新版本，如果google发布了最新版本，你可以直接clone最新版本并替换掉他们，但是你可能需要在一个安装了最新版本的cartographer_ros、ros的机器里面找到ros_stub/include/cartographer_ros_msgs里面的相同的文件并替换掉他们。  
   
## 使用说明
   
***以下所有的操作均在ubuntu18.04实现，ubuntu16.04可以实现但是部分库必须从源码编译且有版本要求，比较麻烦***   
   
### 1.安装该程序
```bash
sudo add-apt-repository universe
sudo apt update
sudo apt install git cmake bzip2 libbz2-dev libceres-dev libprotobuf-dev protobuf-compiler libpcl-dev liburdfdom-headers-dev liburdfdom-model liblz4-dev libtinyxml-dev liburdfdom-dev liburdfdom-tools
git clone https://gitee.com/harryzhangabc/cartographer_standalone
./cartographer_standalone/cartographer/scripts/install_debs_cmake.sh 
cd cartographer_standalone
mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
make cartographer_offline_node -j24
```
   
### 2.使用离线的方式测试程序

```bash
cd cartographer_standalone\build\cartographer_ros\cartographer_ros\cartographer_ros
./cartographer_offline_node \path\to\your\rosbag\
```
可以看出来，因为cartographer_ros是完整的，所以该程序也支持在不安装ros的情况下直接跑rosbag，运行完后会得到一个.pbstream文件和.pgm地图文件和相关的.yaml文件。


### 3.使用在线的方式测试程序

注意，到这一步，由于代码的特殊性，请把你的激光雷达、IMU等传感器ros驱动文件放到cartographer_standalone文件夹中，并在.cmakelists里面加入有关于你驱动的信息(打开cmakelists有详细的教程)，然后，需要通过改动你的驱动文件把你的驱动做成一个C++的库，然后在cartographer_ros\cartographer_ros\cartographer_ros\node_main.cc里面调用你的驱动，只要调用一次打开传感器、注册个回调程序就可以了，注册成功后只要传感器数据一来就自动喂入cartographer进行建图。  
    
然后，编译程序，执行node程序，建完图后直接ctrl+c关闭程序生成一个.pbstream文件和.pgm地图文件和相关的.yaml文件。
  
```bash
cd cartographer_standalone
cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
make cartographer_node -j24

cd cartographer_standalone\build\cartographer_ros\cartographer_ros\cartographer_ros
./cartographer_node
```

#### 参考资料
  
1、http://wiki.ros.org/cartographer   
2、https://github.com/larics/cartographer_superbuild    
3、https://google-cartographer-ros.readthedocs.io/en/latest   
4、https://github.com/cartographer-project/cartographer