实时视觉SLAM实战：在Ubuntu 20.04上用D435i与ROS运行ORB-SLAM3

1. 简介

ORB-SLAM3是一种先进的视觉同时定位与建图（SLAM）系统，支持单目、双目和RGB-D相机，适用于机器人导航和增强现实。Intel RealSense D435i是一款集成IMU的深度相机，能提供高质量的彩色和深度图像，是SLAM应用的理想硬件。ROS Noetic是Robot Operating System在Ubuntu 20.04上的官方版本，用于简化机器人软件开发。本教程将整合这些技术，实现实时SLAM运行。

2. 前提条件

• 一台安装有Ubuntu 20.04的计算机（推荐64位系统）。
• Intel RealSense D435i相机及USB 3.0连接线。
• 稳定的网络连接，用于下载软件包。
• 基本熟悉Linux命令行操作。

3. 安装步骤

3.1 安装ROS Noetic

打开终端（Ctrl+Alt+T），依次执行以下命令来安装ROS Noetic，这是Ubuntu 20.04的ROS版本。

sudo sh -c "echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu focal main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list"sudo apt-key adv --keyserver "hkp://keyserver.ubuntu.com:80" --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654sudo apt updatesudo apt install ros-noetic-desktop-fullecho "source /opt/ros/noetic/setup.bash" >> ~/.bashrcsource ~/.bashrc

安装完成后，验证ROS安装：运行roscore，若无错误即成功。

3.2 安装Intel RealSense SDK和ROS包

在终端中，安装Intel RealSense D435i的驱动和ROS包，确保相机能被系统识别。

# 安装RealSense SDKsudo apt-get install librealsense2-dkms librealsense2-utils librealsense2-dev librealsense2-dbg# 安装ROS包sudo apt-get install ros-noetic-realsense2-camera ros-noetic-realsense2-description

连接相机，运行realsense-viewer检查相机是否正常工作。

3.3 安装ORB-SLAM3

首先安装依赖，然后从GitHub克隆并编译ORB-SLAM3。

# 安装依赖sudo apt install git cmake gcc g++ libblas-dev liblapack-dev libeigen3-dev# 克隆ORB-SLAM3仓库cd ~git clone https://github.com/UZ-SLAMLab/ORB_SLAM3.git ORB_SLAM3cd ORB_SLAM3chmod +x build.sh./build.sh

编译过程可能需要几分钟，请确保无报错。

4. 配置和实时运行

4.1 启动D435i相机ROS节点

在终端中，启动相机节点，发布图像话题。

roslaunch realsense2_camera rs_camera.launch

这将启动相机，并发布/camera/color/image_raw和/camera/aligned_depth_to_color/image_raw等话题。使用rostopic list确认话题存在。

4.2 运行ORB-SLAM3 RGB-D模式

打开新终端，运行ORB-SLAM3，订阅相机话题进行实时SLAM。

cd ~/ORB_SLAM3rosrun ORB_SLAM3 RGBD Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/RGB-D/TUM1.yaml /camera/color/image_raw /camera/aligned_depth_to_color/image_raw

如果话题不匹配，调整命令中的话题名称。运行后，ORB-SLAM3窗口将显示相机视图和地图点，实现实时定位与建图。

5. 常见问题与解决

• 相机未检测到：检查USB连接，尝试重新插拔或使用lsusb命令。确保已安装Intel RealSense D435i驱动。
• ROS话题错误：使用rostopic echo验证话题数据，确保相机节点已启动。
• ORB-SLAM3编译失败：确认依赖完整，可重新运行./build.sh。
• 性能问题：关闭其他应用，确保系统资源充足。

6. 结论

通过本教程，你已经在Ubuntu 20.04系统上成功集成了Intel RealSense D435i、ROS Noetic和ORB-SLAM3，实现了实时视觉SLAM运行。这为机器人自主导航、三维重建等应用奠定了基础。本教程强调了Ubuntu 20.04的稳定性、Intel RealSense D435i的硬件优势、ROS Noetic的框架便利以及ORB-SLAM3的算法强大，希望你能继续探索SLAM技术的更多可能性！