前言

在ORB-SLAM2的學(xué)習(xí)過程中，不可避免的會用到這些數(shù)據(jù)集來運行程序，并且還會將運行軌跡與相機真實軌跡作對比，下面就介紹使用evo工具分析SLAM常用TUM，KITTI，EuRoC數(shù)據(jù)集。SLAM數(shù)據(jù)集TUM，KITTI，EuRoC數(shù)據(jù)集的下載地址與真實軌跡文件的查找總結(jié)的博客鏈接。

一、evo工具的安裝

可以使用evo工具將.csv文件形式的軌跡文件轉(zhuǎn)換為TUM形式的軌跡文件。

evo_traj euroc data.csv --save_as_tum

evo工具安裝（參考鏈接），打開終端輸入

pip install evo --upgrade --no-binary evo

二、運行TUM數(shù)據(jù)集

TUM數(shù)據(jù)集官網(wǎng)下載地址，TUM數(shù)據(jù)集里面有深度圖像和RGB圖像。當(dāng)使用單目模式時，僅用到rgb文件夾里的圖片；當(dāng)使用RGB-D模式時，需要用到depth和rgb兩個文件夾里的圖片，而且需要associate.py腳本文件關(guān)聯(lián) RGB 圖像和深度圖像（下面會說到）。

下面以rgbd_dataset_freiburg3_long_office_household數(shù)據(jù)集為例

1.TUM單目數(shù)據(jù)集

執(zhí)行這個命令：./Examples/Monocular/mono_tum Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Monocular/TUMX.yaml PATH_TO_SEQUENCE_FOLDER。將TUMX.yaml改為TUM1.yaml，TUM2.yaml或TUM3.yaml，分別用于freiburg1，freiburg2和freiburg3序列。將PATH_TO_SEQUENCE_FOLDER改為解壓好的數(shù)據(jù)集文件夾路徑。簡單來說命令分為四個部分：1.TUM單目模式執(zhí)行文件 2.訓(xùn)練好的詞袋 3.參數(shù)文件 4.解壓好的數(shù)據(jù)集路徑
切換到 ORB_SLAM2/ 下，在終端里輸入（對應(yīng)路徑改成自己的）

./Examples/Monocular/mono_tum Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Monocular/TUM3.yaml /home/d/文檔/數(shù)據(jù)集/TUM數(shù)據(jù)集/rgbd_dataset_freiburg3_long_office_household

2.TUM RGB-D數(shù)據(jù)集

在這步中我們需要使用RGB 圖像和深度圖像的關(guān)聯(lián)文件，ORB-SLAM2的作者在examples/RGB-D/associations/路徑下提供了某些序列的關(guān)聯(lián)文件。
我們也可以使用 python 腳本associate.py（associate.py下載地址）關(guān)聯(lián) RGB 圖像和深度圖像。
將associate.py腳本放到下載并且解壓好的rgbd_dataset_freiburg3_long_office_household/路徑下，執(zhí)行以下命令

python associate.py rgb.txt depth.txt > associations.txt

接下來執(zhí)行這個命令：./Examples/RGB-D/rgbd_tum Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/RGB-D/TUMX.yaml PATH_TO_SEQUENCE_FOLDER ASSOCIATIONS_FILE。將TUMX.yaml改為TUM1.yaml，TUM2.yaml或TUM3.yaml，分別用于freiburg1，freiburg2和freiburg3序列。將PATH_TO_SEQUENCE_FOLDER改為解壓好的數(shù)據(jù)集文件夾路徑。將ASSOCIATIONS_FILE改為相應(yīng)關(guān)聯(lián)文件的路徑。簡單來說命令分為五個部分：1.TUM RGB-D執(zhí)行文件 2.訓(xùn)練好的詞袋 3.參數(shù)文件 4.解壓好的數(shù)據(jù)集路徑 5.關(guān)聯(lián)文件路徑
切換到 ORB_SLAM2/ 下，在終端里輸入（對應(yīng)路徑改成自己的）

./Examples/RGB-D/rgbd_tum Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/RGB-D/TUM3.yaml /home/d/文檔/數(shù)據(jù)集/TUM數(shù)據(jù)集/rgbd_dataset_freiburg3_long_office_household /home/d/文檔/數(shù)據(jù)集/TUM數(shù)據(jù)集/rgbd_dataset_freiburg3_long_office_household/associations.txt

三、運行KITTI數(shù)據(jù)集

KITTI數(shù)據(jù)集官網(wǎng)下載地址，使用灰度圖像的KITTI數(shù)據(jù)集，里面有左目圖像（image_0）和右目圖像（image_1）。當(dāng)使用單目模式時，僅用到image_0文件夾里的左目圖片；當(dāng)使用雙目模式時，需要用到image_0和image_1兩個文件夾里的圖片。

下面以00數(shù)據(jù)集為例

1.KITTI單目數(shù)據(jù)集

執(zhí)行這個命令：./Examples/Monocular/mono_kitti Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Monocular/KITTIX.yaml PATH_TO_DATASET_FOLDER/dataset/sequences/SEQUENCE_NUMBER。將KITTIX.yaml改為KITTI00-02.yaml，KITTI03.yaml或KITTI04-12.yaml，分別用于序列0到2，序列3和序列4到12。將PATH_TO_DATASET_FOLDER改為解壓好的數(shù)據(jù)集文件夾路徑。將SEQUENCE_NUMBER改為00、01、02,…, 11 簡單來說命令分為四個部分：1.KITTI單目模式執(zhí)行文件 2.訓(xùn)練好的詞袋 3.參數(shù)文件 4.解壓好的數(shù)據(jù)集路徑
切換到 ORB_SLAM2/ 下，在終端里輸入（對應(yīng)路徑改成自己的）

./Examples/Monocular/mono_kitti Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Monocular/KITTI00-02.yaml /home/d/文檔/數(shù)據(jù)集/Kitti數(shù)據(jù)集/00

2.KITTI雙目數(shù)據(jù)集

執(zhí)行這個命令：./Examples/Stereo/stereo_kitti Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Stereo/KITTIX.yaml PATH_TO_DATASET_FOLDER/dataset/sequences/SEQUENCE_NUMBER。將KITTIX.yaml改為KITTI00-02.yaml，KITTI03.yaml或KITTI04-12.yaml，分別用于序列0到2，序列3和序列4到12。將PATH_TO_DATASET_FOLDER改為解壓好的數(shù)據(jù)集文件夾路徑。將SEQUENCE_NUMBER改為00、01、02,…, 11 簡單來說命令分為四個部分：1.KITTI單目模式執(zhí)行文件 2.訓(xùn)練好的詞袋 3.參數(shù)文件 4.解壓好的數(shù)據(jù)集路徑
切換到 ORB_SLAM2/ 下，在終端里輸入（對應(yīng)路徑改成自己的）

./Examples/Stereo/stereo_kitti Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Stereo/KITTI00-02.yaml /home/d/文檔/數(shù)據(jù)集/Kitti數(shù)據(jù)集/00

四、運行EuRoC數(shù)據(jù)集

EuRoC數(shù)據(jù)集官網(wǎng)下載地址，EuRoC數(shù)據(jù)集里面有左目圖像（cam0）和右目圖像（cam1）。當(dāng)使用單目模式時，僅用到cam0文件夾里的左目圖片；當(dāng)使用雙目模式時，需要用到cam0和cam1兩個文件夾里的圖片。

下面以MH_01_easy數(shù)據(jù)集為例

1.EuRoC單目數(shù)據(jù)集

對 V1 和 V2 序列執(zhí)行以下第一個命令，或?qū)?MH 序列執(zhí)行第二個命令。根據(jù)要運行的數(shù)據(jù)集更改PATH_TO_SEQUENCE_FOLDER和序列。

./Examples/Monocular/mono_euroc Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Monocular/EuRoC.yaml PATH_TO_SEQUENCE/mav0/cam0/data Examples/Monocular/EuRoC_TimeStamps/SEQUENCE.txt 

./Examples/Monocular/mono_euroc Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Monocular/EuRoC.yaml PATH_TO_SEQUENCE/cam0/data Examples/Monocular/EuRoC_TimeStamps/SEQUENCE.txt 

將PATH_TO_SEQUENCE改為解壓好的數(shù)據(jù)集文件夾路徑。將SEQUENCE改為對應(yīng)數(shù)據(jù)集的序列文件 **簡單來說命令分為五個部分：1.EuRoC單目模式執(zhí)行文件 2.訓(xùn)練好的詞袋 3.參數(shù)文件 4.解壓好的數(shù)據(jù)集左目圖像路徑 5.對應(yīng)的序列文件 **
切換到 ORB_SLAM2/ 下，在終端里輸入（對應(yīng)路徑改成自己的）

./Examples/Monocular/mono_euroc Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Monocular/EuRoC.yaml /home/d/文檔/數(shù)據(jù)集/EuRoc數(shù)據(jù)集/MH_01_easy/mav0/cam0/data Examples/Monocular/EuRoC_TimeStamps/MH01.txt 

2.EuRoC雙目數(shù)據(jù)集

對 V1 和 V2 序列執(zhí)行以下第一個命令，或?qū)?MH 序列執(zhí)行第二個命令。根據(jù)要運行的數(shù)據(jù)集更改PATH_TO_SEQUENCE_FOLDER和SEQUENCE。

./Examples/Stereo/stereo_euroc Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Stereo/EuRoC.yaml PATH_TO_SEQUENCE/mav0/cam0/data PATH_TO_SEQUENCE/mav0/cam1/data Examples/Stereo/EuRoC_TimeStamps/SEQUENCE.txt

./Examples/Stereo/stereo_euroc Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Stereo/EuRoC.yaml PATH_TO_SEQUENCE/cam0/data PATH_TO_SEQUENCE/cam1/data Examples/Stereo/EuRoC_TimeStamps/SEQUENCE.txt 

將PATH_TO_SEQUENCE改為解壓好的數(shù)據(jù)集文件夾路徑。將SEQUENCE改為對應(yīng)數(shù)據(jù)集的序列文件 **簡單來說命令分為六個部分：1.EuRoC單目模式執(zhí)行文件 2.訓(xùn)練好的詞袋 3.參數(shù)文件 4.解壓好的數(shù)據(jù)集左目圖像路徑 5.解壓好的數(shù)據(jù)集右目圖像路徑 6.對應(yīng)的序列文件 **
切換到 ORB_SLAM2/ 下，在終端里輸入（對應(yīng)路徑改成自己的）

./Examples/Stereo/stereo_euroc Vocabulary/ORBvoc.txt Examples/Stereo/EuRoC.yaml /home/d/文檔/數(shù)據(jù)集/EuRoc數(shù)據(jù)集/MH_01_easy/mav0/cam0/data /home/d/文檔/數(shù)據(jù)集/EuRoc數(shù)據(jù)集/MH_01_easy/mav0/cam1/data Examples/Stereo/EuRoC_TimeStamps/MH01.txt

五、使用evo工具分析

1.常用指令

以TUM數(shù)據(jù)集的rgbd_dataset_freiburg3_long_office_household為例介紹

繪制單個軌跡

evo_traj tum groundtruth.txt -p

繪制多個軌跡

evo_traj tum CameraTrajectory_TUM.txt groundtruth.txt -p

上面的軌跡在旋轉(zhuǎn)和平移上不對齊，可以通過--ref參數(shù)指定參考軌跡，并且添加參數(shù)-a來對其軌跡

evo_traj tum CameraTrajectory_TUM.txt --ref=groundtruth.txt -p -a

由于單目相機會存在尺度的不確定性，所以在僅使用-a不夠

evo_traj tum KeyFrameTrajectory_TUM.txt --ref=groundtruth.txt -p -a

還需要添加一個參數(shù)-s進(jìn)行尺度上面的對齊

evo_traj tum KeyFrameTrajectory_TUM.txt --ref=groundtruth.txt -p -a -s

或者直接使用參數(shù)-as同時使用旋轉(zhuǎn)和平移以及尺度上面的對齊

evo_traj tum KeyFrameTrajectory_TUM.txt --ref=groundtruth.txt -p -as

通過觀察，上面的軌跡在Z軸上面變化不大，可以添加參數(shù)--plot_mode=xy將軌跡壓縮在xy平面上

evo_traj tum  CameraTrajectory_TUM.txt --ref=groundtruth.txt -p --plot_mode=xy -as

通過上面的過程，我們 常用的畫軌跡指令 是

evo_traj tum XXX.txt --ref=XXX.txt -p -as
evo_traj tum  XXX.txt --ref=XXX.txt -p --plot_mode=xy -as

計算絕對位姿誤差
大多數(shù)中論文的指標(biāo)為測量絕對誤差， 在進(jìn)行評估時，若經(jīng)過了縮放，在命令行中應(yīng)將真實軌跡（參考軌跡）放在估計軌跡（計算軌跡）前方，避免在縮放時參考軌跡錯誤而造成誤差被錯誤縮放。

evo_ape tum groundtruth.txt CameraTrajectory_TUM.txt -p --plot_mode=xy -as

max：表示最大誤差；mean：平均誤差；median：誤差中位數(shù)；min：最小誤差；rmse：均方根誤差；sse：和方差、誤差平方和；std：標(biāo)準(zhǔn)差。

evo_rpe指令是計算相對位姿誤差，參數(shù)與上面的計算絕對位姿誤差一致，因為不常用，就不介紹了

2.用evo工具分析TUM

畫軌跡

evo_traj tum  CameraTrajectory_TUM.txt --ref=groundtruth.txt -p --plot_mode=xy -as

計算絕對位姿誤差
在進(jìn)行評估時，若經(jīng)過了縮放，在命令行中應(yīng)將真實軌跡（參考軌跡）放在估計軌跡（計算軌跡）前方，避免在縮放時參考軌跡錯誤而造成誤差被錯誤縮放。

evo_ape tum groundtruth.txt CameraTrajectory_TUM.txt -p --plot_mode=xy -as

max：表示最大誤差；mean：平均誤差；median：誤差中位數(shù)；min：最小誤差；rmse：均方根誤差；sse：和方差、誤差平方和；std：標(biāo)準(zhǔn)差。

3.用evo工具分析KITTI

ORB-SLAM2以單目模式運行KITTI數(shù)據(jù)集保存的軌跡文件格式是TUM格式的，使用evo工具不能將KITTI格式的軌跡轉(zhuǎn)換成TUM格式的軌跡，但是能將TUM格式的軌跡轉(zhuǎn)換成KITTI格式的軌跡（參考鏈接）
使用下面的命令將TUM格式的軌跡轉(zhuǎn)化成KITTI格式的

evo_traj tum KeyFrameTrajectory_TUM.txt --save_as_kitti

畫軌跡

evo_traj kitti  CameraTrajectory_KITTI.txt --ref=00.txt -p --plot_mode=xz -as

計算絕對位姿誤差
在進(jìn)行評估時，若經(jīng)過了縮放，在命令行中應(yīng)將真實軌跡（參考軌跡）放在估計軌跡（計算軌跡）前方，避免在縮放時參考軌跡錯誤而造成誤差被錯誤縮放。

evo_ape kitti 00.txt CameraTrajectory_KITTI.txt -p --plot_mode=xz -as

max：表示最大誤差；mean：平均誤差；median：誤差中位數(shù)；min：最小誤差；rmse：均方根誤差；sse：和方差、誤差平方和；std：標(biāo)準(zhǔn)差。

4.用evo工具分析EuRoC

ORB-SLAM2運行EuRoC數(shù)據(jù)集保存的軌跡文件格式是TUM格式的，使用evo工具能將EuRoC格式的軌跡轉(zhuǎn)換成TUM格式的軌跡，（參考鏈接）
使用下面的命令將EuRoC格式的軌跡轉(zhuǎn)化成TUM格式的

evo_traj euroc data.csv --save_as_tum

畫軌跡

evo_traj tum  CameraTrajectory_TUM.txt --ref=data.tum -p -as

計算絕對位姿誤差
在進(jìn)行評估時，若經(jīng)過了縮放，在命令行中應(yīng)將真實軌跡（參考軌跡）放在估計軌跡（計算軌跡）前方，避免在縮放時參考軌跡錯誤而造成誤差被錯誤縮放。

evo_ape tum data.tum CameraTrajectory_TUM.txt -p -as

max：表示最大誤差；mean：平均誤差；median：誤差中位數(shù)；min：最小誤差；rmse：均方根誤差；sse：和方差、誤差平方和；std：標(biāo)準(zhǔn)差。


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