2026-09-08

slam_toolbox 编译与测试

10 编译与测试

对应源码：../slam_toolbox（ros2 分支，包版本 2.10.0）。
本机环境：Ubuntu 22.04 · ROS 2 Humble · CMake 3.22 · Ceres 2.0.0。

官方 ros2 分支默认对着 Jazzy / Ubuntu 24.04 / Ceres ≥ 2.1。在 Humble 上能编过，是本仓库加过兼容层，不是上游原样。系统 apt 仍是 2.6.10（launch 还不是 Lifecycle），编完必须 overlay，不要和 apt 包混用。

10.1 工作空间

colcon 在仓库根目录，不在 third_party/slam_toolbox 里直接 cmake：

slamDev/
├── src/slam_toolbox          → ../third_party/slam_toolbox
├── build/                    gitignore
├── install/                  gitignore
├── log/                      gitignore
└── third_party/slam_toolbox/ 源码（含本机 Humble 补丁）

建软链（已做过可跳过）：

1
2
3

cd /home/cp/work2/slamDev
mkdir -p src
ln -sfn ../third_party/slam_toolbox src/slam_toolbox

build/ install/ log/ 已在仓库 .gitignore。

10.2 依赖

ros-humble-desktop + 本机已装的求解库即可。缺包时：

source /opt/ros/humble/setup.bash
sudo apt update
sudo apt install -y \
  libceres-dev libsuitesparse-dev liblapack-dev libomp-dev libtbb-dev \
  libboost-serialization-dev libboost-filesystem-dev libboost-thread-dev \
  qtbase5-dev libqt5-core5a \
  ros-humble-nav2-map-server ros-humble-interactive-markers \
  ros-humble-rviz-common ros-humble-rviz-default-plugins \
  python3-colcon-common-extensions

或：

1
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3

cd /home/cp/work2/slamDev
source /opt/ros/humble/setup.bash
rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y

核对：

项	本机当时
ROS	Humble（`/opt/ros/humble`）
CMake	3.22.1（不认识 `CMP0167`）
Ceres	2.0.0（没有 `autodiff_manifold.h`）
apt slam_toolbox	2.6.10

10.3 Humble 兼容（本树已改）

2.10 原样在 Humble 上会失败。本仓库改动如下，再编不用手改：

失败点	文件	处理
`Policy CMP0167 is not known`	`lib/karto_sdk/CMakeLists.txt`	`if(POLICY CMP0167)` 再 `SET`
`tf2_sensor_msgs::tf2_sensor_msgs` 不存在	`CMakeLists.txt`	Humble 头文件包，补 INTERFACE target
`ceres/autodiff_manifold.h` 找不到	`solvers/ceres_utils.h` 等	Ceres < 2.1 走 `LocalParameterization`
`message_filters::Subscriber` 不接 LifecycleNode + `SensorDataQoS`	`slam_toolbox_common.*`	`SLAM_TOOLBOX_HUMBLE_COMPAT`：`rmw_qos_profile_sensor_data`

CMake 在 ROS_DISTRO=humble 时定义 SLAM_TOOLBOX_HUMBLE_COMPAT。换 Jazzy 编同一棵树时不要带这个宏，走上游 API。

10.4 编译

cd /home/cp/work2/slamDev
source /opt/ros/humble/setup.bash
colcon build --packages-select slam_toolbox \
  --allow-overriding slam_toolbox \
  --symlink-install \
  --cmake-args -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON

--allow-overriding 必须加：underlay 里已有 apt 的同名包。
C++17，CMakeLists.txt 默认 Release。首次大约 5 分钟。

只改过某个 .cpp 时同样命令即可，--symlink-install 下 launch / yaml 改完不用重编。

成功时：

1 2	Finished <<< slam_toolbox Summary: 1 package finished

产物：

install/slam_toolbox/lib/slam_toolbox/
  async_slam_toolbox_node
  sync_slam_toolbox_node
  localization_slam_toolbox_node
  lifelong_slam_toolbox_node
  map_and_localization_slam_toolbox_node
  decentralized_multirobot_slam_toolbox_node
  merge_maps_kinematic

库：install/slam_toolbox/lib/libtoolbox_common.so、libkartoSlamToolbox.so、libceres_solver_plugin.so、libSlamToolboxPlugin.so。

跳转定义：把 build/slam_toolbox/compile_commands.json 链到源码根（已链过可跳过）：

1 2	ln -sfn /home/cp/work2/slamDev/build/slam_toolbox/compile_commands.json \ /home/cp/work2/slamDev/third_party/slam_toolbox/compile_commands.json

IDE / clangd Reload Window。

10.5 环境（overlay）

每个新终端：

1 2	source /opt/ros/humble/setup.bash source /home/cp/work2/slamDev/install/setup.bash

确认吃到的是 2.10，不是 apt 2.6：

ros2 pkg prefix slam_toolbox
# 应为 /home/cp/work2/slamDev/install/slam_toolbox
# 若是 /opt/ros/humble，说明没 source overlay

ros2 pkg executables slam_toolbox

10.6 仓库自带测试

CMakeLists.txt 里 gtest 整段注释掉了，colcon test --packages-select slam_toolbox 现在几乎无用例。

#if(BUILD_TESTING)
#  ament_add_gtest(lifelong_metrics_test test/lifelong_metrics_test.cpp)
#  ...
#endif()

test/lifelong_metrics_test.cpp 测 lifelong 的包围盒 / IoU，不是建图正确性。要跑：先取消这段注释，再：

cd /home/cp/work2/slamDev
source /opt/ros/humble/setup.bash
colcon build --packages-select slam_toolbox --allow-overriding slam_toolbox \
  --cmake-args -DBUILD_TESTING=ON
colcon test --packages-select slam_toolbox
colcon test-result --verbose

test/process_constraints.py 是画「节点约束数」的离线脚本，要先在 publishGraph 里加它注释里的打印，不是 CI。

10.7 冒烟：包与节点

不接雷达，只确认 overlay 和可执行文件：

source /opt/ros/humble/setup.bash
source /home/cp/work2/slamDev/install/setup.bash

test "$(ros2 pkg prefix slam_toolbox)" = "/home/cp/work2/slamDev/install/slam_toolbox" && echo "overlay OK"

ros2 run slam_toolbox async_slam_toolbox_node --ros-args --params-file \
  $(ros2 pkg prefix slam_toolbox)/share/slam_toolbox/config/mapper_params_online_async.yaml

Lifecycle 节点起来后停在 unconfigured（没有 launch 的 configure/activate）。另开终端：

source /opt/ros/humble/setup.bash
source /home/cp/work2/slamDev/install/setup.bash
ros2 lifecycle list /slam_toolbox          # 或节点实际名
ros2 lifecycle set /slam_toolbox configure
# 无雷达时 activate 可能卡住等 scan/TF，Ctrl+C 结束即可

看到 CeresSolver: Using ... 或 SlamToolbox: ... 日志，说明插件和公共层加载成功。

10.8 冒烟：launch（需要 scan + TF）

2.10 的 launch 是 Lifecycle：autostart:=true 时自动 configure → activate。

最低输入：

/scan（sensor_msgs/LaserScan）
TF odom → base_frame（默认 base_footprint，按 YAML 改）
雷达相对 base 的 tf_static

仿真 / bag 记得 use_sim_time:=true，并先播 /clock。

source /opt/ros/humble/setup.bash
source /home/cp/work2/slamDev/install/setup.bash

# 另开：ros2 bag play <bag> --clock
# 或：机器人驱动 + 雷达

ros2 launch slam_toolbox online_async_launch.py \
  use_sim_time:=true \
  autostart:=true

其它入口：

launch	节点	场景
`online_async_launch.py`	`async_slam_toolbox_node`	在线建图（先跑这个）
`online_sync_launch.py`	`sync_slam_toolbox_node`	bag 回放不丢帧
`localization_launch.py`	`localization_slam_toolbox_node`	已有 `.posegraph`
`offline_launch.py`	sync + 离线 YAML	离线建图
`merge_maps_kinematic_launch.py`	`merge_maps_kinematic`	刚体拼图，不是匹配

通过标准（async 建图）：

ros2 topic hz /map 有输出（有订阅者时才更新，RViz 订 /map）
ros2 topic echo /tf --once 里有 map → odom
ros2 topic echo /pose --once 有位姿
转一圈墙角大致对齐，没有整图拧成麻花（回环阈值另见 08）

存图：

ros2 service call /slam_toolbox/serialize_map slam_toolbox/srv/SerializePoseGraph \
  "{filename: '/tmp/test_map'}"
# 生成 /tmp/test_map.posegraph 和 /tmp/test_map.data

ros2 service call /slam_toolbox/save_map slam_toolbox/srv/SaveMap \
  "{name: {data: '/tmp/test_map'}}"
# 栅格，给 Nav2；和上面的位姿图不是一回事

定位模式：YAML 里填 map_file_name，或启动后再 deserialize_map。RViz 2D Pose Estimate 发 /initialpose。

10.9 对照实验（建议新手做）

改一个量，看图怎么变；比空跑 gtest 有用：

动作	预期
`use_scan_matching: false`	图跟着里程计漂
`do_loop_closing: false`	绕回起点对不齐
async 换 sync + bag	不丢帧，CPU 可能更高
不播 `odom→base`	MessageFilter 一直等，不加节点
不 overlay，直接用 apt launch	2.6 行为，和这份源码对不上

10.10 编译失败对照

现象	原因	处理
提示加 `--allow-overriding slam_toolbox`	apt 已占包名	加上该参数
`CMP0167 is not known`	CMake < 3.30	确认 karto 的 `if(POLICY CMP0167)` 还在
`tf2_sensor_msgs::... was not found`	Humble 无该 target	确认 `CMakeLists.txt` 里 INTERFACE 补丁
`autodiff_manifold.h`	Ceres 2.0	确认 `ceres_utils.h` 的版本分支
Subscriber / `SensorDataQoS` 编译错	没带 Humble 宏	`echo $ROS_DISTRO` 为 humble 后再 colcon
`ros2 pkg prefix` 仍是 `/opt/ros/humble`	没 source install	先 humble 再 overlay
和系统节点抢 `/map`、`map→odom`	同时开了 apt 节点	只留 overlay 这一份
SSH 不能跳转到定义	无 `compile_commands.json`	见 10.4，Reload Window

清掉重编：

1 2	cd /home/cp/work2/slamDev rm -rf build/slam_toolbox install/slam_toolbox log

不要 rm -rf build 整个目录，除非没有其它包。

10.11 和二次开发的关系

改 YAML / launch：--symlink-install 后直接 relaunch。
改 src/、solvers/、karto_sdk：按 10.4 重编，再 overlay。
上实车若只用 apt 2.6.10：不要用 2.10 的 Lifecycle launch 去喂系统包。
读码顺序仍见 09。编译只保证「能跑」，不代替沿 Process() 走一帧。

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