本文详细说明了目前功能最为强大齐全的建图和定位功能包（Lightning-Speed Lidar Localization and Mapping）在ROS noetic上的编译安装步骤，解决了一些可能存在的编译问题。

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1  项目说明

该项目包含了在线建图、离线建图和在线重定位的节点，其快速建图功能继承自faster-lio，并加入了一些优化内存处理和占用的工程手段，具体见：https://github.com/gaoxiang12/lightning-lm.git。由于原作者的部署平台是基于Ubuntu22.04 ROS2版本的，作为旧时代的新人，笔者实际使用的平台是ROS1，因此需要进行适当的改动，不过已有相关工作进行了ROS1版本的处理，改动量不算特别多，有余力可以自行修改，这里参考：https://github.com/liefengguo/lightning-lm_ROS.git。

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2  环境依赖

• Ubuntu 20.04
• ROS noetic
• OpenCV
• Pangolin
• PCL
• PCL_conversions
• Glog
• Gflags
• Yaml-cpp
• Livox ros driver

下面说明这些主要依赖的安装步骤：

2.1  ROS noetic

ROS的安装参考鱼香ROS的一键安装指令：

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

后续按照终端提示，操作安装 ROS noetic desktop full 完整版即可。

2.2  工具库

一系列工具库：OpenCV、PCL、Glog、Gflags、Yaml-cpp等，通过apt install 指令安装：

sudo apt install libopencv-dev libpcl-dev pcl-tools libyaml-cpp-dev libgoogle-glog-dev libgflags-dev ros-noetic-pcl-conversions

2.3  Pangolin

Pangolin-0.9.3 是原生项目使用的可视化工具，建议直接使用，避免后续编译问题！

官方仓库：https://github.com/stevenlovegrove/Pangolin.git，下载0.9.3版本如下：

# 使用国内代理加速
git clone http://gh-proxy.com/https://github.com/stevenlovegrove/Pangolin.git

cd Pangolin/

# 切换到0.9.3标签
git checkout v0.9.3

修改.gitmodules文件，这里同样也是改为国内代理加速如下：

[submodule "scripts/vcpkg"]
	path = scripts/vcpkg
	url = https://gh-proxy.com/https://github.com/microsoft/vcpkg.git
[submodule "components/pango_python/pybind11"]
	path = components/pango_python/pybind11
	url = https://gh-proxy.com/https://github.com/pybind/pybind11.git

然后补全 Pangolin文件夹中缺少的子模块：

git submodule update --init --recursive

这里，Pangolin安装还缺少一个Catch2的工具包，直接源码下载编译安装：

git clone https://gh-proxy.com/https://github.com/catchorg/Catch2.git

cd Catch2/

# 编译安装
cmake -B build -S . -DBUILD_TESTING=OFF

sudo cmake --build build --target install

Catch2安装完成后，需要继续修改~/Pangolin/scripts/install_prerequisites.sh 的124行，将其修改为：PKGS_RECOMMENDED+=(libjpeg-dev libpng-dev)  如下：

关闭 Pangolin 编译的 -Werror选项

修改 ~/Pangolin/CMakeLists.txt 中89行的 add_compile_options(-Wall -Wextra -Werror) 为：add_compile_options(-Wall -Wextra)

最后，编译Pangolin，执行以下指令，完成Pangolin安装！

cd Pangolin/

# 安装pangolin的依赖
./scripts/install_prerequisites.sh recommended

# 编译安装
mkdir build && cd build
cmake .. 
make -j8
sudo make install

2.4  Livox ros driver

该项目支持Livox系列雷达，需要编译安装Livox SDK和对应的Livox ros driver：

git clone https://gh-proxy.com/https://github.com/Livox-SDK/Livox-SDK.git

# 编译安装Livox SDK
cd Livox-SDK
cd build && cmake ..
make -j4
sudo make install

创建ROS工作空间，命名为lightnlm_ws:

mkdir -p ~/lightnlm_ws/src
cd ~/lightnlm_ws/src && catkin_init_workspace

# 下载livox ros driver
git clone https://gh-proxy.com/https://github.com/Livox-SDK/livox_ros_driver.git

# 编译 Livox ros driver
catkin_make -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES="livox_ros_driver"

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3  Lightning-LM

3.1  编译安装

经过上述的一系列操作，终于进入了编译安装 lightning-lm 的步骤。

cd ~/lightnlm_ws/src

# 下载ROS1版本的lightning-lm
git clone https://gh-proxy.com/https://github.com/liefengguo/lightning-lm_ROS.git

修改~/lightning-lm_ROS/CMakeLists.txt 为如下内容：

cmake_minimum_required(VERSION 3.5)
project(lightning)

# =========================================================
# build type
# =========================================================
set(CMAKE_BUILD_TYPE Release)

if(NOT CMAKE_CXX_STANDARD)
    set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
endif()

add_definitions(-DPCL_NO_PRECOMPILE)

set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -fPIC -fopenmp -g")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "-O2 -fopenmp -g -ggdb")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "-ggdb -g -fopenmp")
set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -fPIC -g")

if (CMAKE_COMPILER_IS_GNUCXX OR CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
    add_compile_options(-Wall -Wextra -Wpedantic)
endif()

set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin)

# =========================================================
#  catkin
# =========================================================
find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
    roscpp
    std_msgs
    geometry_msgs
    sensor_msgs
    nav_msgs
    std_srvs
    tf2
    tf2_ros
    message_filters
    pcl_ros
    pcl_conversions
    message_generation
    livox_ros_driver
)

# =========================================================
#  ROS message / service
# =========================================================
add_service_files(
  DIRECTORY srv
  FILES
  LocCmd.srv
  SaveMap.srv
)

generate_messages(
  DEPENDENCIES
  std_msgs
  geometry_msgs
  sensor_msgs
  nav_msgs
)

catkin_package(
  CATKIN_DEPENDS
  roscpp
  std_msgs
  geometry_msgs
  sensor_msgs
  nav_msgs
  std_srvs
  tf2
  tf2_ros
  pcl_conversions
  message_filters
  livox_ros_driver
  message_runtime
)

# =========================================================
#  第三方库
# =========================================================
list(APPEND CMAKE_MODULE_PATH ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/cmake)
include(cmake/packages.cmake)

# =========================================================
# include dirs
# =========================================================
include_directories(
    ${catkin_INCLUDE_DIRS}
)

# =========================================================
# install
# =========================================================
install(DIRECTORY config
        DESTINATION ${CATKIN_PACKAGE_SHARE_DESTINATION})

# =========================================================
# source
# =========================================================
add_subdirectory(src)

然后，进行编译安装：

cd ~/lightnlm_ws

# catkin_make 
catkin_make -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES="lightning"

3.2  运行测试

这里仅初步测试建图功能，建图模式：

# 启动在线建图节点
roslaunch lightning run_online.launch 

# 播放ROS数据包
rosbag play test.bag 

运行可视化界面如下：

建图完毕后，保存地图指令：

rosservice call /lightning/save_map "{map_id: 01}"

地图数据保存在系统主目录的.ros/data/01/文件夹，如下所示：

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4  小结

Lightning-LM是高性能激光雷达建图定位框架，原生支持ROS2。本文介绍其在ROS Noetic上的适配安装：配置ROS Noetic、Pangolin、Livox等依赖后，使用ROS1分支代码，修改CMakeLists.txt适配catkin构建，编译即可运行在线建图与重定位功能。

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