G2O（一般グラフ最適化）入門と簡単な使い方

1年 ago

綾乃, 一希

1 minute

G2Oは、グラフ最適化によく利用されるオープンソースライブラリで、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)などの分野でよく使用されます。ここでは、G2Oの基本的な使用方法と簡単な使用方法を紹介します。

G2Oライブラリのインストール

以下のコマンドでGithubからG2Oライブラリのソースコードをクローンできます：

git clone https://github.com/RainerKuemmerle/g2o.git

G2Oの公式ドキュメントに従ってコンパイルとインストールをします。

G2O最適化問題を作成する

まず、g2o::BaseUnaryEdgeもしくはg2o::BaseBinaryEdgeを継承したクラスを作成し、最適化問題の方程式系を定義する必要があります。このクラスでは、誤差の計算法とヤコビアン行列を計算する方法を実装しなければなりません。

class MyEdge : public g2o::BaseUnaryEdge<double, double, g2o::VertexX>
{
public:
void computeError()
{
const g2o::VertexX* v = static_cast<const g2o::VertexX*>(_vertices[0]);
double estimate = v->estimate();
_error = _measurement - estimate;
}
void linearizeOplus()
{
const g2o::VertexX* v = static_cast<const g2o::VertexX*>(_vertices[0]);
double estimate = v->estimate();
_jacobianOplusXi = -1.0;
}
};

G2Oオプティマイザーを作成します

続いて、最適化プロセスを管理、実行するための g2o::SparseOptimizer オブジェクトを作成する必要があります。

g2o::SparseOptimizer optimizer;

頂点と辺を追加する

次に、addVertexメソッドで変数（頂点）を追加し、addEdgeメソッドで辺を追加します。

g2o::VertexX* v = new g2o::VertexX();
v->setId(0);
v->setEstimate(0.0);
optimizer.addVertex(v);
MyEdge* e = new MyEdge();
e->setId(0);
e->setMeasurement(1.0);
e->setVertex(0, v);
optimizer.addEdge(e);

最適化を実行する

最後に、グラフの最適化に G2O の最適化器を使用できます。

optimizer.initializeOptimization();
optimizer.optimize(10);  // 迭代次数为10

この例では10回の最適化反復を行います。詳細な最適化情報を表示するにはsetVerbose(true)メソッドを使用できます。

ひとつ例として、頂点と辺のクラスを定義してG2Oの最適化器で最適化を実行することで、さまざまなグラフトップの最適化問題を解く、G2O入門・使い方を簡単に説明します。詳しいG2Oの使い方については、G2Oの公式ドキュメントを参照してください。