[slam评估]evo使用

EVO功能介绍

文章目录

EVO功能介绍
- 一、安装与文件介绍
- - 1. 安装
  - 2. EVO介绍
- 二、evo使用
- - 1. 使用`evo_traj`进行分析，绘制轨迹图
  - 2. 使用`evo_ape`进行误差分析
  - 3. 使用 `evo_res` 进行多结果比较

一、安装与文件介绍 1. 安装

方法一：安装使用命令行

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

方法二：从GitHub下载程序包后解压安装（本文使用方法）

EVO在GitHub上主页：MichaelGrupp/evo: Python package for the evaluation of odometry and SLAM (github.com)

2. EVO介绍

evo文件架构：

evo-master
│  
├─contrib
│  └─kitti_poses_and_timestamps_to_trajectory.py 
│               ...
├─doc
│  └─
├─evo
│  └─
├─notebooks
│  └─
└─test
    │
    ├─cfg
    │  ├─ape_rpe
    │  ├─res
    │  ├─tf
    │  └─traj
    │      └─
    ├─data   
    │  └─res_files
    ├─demos
    └─tum_benchmark_tools

二、evo使用

在evo使用时主要用到以下工具：

度量：

evo_ape - 绝对位姿误差
evo_rpe - 相对位姿误差

工具：

evo_traj - 分析工具，绘制或导出一个或多个轨迹
evo_res - 比较工具，比较evo_ape or evo_rpe生成的一个或多重结果
evo_fig - (测试中) tool for re-opening serialized plots (saved with --serialize_plot)
evo_config - 用于全局设置和配置文件操作的工具

1. 使用evo_traj进行分析，绘制轨迹图

在evo中提供了使用evo_traj分析使用KITTI数据集轨迹图的范例操作
```
cd test/data
evo_traj kitti KITTI_00_ORB.txt KITTI_00_SPTAM.txt --ref=KITTI_00_gt.txt -p --plot_mode=xz
```
其中，
- evo_traj：运行程序名称；
- kitti：使用数据格式；
- KITTI_00_ORB.txt KITTI_00_SPTAM.txt：两个算法使用KITTI00数据集生成的轨迹文件；
- --ref=KITTI_00_gt.txt：以KITTI_00_gt.txt为真值文件；
- -p：进行绘图，显示plot窗口；
- --plot_mode=xz：绘制xz平面，不加时默认为三维立体轨迹。
plot页面分析
- trajectories：轨迹图
- xyz_view：xyz轴视图，其中三个图分别代表在xyz三个方向的位置变化。
- rpy_view：欧拉角视图，其中三个图分别代表在RPY三个方向的转动变化。
  
  补充：Roll（滚转角），Pitch（俯仰角），Yaw（偏航角），分别对应绕XYZ轴旋转
  旋转的正方向是，从XYZ轴的箭头方向看过去，顺时针为正，逆时针为负。（详见欧拉角RPY对应XYZ轴）

2. 使用evo_ape进行误差分析

在Readme中给出范例，使用计算ORB-SLAM的轨迹绝对误差，并绘制各个结果并将evo_res所需的结果保存到.zip文件中。相应命令如下：
```
mkdir results
evo_ape kitti KITTI_00_gt.txt KITTI_00_ORB.txt -va --plot --plot_mode xz --save_results results/ORB.zip
```
其中，
- evo_ape：运行程序名称
- kitti：使用数据格式
- KITTI_00_gt.txt：KITTI00的真值文件
- KITTI_00_ORB.txt：ORB算法使用KITTI00数据集生成的轨迹文件
- -va：显示详细信息
- --plot：进行绘图
- --plot_mode xz：绘制xz平面，不加时默认为三维立体轨迹
- --save_results results/ORB.zip：–save_results保存结果，results/ORB.zip保存的路径及文件名
- -r trans_part：默认模式（省略时为该模式）。平移误差，单位为m
保存压缩包内文件：
```
alignment_transformation_sim3.npy
error_array.npy
info.json
stats.json
```
页面及文件分析

raw：
- APE：绝对位姿误差
- w.r.t. ：with respect to 的缩写。是关于；谈及，谈到的意思。（自论文中的 w.r.t. 和 i.e. 是什么意思_颜的博客-CSDN博客_w.r.t.什么意思)
- translation part (m)：平移误差，单位m
- rmse：均方根误差（Root Mean Square Error）
- median：中位数
- mean：均值
- std：个人理解是误差带（误差数据的波动范围）
**map：**映射到轨迹上的误差

3. 使用 evo_res 进行多结果比较

主要功能

打印信息和统计数据（默认模式）
绘制结果
在表格中保存统计结果

使用范例

使用在evo_ape功能中生成的压缩文件，进行分析，绘图并保存统计结果：
```
evo_res results/*.zip -p --save_table results/table.csv
```
其中，
- evo_res：运行程序名称
- results/*.zip：需要分析的文件路径（由evo_ape生成），.zip代表所有文件类型为zip*的文件
- -p：进行绘图
- --save_table results/table.csv：保存统计结果至表格文件，保存位置为results/table.csv中
（保存至表格内容与终端显示一致）
页面及文件分析

页面介绍
- raw：分析的初试数据，将数据直接绘制到图中
- stats：统计，柱状图，内容为所有相比较的数据（与终端显示数据一致）
- histogram：直方图，关于误差在不同等级的比重
- box_plot：箱型图
- violin_histogram：小提琴图

文件分析

文件中内容分别为均方根误差、均值、中位数、标准差、最小值、最大值、误差平方和。

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