前言

最近项目需求，要在ARM架构的主板上实现可以实时运行的基于视觉的SLAM系统。由于是纯视觉算法，不需要IMU和激光雷达传感器，故在算法上选择视觉SLAM经典算法中的ORB算法。
本人对ORBSLAM算法较为熟悉，也经常安装配置，故考虑ORB系列。使用的视觉相机为最为基础的100度视场角的广角相机。
在算法上，ORB3相较于ORB2，增添了多地图模式、视觉+IMU模式和鱼眼相机模式，而且在单目视觉算法代码上也有一定的优化，运算速度相较于ORB2有所提升，考虑到需要实时运行，对内存占用和运算速度，还是选择小而且快的算法较好。
主板的考虑上，由于新出的树莓派4B采用了A72架构处理器，8G内存，算力相较于之前有了提升，便先选择了这款进行尝试。
但ORB3是2020年出的算法，目前网络上几乎没看到有人使用ARM架构，安装Ubuntu系统配合ROS实时运行的ORBSLAM3，所以还是比较担心能否实现。中间波折不断。
当然，既然教程出来了，那就说明还是实现了哈哈哈哈哈！
大家来看教程吧~

以下是本篇文章正文内容

一、需要购买的材料

材料都是某宝某东购买

树莓派4B 套装1
100度 大广角 USB免驱 摄像头1
128G 闪存 SD卡 *1
SD卡 读卡器 *1
树莓派4B 电源扩展板 *1 （主板的移动电源）
树莓派配套7英寸显示屏 *1 （由树莓派主板供电，不需要额外电源）
小米无线键鼠 *1

二、树莓派安装Ubuntu系统

1.下载 Ubuntu18.04 for Raspberry Pi 4

由于Ubuntu官网已经全面下线18.04.但外网上还可以通过官方渠道下载老版本。
这里给出外网网址，各位可以自行采用科学方式进入。
https://old-releases.ubuntu.com/releases/18.04.4/
进入网页后，可以看到各种18.04的下载安装包

这里，我们选择 ubuntu-18.04.4-preinstalled-server-arm64+raspi4.img.xz 这个文件进行下载。
下载成功后，进行下一步，烧录系统。

2.烧录系统

如何在树莓派上安装Ubuntu系统，Ubuntu官网上有详细的官方文档。大家可自行查看，地址如下：
https://ubuntu.com/tutorials/how-to-install-ubuntu-on-your-raspberry-pi#1-overview

首先，需要下载安装 Raspberry Pi Imager ，也是树莓派官方的系统烧录工具。
适用于 Windows 的 Raspberry Pi Imager
用于 Ubuntu 的 Raspberry Pi Imager

下载完成后，将准备好的SD卡用读卡器插入电脑中。
启动 Imager，并打开“CHOOSE OS”菜单。
选择从文件中导入，选择刚刚下载好的ubuntu-18.04.4-preinstalled-server-arm64+raspi4.img.xz 文件。
点击"CHOOSE STORAGE"，选择要烧录的SD卡，注意 别选错了 。
点击“WRITE”，等待烧录成功。

3.更改树莓派WIFI设置

在 SD 卡仍插入笔记本电脑的情况下，打开文件管理器并找到卡上的“系统启动”分区。

编辑 network-config 文件以添加 Wi-Fi 。
编辑以下行：

wifis:
  wlan0:
    dhcp4: true
    optional: true
    access-points:
      "home network":
        password: "123456789"

注意：网络名称必须用引号引起来。在第一次启动时，树莓派会尝试连接到这个网络。它会在第一次失败。只需重新启动，它就会工作。

如果重启多次还是连接不上网络，在终端运行以下代码：

sudo nano /etc/netplan/50-cloud-init.yaml

对其重新进行编辑，缩进需要正确才能正常工作！

4.启动树莓派，安装桌面

接下来把SD卡插入树莓派中，并为树莓派连接好电源，显示器，鼠标，键盘。
启动树莓派，默认用户名密码都是ubuntu，之后按照提示修改密码，要求是字母+数字。
接下来确保软件包已更新到最新版本，运行：

sudo apt update
sudo apt upgrade

许多博主喜欢在这一步骤进行换源操作，将国外源换成国内源，但经过我实际测试，不要更换！！！
很容易出现软件更新错误的问题，并且还无法修复，浪费了我大量的时间。
不换源也不会连不上网络，出现更新不了，安装不了的情况，请各位注意！！！

接着安装桌面：

sudo apt install ubuntu-desktop

安装完成后，使用以下命令重新启动 pi：

sudo reboot

三、安装ROS

现在已经拥有一个安装了Ubuntu18.04系统，可以连上网络，拥有可视化桌面的树莓派啦！
在这一步中，安装ROS可以根据我之前写的一篇博客，链接如下：
ubuntu18.04 ROS melodic完整版教程及错误处理

这里需要注意的是，设置源这一步需要选择ARM64架构的源。
我选择了华为源：https://mirrors.huaweicloud.com/home

换源操作，执行以下代码：

cp -a /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak
wget -O /etc/apt/sources.list https://repo.huaweicloud.com/repository/conf/Ubuntu-Ports-bionic.list

最后，执行apt-get update更新索引。
剩下的步骤，可根据刚刚给出的博客进行。

踩过几个坑和大家说一下。第一个是，在安装 ros-melodic-desktop-full 时出现报错，大概是版本不是官方版，这里的原因是我之前图省事，不想自己再安装ubuntu桌面，所以没选择server版的Ubuntu而是选择了带有桌面版的，但那一版不是官方正版，所以ROS有些包无法索引，也没法下载。第二个是，安装ROS的时候没有换对源，也会导致一部分包下载不下来，因为系统的源是没法直接获取到的。剩下的ROS里面的错误，在我博客里有详细说，也是之前踩了很多坑，还好做过记录！！！感谢自己

四、安装ORB-SLAM3

这一步，和普通Ubuntu18.04安装没有太大的区别，可以根据我之前写的这篇博客进行。
ubuntu18.04配置ORB-SLAM3（包含ROS）完整版教程

总结

在ORBSLAM3，树莓派，Ubuntu系统，ROS，都可以正常使用之后。如何利用摄像头实时运行ORBSLAM3，ROS需要安装哪些包调用摄像头，以及代码上需要修改的具体细节，有时间再写一篇博客说明。大家要是着急的话，可以私信催催我哈哈哈哈哈

最后！经过实测，树莓派4运行ORBSLAM3没有一点问题！非常流畅！