SLAM 中地理计算库 GeographicLib 极简入门（Ubuntu 18.04 c++例子）

地理计算库 GeographicLib 极简入门

时间：20210412

文章目录

1. 文档
2. 安装
3. 项目集成
4. 极简的例子

1. 文档

GeographicLib - 官方文档
GeographicLib::LocalCartesian - 官方文档

2. 安装

克隆源码并编译安装 GeographicLib 。 (码云镜像更快，已有较多人转储，不用自己导入，如需自己导入，参考gitee文档)。

git clone https://gitee.com/masonqin/geographiclib.git
cd geographiclib
mkdir build && cd build
cmake .. #无报错
make #无报错
sudo make install #无报错

3. 项目集成

编写 CMakeLists.txt，非常简单的老三句。

find_package (GeographicLib REQUIRED)
include_directories(${GeographicLib_INCLUDE_DIRS})
target_link_libraries(<可执行程序> ${GeographicLib_LIBRARIES})

代码集成，最常用的功能，使用局部坐标系转换，从 经纬高 到 ENU 。

#include <GeographicLib/LocalCartesian.hpp> //包含头文件
//经纬度原点初始化
GeographicLib::LocalCartesian geo_converter;
geo_converter.Reset(latitude, longitude, altitude);
//经纬度转ENU
geo_converter.Forward(latitude, longitude, altitude, local_E, local_N, local_U);

初始化原点用了 Reset 函数，Forward 用于将经纬高转换成米制坐标[E,N,U] 。俩函数都是调用 geo_converter 对象的成员函数，geo_converter 就是 GeographicLib::LocalCartesian 的实例。
- GeographicLib::LocalCartesian 简介，官方文档
  - 功能就是把椭球体下的地理坐标系坐标转为ENU局部系下的坐标。
  - Reset 函数的作用是重置原点，LocalCartesian构造函数是默认在(0,0,0)也就是地心。
  - Forward (lat, lon, alt, x, y, z)函数就是把经纬高转换为ENU，前三个传入，后三个传出。

4. 极简的例子

新建 geographiclib_demo 文件夹，在里面新建 CMakeLists.txt 和 main.cpp。

main.cpp ，经纬度数据转ENU米制坐标，数据文件为lonlat.csv，格式为**[纬度，经度，高度]**。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <GeographicLib/LocalCartesian.hpp> //header filetypedef std::vector<std::vector<double>> dataMat_NxN;void ReadCSV(std::string str_csv_file, dataMat_NxN &data_NxN)
{std::ifstream in_file(str_csv_file, std::ios::in);std::string std_line;while (getline(in_file, std_line)){std::stringstream ss(std_line);std::string data_each;std::vector<double> data_array;while (getline(ss, data_each, ',')){data_array.push_back(atof(data_each.c_str()));}data_NxN.push_back(data_array);}
}void WriteDat(std::string str_dat_file, dataMat_NxN &data_NxN)
{std::ofstream out_file(str_dat_file, std::ios::out);for (int i = 0; i < data_NxN.size(); ++i){for (int j = 0; j < data_NxN[i].size(); ++j){out_file << data_NxN[i][j]<<" ";}out_file << "\n";}
}int main()
{std::cout << "Demo program of GeographicLib." << std::endl;// geo origin initGeographicLib::LocalCartesian geo_converter;// data structure definedataMat_NxN geo_data;dataMat_NxN ENU_data;// read data from filestd::string str_geo_data = "../lonlat.csv";//lat,lon,hReadCSV(str_geo_data, geo_data);if (geo_data.size() > 0){if (geo_data[0].size() == 3){geo_converter.Reset(geo_data[0][0], geo_data[0][1], geo_data[0][2]);for (int i = 0; i < geo_data.size(); ++i){double local_E, local_N, local_U;// convert[lat,lon,hgt] to ENUgeo_converter.Forward(geo_data[i][0], geo_data[i][1], geo_data[i][2], local_E, local_N, local_U);std::vector<double> data_each;data_each.emplace_back(local_E);data_each.emplace_back(local_N);data_each.emplace_back(local_U);ENU_data.emplace_back(data_each);std::cout << "i=" << i << std::endl;}}}std::string str_ENU_data = "../enu.dat";//e,n,uWriteDat(str_ENU_data, ENU_data);return 0;
}

CMakeLists.txt 文件

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(geographiclib_demo)set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)find_package (GeographicLib REQUIRED)
include_directories(${GeographicLib_INCLUDE_DIRS})add_executable(geographiclib_demo main.cpp)
target_link_libraries(geographiclib_demo ${GeographicLib_LIBRARIES})

编译 & 执行

git clone https://gitee.com/jqf64078/geographiclib_demo.git
cd geographiclib_demo
mkdir build && cd build
cmake ..
make
./geographiclib_demo

转换ENU米制坐标结果绘制，matlab 绘制。

enu_data = load('enu.dat');
plot(enu_data(:,1),enu_data(:,2));grid on;xlabel('East'),ylabel('North');

csv 文件格式，程序只是简单地定义 [纬度，经度，高度] 如下所示的格式进行读取。

lat, lon, h,
lat, lon, h,
lat, lon, h,
…

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