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CSLAM地图功能开发

1. CSLAM简介

SLAM技术

SLAM（Simultaneous Localization and Mapping），同步定位与地图构建，最早在机器人领域提出，它指的是：机器人从未知环境的未知地点出发，在运动过程中通过重复观测到的环境特征定位自身位置和姿态，再根据自身位置构建周围环境的增量式地图，从而达到同时定位和地图构建的目的。

CSLAM技术

CSLAM是包含回环检测和地图优化的SLAM模式，建议在要求高精度定位的使用场景中使用CSLAM模式

建图的步骤

要建立一个好的地图，你必须首先考虑如何使用地图。地图必须包含应用程序所需的视点。如果最终应用程序在另一个房间，则没有理由在当前房间中记录地图。类似地，如果最终应用程序将显示地面上的一些虚拟对象，则没有理由将地图记录到使用摄像头向上看的房间中。应用程序要移动的路径应该是记录地图的最终路径。为了保证一个好的循环闭合，在同一条路径上走两次：例如，从一个起点开始，走开，回到起点，然后再次在同一条路径上走开，然后回到起点结束。在记录过程中，在同一条路径上行走两次，可以保证在循环闭合检测的不同记录视点之间有很好的重叠。在做这个地图记录时，重要的是避免快速移动或面对没有特征的区域。

场景：Gesture.unity
在此场景中我们将展示基于诠视AR眼镜开发的CSLAM地图识别功能，通过开启CSLAM模式、创建CSLAM地图、加载CSLAM地图等功能来完成一个地图创建、地图保存和地图加载的过程。

2. 开发教程

我们以之前制作的手势Demo场景为例开发一个CSLAM的应用。此场景为CslamDemo.unity
Step 1:
如下图所示，我们在场景中创建相应的按钮和文本框用来调用CSLAM地图接口和状态显示。
image

Step 2:
以下代码中我们对将用到的CSLAM接口以及回调函数进行声明。具体接口内容请参见CSLAM接口介绍。

/// <summary>
    /// 保存slam特征点数据
    /// </summary>
    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
    public struct SlamMap
    {
        public Vector3 vertices;
    };

    #region Cslam加载和保存功能
    /// <summary>
    /// 开启slam接口
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    [DllImport("xslam-unity-wrapper")]
    public static extern bool xslam_start_map();
    /// <summary>
    /// 关闭slam接口
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    [DllImport("xslam-unity-wrapper")]
    public static extern bool xslam_stop_map();
    /// <summary>
    /// 保存地图接口
    /// </summary>
    /// <param name="mapStream"></param> 保存地图到本地设备的存储地址
    /// <param name="cslamSavedCallback"></param>  保存地图成功后的回调函数
    /// <param name="cslamLocalizedCallBack"></param>  获取地图匹配度的回调函数
    /// <returns></returns>
    [DllImport("xslam-unity-wrapper")]
    public static extern bool xslam_save_map_and_switch_to_cslam(string mapStream, detectCslamSaved_callback cslamSavedCallback, detectLocalized_callback cslamLocalizedCallBack);//size 0.16 rate 4

    /// <summary>
    /// 加载地图接口
    /// </summary>
    /// <param name="mapStream"></param> 加载地图的路径地址
    /// <param name="cslamSwitchedCallback"></param> 加载地图的地图地址路径
    /// <param name="cslamLocalizedCallBack"></param> 获取地图匹配度的回调函数
    /// <returns></returns>
    [DllImport("xslam-unity-wrapper")]
    public static extern bool xslam_load_map_and_switch_to_cslam(string mapStream, detectSwitched_callback cslamSwitchedCallback, detectLocalized_callback cslamLocalizedCallBack);//size 0.16 rate 4
    
    /// <summary>
    /// 加载地图的回调函数
    /// </summary>
    /// <param name="map_quality"></param>
    public delegate void detectSwitched_callback(int map_quality);

    /// <summary>
    /// 保存地图的回调函数
    /// </summary>
    /// <param name="status_of_saved_map"></param>
    /// <param name="map_quality"></param>
    public delegate void detectCslamSaved_callback(int status_of_saved_map, int map_quality);

    /// <summary>
    /// 获取地图匹配度的回调函数
    /// </summary>
    /// <param name="percent"></param>
    public delegate void detectLocalized_callback(float percent);

    /// <summary>
    /// 获取场景特征点的接口
    /// </summary>
    /// <param name="count"></param>
    /// <returns></returns>
    [DllImport("xslam-unity-wrapper")]
    public static extern IntPtr xslam_get_slam_map(ref int count);

    /// <summary>
    /// 加载地图的回调函数实现
    /// </summary>
    /// <param name="map_quality"></param>
    [MonoPInvokeCallback(typeof(detectSwitched_callback))]
    static void OnCslamSwitched(int map_quality)
    {
        switch_map_quality = map_quality;
    }

    /// <summary>
    /// 保存地图匹配度的回调实现
    /// </summary>
    /// <param name="percentc"></param>
    [MonoPInvokeCallback(typeof(detectLocalized_callback))]
    static void OnSaveLocalized(float percentc)
    {
        percentcD = percentc;
    }

    /// <summary>
    /// 加载地图的匹配度的回调实现
    /// </summary>
    /// <param name="percentc"></param>
    [MonoPInvokeCallback(typeof(detectLocalized_callback))]
    static void OnLoadLocalized(float percentc)
    {
        percentcD = percentc;
        
    }

    /// <summary>
    /// 保存地图的回调实现
    /// </summary>
    /// <param name="status_of_saved_map"></param>
    /// <param name="map_quality"></param>
    [MonoPInvokeCallback(typeof(detectCslamSaved_callback))]
    static void OnCslamSaved(int status_of_saved_map, int map_quality)
    {
        status_of_saved_mapq = status_of_saved_map;
        save_map_qualityq = map_quality;
        
    }

Step 3:

我们点击场景中的“开启CSLAM按钮”开始进入CSLAM模式，我们通过眼镜对周围场景进行扫描 ，扫描后点击“保存地图”按钮，此时在地图路径文本框下我们将得到一个命名为map.bin的CSLAM地图文件，同时如下图所示也会将当前的地图匹配度显示在对应的文本框中。

image

Step 4:
我们点击“保存位置”按钮，将会把奶酪物体的位置保存在app缓存里。
image

Step 5:
我们重新打开apk，点击“开启CSLAM按钮”开始和“加载地图按钮”将会重新加载我们上一步创建的地图，同时我们点击“加载位置按钮”之后我们便可以看到奶酪物体出现在我们上一步保存的位置上。
image

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