視覺 SLAM (vSLAM) + IMU

 想深入的是 視覺 SLAM (vSLAM) + IMU，這是非常實用也熱門的組合！

接下來我會完整介紹：

1. ORB-SLAM3 是什麼？支援什麼模式？
2. 安裝與建構流程
3. 使用「相機 + IMU」進行 vSLAM（Visual-Inertial SLAM）
4. 操作步驟與設定檔解說
5. 附上範例啟動指令與結果解讀

---

🎯 1. ORB-SLAM3 簡介

ORB-SLAM3 是目前非常強大的開源 SLAM 系統，由西班牙 Zaragoza 大學開發。它支援：

模式	說明
Monocular	單鏡頭相機
Stereo	雙鏡頭相機
RGB-D	彩色+深度（如 Realsense）
Visual-Inertial	相機 + IMU（本次重點）

ORB-SLAM3 的視覺慣性版本使用的是 VIO（Visual-Inertial Odometry）技術，可以在相機快速移動或光線變化時提升定位穩定性。

---

🛠️ 2. 安裝與建構 ORB-SLAM3（Ubuntu + ROS2 或 ROS1 建議）

環境需求（建議使用 Ubuntu 20.04）

• C++14 compiler
• Pangolin
• Eigen3
• OpenCV (3.x or 4.x)
• GTSAM（僅限 Visual-Inertial 模式）
• OpenCV-contrib
• Boost

👉 官方建議直接依照 GitHub README 的 build.sh 步驟安裝：

bash
git clone https://github.com/UZ-SLAMLab/ORB_SLAM3.git
cd ORB_SLAM3
chmod +x build.sh
./build.sh

---

🎥 3. Visual-Inertial SLAM 實作概念圖

css
[ 相機影像 ]         [ IMU 加速度、角速度 ]
      ↓                        ↓
[ 視覺前端 ORB 特徵提取 ]      [ IMU 整合 ]
      ↘                  ↙
      [ VIO 優化後位姿（SLAM） ]
             ↓
      [ 地圖建構、姿態估算 ]

IMU 幫助：

• 角速度提供短時間內方向變化 → 抵抗模糊
• 加速度協助預估移動 → 降低重定位延遲

---

⚙️ 4. 操作流程（以 Euroc MAV Dataset 為例）

4-1. 資料格式要求

• 相機影像（通常是 grayscale 圖片序列）
• IMU 記錄（加速度、角速度）
• .yaml 相機+IMU 設定檔

👉 你可以使用 EuRoC Dataset 作為練習資料集。

---

4-2. 啟動命令範例

bash
./Examples/Stereo-Inertial/stereo_inertial_euroc \
    Vocabulary/ORBvoc.txt \
    Examples/Stereo-Inertial/EuRoC.yaml \
    path_to_euroc_dataset/MH_01_easy

---

4-3. EuRoC.yaml 設定檔重點參數（你也可以自定義）

yaml
# 相機參數（可從校正資料取得）
Camera.fx: 458.654
Camera.fy: 457.296
Camera.cx: 367.215
Camera.cy: 248.375

# IMU 參數
IMU.NoiseGyro: 0.001  # [rad/s/sqrt(Hz)]
IMU.NoiseAcc: 0.01    # [m/s^2/sqrt(Hz)]
IMU.GyroWalk: 0.0001
IMU.AccWalk: 0.001

---

🔍 5. 輸出結果說明

當你成功運行後，你會看到：

• 即時相機畫面與提取的 ORB 特徵點
• 地圖建構的 3D 點雲與相機軌跡
• 可選擇輸出 .txt（姿態）與 .ply（點雲）

---

📂 延伸應用建議

應用方向	技術補充
真實設備測試	需整合 IMU + 相機（如 ZED2、Realsense T265）
ROS 整合	ORB-SLAM3 支援 ROS1/ROS2 節點包
模擬場景	可用 Isaac Sim 輸出相機與 IMU 串流
訓練 AI 模型	可利用 ORB-SLAM3 的定位結果作為 supervision 資料標籤

---

🧪 想要用你自己的影片 + IMU？

你需要提供：

1. MP4 → 圖片序列（已給過程式）
2. IMU 資料檔（.csv 或 .txt）
3. 自己的相機與 IMU 配置 .yaml

我可以幫你組出：

• 一個可跑 ORB-SLAM3 的資料資料夾結構
• 自動生成格式轉換器（ex: IMU CSV 轉 SLAM 格式）

---

📩 要不要我幫你寫一個「影片 + IMU」資料轉換器，或直接幫你跑一份 ORB-SLAM3 的測試 pipeline？你目前手上有 IMU 資料嗎（格式是？）我們可以直接對接來跑。