SLAM 项目中的 CMakeLists.txt 详解：以 ORB-SLAM3 为例

在 C++ 开发 SLAM（Simultaneous Localization and Mapping，即同步定位与建图）系统时，CMake 是必不可少的工具之一。它用于管理项目的编译、依赖关系和库链接。本文以 ORB-SLAM3 为例，详细解析其 CMakeLists.txt，帮助开发者理解各个指令的作用，以及如何组织一个完整的 C++ SLAM 项目。

导入：

CMakeLists.txt文件定义了项目的编译配置、依赖项管理、库链接等关键步骤。本文将详细解析 ORB-SLAM3 的 CMakeLists.txt 文件，帮助开发者理解其构建流程，并掌握 CMake 的高级用法。

1. CMake 基本设置

首先，定义了 CMake 的最低版本要求，并设定了项目名称：

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
project(ORB_SLAM3)

cmake_minimum_required(VERSION 2.8): 指定最低 CMake 版本为 2.8，确保兼容性。
project(ORB_SLAM3): 定义项目名称 ORB_SLAM3，后续 CMake 变量会自动继承该名称。

2. 编译模式与优化选项

CMake 允许使用不同的编译模式，如 Debug 和 Release，本项目默认采用 Release 模式：

IF(NOT CMAKE_BUILD_TYPE)
  SET(CMAKE_BUILD_TYPE Release)
ENDIF()

如果用户没有指定 CMAKE_BUILD_TYPE，则默认采用 Release 模式。

2.1 编译优化标志

set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS}  -Wall   -O3")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -Wall   -O3")
set(CMAKE_C_FLAGS_RELEASE "${CMAKE_C_FLAGS_RELEASE} -march=native")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "${CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE} -march=native")

-Wall：开启所有常见的编译警告，提高代码质量。
-O3：启用最高级别的优化，使代码运行更快。
-march=native：针对本机 CPU 进行优化，以提高执行效率。

2.2 C++ 标准设置

set(CMAKE_CXX_STANDARD 14)
add_definitions(-DCOMPILEDWITHC11)

set(CMAKE_CXX_STANDARD 14): 指定 C++14 作为编译标准。
add_definitions(-DCOMPILEDWITHC11): 添加宏定义，可能用于代码中的条件编译。

3. 查找依赖库

ORB-SLAM3 依赖多个外部库，如 OpenCV、Eigen、Pangolin 等，CMake 需要查找并引入这些库。

3.1 OpenCV 依赖

find_package(OpenCV REQUIRED)
if(NOT OpenCV_FOUND)
    message(FATAL_ERROR "OpenCV > 4.4 not found.")
endif()

MESSAGE("OPENCV VERSION:")
MESSAGE(${OpenCV_VERSION})

find_package(OpenCV REQUIRED): 查找 OpenCV 库，如果找不到则终止编译。
message(FATAL_ERROR "OpenCV > 4.4 not found.")：如果 OpenCV 版本低于 4.4，则报错终止。
MESSAGE(${OpenCV_VERSION})：输出 OpenCV 版本，便于调试。

3.2 其他依赖

include_directories("/usr/include/eigen3")
find_package(Pangolin REQUIRED)
find_package(realsense2)
find_package(GUROBI REQUIRED)

include_directories("/usr/include/eigen3"): 直接指定 Eigen3 头文件路径（无需 find_package）。
find_package(Pangolin REQUIRED): 查找 Pangolin 视觉渲染库。
find_package(realsense2): 查找 RealSense 相机 SDK。
find_package(GUROBI REQUIRED): 查找 GUROBI 求解器。

4. 头文件路径配置

为了保证源码能够正确引用头文件，需要添加头文件目录：

include_directories(
${PROJECT_SOURCE_DIR}
${PROJECT_SOURCE_DIR}/include
${PROJECT_SOURCE_DIR}/include/CameraModels
${PROJECT_SOURCE_DIR}/Thirdparty/Sophus
${EIGEN3_INCLUDE_DIR}
${Pangolin_INCLUDE_DIRS}
${GUROBI_INCLUDE_DIRS}
)

PROJECT_SOURCE_DIR 代表项目的根目录。
头文件路径包括：
- include/ 目录
- include/CameraModels/ 目录
- Thirdparty/Sophus（Sophus 是一个几何库）

5. 生成库文件

5.1 设定库文件输出路径

set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib)

指定 lib 目录存放生成的 .so 共享库。

5.2 生成共享库

add_library(${PROJECT_NAME} SHARED
src/System.cc
src/Tracking.cc
...
include/Settings.h
include/MapSparsification.h)

add_library(${PROJECT_NAME} SHARED ...)：将多个源文件编译为共享库 libORB_SLAM3.so，供其他程序调用。

6. 依赖库链接

target_link_libraries(${PROJECT_NAME}
${OpenCV_LIBS}
${EIGEN3_LIBS}
${Pangolin_LIBRARIES}
${GUROBI_LIBRARIES}
${PROJECT_SOURCE_DIR}/Thirdparty/DBoW2/lib/libDBoW2.so
${PROJECT_SOURCE_DIR}/Thirdparty/g2o/lib/libg2o.so
-lboost_serialization
-lcrypto
)

这里链接了 OpenCV、Eigen、Pangolin、GUROBI 等库。
libDBoW2.so 和 libg2o.so 分别是词袋模型（DBoW2）和 g2o（图优化）库。
-lboost_serialization 和 -lcrypto：额外链接 Boost 和加密库。

7. 处理 RealSense 相机

如果检测到 RealSense 依赖，则包含其头文件并链接库：

if(realsense2_FOUND)
    include_directories(${PROJECT_NAME} ${realsense_INCLUDE_DIR})
    target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${realsense2_LIBRARY})
endif()

8. 编译示例程序

set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${PROJECT_SOURCE_DIR}/Examples/Stereo)

add_executable(stereo_kitti Examples/Stereo/stereo_kitti.cc)
target_link_libraries(stereo_kitti ${PROJECT_NAME})

add_executable(stereo_euroc Examples/Stereo/stereo_euroc.cc)
target_link_libraries(stereo_euroc ${PROJECT_NAME})

add_executable(stereo_kitti Examples/Stereo/stereo_kitti.cc)：编译 stereo_kitti 可执行文件。
target_link_libraries(stereo_kitti ${PROJECT_NAME})：链接 ORB-SLAM3 共享库

10.总结

本篇文章解析了 ORB-SLAM3 的 CMakeLists.txt 文件，涵盖了：

CMake 基础配置
编译优化选项
依赖库查找与管理
头文件路径配置
共享库生成与链接
RealSense 处理
示例程序编译

理解这些 CMake 指令，有助于开发者更好地修改、扩展 ORB-SLAM3，或在自己的项目中借鉴相关配置。