2、工具安装与环境配置:系统要求、依赖库安装(Python/C++)、验证安装是否成功

好,咱们正式开始动手了。

安装配置这一步,说实话是最容易让人烦躁的。我见过不少同事,代码写得漂亮,结果卡在环境配置上折腾一整天。嗯,咱们今天争取半小时搞定。

2.1 系统要求:别让你的电脑拖后腿

先说说硬件。这个工具对算力有一定要求,但也没那么夸张。

项目 最低配置 推荐配置
操作系统 Ubuntu 20.04 / Windows 10 Ubuntu 22.04 / macOS 13+
CPU 4核 2.5GHz 8核 3.0GHz 以上
内存 8 GB 16 GB 或更多
磁盘 10 GB 空闲 SSD 20 GB+
GPU(可选) 无 NVIDIA GTX 1060 以上

我个人习惯用 Ubuntu 22.04,因为 ROS 生态对它支持最好。如果你用 Windows,记得装 WSL2,别直接在 cmd 里折腾,坑太多。

⚠️ 注意: 我曾经在 Windows 裸环境下硬配,结果 OpenGL 渲染死活跑不起来。后来切到 WSL2,十分钟搞定。你想想看,何必跟自己过不去?

2.2 依赖库安装:Python 篇

Python 版本建议 3.8 到 3.11。我个人用 3.10,稳定且兼容性好。

先创建一个虚拟环境,这是好习惯:

python3 -m venv traj_eval_env
source traj_eval_env/bin/activate  # Linux/Mac
# 或者 Windows: traj_eval_env\Scripts\activate

然后安装核心依赖:

pip install numpy scipy matplotlib
pip install shapely  # 处理轨迹几何
pip install pyyaml   # 读取配置文件
pip install pytest   # 跑测试用

如果你要做可视化评估,再加一个:

pip install pyqt5  # 或者 pyside6
💡 小技巧: 我建议用 pip install -r requirements.txt 批量安装。项目里我会提供这个文件,省得你一条条敲。

2.3 依赖库安装:C++ 篇

C++ 部分主要是底层计算模块。说白了,Python 负责调度和可视化,C++ 负责跑数值计算。

你需要装这些:

  • CMake ≥ 3.16 —— 构建工具
  • Eigen3 —— 矩阵运算库
  • Boost ≥ 1.74 —— 主要是 geometry 和 filesystem
  • OpenMP —— 并行加速(可选但推荐)

Ubuntu 下一条命令搞定:

sudo apt install cmake libeigen3-dev libboost-all-dev libomp-dev

Mac 用户用 Homebrew:

brew install cmake eigen boost libomp

Windows 用户……嗯,我建议你用 vcpkg:

vcpkg install eigen3 boost openmp

🔧 避坑指南: 我曾经在 Ubuntu 18.04 上装 Eigen3,系统源里的版本是 3.3.4,结果有个 API 不兼容。后来手动编译 3.4.0 才解决。所以记得检查版本:pkg-config --modversion eigen3

2.4 验证安装是否成功

装完了别急着高兴。咱们得验证一下,不然到时候跑 demo 报错,你都不知道是代码问题还是环境问题。

2.4.1 Python 验证

写个简单的测试脚本:

# test_install.py
import numpy as np
import shapely.geometry as geom
import yaml

# 创建一个轨迹点
point = geom.Point(1.0, 2.0)
print(f"Shapely 正常,点坐标: {point}")

# 测试 numpy 矩阵运算
a = np.array([[1, 2], [3, 4]])
print(f"NumPy 正常,矩阵求和: {a.sum()}")

# 测试 yaml
with open("config.yaml", "w") as f:
    yaml.dump({"test": True}, f)
print("YAML 读写正常")

print("✅ Python 环境验证通过!")

跑一下:python test_install.py,看到绿色对勾就说明没问题。

2.4.2 C++ 验证

写个简单的 CMake 项目:

// test_eigen.cpp
#include <iostream>
#include <Eigen/Dense>

int main() {
    Eigen::Matrix2d mat;
    mat << 1, 2, 3, 4;
    std::cout << "Eigen 正常,矩阵行列式: " << mat.determinant() << std::endl;
    return 0;
}

CMakeLists.txt:

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
project(test_install)
find_package(Eigen3 REQUIRED)
add_executable(test_eigen test_eigen.cpp)
target_link_libraries(test_eigen Eigen3::Eigen)

编译运行:

mkdir build && cd build
cmake ..
make
./test_eigen

输出应该是 Eigen 正常,矩阵行列式: -2。看到这个,C++ 环境就稳了。

⚠️ 常见问题: 如果编译时报 Eigen3 not found,八成是路径没配好。试试 export CMAKE_PREFIX_PATH=/usr/include/eigen3。我当年被这个坑了整整一个下午。

2.5 整体验证:跑一个轨迹评估 demo

最后,咱们用工具自带的 demo 做一次完整验证。项目里有个 examples/quick_start.py,直接跑:

cd examples
python quick_start.py

如果一切顺利,你会看到一个轨迹对比图弹出来。红色是参考轨迹,蓝色是待评估轨迹,旁边还有一堆评估指标数值。

看到这个图,恭喜你——环境配置全部完成。

🎯 核心要点: 安装配置这件事,说白了就是「依赖别缺、版本别错、路径别乱」。做到这三点,基本不会出问题。如果真遇到报错,先看错误信息的前三行,90% 的问题都能自己解决。

2.6 本章知识体系

下面这张图帮你理清整个安装流程的逻辑关系:

工具安装与环境配置 · 知识体系 系统要求 依赖库安装 Python 依赖 C++ 依赖 验证安装是否成功 运行 Demo 确认 按顺序执行,每一步验证通过后再进行下一步

好,环境配好了,工具也验证通过了。下一章咱们开始真正上手——加载第一条轨迹数据,看看评估结果长什么样。

可可精品资料库