编译设置如何影响cartographer性能

• Optimization设置会严重影响cartographer性能。从/Od到/O2可能是50倍的性能提升。
• Program Database中的/Zi、None，对性能基本没影响。
• 在windows、ubuntu（x86架构），是否使用SuiteSparse对cartographer性能没多大影响。android待测。

cartographer实时建图须要极大计算量。总的来说，计算量主要花在cartographer如何处理slam传感器发来sensor_msgs::LaserScan消息，即Node::HandleLaserScanMessage。这里衡量性能，也就是看一次HandleLaserScanMessage用了多少时间。

<cartographer_ros>/cartographer_ros/node.cc
------
void Node::HandleLaserScanMessage(const int trajectory_id,
                                  const std::string& sensor_id,
                                  const sensor_msgs::LaserScan::ConstPtr& msg) {
  absl::MutexLock lock(&mutex_);
  if (!sensor_samplers_.at(trajectory_id).rangefinder_sampler.Pulse()) {
    return;
  }
  // 以下三条语句是自写的，用于输出HandleLaserScanMessage的耗时信息
  static int times = 0;
  static double total_cost = 0;
  trosverbose verbose("Node::HandleLaserScanMessage", times, total_cost);

  map_builder_bridge_.sensor_bridge(trajectory_id)
      ->HandleLaserScanMessage(sensor_id, msg);
}

ros最终是要用在android，但调试主要是在windows。为此先列出windows下的测试结果。在windows，编译器自然是visual studio 2019。

一、visual studio 2019下的性能测试

编译器设置

• Optimization。“C/C++”——“Optimization”。只分两种测试：1）不优化：Disabled (/Od)，2）开启优化：Maximum Optimization (Favor Speed) (/O2)。
• Debug Information Format。“C/C++”——“General”。只分两种测试：1）Program Database(/Zi)。2）None。
• Runtime Library。“C/C++”——“Code Generation”。固定使用“Multi-threaded (/MT)”。
• ceres是否使用SUITESPARSE。使用SUITESPARSE，指的是同时不定义三个宏：CERES_NO_LAPACK, CERES_NO_SUITESPARSE, CERES_NO_CXSPARSE。不使用则是指同时定义这三个宏。

HandleLaserScanMessage会调用到CeresScanMatcher2D::Match，Match中会一次ceres::Solve，表中的“ceres::Solve”专指这次Solve。下面给出表中第一行、第二行时的更细节的耗时记录。

Optimization: Disabled (/Od)
Debug Information Format: Program Database(/Zi)
---
Node::HandleLaserScanMessage
  ...
  GlobalTrajectoryBuilder::AddSensorData
    LocalTrajectoryBuilder2D::AddRangeData
      LocalTrajectoryBuilder2D::AddAccumulatedRangeData
        LocalTrajectoryBuilder2D::ScanMatch (850.425毫秒)
          [1/3]RealTimeCorrelativeScanMatcher2D::Match, 634.036
             scan_matching::GenerateRotatedScans, 47.538
             scan_matching::DiscretizeScans, 92.902
             RealTimeCorrelativeScanMatcher2D::ScoreCandidates, 492.412
          [2/3]CeresScanMatcher2D::Match(当中有一个ceres::Solve(...)), 199.564
          [3/3]pose_observation, 0.003

Optimization: Maximum Optimization (Favor Speed) (/O2)
Debug Information Format: Program Database(/Zi)
---
Node::HandleLaserScanMessage
  ...
  GlobalTrajectoryBuilder::AddSensorData
    LocalTrajectoryBuilder2D::AddRangeData
      LocalTrajectoryBuilder2D::AddAccumulatedRangeData
        LocalTrajectoryBuilder2D::ScanMatch 12.220
          [1/3]RealTimeCorrelativeScanMatcher2D::Match, 9.721
             scan_matching::GenerateRotatedScans, 0.249
             scan_matching::DiscretizeScans, 1.452
             RealTimeCorrelativeScanMatcher2D::ScoreCandidates, 7.904
          [2/3]CeresScanMatcher2D::Match(当中有一个ceres::Solve(...)), 2.465
          [3/3]pose_observation, 0.000

二、SuiteSparse

SuiteSparse封装了用来处理空间稀疏矩阵数据的工具函数。只要有可能，ceres优先使用这个库。当然，可以在config.h定义相关宏：CERES_NO_LAPACK, CERES_NO_SUITESPARSE, CERES_NO_CXSPARSE，让不使用SuiteSparse。

不使用SuiteSparse的config.h示例
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#ifndef CERES_PUBLIC_INTERNAL_CONFIG_H_
#define CERES_PUBLIC_INTERNAL_CONFIG_H_

#define CERES_NO_SUITESPARSE
#define CERES_NO_CXSPARSE
#define CERES_NO_ACCELERATE_SPARSE
#define CERES_NO_LAPACK
#define CERES_USE_EIGEN_SPARSE
#define CERES_USE_CXX_THREADS

#endif  // CERES_PUBLIC_INTERNAL_CONFIG_H_

最终要看android下的测试结果，至少到目前，倾向不使用SuiteSparse。1）从性能测试上看，是否使用SuiteSparse对HandleLaserScanMessage耗时并没多大影响。2）编译SuiteSparse还有点麻烦，尤其还要背上libblas.lib、liblapack.lib，不用能减少编译难度。

贴下一旦使用SuiteSparse，须要额外链接的库。

../../../linker/windows/lib/libamdd.lib
../../../linker/windows/lib/libcamdd.lib
../../../linker/windows/lib/libccolamdd.lib
../../../linker/windows/lib/libcholmodd.lib
../../../linker/windows/lib/libcolamdd.lib
../../../linker/windows/lib/libcxsparsed.lib
../../../linker/windows/lib/libumfpackd.lib
../../../linker/windows/lib/suitesparseconfigd.lib
../../../linker/windows/lib/metisd.lib
../../../linker/windows/lib/libblas.lib
../../../linker/windows/lib/liblapack.lib

额外说下，即使config.h定义了#define CERES_NO_LAPACK，但还是必须链接libblas.lib、liblapack.lib

三、ubuntu（x86架构）

HandleLaserScanMessage平均耗时4毫秒。是否使用SuiteSparse对性能基本没影响