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ROS機器人開發(fā)實踐 版權(quán)信息
- ISBN：9787111598237
- 條形碼：9787111598237 ; 978-7-111-59823-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
ROS機器人開發(fā)實踐 本書特色
本書在介紹ROS總體框架和理論要點的基礎(chǔ)上，講解ROS的通信機制、常用組件和進階功能；同時以實踐為主，講解機器視覺、機器聽覺、SLAM與導(dǎo)航、機械臂控制、機器學(xué)習(xí)等多種ROS應(yīng)用的主要原理和實現(xiàn)方法；并分析基于ROS的機器人系統(tǒng)設(shè)計方法和典型實例；后論述ROS2的框架特點和使用方法，剖析ROS的發(fā)展方向。
ROS機器人開發(fā)實踐 內(nèi)容簡介
本書在介紹ROS總體框架和理論要點的基礎(chǔ)上，講解ROS的通信機制、常用組件和進階功能；同時以實踐為主，講解機器視覺、機器聽覺、SLAM與導(dǎo)航、機械臂控制、機器學(xué)習(xí)等多種ROS應(yīng)用的主要原理和實現(xiàn)方法；并分析基于ROS的機器人系統(tǒng)設(shè)計方法和典型實例；后論述ROS2的框架特點和使用方法，剖析ROS的發(fā)展方向。
ROS機器人開發(fā)實踐 目錄
目 錄 Contents
推薦序一
推薦序二
推薦序三
前言
第1章 初識ROS 1
1.1 ROS是什么 1
1.1.1 ROS的起源 1
1.1.2 ROS的設(shè)計目標(biāo) 2
1.1.3 ROS的特點 3
1.2 如何安裝ROS 4
1.2.1 操作系統(tǒng)與ROS版本的選擇 4
1.2.2 配置系統(tǒng)軟件源 6
1.2.3 添加ROS軟件源 6
1.2.4 添加密鑰 7
1.2.5 安裝ROS 7
1.2.6 初始化rosdep 8
1.2.7 設(shè)置環(huán)境變量 8
1.2.8 完成安裝 9
1.3 本書源碼下載 9
1.4 本章小結(jié) 10
第2章 ROS架構(gòu) 11
2.1 ROS架構(gòu)設(shè)計 11
2.2 計算圖 12
2.2.1 節(jié)點 12
2.2.2 消息 13
2.2.3 話題 13
2.2.4 服務(wù) 13
2.2.5 節(jié)點管理器 14
2.3 文件系統(tǒng) 14
2.3.1 功能包 14
2.3.2 元功能包 16
2.4 開源社區(qū) 17
2.5 ROS的通信機制 17
2.5.1 話題通信機制 18
2.5.2 服務(wù)通信機制 19
2.5.3 參數(shù)管理機制 20
2.6 話題與服務(wù)的區(qū)別 20
2.7 本章小結(jié) 21
第3章 ROS基礎(chǔ) 22
3.1 **個ROS例程——小烏龜仿真 23
3.1.1 turtlesim功能包 23
3.1.2 控制烏龜運動 24
3.2 創(chuàng)建工作空間和功能包 25
3.2.1 什么是工作空間 25
3.2.2 創(chuàng)建工作空間 26
3.2.3 創(chuàng)建功能包 27
3.3 工作空間的覆蓋 28
3.3.1 ROS中工作空間的覆蓋 28
3.3.2 工作空間覆蓋示例 28
3.4 搭建Eclipse開發(fā)環(huán)境 30
3.4.1 安裝Eclipse 30
3.4.2 創(chuàng)建Eclipse工程文件 30
3.4.3 將工程導(dǎo)入Eclipse 31
3.4.4 設(shè)置頭文件路徑 31
3.4.5 運行/調(diào)試程序 32
3.5 RoboWare簡介 35
3.5.1 RoboWare的特點 35
3.5.2 RoboWare的安裝與使用 36
3.6 話題中的Publisher與Subscriber 37
3.6.1 烏龜例程中的Publisher與Subscriber 37
3.6.2 如何創(chuàng)建Publisher 37
3.6.3 如何創(chuàng)建Subscriber 40
3.6.4 編譯功能包 41
3.6.5 運行Publisher與Subscriber 42
3.6.6 自定義話題消息 44
3.7 服務(wù)中的Server和Client 46
3.7.1 烏龜例程中的服務(wù) 46
3.7.2 如何自定義服務(wù)數(shù)據(jù) 47
3.7.3 如何創(chuàng)建Server 48
3.7.4 如何創(chuàng)建Client 49
3.7.5 編譯功能包 51
3.7.6 運行Server和Client 51
3.8 ROS中的命名空間 52
3.8.1 有效的命名 52
3.8.2 命名解析 53
3.8.3 命名重映射 54
3.9 分布式多機通信 54
3.9.1 設(shè)置IP地址 55
3.9.2 設(shè)置ROS_MASTER_URI 56
3.9.3 多機通信測試 56
3.10 本章小結(jié) 57
第4章 ROS中的常用組件 58
4.1 launch啟動文件 58
4.1.1 基本元素 58
4.1.2 參數(shù)設(shè)置 60
4.1.3 重映射機制 61
4.1.4 嵌套復(fù)用 61
4.2 TF坐標(biāo)變換 62
4.2.1 TF功能包 62
4.2.2 TF工具 63
4.2.3 烏龜例程中的TF 65
4.2.4 創(chuàng)建TF廣播器 67
4.2.5 創(chuàng)建TF監(jiān)聽器 68
4.2.6 實現(xiàn)烏龜跟隨運動 70
4.3 Qt工具箱 70
4.3.1 日志輸出工具（rqt_console） 71
4.3.2 計算圖可視化工具（rqt_graph） 71
4.3.3 數(shù)據(jù)繪圖工具（rqt_plot） 72
4.3.4 參數(shù)動態(tài)配置工具（rqt_reconfigure） 73
4.4 rviz三維可視化平臺 73
4.4.1 安裝并運行rviz 74
4.4.2 數(shù)據(jù)可視化 75
4.4.3 插件擴展機制 76
4.5 Gazebo仿真環(huán)境 78
4.5.1 Gazebo的特點 78
4.5.2 安裝并運行Gazebo 78
4.5.3 構(gòu)建仿真環(huán)境 81
4.6 rosbag數(shù)據(jù)記錄與回放 82
4.6.1 記錄數(shù)據(jù) 82
4.6.2 回放數(shù)據(jù) 83
4.7 本章小結(jié) 84
第5章 機器人平臺搭建 85
5.1 機器人的定義 85
5.2 機器人的組成 86
5.2.1 執(zhí)行機構(gòu) 87
5.2.2 驅(qū)動系統(tǒng) 87
5.2.3 傳感系統(tǒng) 87
5.2.4 控制系統(tǒng) 87
5.3 機器人系統(tǒng)搭建 88
5.3.1 MRobot 88
5.3.2 執(zhí)行機構(gòu)的實現(xiàn) 88
5.3.3 驅(qū)動系統(tǒng)的實現(xiàn) 89
5.3.4 內(nèi)部傳感系統(tǒng)的實現(xiàn) 90
5.4 基于Raspberry Pi的控制系統(tǒng)實現(xiàn) 90
5.4.1 硬件平臺Raspberry Pi 91
5.4.2 安裝Ubuntu 16.04 91
5.4.3 安裝ROS 93
5.4.4 控制系統(tǒng)與MRobot通信 94
5.4.5 PC端控制MRobot 97
5.5 為機器人裝配攝像頭 99
5.5.1 usb_cam功能包 99
5.5.2 PC端驅(qū)動攝像頭 100
5.5.3 Raspberry Pi驅(qū)動攝像頭 102
5.6 為機器人裝配Kinect 104
5.6.1 freenect_camera功能包 104
5.6.2 PC端驅(qū)動Kinect 106
5.6.3 Raspberry Pi驅(qū)動Kinect 109
5.6.4 Kinect電源改造 109
5.7 為機器人裝配激光雷達(dá) 110
5.7.1 rplidar功能包 110
5.7.2 PC端驅(qū)動rplidar 111
5.7.3 Raspberry Pi驅(qū)動rplidar 113
5.8 本章小結(jié) 113
第6章 機器人建模與仿真 114
6.1 統(tǒng)一機器人描述格式——URDF 114
6.1.1 標(biāo)簽 114
6.1.2 標(biāo)簽 115
6.1.3 標(biāo)簽 116
6.1.4 標(biāo)簽 116
6.2 創(chuàng)建機器人URDF模型 116
6.2.1 創(chuàng)建機器人描述功能包 116
6.2.2 創(chuàng)建URDF模型 117
6.2.3 URDF模型解析 120
6.2.4 在rviz中顯示模型 122
6.3 改進URDF模型 124
6.3.1 添加物理和碰撞屬性 124
6.3.2 使用xacro優(yōu)化URDF 125
6.3.
推薦序一
推薦序二
推薦序三
前言
第1章 初識ROS 1
1.1 ROS是什么 1
1.1.1 ROS的起源 1
1.1.2 ROS的設(shè)計目標(biāo) 2
1.1.3 ROS的特點 3
1.2 如何安裝ROS 4
1.2.1 操作系統(tǒng)與ROS版本的選擇 4
1.2.2 配置系統(tǒng)軟件源 6
1.2.3 添加ROS軟件源 6
1.2.4 添加密鑰 7
1.2.5 安裝ROS 7
1.2.6 初始化rosdep 8
1.2.7 設(shè)置環(huán)境變量 8
1.2.8 完成安裝 9
1.3 本書源碼下載 9
1.4 本章小結(jié) 10
第2章 ROS架構(gòu) 11
2.1 ROS架構(gòu)設(shè)計 11
2.2 計算圖 12
2.2.1 節(jié)點 12
2.2.2 消息 13
2.2.3 話題 13
2.2.4 服務(wù) 13
2.2.5 節(jié)點管理器 14
2.3 文件系統(tǒng) 14
2.3.1 功能包 14
2.3.2 元功能包 16
2.4 開源社區(qū) 17
2.5 ROS的通信機制 17
2.5.1 話題通信機制 18
2.5.2 服務(wù)通信機制 19
2.5.3 參數(shù)管理機制 20
2.6 話題與服務(wù)的區(qū)別 20
2.7 本章小結(jié) 21
第3章 ROS基礎(chǔ) 22
3.1 **個ROS例程——小烏龜仿真 23
3.1.1 turtlesim功能包 23
3.1.2 控制烏龜運動 24
3.2 創(chuàng)建工作空間和功能包 25
3.2.1 什么是工作空間 25
3.2.2 創(chuàng)建工作空間 26
3.2.3 創(chuàng)建功能包 27
3.3 工作空間的覆蓋 28
3.3.1 ROS中工作空間的覆蓋 28
3.3.2 工作空間覆蓋示例 28
3.4 搭建Eclipse開發(fā)環(huán)境 30
3.4.1 安裝Eclipse 30
3.4.2 創(chuàng)建Eclipse工程文件 30
3.4.3 將工程導(dǎo)入Eclipse 31
3.4.4 設(shè)置頭文件路徑 31
3.4.5 運行/調(diào)試程序 32
3.5 RoboWare簡介 35
3.5.1 RoboWare的特點 35
3.5.2 RoboWare的安裝與使用 36
3.6 話題中的Publisher與Subscriber 37
3.6.1 烏龜例程中的Publisher與Subscriber 37
3.6.2 如何創(chuàng)建Publisher 37
3.6.3 如何創(chuàng)建Subscriber 40
3.6.4 編譯功能包 41
3.6.5 運行Publisher與Subscriber 42
3.6.6 自定義話題消息 44
3.7 服務(wù)中的Server和Client 46
3.7.1 烏龜例程中的服務(wù) 46
3.7.2 如何自定義服務(wù)數(shù)據(jù) 47
3.7.3 如何創(chuàng)建Server 48
3.7.4 如何創(chuàng)建Client 49
3.7.5 編譯功能包 51
3.7.6 運行Server和Client 51
3.8 ROS中的命名空間 52
3.8.1 有效的命名 52
3.8.2 命名解析 53
3.8.3 命名重映射 54
3.9 分布式多機通信 54
3.9.1 設(shè)置IP地址 55
3.9.2 設(shè)置ROS_MASTER_URI 56
3.9.3 多機通信測試 56
3.10 本章小結(jié) 57
第4章 ROS中的常用組件 58
4.1 launch啟動文件 58
4.1.1 基本元素 58
4.1.2 參數(shù)設(shè)置 60
4.1.3 重映射機制 61
4.1.4 嵌套復(fù)用 61
4.2 TF坐標(biāo)變換 62
4.2.1 TF功能包 62
4.2.2 TF工具 63
4.2.3 烏龜例程中的TF 65
4.2.4 創(chuàng)建TF廣播器 67
4.2.5 創(chuàng)建TF監(jiān)聽器 68
4.2.6 實現(xiàn)烏龜跟隨運動 70
4.3 Qt工具箱 70
4.3.1 日志輸出工具（rqt_console） 71
4.3.2 計算圖可視化工具（rqt_graph） 71
4.3.3 數(shù)據(jù)繪圖工具（rqt_plot） 72
4.3.4 參數(shù)動態(tài)配置工具（rqt_reconfigure） 73
4.4 rviz三維可視化平臺 73
4.4.1 安裝并運行rviz 74
4.4.2 數(shù)據(jù)可視化 75
4.4.3 插件擴展機制 76
4.5 Gazebo仿真環(huán)境 78
4.5.1 Gazebo的特點 78
4.5.2 安裝并運行Gazebo 78
4.5.3 構(gòu)建仿真環(huán)境 81
4.6 rosbag數(shù)據(jù)記錄與回放 82
4.6.1 記錄數(shù)據(jù) 82
4.6.2 回放數(shù)據(jù) 83
4.7 本章小結(jié) 84
第5章 機器人平臺搭建 85
5.1 機器人的定義 85
5.2 機器人的組成 86
5.2.1 執(zhí)行機構(gòu) 87
5.2.2 驅(qū)動系統(tǒng) 87
5.2.3 傳感系統(tǒng) 87
5.2.4 控制系統(tǒng) 87
5.3 機器人系統(tǒng)搭建 88
5.3.1 MRobot 88
5.3.2 執(zhí)行機構(gòu)的實現(xiàn) 88
5.3.3 驅(qū)動系統(tǒng)的實現(xiàn) 89
5.3.4 內(nèi)部傳感系統(tǒng)的實現(xiàn) 90
5.4 基于Raspberry Pi的控制系統(tǒng)實現(xiàn) 90
5.4.1 硬件平臺Raspberry Pi 91
5.4.2 安裝Ubuntu 16.04 91
5.4.3 安裝ROS 93
5.4.4 控制系統(tǒng)與MRobot通信 94
5.4.5 PC端控制MRobot 97
5.5 為機器人裝配攝像頭 99
5.5.1 usb_cam功能包 99
5.5.2 PC端驅(qū)動攝像頭 100
5.5.3 Raspberry Pi驅(qū)動攝像頭 102
5.6 為機器人裝配Kinect 104
5.6.1 freenect_camera功能包 104
5.6.2 PC端驅(qū)動Kinect 106
5.6.3 Raspberry Pi驅(qū)動Kinect 109
5.6.4 Kinect電源改造 109
5.7 為機器人裝配激光雷達(dá) 110
5.7.1 rplidar功能包 110
5.7.2 PC端驅(qū)動rplidar 111
5.7.3 Raspberry Pi驅(qū)動rplidar 113
5.8 本章小結(jié) 113
第6章 機器人建模與仿真 114
6.1 統(tǒng)一機器人描述格式——URDF 114
6.1.1 標(biāo)簽 114
6.1.2 標(biāo)簽 115
6.1.3 標(biāo)簽 116
6.1.4 標(biāo)簽 116
6.2 創(chuàng)建機器人URDF模型 116
6.2.1 創(chuàng)建機器人描述功能包 116
6.2.2 創(chuàng)建URDF模型 117
6.2.3 URDF模型解析 120
6.2.4 在rviz中顯示模型 122
6.3 改進URDF模型 124
6.3.1 添加物理和碰撞屬性 124
6.3.2 使用xacro優(yōu)化URDF 125
6.3.
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ROS機器人開發(fā)實踐 作者簡介
胡春旭，網(wǎng)名古月，機器人博客“古月居”博主(www．guyuehome．com)，華中科技大學(xué)自動化學(xué)院碩士。目前主要從事機器人控制系統(tǒng)的研究開發(fā)。 作為國內(nèi)最早一批ROS開發(fā)者，具備多年開發(fā)、應(yīng)用經(jīng)驗，參與研發(fā)過服務(wù)機器人、機械臂等機器人產(chǎn)品。曾獲開源硬件與嵌入式大賽機器人組全國冠軍，飛思卡爾杯智能汽車競賽全國一等獎，中國人工智能機器人學(xué)術(shù)會議十佳論文等獎項。
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