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機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作系列ROS機(jī)器人編程:原理與應(yīng)用
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機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作系列ROS機(jī)器人編程:原理與應(yīng)用 版權(quán)信息
- ISBN：9787111625766
- 條形碼：9787111625766 ; 978-7-111-62576-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>>
機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作系列ROS機(jī)器人編程:原理與應(yīng)用 本書(shū)特色
本書(shū)共分為六部分。*部分介紹了如何編寫(xiě)ROS節(jié)點(diǎn)和ROS工具，也覆蓋了消息、類和服務(wù)器。第二部分是用ROS進(jìn)行模擬和可視化，其中包括坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。第三部分討論了ROS的感知過(guò)程。第四部分介紹了ROS中的移動(dòng)機(jī)器人控制和導(dǎo)航。第五部分介紹了ROS機(jī)器人臂的相關(guān)知識(shí)。第六部分涉及系統(tǒng)集成和更高級(jí)別的控制，包括基于感知的移動(dòng)操作。
機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作系列ROS機(jī)器人編程:原理與應(yīng)用 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書(shū)共分為六部分。部分介紹了如何編寫(xiě)ROS節(jié)點(diǎn)和ROS工具，也覆蓋了消息、類和服務(wù)器。第二部分是用ROS進(jìn)行模擬和可視化，其中包括坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。第三部分討論了ROS的感知過(guò)程。第四部分介紹了ROS中的移動(dòng)機(jī)器人控制和導(dǎo)航。第五部分介紹了ROS機(jī)器人臂的相關(guān)知識(shí)。第六部分涉及系統(tǒng)集成和更不錯(cuò)別的控制，包括基于感知的移動(dòng)操作。
機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作系列ROS機(jī)器人編程:原理與應(yīng)用 目錄
譯者序
前言
**部分 ROS基礎(chǔ) / 1
第1章 概述：ROS工具和節(jié)點(diǎn) / 2
1.1 ROS基礎(chǔ)概念 / 2
1.2 編寫(xiě)ROS節(jié)點(diǎn) / 5
1.2.1 創(chuàng)建ROS程序包 / 5
1.2.2 編寫(xiě)一個(gè)*小的ROS發(fā)布器 / 8
1.2.3 編譯ROS節(jié)點(diǎn) / 11
1.2.4 運(yùn)行ROS節(jié)點(diǎn) / 12
1.2.5 檢查運(yùn)行中的*小發(fā)布器節(jié)點(diǎn) / 13
1.2.6 規(guī)劃節(jié)點(diǎn)時(shí)間 / 15
1.2.7 編寫(xiě)一個(gè)*小ROS訂閱器 / 17
1.2.8 編譯和運(yùn)行*小訂閱器 / 19
1.2.9 總結(jié)*小訂閱器和發(fā)布器節(jié)點(diǎn) / 21
1.3 更多的ROS工具：catkin_simple、roslaunch、rqt_console和rosbag / 21
1.3.1 用catkin_simple簡(jiǎn)化CMakeLists.txt / 21
1.3.2 自動(dòng)啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn) / 23
1.3.3 在ROS控制臺(tái)觀察輸出 / 25
1.3.4 使用rosbag記錄并回放數(shù)據(jù) / 26
1.4 *小仿真器和控制器示例 / 28
1.5 小結(jié) / 32
第2章 消息、類和服務(wù)器 / 33
2.1 定義自定義消息 / 33
2.1.1 定義一條自定義消息 / 34
2.1.2 定義一條變長(zhǎng)的消息 / 38
2.2 ROS服務(wù)介紹 / 43
2.2.1 服務(wù)消息 / 43
2.2.2 ROS服務(wù)節(jié)點(diǎn) / 45
2.2.3 與ROS服務(wù)手動(dòng)交互 / 47
2.2.4 ROS服務(wù)客戶端示例 / 48
2.2.5 運(yùn)行服務(wù)和客戶端示例 / 50
2.3 在ROS中使用C 類 / 51
2.4 在ROS中創(chuàng)建庫(kù)模塊 / 56
2.5 動(dòng)作服務(wù)器和動(dòng)作客戶端介紹 / 61
2.5.1 創(chuàng)建動(dòng)作服務(wù)器包 / 62
2.5.2 定義自定義動(dòng)作服務(wù)器消息 / 62
2.5.3 設(shè)計(jì)動(dòng)作客戶端 / 68
2.5.4 運(yùn)行示例代碼 / 71
2.6 參數(shù)服務(wù)器介紹 / 80
2.7 小結(jié) / 84
第二部分 ROS中的仿真和可視化 / 85
第3章 ROS中的仿真 / 86
3.1 簡(jiǎn)單的2維機(jī)器人仿真器 / 86
3.2 動(dòng)力學(xué)仿真建模 / 93
3.3 統(tǒng)一的機(jī)器人描述格式 / 95
3.3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 / 95
3.3.2 視覺(jué)模型 / 98
3.3.3 動(dòng)力學(xué)模型 / 99
3.3.4 碰撞模型 / 102
3.4 Gazebo介紹 / 104
3.5 *小關(guān)節(jié)控制器 / 112
3.6 使用Gazebo插件進(jìn)行關(guān)節(jié)伺服控制 / 118
3.7 構(gòu)建移動(dòng)機(jī)器人模型 / 124
3.8 仿真移動(dòng)機(jī)器人模型 / 132
3.9 組合機(jī)器人模型 / 136
3.10 小結(jié) / 139
第4章 ROS中的坐標(biāo)變換 / 141
4.1 ROS中的坐標(biāo)變換簡(jiǎn)介 / 141
4.2 轉(zhuǎn)換偵聽(tīng)器 / 149
4.3 使用Eigen庫(kù) / 156
4.4 轉(zhuǎn)換ROS數(shù)據(jù)類型 / 161
4.5 小結(jié) / 163
第5章 ROS中的感知與可視化 / 164
5.1 rviz中的標(biāo)記物和交互式標(biāo)記物 / 168
5.1.1 rviz中的標(biāo)記物 / 168
5.1.2 三軸顯示示例 / 172
5.1.3 rviz中的交互式標(biāo)記物 / 176
5.2 在rviz中顯示傳感器值 / 183
5.2.1 仿真和顯示激光雷達(dá) / 183
5.2.2 仿真和顯示彩色相機(jī)數(shù)據(jù) / 189
5.2.3 仿真和顯示深度相機(jī)數(shù)據(jù) / 193
5.2.4 rviz中點(diǎn)的選擇 / 198
5.3 小結(jié) / 201
第三部分 ROS中的感知處理 / 203
第6章 在ROS中使用相機(jī) / 204
6.1 相機(jī)坐標(biāo)系下的投影變換 / 204
6.2 內(nèi)置相機(jī)標(biāo)定 / 206
6.3 標(biāo)定立體相機(jī)內(nèi)參 / 211
6.4 在ROS中使用OpenCV / 217
6.4.1 OpenCV示例：尋找彩色像素 / 218
6.4.2 OpenCV示例：查找邊緣 / 223
6.5 小結(jié) / 224
第7章 深度圖像與點(diǎn)云信息 / 225
7.1 從掃描LIDAR中獲取深度信息 / 225
7.2 立體相機(jī)的深度信息 / 230
7.3 深度相機(jī) / 236
7.4 小結(jié) / 237
第8章 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理 / 238
8.1 簡(jiǎn)單的點(diǎn)云顯示節(jié)點(diǎn) / 238
8.2 從磁盤加載和顯示點(diǎn)云圖像 / 244
8.3 將發(fā)布的點(diǎn)云圖像保存到磁盤 / 246
8.4 用PCL方法解釋點(diǎn)云圖像 / 248
8.5 物體查找器 / 257
8.6 小結(jié) / 261
第四部分 ROS中的移動(dòng)機(jī)器人 / 263
第9章 移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制 / 264
9.1 生成期望狀態(tài) / 264
9.1.1 從路徑到軌跡 / 264
9.1.2 軌跡構(gòu)建器庫(kù) / 268
9.1.3 開(kāi)環(huán)控制 / 273
9.1.4 發(fā)布期望狀態(tài) / 274
9.2 機(jī)器人狀態(tài)估計(jì) / 282
9.2.1 從Gazebo獲得模型狀態(tài) / 282
9.2.2 里程計(jì) / 286
9.2.3 混合里程計(jì)、GPS和慣性傳感器 / 292
9.2.4 混合里程計(jì)和LIDAR / 297
9.3 差分驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向算法 / 302
9.3.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型 / 303
9.3.2 線性機(jī)器人的線性轉(zhuǎn)向 / 304
9.3.3 非線性機(jī)器人的線性轉(zhuǎn)向 / 306
9.3.4 非線性機(jī)器人的非線性轉(zhuǎn)向 / 308
9.3.5 仿真非線性轉(zhuǎn)向算法 / 309
9.4 相對(duì)于地圖坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)向 / 312
9.5 小結(jié) / 317
第10章 移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航 / 318
10.1 構(gòu)建地圖 / 318
10.2 路徑規(guī)劃 / 323
10.3 move_base客戶端示例 / 328
10.4 修改導(dǎo)航棧 / 331
10.5 小結(jié) / 335
第五部分 ROS中的機(jī)械臂 / 337
第11章 底層控制 / 338
11.1 單自由度移動(dòng)關(guān)節(jié)機(jī)器人模型 / 338
11.2 位置控制器示例 / 339
11.3 速度控制器示例 / 342
11.4 力控制器示例 / 344
11.5 機(jī)械臂的軌跡消息 / 349
11.6 7自由度臂的軌跡插值動(dòng)作服務(wù)器 / 353
11.7 小結(jié) / 354
第12章 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué) / 355
12.1 正向運(yùn)動(dòng)學(xué) / 356
12.2 逆向運(yùn)動(dòng)學(xué) / 360
12.3 小結(jié) / 365
第13章 手臂運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 / 366
13.1 笛卡兒運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 / 36
前言
**部分 ROS基礎(chǔ) / 1
第1章 概述：ROS工具和節(jié)點(diǎn) / 2
1.1 ROS基礎(chǔ)概念 / 2
1.2 編寫(xiě)ROS節(jié)點(diǎn) / 5
1.2.1 創(chuàng)建ROS程序包 / 5
1.2.2 編寫(xiě)一個(gè)*小的ROS發(fā)布器 / 8
1.2.3 編譯ROS節(jié)點(diǎn) / 11
1.2.4 運(yùn)行ROS節(jié)點(diǎn) / 12
1.2.5 檢查運(yùn)行中的*小發(fā)布器節(jié)點(diǎn) / 13
1.2.6 規(guī)劃節(jié)點(diǎn)時(shí)間 / 15
1.2.7 編寫(xiě)一個(gè)*小ROS訂閱器 / 17
1.2.8 編譯和運(yùn)行*小訂閱器 / 19
1.2.9 總結(jié)*小訂閱器和發(fā)布器節(jié)點(diǎn) / 21
1.3 更多的ROS工具：catkin_simple、roslaunch、rqt_console和rosbag / 21
1.3.1 用catkin_simple簡(jiǎn)化CMakeLists.txt / 21
1.3.2 自動(dòng)啟動(dòng)多個(gè)節(jié)點(diǎn) / 23
1.3.3 在ROS控制臺(tái)觀察輸出 / 25
1.3.4 使用rosbag記錄并回放數(shù)據(jù) / 26
1.4 *小仿真器和控制器示例 / 28
1.5 小結(jié) / 32
第2章 消息、類和服務(wù)器 / 33
2.1 定義自定義消息 / 33
2.1.1 定義一條自定義消息 / 34
2.1.2 定義一條變長(zhǎng)的消息 / 38
2.2 ROS服務(wù)介紹 / 43
2.2.1 服務(wù)消息 / 43
2.2.2 ROS服務(wù)節(jié)點(diǎn) / 45
2.2.3 與ROS服務(wù)手動(dòng)交互 / 47
2.2.4 ROS服務(wù)客戶端示例 / 48
2.2.5 運(yùn)行服務(wù)和客戶端示例 / 50
2.3 在ROS中使用C 類 / 51
2.4 在ROS中創(chuàng)建庫(kù)模塊 / 56
2.5 動(dòng)作服務(wù)器和動(dòng)作客戶端介紹 / 61
2.5.1 創(chuàng)建動(dòng)作服務(wù)器包 / 62
2.5.2 定義自定義動(dòng)作服務(wù)器消息 / 62
2.5.3 設(shè)計(jì)動(dòng)作客戶端 / 68
2.5.4 運(yùn)行示例代碼 / 71
2.6 參數(shù)服務(wù)器介紹 / 80
2.7 小結(jié) / 84
第二部分 ROS中的仿真和可視化 / 85
第3章 ROS中的仿真 / 86
3.1 簡(jiǎn)單的2維機(jī)器人仿真器 / 86
3.2 動(dòng)力學(xué)仿真建模 / 93
3.3 統(tǒng)一的機(jī)器人描述格式 / 95
3.3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 / 95
3.3.2 視覺(jué)模型 / 98
3.3.3 動(dòng)力學(xué)模型 / 99
3.3.4 碰撞模型 / 102
3.4 Gazebo介紹 / 104
3.5 *小關(guān)節(jié)控制器 / 112
3.6 使用Gazebo插件進(jìn)行關(guān)節(jié)伺服控制 / 118
3.7 構(gòu)建移動(dòng)機(jī)器人模型 / 124
3.8 仿真移動(dòng)機(jī)器人模型 / 132
3.9 組合機(jī)器人模型 / 136
3.10 小結(jié) / 139
第4章 ROS中的坐標(biāo)變換 / 141
4.1 ROS中的坐標(biāo)變換簡(jiǎn)介 / 141
4.2 轉(zhuǎn)換偵聽(tīng)器 / 149
4.3 使用Eigen庫(kù) / 156
4.4 轉(zhuǎn)換ROS數(shù)據(jù)類型 / 161
4.5 小結(jié) / 163
第5章 ROS中的感知與可視化 / 164
5.1 rviz中的標(biāo)記物和交互式標(biāo)記物 / 168
5.1.1 rviz中的標(biāo)記物 / 168
5.1.2 三軸顯示示例 / 172
5.1.3 rviz中的交互式標(biāo)記物 / 176
5.2 在rviz中顯示傳感器值 / 183
5.2.1 仿真和顯示激光雷達(dá) / 183
5.2.2 仿真和顯示彩色相機(jī)數(shù)據(jù) / 189
5.2.3 仿真和顯示深度相機(jī)數(shù)據(jù) / 193
5.2.4 rviz中點(diǎn)的選擇 / 198
5.3 小結(jié) / 201
第三部分 ROS中的感知處理 / 203
第6章 在ROS中使用相機(jī) / 204
6.1 相機(jī)坐標(biāo)系下的投影變換 / 204
6.2 內(nèi)置相機(jī)標(biāo)定 / 206
6.3 標(biāo)定立體相機(jī)內(nèi)參 / 211
6.4 在ROS中使用OpenCV / 217
6.4.1 OpenCV示例：尋找彩色像素 / 218
6.4.2 OpenCV示例：查找邊緣 / 223
6.5 小結(jié) / 224
第7章 深度圖像與點(diǎn)云信息 / 225
7.1 從掃描LIDAR中獲取深度信息 / 225
7.2 立體相機(jī)的深度信息 / 230
7.3 深度相機(jī) / 236
7.4 小結(jié) / 237
第8章 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理 / 238
8.1 簡(jiǎn)單的點(diǎn)云顯示節(jié)點(diǎn) / 238
8.2 從磁盤加載和顯示點(diǎn)云圖像 / 244
8.3 將發(fā)布的點(diǎn)云圖像保存到磁盤 / 246
8.4 用PCL方法解釋點(diǎn)云圖像 / 248
8.5 物體查找器 / 257
8.6 小結(jié) / 261
第四部分 ROS中的移動(dòng)機(jī)器人 / 263
第9章 移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制 / 264
9.1 生成期望狀態(tài) / 264
9.1.1 從路徑到軌跡 / 264
9.1.2 軌跡構(gòu)建器庫(kù) / 268
9.1.3 開(kāi)環(huán)控制 / 273
9.1.4 發(fā)布期望狀態(tài) / 274
9.2 機(jī)器人狀態(tài)估計(jì) / 282
9.2.1 從Gazebo獲得模型狀態(tài) / 282
9.2.2 里程計(jì) / 286
9.2.3 混合里程計(jì)、GPS和慣性傳感器 / 292
9.2.4 混合里程計(jì)和LIDAR / 297
9.3 差分驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向算法 / 302
9.3.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型 / 303
9.3.2 線性機(jī)器人的線性轉(zhuǎn)向 / 304
9.3.3 非線性機(jī)器人的線性轉(zhuǎn)向 / 306
9.3.4 非線性機(jī)器人的非線性轉(zhuǎn)向 / 308
9.3.5 仿真非線性轉(zhuǎn)向算法 / 309
9.4 相對(duì)于地圖坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)向 / 312
9.5 小結(jié) / 317
第10章 移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航 / 318
10.1 構(gòu)建地圖 / 318
10.2 路徑規(guī)劃 / 323
10.3 move_base客戶端示例 / 328
10.4 修改導(dǎo)航棧 / 331
10.5 小結(jié) / 335
第五部分 ROS中的機(jī)械臂 / 337
第11章 底層控制 / 338
11.1 單自由度移動(dòng)關(guān)節(jié)機(jī)器人模型 / 338
11.2 位置控制器示例 / 339
11.3 速度控制器示例 / 342
11.4 力控制器示例 / 344
11.5 機(jī)械臂的軌跡消息 / 349
11.6 7自由度臂的軌跡插值動(dòng)作服務(wù)器 / 353
11.7 小結(jié) / 354
第12章 機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué) / 355
12.1 正向運(yùn)動(dòng)學(xué) / 356
12.2 逆向運(yùn)動(dòng)學(xué) / 360
12.3 小結(jié) / 365
第13章 手臂運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 / 366
13.1 笛卡兒運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 / 36
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