ROS机器人编程实战电子书

内容提要

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技术审校者简介

前言

资源与支持

第1章 ROS入门

1.1 简介

1.2 在桌面系统中安装ROS

1.2.1 ROS 发行版

1.2.2 支持的操作系统

1.2.3 如何完成

1.3 在虚拟机中安装ROS

如何完成

1.4 在Linux容器中运行ROS

1.4.1 准备工作

1.4.2 如何完成

1.4.3 参考资料

1.5 在基于ARM的开发板上安装ROS

1.5.1 准备工作

1.5.2 如何完成

1.5.3 设置系统位置

1.5.4 设置sources.list（源列表）

1.5.5 设置秘钥

1.6 安装ROS包

1.6.1 添加单个软件包

1.6.2 初始化rosdep

1.6.3 环境配置

1.6.4 获取rosinstall

第2章 ROS的体系结构与概念Ⅰ

2.1 简介

2.2 对ROS文件系统的深入解析

2.2.1 准备工作

2.2.2 如何完成

2.2.3 扩展学习

2.3 ROS计算图分析

2.3.1 准备工作

2.3.2 如何完成

2.4 加入ROS社区

准备工作

2.5 学习ROS的使用

2.5.1 准备工作

2.5.2 如何完成

2.5.3 工作原理

2.6 理解ROS启动（launch）文件

第3章 ROS的体系结构与概念Ⅱ

3.1 简介

3.2 掌握参数服务器和动态参数

3.2.1 准备工作

3.2.2 如何完成

3.3 掌握ROS actionlib

3.3.1 准备工作

3.3.2 如何完成

3.4 掌握ROS pluginlib

3.4.1 准备工作

3.4.2 如何完成

3.5 掌握ROS nodelet

3.5.1 准备工作

3.5.2 如何完成

3.5.3 扩展学习

3.6 掌握Gazebo框架与插件

3.6.1 准备工作

3.6.2 如何完成

3.7 掌握ROS的TF（坐标变换）

3.7.1 准备工作

3.7.2 如何完成

3.8 掌握ROS 可视化工具（RViz）及其插件

3.8.1 准备工作

3.8.2 如何完成

第4章 ROS可视化与调试工具

4.1 简介

4.2 对ROS节点的调试和分析

4.2.1 准备工作

4.2.2 如何完成

4.3 ROS消息的记录与可视化

4.3.1 准备工作

4.3.2 如何完成

4.3.3 更多内容

4.4 ROS系统的检测与诊断

4.4.1 准备工作

4.4.2 如何完成

4.5 标量数据的可视化和绘图

4.5.1 准备工作

4.5.2 如何完成

4.5.3 更多内容

4.6 非标量数据的可视化—— 2D/3D图像

4.6.1 准备工作

4.6.2 如何完成

4.7 ROS话题的录制与回放

4.7.1 准备工作

4.7.2 如何完成

4.7.3 更多内容

第5章 在ROS中使用传感器和执行器

5.1 简介

5.2 理解Arduino-ROS接口

5.2.1 准备工作

5.2.2 如何实现

5.2.3 工作原理

5.3 使用9 DoF（自由度，Degree of Freedom）惯性测量模块

5.3.1 准备工作

5.3.2 如何完成

5.3.3 工作原理

5.4 使用GPS系统——Ublox

5.4.1 准备工作

5.4.2 如何完成

5.4.3 工作原理

5.5 使用伺服电动机——Dynamixel

5.5.1 如何完成

5.5.2 工作原理

5.6 用激光测距仪——Hokuyo

5.6.1 准备工作

5.6.2 如何完成

5.6.3 工作原理

5.7 使用Kinect传感器查看3D环境中的对象

5.7.1 准备工作

5.7.2 如何完成

5.7.3 工作原理

5.8 用游戏杆或游戏手柄

5.8.1 如何完成

5.8.2 工作原理

第6章 ROS建模与仿真

6.1 简介

6.2 理解使用URDF实现机器人建模

6.2.1 准备工作

6.2.2 工作原理

6.3 理解使用Xacro实现机器人建模

6.3.1 准备工作

6.3.2 工作原理

6.4 理解关节状态发布器和机器人状态发布器

6.4.1 准备动作

6.4.2 工作原理

6.4.3 更多内容

6.5 理解Gazebo系统结构以及与ROS的接口

6.5.1 准备工作

6.5.2 如何完成

第7章 ROS中的移动机器人

7.1 简介

7.2 ROS导航功能包集

7.2.1 准备工作

7.2.2 工作原理

7.3 移动机器人与导航系统的交互

7.3.1 准备工作

7.3.2 如何完成

7.3.3 工作原理

7.4 为导航功能包集创建launch文件

7.4.1 准备工作

7.4.2 工作原理

7.5 为导航功能包集设置RViz可视化

7.5.1 准备工作

7.5.2 工作原理

7.5.3 更多内容

7.6 机器人定位——自适应蒙特卡罗定位（AMCL）

7.6.1 准备工作

7.6.2 工作原理

7.7 使用rqt_reconfigure配置导航功能包集参数

工作原理

7.8 移动机器人的自主导航——避开障碍物

7.8.1 准备工作

7.8.2 工作原理

7.9 发送目标

7.9.1 准备工作

7.9.2 工作原理

第8章 ROS中的机械臂

8.1 简介

8.1.1 危险工作场所

8.1.2 重复或令人厌烦的工作

8.1.3 人类难以操作的工作环境

8.2 MoveIt的基本概念

8.2.1 MoveIt

8.2.2 运动规划

8.2.3 感知

8.2.4 抓取

8.2.5 准备工作

8.3 使用图形化界面完成运动规划

8.3.1 准备工作

8.3.2 如何完成

8.3.3 工作原理

8.3.4 更多内容

8.4 使用控制程序执行运动规划

8.4.1 准备工作

8.4.2 如何完成

8.4.3 执行轨迹

8.5 在运动规划中增加感知

8.5.1 准备工作

8.5.2 如何完成

8.5.3 工作原理

8.5.4 更多内容

8.5.5 参考资料

8.6 使用机械臂或者机械手来完成抓取操作

8.6.1 准备工作

8.6.2 如何完成

8.6.3 工作原理

8.6.4 参考资料

第9章 基于ROS的微型飞行器

9.1 简介

9.2 MAV系统设计概述

准备工作

9.3 MAV/无人机的通用数学模型

准备工作

9.4 使用RotorS/Gazebo来模拟MAV/无人机

9.4.1 准备工作

9.4.2 如何完成

9.4.3 工作原理

9.4.4 更多内容

9.4.5 参考资料

9.5 MAV/无人机的自主导航框架

9.5.1 准备工作

9.5.2 如何完成

9.5.3 工作原理

9.6 操作真正的MAV/drone——Parrot和Bebop

9.6.1 准备工作

9.6.2 如何完成

9.6.3 工作原理

第10章 ROS-Industrial（ROS-I）

10.1 简介

10.2 了解ROS-I功能包

准备工作

10.3 工业机器人与MoveIt的3D建模与仿真

10.3.1 准备工作

10.3.2 如何完成

10.4 使用ROS-I软件包——优傲机器人、ABB机器人

准备工作

10.5 ROS-I机器人支持包

准备工作

10.6 ROS-I机器人客户端功能包

准备工作

10.7 ROS-I机器人驱动程序规范

准备工作

10.8 开发自定义的MoveIt IKFast插件

10.8.1 准备工作

10.8.2 如何完成

10.9 了解ROS-I-MTConnect

10.9.1 准备工作

10.9.2 如何完成

10.10 ROS-I的未来——硬件支持、功能和应用