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机器人设计与制作系列ROS机器人编程:原理与应用 版权信息
- ISBN：9787111625766
- 条形码：9787111625766 ; 978-7-111-62576-6
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>>
机器人设计与制作系列ROS机器人编程:原理与应用 本书特色
本书共分为六部分。*部分介绍了如何编写ROS节点和ROS工具，也覆盖了消息、类和服务器。第二部分是用ROS进行模拟和可视化，其中包括坐标转换。第三部分讨论了ROS的感知过程。第四部分介绍了ROS中的移动机器人控制和导航。第五部分介绍了ROS机器人臂的相关知识。第六部分涉及系统集成和更高级别的控制，包括基于感知的移动操作。
机器人设计与制作系列ROS机器人编程:原理与应用 内容简介
本书共分为六部分。部分介绍了如何编写ROS节点和ROS工具，也覆盖了消息、类和服务器。第二部分是用ROS进行模拟和可视化，其中包括坐标转换。第三部分讨论了ROS的感知过程。第四部分介绍了ROS中的移动机器人控制和导航。第五部分介绍了ROS机器人臂的相关知识。第六部分涉及系统集成和更不错别的控制，包括基于感知的移动操作。
机器人设计与制作系列ROS机器人编程:原理与应用 目录
译者序
前言
**部分 ROS基础 / 1
第1章 概述：ROS工具和节点 / 2
1.1 ROS基础概念 / 2
1.2 编写ROS节点 / 5
1.2.1 创建ROS程序包 / 5
1.2.2 编写一个*小的ROS发布器 / 8
1.2.3 编译ROS节点 / 11
1.2.4 运行ROS节点 / 12
1.2.5 检查运行中的*小发布器节点 / 13
1.2.6 规划节点时间 / 15
1.2.7 编写一个*小ROS订阅器 / 17
1.2.8 编译和运行*小订阅器 / 19
1.2.9 总结*小订阅器和发布器节点 / 21
1.3 更多的ROS工具：catkin_simple、roslaunch、rqt_console和rosbag / 21
1.3.1 用catkin_simple简化CMakeLists.txt / 21
1.3.2 自动启动多个节点 / 23
1.3.3 在ROS控制台观察输出 / 25
1.3.4 使用rosbag记录并回放数据 / 26
1.4 *小仿真器和控制器示例 / 28
1.5 小结 / 32
第2章 消息、类和服务器 / 33
2.1 定义自定义消息 / 33
2.1.1 定义一条自定义消息 / 34
2.1.2 定义一条变长的消息 / 38
2.2 ROS服务介绍 / 43
2.2.1 服务消息 / 43
2.2.2 ROS服务节点 / 45
2.2.3 与ROS服务手动交互 / 47
2.2.4 ROS服务客户端示例 / 48
2.2.5 运行服务和客户端示例 / 50
2.3 在ROS中使用C 类 / 51
2.4 在ROS中创建库模块 / 56
2.5 动作服务器和动作客户端介绍 / 61
2.5.1 创建动作服务器包 / 62
2.5.2 定义自定义动作服务器消息 / 62
2.5.3 设计动作客户端 / 68
2.5.4 运行示例代码 / 71
2.6 参数服务器介绍 / 80
2.7 小结 / 84
第二部分 ROS中的仿真和可视化 / 85
第3章 ROS中的仿真 / 86
3.1 简单的2维机器人仿真器 / 86
3.2 动力学仿真建模 / 93
3.3 统一的机器人描述格式 / 95
3.3.1 运动学模型 / 95
3.3.2 视觉模型 / 98
3.3.3 动力学模型 / 99
3.3.4 碰撞模型 / 102
3.4 Gazebo介绍 / 104
3.5 *小关节控制器 / 112
3.6 使用Gazebo插件进行关节伺服控制 / 118
3.7 构建移动机器人模型 / 124
3.8 仿真移动机器人模型 / 132
3.9 组合机器人模型 / 136
3.10 小结 / 139
第4章 ROS中的坐标变换 / 141
4.1 ROS中的坐标变换简介 / 141
4.2 转换侦听器 / 149
4.3 使用Eigen库 / 156
4.4 转换ROS数据类型 / 161
4.5 小结 / 163
第5章 ROS中的感知与可视化 / 164
5.1 rviz中的标记物和交互式标记物 / 168
5.1.1 rviz中的标记物 / 168
5.1.2 三轴显示示例 / 172
5.1.3 rviz中的交互式标记物 / 176
5.2 在rviz中显示传感器值 / 183
5.2.1 仿真和显示激光雷达 / 183
5.2.2 仿真和显示彩色相机数据 / 189
5.2.3 仿真和显示深度相机数据 / 193
5.2.4 rviz中点的选择 / 198
5.3 小结 / 201
第三部分 ROS中的感知处理 / 203
第6章 在ROS中使用相机 / 204
6.1 相机坐标系下的投影变换 / 204
6.2 内置相机标定 / 206
6.3 标定立体相机内参 / 211
6.4 在ROS中使用OpenCV / 217
6.4.1 OpenCV示例：寻找彩色像素 / 218
6.4.2 OpenCV示例：查找边缘 / 223
6.5 小结 / 224
第7章 深度图像与点云信息 / 225
7.1 从扫描LIDAR中获取深度信息 / 225
7.2 立体相机的深度信息 / 230
7.3 深度相机 / 236
7.4 小结 / 237
第8章 点云数据处理 / 238
8.1 简单的点云显示节点 / 238
8.2 从磁盘加载和显示点云图像 / 244
8.3 将发布的点云图像保存到磁盘 / 246
8.4 用PCL方法解释点云图像 / 248
8.5 物体查找器 / 257
8.6 小结 / 261
第四部分 ROS中的移动机器人 / 263
第9章 移动机器人的运动控制 / 264
9.1 生成期望状态 / 264
9.1.1 从路径到轨迹 / 264
9.1.2 轨迹构建器库 / 268
9.1.3 开环控制 / 273
9.1.4 发布期望状态 / 274
9.2 机器人状态估计 / 282
9.2.1 从Gazebo获得模型状态 / 282
9.2.2 里程计 / 286
9.2.3 混合里程计、GPS和惯性传感器 / 292
9.2.4 混合里程计和LIDAR / 297
9.3 差分驱动转向算法 / 302
9.3.1 机器人运动模型 / 303
9.3.2 线性机器人的线性转向 / 304
9.3.3 非线性机器人的线性转向 / 306
9.3.4 非线性机器人的非线性转向 / 308
9.3.5 仿真非线性转向算法 / 309
9.4 相对于地图坐标系的转向 / 312
9.5 小结 / 317
第10章 移动机器人导航 / 318
10.1 构建地图 / 318
10.2 路径规划 / 323
10.3 move_base客户端示例 / 328
10.4 修改导航栈 / 331
10.5 小结 / 335
第五部分 ROS中的机械臂 / 337
第11章 底层控制 / 338
11.1 单自由度移动关节机器人模型 / 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 机械臂的轨迹消息 / 349
11.6 7自由度臂的轨迹插值动作服务器 / 353
11.7 小结 / 354
第12章 机械臂运动学 / 355
12.1 正向运动学 / 356
12.2 逆向运动学 / 360
12.3 小结 / 365
第13章 手臂运动规划 / 366
13.1 笛卡儿运动规划 / 36
前言
**部分 ROS基础 / 1
第1章 概述：ROS工具和节点 / 2
1.1 ROS基础概念 / 2
1.2 编写ROS节点 / 5
1.2.1 创建ROS程序包 / 5
1.2.2 编写一个*小的ROS发布器 / 8
1.2.3 编译ROS节点 / 11
1.2.4 运行ROS节点 / 12
1.2.5 检查运行中的*小发布器节点 / 13
1.2.6 规划节点时间 / 15
1.2.7 编写一个*小ROS订阅器 / 17
1.2.8 编译和运行*小订阅器 / 19
1.2.9 总结*小订阅器和发布器节点 / 21
1.3 更多的ROS工具：catkin_simple、roslaunch、rqt_console和rosbag / 21
1.3.1 用catkin_simple简化CMakeLists.txt / 21
1.3.2 自动启动多个节点 / 23
1.3.3 在ROS控制台观察输出 / 25
1.3.4 使用rosbag记录并回放数据 / 26
1.4 *小仿真器和控制器示例 / 28
1.5 小结 / 32
第2章 消息、类和服务器 / 33
2.1 定义自定义消息 / 33
2.1.1 定义一条自定义消息 / 34
2.1.2 定义一条变长的消息 / 38
2.2 ROS服务介绍 / 43
2.2.1 服务消息 / 43
2.2.2 ROS服务节点 / 45
2.2.3 与ROS服务手动交互 / 47
2.2.4 ROS服务客户端示例 / 48
2.2.5 运行服务和客户端示例 / 50
2.3 在ROS中使用C 类 / 51
2.4 在ROS中创建库模块 / 56
2.5 动作服务器和动作客户端介绍 / 61
2.5.1 创建动作服务器包 / 62
2.5.2 定义自定义动作服务器消息 / 62
2.5.3 设计动作客户端 / 68
2.5.4 运行示例代码 / 71
2.6 参数服务器介绍 / 80
2.7 小结 / 84
第二部分 ROS中的仿真和可视化 / 85
第3章 ROS中的仿真 / 86
3.1 简单的2维机器人仿真器 / 86
3.2 动力学仿真建模 / 93
3.3 统一的机器人描述格式 / 95
3.3.1 运动学模型 / 95
3.3.2 视觉模型 / 98
3.3.3 动力学模型 / 99
3.3.4 碰撞模型 / 102
3.4 Gazebo介绍 / 104
3.5 *小关节控制器 / 112
3.6 使用Gazebo插件进行关节伺服控制 / 118
3.7 构建移动机器人模型 / 124
3.8 仿真移动机器人模型 / 132
3.9 组合机器人模型 / 136
3.10 小结 / 139
第4章 ROS中的坐标变换 / 141
4.1 ROS中的坐标变换简介 / 141
4.2 转换侦听器 / 149
4.3 使用Eigen库 / 156
4.4 转换ROS数据类型 / 161
4.5 小结 / 163
第5章 ROS中的感知与可视化 / 164
5.1 rviz中的标记物和交互式标记物 / 168
5.1.1 rviz中的标记物 / 168
5.1.2 三轴显示示例 / 172
5.1.3 rviz中的交互式标记物 / 176
5.2 在rviz中显示传感器值 / 183
5.2.1 仿真和显示激光雷达 / 183
5.2.2 仿真和显示彩色相机数据 / 189
5.2.3 仿真和显示深度相机数据 / 193
5.2.4 rviz中点的选择 / 198
5.3 小结 / 201
第三部分 ROS中的感知处理 / 203
第6章 在ROS中使用相机 / 204
6.1 相机坐标系下的投影变换 / 204
6.2 内置相机标定 / 206
6.3 标定立体相机内参 / 211
6.4 在ROS中使用OpenCV / 217
6.4.1 OpenCV示例：寻找彩色像素 / 218
6.4.2 OpenCV示例：查找边缘 / 223
6.5 小结 / 224
第7章 深度图像与点云信息 / 225
7.1 从扫描LIDAR中获取深度信息 / 225
7.2 立体相机的深度信息 / 230
7.3 深度相机 / 236
7.4 小结 / 237
第8章 点云数据处理 / 238
8.1 简单的点云显示节点 / 238
8.2 从磁盘加载和显示点云图像 / 244
8.3 将发布的点云图像保存到磁盘 / 246
8.4 用PCL方法解释点云图像 / 248
8.5 物体查找器 / 257
8.6 小结 / 261
第四部分 ROS中的移动机器人 / 263
第9章 移动机器人的运动控制 / 264
9.1 生成期望状态 / 264
9.1.1 从路径到轨迹 / 264
9.1.2 轨迹构建器库 / 268
9.1.3 开环控制 / 273
9.1.4 发布期望状态 / 274
9.2 机器人状态估计 / 282
9.2.1 从Gazebo获得模型状态 / 282
9.2.2 里程计 / 286
9.2.3 混合里程计、GPS和惯性传感器 / 292
9.2.4 混合里程计和LIDAR / 297
9.3 差分驱动转向算法 / 302
9.3.1 机器人运动模型 / 303
9.3.2 线性机器人的线性转向 / 304
9.3.3 非线性机器人的线性转向 / 306
9.3.4 非线性机器人的非线性转向 / 308
9.3.5 仿真非线性转向算法 / 309
9.4 相对于地图坐标系的转向 / 312
9.5 小结 / 317
第10章 移动机器人导航 / 318
10.1 构建地图 / 318
10.2 路径规划 / 323
10.3 move_base客户端示例 / 328
10.4 修改导航栈 / 331
10.5 小结 / 335
第五部分 ROS中的机械臂 / 337
第11章 底层控制 / 338
11.1 单自由度移动关节机器人模型 / 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 机械臂的轨迹消息 / 349
11.6 7自由度臂的轨迹插值动作服务器 / 353
11.7 小结 / 354
第12章 机械臂运动学 / 355
12.1 正向运动学 / 356
12.2 逆向运动学 / 360
12.3 小结 / 365
第13章 手臂运动规划 / 366
13.1 笛卡儿运动规划 / 36
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