ROS機器人編程實踐

目錄
前言 1
第一部分 基礎(chǔ)知識
第1章 概述 9
簡史 9
理念 10
安裝 11
小結(jié) 12
第2章 預(yù)備知識 13
ROS圖 13
roscore 15
catkin、工作區(qū)以及ROS程序包 16
rosrun 19
命名、命名空間以及重映射 24
roslaunch 25
tab鍵 26
tf：坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換 27
小結(jié) 30
第3章 話題 31
將消息發(fā)布到話題上 32
訂閱一個話題 36
鎖存話題 38
定義自己的消息類型 39
讓發(fā)布者和訂閱者協(xié)同工作 46
小結(jié) 47
第4章 服務(wù) 48
定義服務(wù) 48
實現(xiàn)服務(wù) 51
使用服務(wù) 54
小結(jié) 56
第5章 動作 57
動作的定義 58
實現(xiàn)一個基本的動作服務(wù)器 59
動作的使用 62
實現(xiàn)一個更復(fù)雜的動作服務(wù)器 64
使用更復(fù)雜的動作 66
小結(jié) 69
第6章 機器人與仿真器 71
子系統(tǒng) 71
機器人系統(tǒng)舉例 79
仿真器 83
小結(jié) 86
第7章 Wander-bot 88
創(chuàng)建包 88
讀取傳感器數(shù)據(jù) 91
感知環(huán)境并移動：Wander-bot 94
小結(jié) 96
第二部分 使用ROS驅(qū)動機器人行走
第8章 遙控機器人 99
開發(fā)模式 100
鍵盤驅(qū)動 100
運動生成器 102
參數(shù)服務(wù)器 107
速度斜坡曲線 109
開車 111
rviz 113
小結(jié) 120
第9章 創(chuàng)建環(huán)境地圖 121
ROS中的地圖 121
使用rosbag記錄數(shù)據(jù) 124
創(chuàng)建地圖 125
啟動地圖服務(wù)器以及查看地圖 131
小結(jié) 133
第10章 在真實環(huán)境中的導(dǎo)航 135
在地圖中定位機器人 135
使用ROS的導(dǎo)航軟件包 139
在代碼中進(jìn)行導(dǎo)航 144
小結(jié) 145
第11章 下棋機器人 146
關(guān)節(jié)、連接以及傳動鏈 147
成功的關(guān)鍵 150
安裝和運行一臺仿真R2 152
在命令行中移動R2 155
在棋盤上移動R2的機械臂 156
操作機械手 158
對棋盤建模 159
重演著名的棋局 163
小結(jié) 167
第三部分 感知和行為
第12章 循線機器人 171
采集圖像 171
檢測指示線 177
循線運動 182
小結(jié) 184
第13章 巡航 185
簡單巡航 185
狀態(tài)機 186
用smach構(gòu)建狀態(tài)機 188
用狀態(tài)機實現(xiàn)巡航 195
小結(jié) 198
第14章 倉儲機器人 199
倉庫模擬環(huán)境 199
駛?cè)敫糸g 210
拾取物體 214
小結(jié) 224
第四部分 添加自定義ROS組件
第15章 添加你自己的傳感器和執(zhí)行器 227
添加你自己的傳感器 227
添加你自己的執(zhí)行器 234
小結(jié) 240
第16章 添加你自己的移動機器人：第一部分 242
小龜機器人 242
ROS 消息接口 244
硬件驅(qū)動 247
使用 URDF對機器人建模247
在 Gazebo 中進(jìn)行仿真 255
小結(jié) 261
第17章 添加你自己的移動機器人：第二部分 262
驗證坐標(biāo)變換信息 262
添加激光傳感器 266
配置導(dǎo)航程序棧 270
使用 rviz 定位和控制導(dǎo)航中的機器人 275
小結(jié) 278
第18章 添加你自己的機械臂 279
獵豹機械臂 279
ROS 消息接口 281
硬件驅(qū)動 282
對機器人建模：使用 URDF 282
在 Gazebo 中進(jìn)行仿真 287
驗證坐標(biāo)變換信息 294
配置 MoveIt 297
使用 rviz 控制機械臂 301
小結(jié) 303
第19章 添加軟件庫 305
讓你的機器人開口說話：使用 pyttsx305
小結(jié) 312
第五部分 ROS使用小知識
第20章 ROS小工具 315
主機及其相關(guān)組件：roscore315
參數(shù)管理：rosparam 316
文件系統(tǒng)導(dǎo)航：roscd 317
節(jié)點啟動：rosrun 318
多節(jié)點啟動：roslaunch 318
多節(jié)點系統(tǒng)測試：rostest 321
系統(tǒng)監(jiān)控：rosnode、rostopic、rosmsg、rosservice和rossrv 324
小結(jié) 327
第21章 機器人行為調(diào)試 329
日志消息: /rosout和rqt_console 329
節(jié)點、話題和連接：rqt_graph和rosnode 336
傳感器融合: 使用 rviz 343
繪制數(shù)據(jù)圖表：使用 rqt_plot 344
數(shù)據(jù)記錄和分析: 使用rosbag和rqt_bag 346
小結(jié) 350
第22章 ROS在線社區(qū) 351
社區(qū)的禮儀 351
ROS 維基 352
ROS Answers: 一個 ROS 問答社區(qū) 353
bug 追蹤與新特性請求 354
郵件列表與ROS興趣小組 354
查找和分享代碼 354
小結(jié) 355
第23章 用C++編寫ROS程序 356
C++（或其他語言）的使用場景 356
使用catkin編譯C++ 357
在Python和C++之間來回移植程序 359
小結(jié) 364