基于ROS的机器人理论与应用（第二版）

图书标准信息

• 作者 张立伟；何炳蔚；张建伟
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2022-10
• 版次 2
• ISBN 9787030726209
• 定价 138.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 233页
• 字数 307.000千字

【内容简介】

ROS是建立在开源操作系统Ubuntu系统之上的开源的机器人操作系统，其主要目标是为机器人研究和开发提供代码复用的支持。它提供了操作系统应有的服务，包括硬件抽象、底层设备控制、共用功能的执行、进程间消息传递，以及包管理。ROS的官方网站也提供了各种支持文档，相关资源构成了一个强大的生态系统，使得学习和使用ROS非常方便。本《基于ROS的机器人理论与应用》所有代码以ROSNoeticNinjemys和ROSMelodicMorenia版本进行调试。作者希望通过介绍ROS和实际机器人为平台，展示机器人主要功能模块涉及的相关理论和应用场景。

【目录】

目录　

前言　

第1章　ROS简介　1　

1.1　ROS的历史　1　

1.2　ROS安装　4　

1.2.1　ROS Melodic安装　4　

1.2.2　ROS Noetic安装　5　

第2章　ROS框架　8　

2.1　ROS总体框架　8　

2.1.1　文件系统级　8　

2.1.2　计算图级　9　

2.1.3　社区级　11　

2.2　ROS功能包　11　

2.2.1　下载已有功能包并编译运行　14　

2.2.2　创建功能包并编译运行　15　

2.3　ROS基本命令　18　

2.3.1　ROS文件系统命令　18　

2.3.2　ROS核心命令　22　

2.4　坐标变换工具TF　31　

2.5　数据记录和回放工具rosbag　34　

第3章　可视化工具RViz与仿真工具Gazebo　38　

3.1　RViz　38　

3.1.1　RViz安装　38　

3.1.2　RViz使用　38　

3.2　Gazebo　41　

3.2.1　运行Gazebo　41　

3.2.2　Gazebo的组成　43　

3.2.3　URDF模型　45　

3.2.4　Solidworks导出URDF模型　61　

3.2.5　SDF模型　68

3.3　Gazebo示例：创建并使用Velodyne激光传感器　69　

3.3.1　创建Velodyne模型　69　

3.3.2　添加Velodyne模型外观信息　79　

3.3.3　添加Velodyne模型控制插件　87　

3.3.4　安装Velodyne至机器人并测试　91　

3.4　Gazebo示例：搭建移动机器人　92　

3.4.1　搭建Robot模型　92　

3.4.2　添加mesh效果　99　

3.4.3　添加sensor传感器　102　

第4章　语音识别及语音合成　104　

4.1　语音识别原理简介　104　

4.2　语音合成原理简介　105　

4.3　应用实例　106　

4.3.1　CMU Sphinx英文语音识别　106　

4.3.2　CMU Festival英文语音合成　116　

4.3.3　家度机器人中文语音交互　120　

第5章　视觉系统　132　

5.1　OpenCV库　132　

5.1.1　OpenCV库简介　132　

5.1.2　OpenCV库与ROS的接口　133　

5.2　Point Cloud点云及处理流程　136　

5.3　PCL库　139　

5.3.1　PCL库简介　139　

5.3.2　PCD文件　142　

5.3.3　PCL库与ROS的接口　144　

5.4　体感相机在TurtleBot2上的应用　145　

5.4.1　体感相机简介　145　

5.4.2　OpenCV人脸检测　148　

5.4.3　PCL点云滤波　154　

第6章　导航定位　158　

6.1　SLAM　158　

6.1.1　SLAM问题的概率模型　158　

6.1.2　EKF SLAM方法　161　

6.1.3　Particle Filters SLAM方法　163　

6.1.4　基于图论的SLAM方法　165

6.1.5　地图表示方法　167　

6.1.6　基于TurtleBot3平台的仿真SLAM实验　171　

6.1.7　基于TurtleBot2平台的真实SLAM实验　175　

6.2　导航　182　

6.2.1　简介　182　

6.2.2　已知地图的导航实验　183　

第7章　运动规划　188　

7.1　背景与动机　188　

7.2　MoveIt!介绍　188　

7.2.1　MoveIt!结构　188　

7.2.2　MoveIt!安装　190　

7.2.3　MoveIt!运动规划　190　

7.2.4　MoveIt!场景规划　191　

7.2.5　MoveIt!运动学求解器　191　

7.2.6　MoveIt!碰撞检测　191　

7.3　创建MoveIt!功能包　191　

7.3.1　使用安装向导工具生成ROS Noetic Panda单臂MoveIt!配置文件包　192　

7.3.2　使用安装向导工具生成ROSIndigoPR2双臂MoveIt!配置文件包　205　

7.4　使用RViz插件测试MoveIt!功能包　214　

7.4.1　MoveIt!的RViz插件　214　

7.4.2　路径规划　216　

7.5　使用命令行测试MoveIt!功能包　.　218　

7.6　使用MoveIt!API接口实现路径规划　220　

参考文献　231