機器人操作系統(tǒng)（ROS）及仿真應(yīng)用
定 價：59 元
叢書名：普通高等教育人工智能與機器人工程專業(yè)系列教材
- 作者：劉相權(quán) 張萬杰
- 出版時間：2022/9/1
- ISBN：9787111709718
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP242
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
本書首先對Ubuntu 20.04的安裝與使用、ROS安裝與系統(tǒng)架構(gòu)、ROS通信方式、ROS實用工具進行了介紹，然后在仿真環(huán)境中對機器人建模與運動仿真、機器人建圖與導(dǎo)航仿真應(yīng)用、機器人平面視覺檢測仿真應(yīng)用、機器人三維視覺仿真實例等方面進行了詳細介紹，*后通過一個完整的基于 ROS 的服務(wù)機器人的仿真應(yīng)用實例，講解如何實現(xiàn)地圖創(chuàng)建、航點設(shè)置、路徑規(guī)劃、視覺檢測、物品自動抓取的綜合功能。
為了便于理解，書中列舉了大量應(yīng)用實例，所有實例均在ROS中調(diào)試通過，可以直接運行，且每個應(yīng)用實例均給出相應(yīng)的源代碼。本書在編寫時力求做到通俗易懂、圖文并茂，針對應(yīng)用型本科院校學(xué)生的特點，內(nèi)容講解在夠用的基礎(chǔ)上，突出實際應(yīng)用，同時提供豐富的配套資源。
本書可作為普通高等院校機器人、機械、車輛等工科專業(yè)的教材，也可供廣大從事機器人開發(fā)的工程技術(shù)人員參考。
本書配有教學(xué)課件和源程序代碼,歡迎選用本書作教材的教師發(fā)郵件至jinacmp@163.com索取，或登錄www.cmpedu.com注冊下載。
機器人操作系統(tǒng)（ROS）作為一種開源軟件，集成了全球機器人領(lǐng)域頂尖科研機構(gòu)的研究成果，成為世界上較先進、通用的機器人與人工智能科研和教育平臺。其涵蓋了建圖與導(dǎo)航定位、物體識別、運動規(guī)劃、多關(guān)節(jié)機械臂運動控制、機器學(xué)習(xí)等內(nèi)容。國內(nèi)機器人企業(yè)、無人駕駛企業(yè)都紛紛加入ROS陣營，眾多企業(yè)在招募無人駕駛規(guī)劃算法工程師、自主導(dǎo)航工程師、機器人感知算法工程師等崗位時，均要求“熟悉ROS”或者“具備ROS開發(fā)經(jīng)驗者優(yōu)先”。
辦公廳印發(fā)的《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點》指出：“推動大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新技術(shù)在教育教學(xué)中的深入應(yīng)用�！庇纱丝梢姡瑖腋叨戎匾曁摂M現(xiàn)實在教學(xué)方式方法改革中的應(yīng)用。本書針對機器人實踐教學(xué)存在的設(shè)備成本高昂、學(xué)生操作機會不足、操作危險、創(chuàng)新能力培養(yǎng)困難等問題，提供了ROS在機器人教學(xué)中可以實現(xiàn)的仿真應(yīng)用，以及相應(yīng)的教學(xué)資源，以促進學(xué)生實踐動手能力的提高，提升學(xué)生的職業(yè)競爭力。
本書主要面向應(yīng)用型本科院校，編寫內(nèi)容力求由淺入深，循序漸進地介紹ROS的功能和操作步驟。本書內(nèi)容涉及Ubuntu 20.04的安裝與使用、ROS安裝與系列架構(gòu)、ROS通信方式、ROS實用工具、機器人建模、機器人建圖與導(dǎo)航、平面視覺檢測、三維視覺檢測、綜合應(yīng)用，每一個環(huán)節(jié)都結(jié)合了仿真應(yīng)用實例，并給出源代碼，便于讀者學(xué)習(xí)；書中使用大量圖片，讓抽象的內(nèi)容立體化、形象化，非常便于讀者閱讀和按步驟對照學(xué)習(xí)機器人操作系統(tǒng)。讀者只需要擁有一臺運行Ubuntu系統(tǒng)的計算機，具備Linux的基本知識，了解C++的編程方法，即可使用本書。
編著者編著本書過程中，參閱了大量的相關(guān)教材和專著，也在網(wǎng)上查找學(xué)習(xí)了很多資料，在此向各位作者表示感謝！
由于編著者水平有限，書中不足、疏漏之處在所難免，懇請廣大讀者批評、指正。
編著者
目錄
前言
第1章Linux Ubuntu入門基礎(chǔ)
1.1Ubuntu 簡介
1.2安裝Ubuntu 20.04
1.2.1準備工具
1.2.2制作Ubuntu系統(tǒng)安裝啟動U盤
1.2.3在 Windows 10操作系統(tǒng)下創(chuàng)建空白磁盤分區(qū)
1.2.4利用U盤安裝Ubuntu系統(tǒng)
1.3Ubuntu 20.04使用入門
1.3.1截圖快捷鍵
1.3.2Ubuntu 20.04界面簡介
1.3.3命令行使用入門
1.4本章小結(jié)
第2章ROS安裝與系統(tǒng)架構(gòu)
2.1ROS簡介
2.2ROS安裝與配置
2.3ROS默認安裝目錄
2.4ROS架構(gòu)
2.4.1ROS文件系統(tǒng)級
2.4.2ROS計算圖級
2.4.3ROS開源社區(qū)級
2.4.4常用包管理指令
2.5Visual Studio Code安裝與配置
2.6Visual Studio Code卸載
2.7本章小結(jié)
第3章ROS通信方式
3.1主題
3.1.1概述
3.1.2發(fā)布器編程實例：小烏龜速度控制
3.1.3訂閱器編程實例：小烏龜速度接收
3.2服務(wù)
3.2.1概述
3.2.2自定義srv消息文件編程實例
3.2.3服務(wù)端編程實例
3.2.4客戶端編程實例
3.3動作庫
3.3.1概述
3.3.2自定義action消息文件編程實例
3.3.3客戶端編程實例
3.3.4服務(wù)端編程實例
3.4參數(shù)服務(wù)器
3.4.1創(chuàng)建yaml文件
3.4.2加載yaml文件
3.4.3在節(jié)點中進行參數(shù)讀取
3.5本章小結(jié)
第4章ROS實用工具
4.1坐標(biāo)變換
4.1.1廣播TF 變換
4.1.2監(jiān)聽TF 變換
4.2啟動文件
4.2.1編寫launch文件
4.2.2Launch文件解析
4.3Gazebo仿真
4.3.1開源項目的下載
4.3.2啟動仿真軟件
4.3.3啟動鍵盤控制
4.4Rviz三維可視化工具
4.4.1開源項目的下載
4.4.2啟動Rviz可視化工具
4.5本章小結(jié)
第5章機器人建模與運動仿真
5.1URDF的物理模型描述
5.1.1開源項目示例
5.1.2URDF的結(jié)構(gòu)與慣性描述
5.1.3仿真中常用的慣性參數(shù)
5.2URDF的傳感器描述
5.2.1運動底盤仿真參數(shù)
5.2.2激光雷達仿真參數(shù)
5.2.3立體相機仿真參數(shù)
5.3機器人運動仿真
5.3.1運動控制仿真示例
5.3.2與ROS工具的連接
5.3.3基于傳感器的閉環(huán)控制仿真示例
5.4本章小結(jié)
第6章機器人建圖與導(dǎo)航仿真應(yīng)用
6.1在Gazebo中進行SLAM建圖和導(dǎo)航仿真
6.1.1SLAM建圖仿真
6.1.2Navigation導(dǎo)航仿真
6.2ROS中的Navigation導(dǎo)航系統(tǒng)
6.2.1Navigation的使用
6.2.2全局規(guī)劃器
6.2.3局部規(guī)劃器
6.2.4AMCL
6.2.5move_base
6.2.6常見問題
6.3開源地圖導(dǎo)航插件簡介
6.3.1常規(guī)的導(dǎo)航調(diào)用
6.3.2基于插件的導(dǎo)航調(diào)用
6.3.3在仿真環(huán)境中設(shè)置航點
6.3.4在仿真環(huán)境中使用插件導(dǎo)航
6.3.5航點信息的編輯修改
6.4語音識別和自主導(dǎo)航綜合實例
6.4.1下載語音識別包
6.4.2編寫實例代碼
6.4.3對實例進行仿真
6.5本章小結(jié)
第7章機器人平面視覺檢測仿真應(yīng)用
7.1使用OpenCV獲取機器人的視覺圖像
7.1.1編寫例程代碼
7.1.2對例程進行仿真
7.1.3在真機上運行實例
7.2使用OpenCV進行顏色特征提取和目標(biāo)定位
7.2.1編寫例程代碼
7.2.2對例程進行仿真
7.2.3在真機上運行實例
7.3實現(xiàn)機器人的目標(biāo)跟隨
7.3.1編寫例程代碼
7.3.2對例程進行仿真
7.3.3在真機上運行實例
7.4實現(xiàn)機器人的人臉檢測
7.4.1編寫例程代碼
7.4.2對例程進行仿真
7.4.3在真機上運行實例
7.5本章小結(jié)
第8章機器人三維視覺仿真實例
8.1機器人的三維點云數(shù)據(jù)獲取
8.1.1編寫例程代碼
8.1.2對例程進行仿真
8.1.3在真機上運行實例
8.2使用PCL點云庫進行平面特征提取
8.2.1編寫例程代碼
8.2.2對例程進行仿真
8.2.3在真機上運行實例
8.3使用PCL點云庫進行點云聚類分割
8.3.1編寫例程代碼
8.3.2對例程進行仿真
8.3.3在真機上運行實例
8.4基于三維視覺的物品檢測和抓取
8.4.1編寫例程代碼
8.4.2對例程進行仿真
8.4.3在真機上運行實例
8.5本章小結(jié)
第9章基于ROS的服務(wù)機器人應(yīng)用實例
9.1環(huán)境地圖的創(chuàng)建
9.2關(guān)鍵航點的設(shè)置
9.3任務(wù)腳本代碼的編寫
9.4完整實例的運行
9.5在真機上運行實例
9.6本章小結(jié)
參考文獻
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