ROS進(jìn)階實(shí)例

前言
關(guān)于本書(shū)的紙質(zhì)版和電子版的說(shuō)明
從HYDRO到現(xiàn)版本的演變
1. 這一卷書(shū)的范圍
2. 安裝ROS-BY-EXAMPLE代碼
3. 使用ROS執(zhí)行任務(wù)
3.1 一個(gè)虛擬電池模擬器
3.2 運(yùn)行案例所需的一套常規(guī)設(shè)定
3.3 ROS動(dòng)作的簡(jiǎn)短回顧
3.4 一個(gè)巡邏機(jī)器人的案例
3.5 使用標(biāo)準(zhǔn)腳本實(shí)現(xiàn)的巡邏機(jī)器人
3.6 腳本方法存在的問(wèn)題
3.7 SMACH還是行為樹(shù)？
3.8 SMACH：將任務(wù)作為狀態(tài)機(jī)
3.8.1 SMACH回顧
3.8.2 使用SMACH巡邏一個(gè)正方形區(qū)域
3.8.3 在ArbotiX模擬器中測(cè)試SMACH導(dǎo)航
3.8.4 從SimpleActionState中獲取結(jié)果
3.8.5 SMACH迭代器
3.8.6 在每個(gè)轉(zhuǎn)移上執(zhí)行命令
3.8.7 與ROS主題和服務(wù)進(jìn)行交互
3.8.8 回調(diào)函數(shù)與自省
3.8.9 并發(fā)任務(wù)：將電池檢查加入巡邏程序中
3.8.10 對(duì)進(jìn)行電池檢查的巡邏機(jī)器人的注解
3.8.11 在狀態(tài)與狀態(tài)機(jī)之間傳遞用戶數(shù)據(jù)
3.8.12 子任務(wù)與分層狀態(tài)機(jī)
3.8.13 為房屋清潔機(jī)器人添加電池檢查
3.8.14 狀態(tài)機(jī)的缺點(diǎn)
3.9 行為樹(shù)
3.9.1 行為樹(shù)與分層狀態(tài)機(jī)的對(duì)比
3.9.2 行為樹(shù)的關(guān)鍵屬性
3.9.3 建立一棵行為樹(shù)
3.9.4 選擇器與序列器 59
3.9.5 使用修飾器（元行為）對(duì)行為進(jìn)行自定義
3.10 為ROS 和行為樹(shù)編程
3.10.1 安裝pi_trees 程序庫(kù)
3.10.2 pi_trees 程序庫(kù)基本部件
3.10.3 ROS-專用行為樹(shù)類
3.10.4 一個(gè)使用行為樹(shù)的Patrol Bot例子
3.10.5 一個(gè)使用行為樹(shù)的居家清潔機(jī)器人
3.10.6 并行任務(wù)
3.10.7 添加和移除任務(wù)
4. 為你的機(jī)器人創(chuàng)建一個(gè)URDF模型
4.1 從底座和輪子開(kāi)始
4.1.1 robot_state_publisher和joint_state_publisher節(jié)點(diǎn)
4.1.2 底座的URDF/Xacro文件
4.1.3 替代/base_footprint坐標(biāo)系的方法
4.1.4 把底座加到機(jī)器人模型中
4.1.5 查看機(jī)器人的變換樹(shù)（tf樹(shù)）
4.1.6 使用網(wǎng)格模型創(chuàng)建底座
4.2 簡(jiǎn)化你的網(wǎng)格模型
4.3 添加一個(gè)軀干
4.3.1 為軀干建模
4.3.2 把軀干附著到底座上
4.3.3 使用網(wǎng)格模型為軀干建模
4.3.4 把網(wǎng)格軀干附著到網(wǎng)格底座上
4.4 測(cè)量、計(jì)算和調(diào)整
4.5 添加一個(gè)相機(jī)
4.5.1 相機(jī)的位置
4.5.2 為相機(jī)建模
4.5.3 在軀干和底座上添加相機(jī)
4.5.4 查看有軀干和相機(jī)情況下的變換樹(shù)
4.5.5 使用網(wǎng)格模型為相機(jī)建模
4.5.6 使用Asus Xtion Pro替換Kinect
4.6 添加一個(gè)激光掃描儀（或其他傳感器）
4.6.1 為激光掃描儀建模
4.6.2 添加一個(gè)激光掃描儀（或其他傳感器）到一個(gè)網(wǎng)格底座
4.6.3 配置激光節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)文件
4.7 添加一個(gè)可搖移和傾斜的頭部
4.7.1 用Asus Xtion Pro取代Kinect
4.7.2 對(duì)搖移和傾斜頭建模
4.7.3 理解旋轉(zhuǎn)軸
4.7.4 使用網(wǎng)格模型的Pi機(jī)器人云臺(tái)頭
4.7.5 在Pi機(jī)器人上使用Asus Xtion Pro網(wǎng)格取代Kinect
4.8 添加一條或兩條機(jī)械臂
4.8.1 機(jī)械臂的放置
4.8.2 機(jī)械臂的建模
4.8.3 為計(jì)劃增加一個(gè)夾持器坐標(biāo)系
4.8.4 增加第二個(gè)機(jī)械臂
4.8.5 使用機(jī)械臂電機(jī)和支架的網(wǎng)格
4.9 為Box機(jī)器人增加一個(gè)可伸縮軀干
4.10 為Pi機(jī)器人增加一個(gè)可伸縮軀干
4.11 一個(gè)桌面的單臂Pi機(jī)器人
4.12 用ArbotiX仿真器來(lái)測(cè)試你的模型
4.12.1 虛擬Box機(jī)器人
4.12.2 一個(gè)虛擬的Pi機(jī)器人
4.13 創(chuàng)建你自己機(jī)器人的描述程序包
4.13.1 從rbx2_description程序包中復(fù)制文件
4.13.2 創(chuàng)建一個(gè)測(cè)試啟動(dòng)文件
5. 控制伺服電機(jī): 再一次
5.1 安裝ArbotiX程序包
5.2 啟動(dòng)ArbotiX節(jié)點(diǎn)
5.3 ArbotiX配置文件
5.4 在模擬模式中測(cè)試ArbotiX關(guān)節(jié)控制器
5.5 在真實(shí)伺服電機(jī)中測(cè)試ArbotiX關(guān)節(jié)控制器
5.6 松弛所有的伺服電機(jī)
5.7 啟用或禁用所有的伺服電機(jī)
6. 機(jī)器診斷
6.1 DiagnosticStatus 信息
6.2 分析器配置文件
6.3 監(jiān)控Dynamixel伺服電機(jī)溫度
6.3.1 為云臺(tái)監(jiān)控伺服電機(jī)
6.3.2 查看在/diagnostics主題上的信息
6.3.3 通過(guò)監(jiān)控/diagnostics主題來(lái)保護(hù)伺服電機(jī)
6.4 監(jiān)控筆記本的電池
6.5 創(chuàng)造屬于你自己的診斷信息
6.6 監(jiān)控其他硬件狀態(tài)
7. 動(dòng)態(tài)重置
7.1 添加動(dòng)態(tài)參數(shù)到你的節(jié)點(diǎn)
7.1.1 創(chuàng)建.cfg文件
7.1.2 讓.cfg文件可執(zhí)行
7.1.3 配置CMakeLists.txt文件
7.1.4 構(gòu)建程序包
7.2 將動(dòng)態(tài)重置容量加入到電池仿真器節(jié)點(diǎn)中
7.3 添加動(dòng)態(tài)重配置客戶端支持到ROS節(jié)點(diǎn)
7.4 從命令行動(dòng)態(tài)重配置
8. 多話題 with mux & yocs
8.1 為mux話題設(shè)置啟動(dòng)文件
8.2 用虛擬TurtleBot機(jī)器人測(cè)試mux
8.3 使用mux服務(wù)切換輸入
8.4 優(yōu)先處理mux輸入的ROS節(jié)點(diǎn)
8.5 Yujin機(jī)器人的YOCS控制器
8.5.1 添加輸入源
9. 3D世界中的頭部追蹤
9.1 追蹤虛構(gòu)的3D目標(biāo)
9.2 在機(jī)器人上追蹤一個(gè)點(diǎn)
9.3 3D頭部追蹤節(jié)點(diǎn)
9.3.1 真實(shí)的以及虛擬的頭部追蹤
9.3.2 將目標(biāo)映射到攝像頭平面
9.4 用真實(shí)的伺服電機(jī)做頭部追蹤
9.4.1 真實(shí)伺服電機(jī)以及虛擬目標(biāo)
9.4.2 真實(shí)的伺服電機(jī)，真實(shí)的目標(biāo)
9.4.3 節(jié)點(diǎn)和啟動(dòng)文件
10. 檢測(cè)與跟蹤 AR 標(biāo)簽
10.1 安裝與測(cè)試ar_track_alvar 包
10.1.1 創(chuàng)建你自己的AR標(biāo)簽
10.1.2 生成并打印AR標(biāo)簽
10.1.3 啟動(dòng)攝像頭驅(qū)動(dòng)和ar_track_alvar節(jié)點(diǎn)
10.1.4 測(cè)試標(biāo)記檢測(cè)
10.1.5 理解/ar_pose_marker主題
10.1.6 觀察在RViz中的標(biāo)記
10.2 訪問(wèn)你的程序中的 AR 標(biāo)簽姿態(tài)
10.2.1 ar_tags_cog.py腳本
10.2.2 用平移和傾斜頭跟蹤標(biāo)簽
10.3 使用標(biāo)記束跟蹤多個(gè)標(biāo)簽
10.4 跟隨一個(gè)帶有移動(dòng)機(jī)器人的標(biāo)簽
10.4.1 在TurtleBot上運(yùn)行AR跟隨者腳本
10.5 練習(xí)：使用AR標(biāo)簽定位
11. 用MoveIt!做機(jī)械臂導(dǎo)航
11.1 我需要一臺(tái)有機(jī)械臂的實(shí)體機(jī)器人嗎？
11.2 自由度
11.3 關(guān)節(jié)類型
11.4 關(guān)節(jié)軌跡和關(guān)節(jié)軌跡動(dòng)作控制器
11.5 正向和逆向機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)
11.6 逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的數(shù)值解法和分析解法
11.7 MoveIt!的架構(gòu)
11.8 安裝MoveIt!
11.9 為你的機(jī)器人創(chuàng)建靜態(tài)URDF模型
11.10 運(yùn)行MoveIt!設(shè)置助手
11.10.1 加載機(jī)器人的URDF模型
11.10.2 生成碰撞矩陣
11.10.3 添加base_odom虛擬關(guān)節(jié)
11.10.4 添加右臂規(guī)劃組
11.10.5 添加右?jiàn)A持器規(guī)劃組
11.10.6 定義機(jī)器人位姿
11.10.7 定義末端執(zhí)行器
11.10.8 定義被動(dòng)關(guān)節(jié)
11.10.9 生成配置文件
11.11 用MoveIt!設(shè)置助手創(chuàng)建的配置文件
11.11.1 SRDF文件（.srdf） 11.11.2 fake_controllers.yaml文件
11.11.3 joint_limits.yaml文件
11.11.4 kinematics.yaml文件
11.12 move_group節(jié)點(diǎn)和啟動(dòng)文件
11.13 在演示模式下測(cè)試MoveIt!
11.13.1 探索Motion Planning插件的額外功能
11.13.2 重新運(yùn)行設(shè)置助手
11.14 用命令行測(cè)試MoveIt!
11.15 確定關(guān)節(jié)配置和末端執(zhí)行器位姿
11.16 使用ArbotiX關(guān)節(jié)軌跡動(dòng)作控制器
11.16.1 在仿真環(huán)境里測(cè)試ArbotiX關(guān)節(jié)軌跡動(dòng)作控制器
11.16.2 用真實(shí)的電機(jī)測(cè)試ArbotiX關(guān)節(jié)軌跡控制器
11.17 配置MoveIt!關(guān)節(jié)控制器
11.17.1 創(chuàng)建contorllers.yaml文件
11.17.2 創(chuàng)建控制器管理器啟動(dòng)文件
11.18 MoveIt!的API
11.19 正向運(yùn)動(dòng)學(xué)：在關(guān)節(jié)空間進(jìn)行規(guī)劃
11.20 逆向運(yùn)動(dòng)學(xué): 在笛卡爾空間內(nèi)的規(guī)劃
11.21 把手指向或伸向一個(gè)視覺(jué)目標(biāo)
11.22 為規(guī)劃的軌跡設(shè)置限制
11.22.1 執(zhí)行笛卡爾路徑
11.22.2 設(shè)置其他路徑限制
11.23 調(diào)整軌跡速度
11.24 為規(guī)劃添加障礙
11.25 把物體與工具附在機(jī)器人上
11.26 拾取和放置
11.27 添加一個(gè)傳感器控制器
11.28 在一個(gè)真實(shí)機(jī)械臂上運(yùn)行MoveIt!
11.28.1 創(chuàng)建自己的啟動(dòng)文件和腳本
11.28.2 運(yùn)行機(jī)器人的啟動(dòng)文件
11.28.3 真實(shí)機(jī)械臂上的正運(yùn)動(dòng)學(xué)
11.28.4 真實(shí)機(jī)械臂上的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)
11.28.5 真實(shí)機(jī)械臂上的笛卡爾路徑
11.28.6 真實(shí)機(jī)械臂上的拾取-放置
11.28.7 指向或伸向一個(gè)視覺(jué)目標(biāo)
12. Gazebo:模擬世界與機(jī)器人
12.1 安裝Gazebo
12.2 硬件圖形加速
12.3 安裝 ROS Gazebo包
12.4 安裝 Kobuki ROS包
12.5 安裝 Fetch Robot ROS包
12.6 使用Gazebo GUI
12.7 在Gazebo里測(cè)試Kobuki機(jī)器人
12.7.1 訪問(wèn)模擬傳感器數(shù)據(jù)
12.7.2 為Kobuki添加安全控制
12.7.3 運(yùn)行來(lái)自第一卷書(shū)的nav_square.py腳本
12.8 加載其他世界和對(duì)象
12.9 在Gazebo測(cè)試Fetch機(jī)器人
12.9.1 Fetch的關(guān)節(jié)軌跡
12.9.2 Fetch和MoveIt!
12.9.3 Fetch的取和放
12.10 使用simple_grasping感知管道的現(xiàn)實(shí)取和放
12.10.1 深度攝像頭的局限性
12.10.2 運(yùn)行演示
12.10.3 理解real_pick_and_place.py腳本
12.11 運(yùn)行Gazebo Headless + RViz
13. ROSBRIDGE：為你的機(jī)器人構(gòu)建WEB圖形用戶界面
13.1 安裝rosbridge程序包
13.2 安裝web_video_server程序包
13.3 安裝一個(gè)簡(jiǎn)單的Web服務(wù)器（mini-httpd）
13.4 啟動(dòng)mini-httpd、rosbridge和web_video_server
13.5 一個(gè)簡(jiǎn)單的rosbridge HTML/Javascript圖形用戶界面
13.6 在模擬TurtleBot中測(cè)試圖形用戶界面
13.7 在真實(shí)的機(jī)器人中測(cè)試圖形用戶界面
13.8 在網(wǎng)絡(luò)中的另外一臺(tái)設(shè)備上查看Web圖形用戶界面
13.9 使用瀏覽器調(diào)試控制臺(tái)
13.10 理解簡(jiǎn)單的圖形用戶界面
13.10.1 HTML布局：simple_gui.html
13.10.2 JavaScript代碼：simple_gui.js
13.11 一個(gè)使用jQuery、jqWidgets和KineticJS的更高級(jí)的圖形用戶界面 405
13.12 Rosbridge總結(jié)
附錄:ROS的附件及使用USB設(shè)備:創(chuàng)建 udev Rules
13.13 將你的賬戶加入dialout組
13.14 刪除設(shè)備的序列號(hào)
13.15 UDEV 規(guī)則
13.16 測(cè)試一條UDEV規(guī)則
13.17 在ROS配置文件中使用設(shè)備名