ROS機器人編程：原理與應用

定　價：￥199.00

作　者：	（美）懷亞特·紐曼
出版社：	機械工業(yè)出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787111625766	出版時間：	2019-05-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數：	450	字數：

內容簡介

　　本書共分為六部分。部分介紹了如何編寫ROS節(jié)點和ROS工具，也覆蓋了消息、類和服務器。第二部分是用ROS進行模擬和可視化，其中包括坐標轉換。第三部分討論了ROS的感知過程。第四部分介紹了ROS中的移動機器人控制和導航。第五部分介紹了ROS機器人臂的相關知識。第六部分涉及系統(tǒng)集成和更高級別的控制，包括基于感知的移動操作。

作者簡介

　　Wyatt S. Newman是凱斯西儲大學電氣工程和計算機科學系的教授，自1988年開始執(zhí)教。他的研究領域是機電一體化、機器人學和計算智能，擁有12項專利并發(fā)表了超過150篇學術出版物。他在哈佛大學獲得了工程科學專業(yè)的學士學位，在麻省理工學院熱流體科學系獲得了機械工程專業(yè)的碩士學位，在哥倫比亞大學獲得了控制理論和網絡理論專業(yè)的電機工程理學碩士學位，在麻省理工學院設計與控制系獲得了機械工程專業(yè)的博士學位。他是機器人學方面的NSF青年研究員，擔任過以下職務：飛利浦實驗室高級研究員、飛利浦Natuurkundig實驗室的訪問科學家、美國桑迪亞國家實驗室智能系統(tǒng)和機器人中心的訪問學者、NASA格倫研究中心的NASA夏季教員、普林斯頓大學神經科學的訪問學者、愛丁堡大學信息學院的杰出訪問學者、香港大學的Hung Hing Ying杰出客座教授。他帶領機器人團隊參加了2007年DARPA城市挑戰(zhàn)賽和2015年DARPA機器人挑戰(zhàn)賽，并將繼續(xù)致力于機器人的廣泛應用。

圖書目錄

譯者序
前言
第一部分　ROS基礎 / 1
第1章　概述：ROS工具和節(jié)點 / 2
1.1　ROS基礎概念 / 2
1.2　編寫ROS節(jié)點 / 5
1.2.1　創(chuàng)建ROS程序包 / 5
1.2.2　編寫一個最小的ROS發(fā)布器 / 8
1.2.3　編譯ROS節(jié)點 / 11
1.2.4　運行ROS節(jié)點 / 12
1.2.5　檢查運行中的最小發(fā)布器節(jié)點 / 13
1.2.6　規(guī)劃節(jié)點時間 / 15
1.2.7　編寫一個最小ROS訂閱器 / 17
1.2.8　編譯和運行最小訂閱器 / 19
1.2.9　總結最小訂閱器和發(fā)布器節(jié)點 / 21
1.3　更多的ROS工具：catkin_simple、roslaunch、rqt_console和rosbag / 21
1.3.1　用catkin_simple簡化CMakeLists.txt / 21
1.3.2　自動啟動多個節(jié)點 / 23
1.3.3　在ROS控制臺觀察輸出 / 25
1.3.4　使用rosbag記錄并回放數據 / 26
1.4　最小仿真器和控制器示例 / 28
1.5　小結 / 32
第2章　消息、類和服務器 / 33
2.1　定義自定義消息 / 33
2.1.1　定義一條自定義消息 / 34
2.1.2　定義一條變長的消息 / 38
2.2　ROS服務介紹 / 43
2.2.1　服務消息 / 43
2.2.2　ROS服務節(jié)點 / 45
2.2.3　與ROS服務手動交互 / 47
2.2.4　ROS服務客戶端示例 / 48
2.2.5　運行服務和客戶端示例 / 50
2.3　在ROS中使用C++類 / 51
2.4　在ROS中創(chuàng)建庫模塊 / 56
2.5　動作服務器和動作客戶端介紹 / 61
2.5.1　創(chuàng)建動作服務器包 / 62
2.5.2　定義自定義動作服務器消息 / 62
2.5.3　設計動作客戶端 / 68
2.5.4　運行示例代碼 / 71
2.6　參數服務器介紹 / 80
2.7　小結 / 84
第二部分　ROS中的仿真和可視化 / 85
第3章　ROS中的仿真 / 86
3.1　簡單的2維機器人仿真器 / 86
3.2　動力學仿真建模 / 93
3.3　統(tǒng)一的機器人描述格式 / 95
3.3.1　運動學模型 / 95
3.3.2　視覺模型 / 98
3.3.3　動力學模型 / 99
3.3.4　碰撞模型 / 102
3.4　Gazebo介紹 / 104
3.5　最小關節(jié)控制器 / 112
3.6　使用Gazebo插件進行關節(jié)伺服控制 / 118
3.7　構建移動機器人模型 / 124
3.8　仿真移動機器人模型 / 132
3.9　組合機器人模型 / 136
3.10　小結 / 139
第4章　ROS中的坐標變換 / 141
4.1　ROS中的坐標變換簡介 / 141
4.2　轉換偵聽器 / 149
4.3　使用Eigen庫 / 156
4.4　轉換ROS數據類型 / 161
4.5　小結 / 163
第5章　ROS中的感知與可視化 / 164
5.1　rviz中的標記物和交互式標記物 / 168
5.1.1　rviz中的標記物 / 168
5.1.2　三軸顯示示例 / 172
5.1.3　rviz中的交互式標記物 / 176
5.2　在rviz中顯示傳感器值 / 183
5.2.1　仿真和顯示激光雷達 / 183
5.2.2　仿真和顯示彩色相機數據 / 189
5.2.3　仿真和顯示深度相機數據 / 193
5.2.4　rviz中點的選擇 / 198
5.3　小結 / 201
第三部分　ROS中的感知處理 / 203
第6章　在ROS中使用相機 / 204
6.1　相機坐標系下的投影變換 / 204
6.2　內置相機標定 / 206
6.3　標定立體相機內參 / 211
6.4　在ROS中使用OpenCV / 217
6.4.1　OpenCV示例：尋找彩色像素 / 218
6.4.2　OpenCV示例：查找邊緣 / 223
6.5　小結 / 224
第7章　深度圖像與點云信息 / 225
7.1　從掃描LIDAR中獲取深度信息 / 225
7.2　立體相機的深度信息 / 230
7.3　深度相機 / 236
7.4　小結 / 237
第8章　點云數據處理 / 238
8.1　簡單的點云顯示節(jié)點 / 238
8.2　從磁盤加載和顯示點云圖像 / 244
8.3　將發(fā)布的點云圖像保存到磁盤 / 246
8.4　用PCL方法解釋點云圖像 / 248
8.5　物體查找器 / 257
8.6　小結 / 261
第四部分　ROS中的移動機器人 / 263
第9章　移動機器人的運動控制 / 264
9.1　生成期望狀態(tài) / 264
9.1.1　從路徑到軌跡 / 264
9.1.2　軌跡構建器庫 / 268
9.1.3　開環(huán)控制 / 273
9.1.4　發(fā)布期望狀態(tài) / 274
9.2　機器人狀態(tài)估計 / 282
9.2.1　從Gazebo獲得模型狀態(tài) / 282
9.2.2　里程計 / 286
9.2.3　混合里程計、GPS和慣性傳感器 / 292
9.2.4　混合里程計和LIDAR / 297
9.3　差分驅動轉向算法 / 302
9.3.1　機器人運動模型 / 303
9.3.2　線性機器人的線性轉向 / 304
9.3.3　非線性機器人的線性轉向 / 306
9.3.4　非線性機器人的非線性轉向 / 308
9.3.5　仿真非線性轉向算法 / 309
9.4　相對于地圖坐標系的轉向 / 312
9.5　小結 / 317
第10章　移動機器人導航 / 318
10.1　構建地圖 / 318
10.2　路徑規(guī)劃 / 323
10.3　move_base客戶端示例 / 328
10.4　修改導航棧 / 331
10.5　小結 / 335
第五部分　ROS中的機械臂 / 337
第11章　底層控制 / 338
11.1　單自由度移動關節(jié)機器人模型 / 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　機械臂的軌跡消息 / 349
11.6　7自由度臂的軌跡插值動作服務器 / 353
11.7　小結 / 354
第12章　機械臂運動學 / 355
12.1　正向運動學 / 356
12.2　逆向運動學 / 360
12.3　小結 / 365
第13章　手臂運動規(guī)劃 / 366
13.1　笛卡兒運動規(guī)劃 / 36