ros机器人程序设计中文版第二版pdf扫描版

ros机器人程序设计由两位计算机领域的专家Aaron.Martinez和Enrique.Fernández先生共同编著。并由历任系统开发工程师、产品经理、项目经理刘品杰硕士翻译。21世纪，发明了许多机器人，很多肯定多机器人很感兴趣，但对里面的知识知之甚少。无论您是业余爱好者还是专业的机器人开发人员，在开始进行机器人系统及程序设计时，首先要面对的问题都是基本的如何驱动机器人的轮子的设计。ROS通过软件代码复用集成了众多已经开发完成的功能组件。ros机器人程序设计是一款专为机器人设计的学习者打造的学习书籍，让您能够查看到其内的各章节内容，获得不错的学习效果，包含了交互设计的基础知识，各类概念专门帮助读者从对ROS一无所知到能够通过ROS系统完成小型机器人系统的开发和编程工作。ros机器人程序设计提供了各种实际的示例代码供读者学习和理解ROS的软件框架。你可以在仿真环境中自行构建机器人相应的功能程序。ros机器人程序设计在第1版的基础上增加了与ROSHydro一起工作，如何创建、可视化和处理不同传感器的点云信息，如何控制和利用多关节机械臂，并提供简单易懂的实用教程编写自己的机器人。有需要的朋友欢迎来3322软件站免费下载阅读。

ros机器人程序设计简介：

出版社： 机械工业出版社
ISBN：9787111473961
版次：1
商品编码：11557934
品牌：机工出版
包装：平装
丛书名： 电子与嵌入式系统设计丛书
开本：16开
出版时间：2014-10-01
用纸：胶版纸
页数：312

ros机器人程序设计作者简介：

Aaron.Martinez是一个计算机工程师、企业家和数字化制造专家。他硕士毕业于拉斯帕尔马斯大学的IUCTC（科学与网络技术研究所）。之后，参与过拉斯帕尔马斯大学AVORA项目。在这个项目中，他负责设计AUV（自主式水下机器人），并在意大利参加了欧洲学生自主式水下挑战（SAUC-E）。
Enrique.Fernández是一名计算机工程师和机器人专家。他硕士毕业于拉斯帕尔马斯大学智能系统与计算工程学院。在2012年参加了欧洲学生自主式水下挑战（SAUC-E），并作为合作者参加了2013年的比赛。2012年，他因开发水下云台视觉系统而获奖。现在，他是Pal-Robotics实验室的SLAM工程师。Enrique在博士学习期间发表了数篇学术论文和专著。其中，有两篇论文在2011年被国际机器人与自动化会议（ICRA 2011）所收录。
刘品杰，硕士，技术方向工业为自动化控制、DCS/PLC/SCADA系统研发、机器人技术等。先后参与过国产化核电站DCS控制系统研发、国产化油气管道大型SCADA系统研发。历任系统开发工程师、产品经理、项目经理。

ros机器人程序设计编辑推荐：

国内首本引进ROS机器人程序设计的译著，让你全面了解 ROS系统的各种工具。
提供了各种实际的示例代码供读者学习和理解ROS的软件框架。
ros机器人程序设计可以帮助读者从对ROS一无所知到能够通过ROS系统完成小型机器人系统的开发和编程工作。

ros机器人程序设计目录：

译者序
前　言
第1章　ROS系统入门 1
1.1　使用软件源安装ROS Electric 3
1.1.1　添加软件源到sources.list文件中 4
1.1.2　设置密码 4
1.1.3　安装 4
1.1.4　环境配置 5
1.2　使用软件源安装ROS Fuerte 6
1.2.1　配置Ubuntu软件源 6
1.2.2　配置source.list文件 6
1.2.3　设置密码 7
1.2.4　安装 7
1.2.5　环境配置 8
1.2.6　独立工具 9
1.3　如何安装VirtualBox和Ubuntu 9
1.3.1　下载VirtualBox 9
1.3.2　创建虚拟机 10
1.4　本章小结 12
第2章　ROS系统架构及示例 13
2.1　理解ROS文件系统级 13
2.1.1　功能包 14
2.1.2　功能包集 16
2.1.3　消息类型 16
2.1.4　服务类型 17
2.2　理解ROS计算图级 18
2.2.1　节点 19
2.2.2　主题 20
2.2.3　服务 21
2.2.4　消息 22
2.2.5　消息记录包 22
2.2.6　节点管理器 22
2.2.7　参数服务器 22
2.3　理解ROS开源社区级 23
2.4　ROS系统试用练习 23
2.4.1　ROS文件系统导览 24
2.4.2　创建工作空间 24
2.4.3　创建ROS功能包 25
2.4.4　编译ROS功能包 26
2.4.5　使用ROS节点 26
2.4.6　使用主题与节点交互 28
2.4.7　学习如何使用服务 31
2.4.8　使用参数服务器 33
2.4.9　创建节点 34
2.4.10　编译节点 36
2.4.11　创建msg和srv文件 37
2.4.12　使用新建的srv和msg文件 38
2.5　本章小结 42
第3章　调试和可视化 43
3.1　调试ROS节点 44
3.1.1　使用GDB调试器调试ROS节点 45
3.1.2　ROS节点启动时调用GDB调试器 46
3.1.3　设置ROS节点core文件转存 47
3.2　调试信息 47
3.2.1　输出调试信息 47
3.2.2　设置调试信息级别 48
3.2.3　为特定节点配置调试信息级别 48
3.2.4　信息命名 50
3.2.5　条件显示信息与过滤信息 50
3.2.6　信息的更多功能——单次显示、可调、组合 51
3.2.7　使用rosconsole和rxconsole在运行时修改调试级别 52
3.3　监视系统状态 56
3.3.1　节点、主题与服务列表 56
3.3.2　使用rxgraph在线监视节点状态图 56
3.4　当奇怪的事情发生——使用roswtf 58
3.5　画标量数据图 58
3.5.1　用rxplot画出时间趋势曲线 59
3.5.2　另一个画图工具rxtools 60
3.6　图像可视化 61
3.6.1　显示单一图片 61
3.6.2　FireWire接口摄像头 62
3.6.3　使用双目立体视觉 63
3.7　3D可视化 64
3.7.1　使用rviz在3D世界中实现数据可视化 64
3.7.2　主题与坐标系的关系 66
3.7.3　可视化坐标变换 67
3.8　保存与回放数据 68
3.8.1　什么是消息记录包文件 69
3.8.2　使用rosbag在包文件中记录数据 69
3.8.3　回放消息记录文件 70
3.8.4　使用rxbag检查消息记录包的主题和消息 71
3.9　rqt插件与rx应用 72
3.10　本章小结 73
第4章　在ROS下使用传感器和执行机构 74
4.1　使用游戏杆或游戏手柄 74
4.1.1　joy_node如何发送游戏杆动作消息 75
4.1.2　使用游戏杆数据在turtlesim中移动海龟 76
4.2　使用激光雷达——Hokuyo URG-04lx 79
4.2.1　了解激光雷达如何在 ROS 中发送数据 80
4.2.2　访问和修改激光雷达数据 82
4.3　使用Kinect传感器查看3D环境 84
4.3.1　如何发送和查看Kinect数据 85
4.3.2　创建和使用Kinect示例 86
4.4　使用伺服电动机——Dynamixel 88
4.4.1　Dynamixel如何发送和接收运动命令 89
4.4.2　创建和使用伺服电动机示例 90
4.5　使用Arduino添加更多的传感器和执行机构 91
4.6　使用惯性测量模组——Xsens MTi 944.6.1　Xsens如何在ROS中发送数据 95
4.6.2　创建和使用Xsens示例 96
4.7　使用低成本惯性测量模组IMU-10自由度 98
4.7.1　下载加速度传感器库 99
4.7.2　Arduino Nano和10自由度传感器编程 99
4.7.3　创建ROS节点并使用10自由度传感器数据 101
4.8　本章小结 103
第5章　3D建模与仿真 104
5.1　自定义机器人在ROS中的3D模型 104
5.2　创建第一个URDF文件 104
5.2.1　解释文件格式 106
5.2.2　在rviz里查看3D模型 107
5.2.3　加载图形到机器人模型 109
5.2.4　使机器人模型运动 109
5.2.5　物理和碰撞属性 110
5.3　xacro——一个写机器人模型的更好方法 111
5.3.1　使用常量 111
5.3.2　使用数学方法 112
5.3.3　使用宏 112
5.3.4　使用代码移动机器人 112
5.3.5　使用SketchUp进行3D建模 116
5.4　在ROS中仿真 117
5.4.1　在Gazebo中使用URDF3D模型 117
5.4.2　在Gazebo中添加传感器 120
5.4.3　在Gazebo中加载和使用地图 121
5.4.4　在Gazebo中移动机器人 123
5.5　本章小结 125
第6章　机器视觉 126
6.1　连接和运行摄像头 128
6.1.1　FireWire IEEE1394 摄像头 128
6.1.2　USB摄像头 132
6.2　使用OpenCV制作USB摄像头驱动程序 133
6.2.1　创建 USB 摄像头驱动功能包 134
6.2.2　使用ImageTransport API发布摄像头帧 135
6.2.3　使用 cv_bridge 进行OpenCV 和 ROS 图像处理 138
6.2.4　使用ImageTransport 发布图像 139
6.2.5　在ROS中使用OpenCV 139
6.2.6　显示摄像头输入的图像 140
6.3　如何标定摄像头 140
6.4　ROS 图像管道 147
6.5　对于计算机视觉任务有用的 ROS功能包 152
6.6　使用viso2执行视觉测距 153
6.6.1　摄像头位姿标定 154
6.6.2　运行 viso2 在线演示 156
6.6.3　使用低成本双目摄像头运行 viso2 158
6.7　本章小结 159
第7章　导航功能包集入门 160
7.1　ROS导航功能包集 160
7.2　创建转换 161
7.2.1　创建广播机构 162
7.2.2　创建侦听器 162
7.2.3　查看坐标变换树 164
7.3　发布传感器信息 165
7.4　发布里程数据 168
7.4.1　Gazebo如何获取里程数据 169
7.4.2　创建自定义里程数据 171
7.5　创建基础控制器 175
7.5.1　使用Gazebo 创建里程数据 176
7.5.2　创建基础控制器 178
7.6　使用ROS创建地图 180
7.6.1　使用map_server保存地图 181
7.6.2　使用map_server加载地图 182
7.7　本章小结 183
第8章　导航功能包集进阶 184
8.1　创建功能包 184
8.2　创建机器人配置 184
8.3　配置全局和局部代价地图 187
8.3.1　基本参数的配置 187
8.3.2　全局代价地图的配置 188
8.3.3　局部代价地图的配置 189
8.4　基本局部规划器配置 189
8.5　为导航功能包集创建启动文件 190
8.6　为导航功能包集设置rviz 191
8.6.1　2D位姿估计 191
8.6.2　2D导航目标 192
8.6.3　静态地图 193
8.6.4　点云 193
8.6.5　机器人立足点 193
8.6.6　障碍 194
8.6.7　膨胀障碍 194
8.6.8　全局规划 195
8.6.9　局部规划 195
8.6.10　规划器规划 196
8.6.11　当前目标 196
8.7　自适应蒙特卡罗定位 197
8.8　避免障碍 199
8.9　发送目标 200
8.10　本章小结 202
第9章　在实践中学习 203
9.1　REEM——类人形PAL机器人 204
9.1.1　从官方软件源安装REEM 205
9.1.2　使用Gazebo仿真环境运行REEM 208
9.2　PR2——柳树车库机器人 210
9.2.1　安装 PR2仿真环境 210
9.2.2　在仿真环境中运行PR2 211
9.2.3　生成地图与定位 214
9.2.4　在仿真环境中运行PR2演示程序 216
9.3　Robonaut 2——NASA的敏捷型人形机器人 217
9.3.1　从软件源安装Robonaut 2 217
9.3.2　在国际空间站的固定支座上运行Robonaut2 218
9.4　Husky——Clearpath的轮式机器人 222
9.4.1　安装Husky仿真环境 222
9.4.2　运行Husky仿真环境 222
9.5　TurtleBot——低成本移动机器人 224
9.5.1　安装TurtleBot仿真环境 224
9.5.2　运行TurtleBot仿真环境 224
9.6　本章小结 225

ros机器人程序设计前言/序言：

前　言　　Preface本书第2版概括性地介绍了ROS系统的各种工具。ROS是一个先进的机器人操作系统框架，现今已有数百个研究团体和公司将其应用在机器人行业中。对于机器人技术的非专业人士来说，它也相对容易上手。在本书中，你将了解如何安装ROS，如何开始使用ROS的基本工具，以及最终如何应用先进的计算机视觉和导航工具。
在阅读本书的过程中无需使用任何特殊的设备。书中每一章都附带了一系列的源代码示例和教程，你可以在自己的计算机上运行。这是你唯一需要做的事情。
当然，我们还会告诉你如何使用硬件，这样你可以将你的算法应用到现实环境中。我们在选择设备时特意选择一些业余用户负担得起的设备，同时涵盖了在机器人研究中最典型的传感器或执行器。
最后，由于ROS系统的存在使得整个机器人具备在虚拟环境中工作的能力。你将学习如何创建自己的机器人并结合功能强大的导航功能包集。此外如果使用Gazebo仿真环境，你将能够在虚拟环境中运行一切。第2版在最后增加了一章，讲如何使用“Move it!”包控制机械臂执行抓取任务。读完本书后，你会发现已经可以使用ROS机器人进行工作了，并理解其背后的原理。
主要内容第1章介绍安装ROS系统最简单的方法，以及如何在不同平台上安装ROS，本书使用的版本是ROS Hydro。这一章还会说明如何从Debian软件包安装或从源代码进行编译安装，以及在虚拟机和ARM CPU中安装。
第2章涉及ROS框架及相关的概念和工具。该章介绍节点、主题和服务，以及如何使用它们，还将通过一系列示例说明如何调试一个节点或利用可视化方法直观地查看通过主题发布的消息。
第3章进一步展示ROS强大的调试工具，以及通过对节点主题的图形化将节点间的通信数据可视化。ROS提供了一个日志记录API来轻松地诊断节点的问题。事实上，在使用过程中，我们会看到一些功能强大的图形化工具（如rqt_console和rqt_graph），以及可视化接口（如rqt_plot和rviz）。最后介绍如何使用rosbag和rqt_bag记录并回放消息。
第4章介绍ROS系统与真实世界如何连接。这一章介绍在ROS下使用的一些常见传感器和执行器，如激光雷达、伺服电动机、摄像头、RGB-D传感器、GPS等。此外，还会解释如何使用嵌入式系统与微控制器（例如非常流行的Arduino开发板）。
第5章介绍ROS对摄像头和计算机视觉任务的支持。首先使用FireWire和USB摄像头驱动程序将摄像头连接到计算机并采集图像。然后，你就可以使用ROS的标定工具标定你的摄像头。我们会详细介绍和说明什么是图像管道，学习如何使用集成了OpenCV的多个机器视觉API。最后，安装并使用一个视觉里程计软件。
第6章将展示如何在ROS节点中使用点云库。该章从基本功能入手，如读或写PCL数据片段以及发布或订阅这些消息所必需的转换。然后，将在不同节点间创建一个管道来处理3D数据，以及使用PCL进行缩减采样、过滤和搜索特征点。
第7章介绍在ROS系统中实现机器人的第一步是创建一个机器人模型，包括在Gazebo仿真环境中如何从头开始对一个机器人进行建模和仿真，并使其在仿真环境中运行。你也可以仿真摄像头和激光测距传感器，为后续学习如何使用ROS的导航功能包集和其他工具奠定基础。
第8章是两章关于ROS导航功能包集中的第1章。该章介绍如何对你的机器人进行使用导航功能包集所需的初始化配置。然后用几个例子对导航功能包集进行说明。
第9章延续第8章的内容，介绍如何使用导航功能包集使机器人有效地自主导航。该章介绍使用ROS的Gazebo仿真环境和rviz创建一个虚拟环境，在其中构建地图、定位机器人并用障碍回避做路径规划。
第10章讨论ROS中移动机器人机械臂的一个工具包。该章包含安装这个包所需要的文档，以及使用MoveIt!操作机械臂进行抓取、放置，简单的运动规划等任务的演示示例。
预备知识我们写作本书的目的是让每位读者都可以完成本书的学习并运行示例代码。基本上，你只需要在计算机上安装一个Linux发行版。虽然每个Linux发行版应该都能使用，但还是建议你使用Ubuntu12.04LTS。这样你可以根据第1章的内容安装ROS Hydro。
对于ROS的这一版本，你将需要Ubuntu 14.04之前的版本，因为之后的版本已经不再支持Hydro了。
对于硬件要求，一般来说，任何台式计算机或笔记本电脑都满足。但是，最好使用独立显卡来运行Gazebo仿真环境。此外，如果有足够的外围接口将会更好，因为这样你可以连接几个传感器和执行器，包括摄像头和Arduino开发板。
你还需要Git（git-core Debian软件包），以便从本书提供的源代码中复制库。同样，你需要具备Bash命令行、GNU/Linux工具的基本知识和一些C/C++编程技巧。
目标读者本书的目标读者包括所有机器人开发人员，可以是初学者也可以是专业人员。它涵盖了整个机器人系统的各个方面，展示了ROS系统如何帮助完成使机器人真正自主化的任务。对于听说过却从未使用过ROS的机器人专业学生或科研人员来说，本书将是非常有益的。ROS初学者能从本书中学习ROS软件框架的很多先进理念和工具。不仅如此，经常使用ROS的用户也可能从某些章节中学习到一些新东西。

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