精通ROS机器人编程（原书第3版）

译者简介

推荐阅读

16.6 问题

16.5 总结

16.4 ROS中的重要故障排除提示

16.3 ROS包的最佳编程实践

16.2 ROS的最佳实践

16.1.7 可视化URDF文件的预览

16.1.6 使用Visual Studio Code管理ROS包

16.1.5 检查和构建ROS工作空间

16.1.4 从Visual Studio Code的ROS扩展开始

16.1.3 安装新的Visual Studio Code扩展

16.1.2 开始使用Visual Studio Code

16.1.1 安装/卸载Visual Studio Code

16.1 为ROS设置Visual Studio Code IDE开发环境

第16章 ROS的故障排除和最佳实践

15.24 问题

15.23 总结

15.22 创建MoveIt！IKFast插件

15.21 为IRB 6640机器人生成IKFast CPP文件

15.20 创建使用OpenRave的机器人的COLLADA文件

15.19.3 在Ubuntu 20.04上安装OpenRave

15.19.2 安装MoveIt！IKFast包

15.19.1 MoveIt！IKFast

15.19 OpenRave和IKFast模块

15.18 为ABB IRB 6640机器人创建MoveIt！IKFast插件

15.17 理解MoveIt！IKFast插件

15.16 了解ROS-Industrial机器人驱动程序包

15.15 设计工业机器人客户端节点

15.14 了解ROS-Industrial机器人客户端包

15.13 了解ROS-Industrial机器人支持包

15.12 使用MoveIt！配置ABB机器人

15.11 UR硬件和ROS-I

15.10 理解UR机械臂的MoveIt！配置

15.9 为UR机器人安装ROS接口

15.8 为UR机器人的机械臂安装ROS-Industrial软件包

15.7 更新MoveIt！的配置文件

15.6 为工业机器人创建MoveIt！配置

15.5 为工业机器人创建URDF

15.4 安装ROS-Industrial包

15.3 ROS-Industrial简史

15.2 ROS-Industrial的目标

15.1 理解ROS-Industrial包

第15章 ROS在工业机器人中的应用

14.7 问题

14.6 总结

14.5 在Simulink中开发一个简单的控制系统

14.4.3 在Simulink中订阅ROS主题

14.4.2 在Simulink中发布ROS消息

14.4.1 在Simulink中创建一个波信号积分器

14.4 开始使用ROS和Simulink

14.3 利用MATLAB和Gazebo开发机器人应用程序

14.2 开始使用ROS Toolbox和MATLAB

14.1 开始使用MATLAB

第14章 在MATLAB和Simulink中使用ROS

13.6 问题

13.5 总结

13.4 为远程操作编写RViz插件

13.3.5 可停靠面板

13.3.4 Time面板

13.3.3 Views面板

13.3.2 RViz工具栏

13.3.1 Displays面板

13.3 了解RViz工具及其插件

13.2.11 在Gazebo中运行控制器和7-DOF机械臂

13.2.10 编写控制器的启动文件

13.2.9 编写控制器配置文件

13.2.8 构建控制器

13.2.7 更新CMakeLists.txt

13.2.6 更新package.xml

13.2.5 创建插件描述文件

13.2.4 控制器源文件的详细说明

13.2.3 创建控制器源文件

13.2.2 创建控制器头文件

13.2.1 创建控制器包

13.2 在ROS中编写一个基本的关节控制器

13.1 理解ros_control包

第13章 编写ROS控制器和可视化插件

12.5 问题

12.4 总结

12.3 理解并创建Gazebo插件

12.2 理解ROS小节点

12.1 理解pluginlib

第12章 使用pluginlib、nodelet和Gazebo插件

第四部分 高级ROS编程

11.6 问题

11.5 总结

11.4.6 在仿真环境中使用Remo机器人

11.4.5 AMCL规划

11.4.4 配置AMCL节点

11.4.3 配置move_base节点

11.4.2 使用gmapping节点

11.4.1 配置gmapping节点并创建地图

11.4 配置和使用Navigation Stack

11.3.3 Remo机器人的ROS节点和主题概述

11.3.2 用于差速驱动机器人的ROS Control高级硬件接口

11.3.1 为Remo实现底层基本控制器

11.3 为差速驱动机器人开发底层控制器和ROS Control高级硬件接口

11.2.2 ROS Navigation Stack的软件需求

11.2.1 Remo硬件组件

11.2 一款DIY自主移动机器人——Remo简介

11.1.3 硬件要求

11.1.2 网络设置

11.1.1 软件要求

11.1 技术要求

第11章 在ROS中构建与连接差速驱动移动机器人硬件

10.11 问题

10.10 总结

10.9.3 从PCD文件读取和发布点云

10.9.2 如何订阅和处理点云

10.9.1 如何发布点云

10.9 使用点云数据

10.8 连接Hokuyo激光雷达与ROS

10.7 连接Intel RealSense摄像机与ROS

10.6 将Kinect和Asus Xtion Pro与ROS连接

10.5 校准ROS摄像机

10.4 连接ROS与USB网络摄像头

10.3 理解ROS-PCL接口软件包

10.2 理解ROS-OpenCV接口软件包

10.1 软硬件需求

第10章 使用ROS、OpenCV和PCL编程视觉传感器

9.6 问题

9.5 总结

9.4 将DYNAMIXEL执行器连接到ROS

9.3.4 在树莓派4上运行示例

9.3.3 在树莓派2上使用ROS通过按钮闪烁LED

9.3.2 在树莓派4上使用ROS闪烁LED

9.3.1 设置Odroid-C4、树莓派4和Jetson Nano用于安装ROS

9.3 将非Arduino板连接到ROS

9.2.7 ROS-Arduino示例：里程计数据发布器

9.2.6 ROS-Arduino示例：超声波距离传感器

9.2.5 ROS-Arduino示例：加速度计ADXL 335

9.2.4 ROS-Arduino示例：用按钮闪烁LED

9.2.3 ROS-Arduino发布者和订阅者示例

9.2.2 理解Arduino中的ROS节点API

9.2.1 理解ROS中的rosserial包

9.2 Arduino-ROS接口

9.1 理解Arduino-ROS接口

第9章 将I/O板传感器和执行器连接到ROS

第三部分 ROS机器人硬件原型开发

8.7 问题

8.6 总结

8.5.4 与RotorS电机模型交互

8.5.3 创建一种新的无人机模型

8.5.2 RotorS软件包

8.5.1 安装RotorS

8.5 使用RotorS仿真框架

8.4.2 PX4的外部位姿估计

8.4.1 编写轨迹流线

8.4 编写ROS-PX4应用程序

8.3 PC/自动驾驶仪通信

8.2.2 PX4 SITL

8.2.1 PX4固件架构

8.2 使用PX4飞行控制栈

8.1.2 Pixhawk自动驾驶仪

8.1.1 UAV硬件

8.1 使用空中机器人

第8章 ROS在空中机器人上的应用

7.7 问题

7.6 总结

7.5.2 COOL机械臂的MoveIt！配置

7.5.1 为COOL机械臂创建一个控制器软件包

7.5 7-DOF机械臂与ROS MoveIt！

7.4.2 DYNAMIXEL-ROS接口

7.4.1 DYNAMIXEL伺服舵机

7.4 了解用于机器人硬件接口的DYNAMIXEL ROS伺服控制器

7.3.2 在Gazebo和真实的机器人中应用抓取和放置动作

7.3.1 使用MoveIt！执行拾取和放置任务

7.3 使用MoveIt！操作对象

7.2 使用MoveIt！和Gazebo进行感知

7.1.3 使用MoveIt！进行机械臂的碰撞检测

7.1.2 使用MoveIt！C++API规划自定义路径

7.1.1 使用MoveIt！C++API规划随机路径

7.1 使用move_group的C++接口进行运动规划

第7章 探索ROS MoveIt！的高级功能

6.7 问题

6.6 总结

6.5.4 创建amcl启动文件

6.5.3 基于amcl和静态地图实现自主导航

6.5.2 在差速驱动机器人上运行SLAM

6.5.1 为gmapping创建启动文件

6.5 使用SLAM构建地图

6.4.3 使用导航栈

6.4.2 使用导航软件包

6.4.1 导航栈的硬件需求

6.4 理解ROS导航栈

6.3.2 MoveIt！配置包与Gazebo交互

6.3.1 使用RViz的运动规划插件

6.3 在RViz中使用MoveIt！配置包进行机器人运动规划

6.2 基于设置助手生成MoveIt！配置包

6.1.6 MoveIt！碰撞检测

6.1.5 MoveIt！运动学处理

6.1.4 MoveIt！规划场景

6.1.3 运动规划请求适配器

6.1.2 基于MoveIt！的运动规划

6.1.1 move_group节点

6.1 MoveIt！架构

第6章 使用ROS MoveIt！与Navigation栈

5.7 问题

5.6 总结

5.5 使用webots_ros编写遥控节点

5.4 编写第一个控制器

5.3.2 使用Webots仿真移动机器人

5.3.1 Webots仿真器简介

5.3 使用ROS设置Webots

5.2 使用CoppeliaSim和ROS仿真机械臂

5.1.2 处理ROS消息

5.1.1 理解RosInterface插件

5.1 使用ROS配置CoppeliaSim

第5章 使用ROS、CoppeliaSim和Webots进行机器人仿真

4.9 问题

4.8 总结

4.7 添加ROS遥控节点

4.6.3 为启动文件添加关节状态发布者

4.6.2 在Gazebo中控制机器人移动

4.6.1 向Gazebo中添加激光雷达

4.6 在Gazebo中仿真差速轮式机器人

4.5.6 移动机器人关节

4.5.5 在Gazebo中启动ROS控制器

4.5.4 将关节状态控制器和关节位置控制器连接到机械臂

4.5.3 ROS控制器如何与Gazebo交互

4.5.2 不同类型的ROS控制器与硬件接口

4.5.1 理解ros_control软件包

4.5 在Gazebo中使用ROS控制器移动机器人关节

4.4 仿真装有Xtion Pro的机械臂

4.3 添加gazebo_ros_control插件

4.2.2 添加transmission标签来驱动模型

4.2.1 为Gazebo机器人模型添加颜色和纹理

4.2 为Gazebo创建机械臂仿真模型

4.1 使用Gazebo和ROS仿真机械臂

第4章 使用ROS和Gazebo进行机器人仿真

3.14 问题

3.13 总结

3.12 为差速驱动机器人创建机器人模型

3.11.6 在RViz中查看7-DOF机械臂

3.11.5 使用机器人夹爪

3.11.4 在连杆中使用网格模型

3.11.3 包含其他xacro文件

3.11.2 使用宏

3.11.1 使用常量

3.11 解析7-DOF机械臂的xacro模型

3.10 为7-DOF机械臂创建机器人描述

3.9 将xacro转换为URDF

3.8.3 使用宏

3.8.2 使用数学表达式

3.8.1 使用属性

3.8 使用xacro理解机器人建模

3.7 向URDF模型添加物理属性和碰撞属性

3.6 在RViz中可视化3D机器人模型

3.5 解析URDF文件

3.4 创建我们的第一个URDF模型

3.3 为机器人描述创建ROS软件包

3.2 使用URDF理解机器人建模

3.1 用于机器人建模的ROS软件包

第3章 使用ROS进行3D建模

第二部分 ROS机器人仿真

2.7 问题

2.6 总结

2.5 主题、服务和actionlib的应用

2.4 创建启动文件

2.3.2 编译ROS动作服务器和客户端

2.3.1 使用ROS actionlib

2.3 使用ROS服务

2.2 添加自定义的.msg文件和.srv文件

2.1.3 编译节点

2.1.2 创建ROS节点

2.1.1 使用ROS主题

2.1 创建ROS功能包

第2章 ROS编程入门

1.7 问题

1.6 总结

1.5.3 检查roscore命令的输出

1.5.2 运行ROS节点管理器和ROS参数服务器

1.5.1 ROS发行版

1.5 准备工作

1.4 ROS社区级别

1.3.7 使用ROS参数

1.3.6 ROS节点管理器

1.3.5 ROS bag文件

1.3.4 ROS服务

1.3.3 ROS主题

1.3.2 ROS信息

1.3.1 ROS节点

1.3 理解ROS计算图级别

1.2.4 ROS服务

1.2.3 ROS消息

1.2.2 ROS元功能包

1.2.1 ROS功能包

1.2 理解ROS文件系统级别

1.1 为什么选择ROS

第1章 ROS简介

第一部分 ROS编程基本技能

About the Revisers|审校者简介

作者简介|About the Authors

前言|Preface

引文

作者简介

版权页

封面

封面

版权页

作者简介

引文

前言|Preface

作者简介|About the Authors

About the Revisers|审校者简介

第一部分 ROS编程基本技能

第1章 ROS简介

1.1 为什么选择ROS

1.2 理解ROS文件系统级别

1.2.1 ROS功能包

1.2.2 ROS元功能包

1.2.3 ROS消息

1.2.4 ROS服务

1.3 理解ROS计算图级别

1.3.1 ROS节点

1.3.2 ROS信息

1.3.3 ROS主题

1.3.4 ROS服务

1.3.5 ROS bag文件

1.3.6 ROS节点管理器

1.3.7 使用ROS参数

1.4 ROS社区级别

1.5 准备工作

1.5.1 ROS发行版

1.5.2 运行ROS节点管理器和ROS参数服务器

1.5.3 检查roscore命令的输出

1.6 总结

1.7 问题

第2章 ROS编程入门

2.1 创建ROS功能包

2.1.1 使用ROS主题

2.1.2 创建ROS节点

2.1.3 编译节点

2.2 添加自定义的.msg文件和.srv文件

2.3 使用ROS服务

2.3.1 使用ROS actionlib

2.3.2 编译ROS动作服务器和客户端

2.4 创建启动文件

2.5 主题、服务和actionlib的应用

2.6 总结

2.7 问题

第二部分 ROS机器人仿真

第3章 使用ROS进行3D建模

3.1 用于机器人建模的ROS软件包

3.2 使用URDF理解机器人建模

3.3 为机器人描述创建ROS软件包

3.4 创建我们的第一个URDF模型

3.5 解析URDF文件

3.6 在RViz中可视化3D机器人模型

3.7 向URDF模型添加物理属性和碰撞属性

3.8 使用xacro理解机器人建模

3.8.1 使用属性

3.8.2 使用数学表达式

3.8.3 使用宏

3.9 将xacro转换为URDF

3.10 为7-DOF机械臂创建机器人描述

3.11 解析7-DOF机械臂的xacro模型

3.11.1 使用常量

3.11.2 使用宏

3.11.3 包含其他xacro文件

3.11.4 在连杆中使用网格模型

3.11.5 使用机器人夹爪

3.11.6 在RViz中查看7-DOF机械臂

3.12 为差速驱动机器人创建机器人模型

3.13 总结

3.14 问题

第4章 使用ROS和Gazebo进行机器人仿真

4.1 使用Gazebo和ROS仿真机械臂

4.2 为Gazebo创建机械臂仿真模型

4.2.1 为Gazebo机器人模型添加颜色和纹理

4.2.2 添加transmission标签来驱动模型

4.3 添加gazebo_ros_control插件

4.4 仿真装有Xtion Pro的机械臂

4.5 在Gazebo中使用ROS控制器移动机器人关节

4.5.1 理解ros_control软件包

4.5.2 不同类型的ROS控制器与硬件接口

4.5.3 ROS控制器如何与Gazebo交互

4.5.4 将关节状态控制器和关节位置控制器连接到机械臂

4.5.5 在Gazebo中启动ROS控制器

4.5.6 移动机器人关节

4.6 在Gazebo中仿真差速轮式机器人

4.6.1 向Gazebo中添加激光雷达

4.6.2 在Gazebo中控制机器人移动

4.6.3 为启动文件添加关节状态发布者

4.7 添加ROS遥控节点

4.8 总结

4.9 问题

第5章 使用ROS、CoppeliaSim和Webots进行机器人仿真

5.1 使用ROS配置CoppeliaSim

5.1.1 理解RosInterface插件

5.1.2 处理ROS消息

5.2 使用CoppeliaSim和ROS仿真机械臂

5.3 使用ROS设置Webots

5.3.1 Webots仿真器简介

5.3.2 使用Webots仿真移动机器人

5.4 编写第一个控制器

5.5 使用webots_ros编写遥控节点

5.6 总结

5.7 问题

第6章 使用ROS MoveIt！与Navigation栈

6.1 MoveIt！架构

6.1.1 move_group节点

6.1.2 基于MoveIt！的运动规划

6.1.3 运动规划请求适配器

6.1.4 MoveIt！规划场景

6.1.5 MoveIt！运动学处理

6.1.6 MoveIt！碰撞检测

6.2 基于设置助手生成MoveIt！配置包

6.3 在RViz中使用MoveIt！配置包进行机器人运动规划

6.3.1 使用RViz的运动规划插件

6.3.2 MoveIt！配置包与Gazebo交互

6.4 理解ROS导航栈

6.4.1 导航栈的硬件需求

6.4.2 使用导航软件包

6.4.3 使用导航栈

6.5 使用SLAM构建地图

6.5.1 为gmapping创建启动文件

6.5.2 在差速驱动机器人上运行SLAM

6.5.3 基于amcl和静态地图实现自主导航

6.5.4 创建amcl启动文件

6.6 总结

6.7 问题

第7章 探索ROS MoveIt！的高级功能

7.1 使用move_group的C++接口进行运动规划

7.1.1 使用MoveIt！C++API规划随机路径

7.1.2 使用MoveIt！C++API规划自定义路径

7.1.3 使用MoveIt！进行机械臂的碰撞检测

7.2 使用MoveIt！和Gazebo进行感知

7.3 使用MoveIt！操作对象

7.3.1 使用MoveIt！执行拾取和放置任务

7.3.2 在Gazebo和真实的机器人中应用抓取和放置动作

7.4 了解用于机器人硬件接口的DYNAMIXEL ROS伺服控制器

7.4.1 DYNAMIXEL伺服舵机

7.4.2 DYNAMIXEL-ROS接口

7.5 7-DOF机械臂与ROS MoveIt！

7.5.1 为COOL机械臂创建一个控制器软件包

7.5.2 COOL机械臂的MoveIt！配置

7.6 总结

7.7 问题

第8章 ROS在空中机器人上的应用

8.1 使用空中机器人

8.1.1 UAV硬件

8.1.2 Pixhawk自动驾驶仪

8.2 使用PX4飞行控制栈

8.2.1 PX4固件架构

8.2.2 PX4 SITL

8.3 PC/自动驾驶仪通信

8.4 编写ROS-PX4应用程序

8.4.1 编写轨迹流线

8.4.2 PX4的外部位姿估计

8.5 使用RotorS仿真框架

8.5.1 安装RotorS

8.5.2 RotorS软件包

8.5.3 创建一种新的无人机模型

8.5.4 与RotorS电机模型交互

8.6 总结

8.7 问题

第三部分 ROS机器人硬件原型开发

第9章 将I/O板传感器和执行器连接到ROS

9.1 理解Arduino-ROS接口

9.2 Arduino-ROS接口

9.2.1 理解ROS中的rosserial包

9.2.2 理解Arduino中的ROS节点API

9.2.3 ROS-Arduino发布者和订阅者示例

9.2.4 ROS-Arduino示例：用按钮闪烁LED

9.2.5 ROS-Arduino示例：加速度计ADXL 335

9.2.6 ROS-Arduino示例：超声波距离传感器

9.2.7 ROS-Arduino示例：里程计数据发布器

9.3 将非Arduino板连接到ROS

9.3.1 设置Odroid-C4、树莓派4和Jetson Nano用于安装ROS

9.3.2 在树莓派4上使用ROS闪烁LED

9.3.3 在树莓派2上使用ROS通过按钮闪烁LED

9.3.4 在树莓派4上运行示例

9.4 将DYNAMIXEL执行器连接到ROS

9.5 总结

9.6 问题

第10章 使用ROS、OpenCV和PCL编程视觉传感器

10.1 软硬件需求

10.2 理解ROS-OpenCV接口软件包

10.3 理解ROS-PCL接口软件包

10.4 连接ROS与USB网络摄像头

10.5 校准ROS摄像机

10.6 将Kinect和Asus Xtion Pro与ROS连接

10.7 连接Intel RealSense摄像机与ROS

10.8 连接Hokuyo激光雷达与ROS

10.9 使用点云数据

10.9.1 如何发布点云

10.9.2 如何订阅和处理点云

10.9.3 从PCD文件读取和发布点云

10.10 总结

10.11 问题

第11章 在ROS中构建与连接差速驱动移动机器人硬件

11.1 技术要求

11.1.1 软件要求

11.1.2 网络设置

11.1.3 硬件要求

11.2 一款DIY自主移动机器人——Remo简介

11.2.1 Remo硬件组件

11.2.2 ROS Navigation Stack的软件需求

11.3 为差速驱动机器人开发底层控制器和ROS Control高级硬件接口

11.3.1 为Remo实现底层基本控制器

11.3.2 用于差速驱动机器人的ROS Control高级硬件接口

11.3.3 Remo机器人的ROS节点和主题概述

11.4 配置和使用Navigation Stack

11.4.1 配置gmapping节点并创建地图

11.4.2 使用gmapping节点

11.4.3 配置move_base节点

11.4.4 配置AMCL节点

11.4.5 AMCL规划

11.4.6 在仿真环境中使用Remo机器人

11.5 总结

11.6 问题

第四部分 高级ROS编程

第12章 使用pluginlib、nodelet和Gazebo插件

12.1 理解pluginlib

12.2 理解ROS小节点

12.3 理解并创建Gazebo插件

12.4 总结

12.5 问题

第13章 编写ROS控制器和可视化插件

13.1 理解ros_control包

13.2 在ROS中编写一个基本的关节控制器

13.2.1 创建控制器包

13.2.2 创建控制器头文件

13.2.3 创建控制器源文件

13.2.4 控制器源文件的详细说明

13.2.5 创建插件描述文件

13.2.6 更新package.xml

13.2.7 更新CMakeLists.txt

13.2.8 构建控制器

13.2.9 编写控制器配置文件

13.2.10 编写控制器的启动文件

13.2.11 在Gazebo中运行控制器和7-DOF机械臂

13.3 了解RViz工具及其插件

13.3.1 Displays面板

13.3.2 RViz工具栏

13.3.3 Views面板

13.3.4 Time面板

13.3.5 可停靠面板

13.4 为远程操作编写RViz插件

13.5 总结

13.6 问题

第14章 在MATLAB和Simulink中使用ROS

14.1 开始使用MATLAB

14.2 开始使用ROS Toolbox和MATLAB

14.3 利用MATLAB和Gazebo开发机器人应用程序

14.4 开始使用ROS和Simulink

14.4.1 在Simulink中创建一个波信号积分器

14.4.2 在Simulink中发布ROS消息

14.4.3 在Simulink中订阅ROS主题

14.5 在Simulink中开发一个简单的控制系统

14.6 总结

14.7 问题

第15章 ROS在工业机器人中的应用

15.1 理解ROS-Industrial包

15.2 ROS-Industrial的目标

15.3 ROS-Industrial简史

15.4 安装ROS-Industrial包

15.5 为工业机器人创建URDF

15.6 为工业机器人创建MoveIt！配置

15.7 更新MoveIt！的配置文件

15.8 为UR机器人的机械臂安装ROS-Industrial软件包

15.9 为UR机器人安装ROS接口

15.10 理解UR机械臂的MoveIt！配置

15.11 UR硬件和ROS-I

15.12 使用MoveIt！配置ABB机器人

15.13 了解ROS-Industrial机器人支持包

15.14 了解ROS-Industrial机器人客户端包

15.15 设计工业机器人客户端节点

15.16 了解ROS-Industrial机器人驱动程序包

15.17 理解MoveIt！IKFast插件

15.18 为ABB IRB 6640机器人创建MoveIt！IKFast插件

15.19 OpenRave和IKFast模块

15.19.1 MoveIt！IKFast

15.19.2 安装MoveIt！IKFast包

15.19.3 在Ubuntu 20.04上安装OpenRave

15.20 创建使用OpenRave的机器人的COLLADA文件

15.21 为IRB 6640机器人生成IKFast CPP文件

15.22 创建MoveIt！IKFast插件

15.23 总结

15.24 问题

第16章 ROS的故障排除和最佳实践

16.1 为ROS设置Visual Studio Code IDE开发环境

16.1.1 安装/卸载Visual Studio Code

16.1.2 开始使用Visual Studio Code

16.1.3 安装新的Visual Studio Code扩展

16.1.4 从Visual Studio Code的ROS扩展开始

16.1.5 检查和构建ROS工作空间

16.1.6 使用Visual Studio Code管理ROS包

16.1.7 可视化URDF文件的预览

16.2 ROS的最佳实践

16.3 ROS包的最佳编程实践

16.4 ROS中的重要故障排除提示

16.5 总结

16.6 问题

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