ROS教育机器人实训教程

本书主要针对参加机 器人工程训练项目的学生 、机器人学习爱好者和机 器人操作系统（Robot Operating System，ROS ）学习爱好者等读者，以 小型智能机器人作为载体 ，使用ROS作为系统框架 ，灵活应用设计、控制和 算法等理论知识，开展机 器人工程实践项目。 本书讲解如何从零开 始搭建一个机器人操作系 统，以及如何学习、使用 机器人操作系统。机器人 是一门综合学科，涉及的 知识工具有：①STM32、 Ubuntu、C＋＋、Python 、R0s，处理图像时还需 要用到图像处理、 OpenCV的知识；②机器 人底层控制器串口通信和 底盘：PID调试相关知识 ，CAN通信、串口通信等 ，下位机与上位机控制系 统的通信算法，数据包发 送与接收解析算法；③机 器人底盘运动解析，麦克 纳姆轮底盘、全向轮底盘 、差速底盘和阿克曼底盘 解析算法；④机器人导航 和视觉控制功能，包括机 器人slam建图、雷达跟踪 、自主巡线和视觉跟踪等 。 本书可作为高等学校 相关专业课程实训教材， 也可供机器人领域爱好者 参考学习。

第1章 ROS机器人概述 1.1 一般机器人的组成 1.2 ROS机器人简介 1.3 ROS机器人控制简介 1.4 ROS机器人的运动正方向 第2章 STM32底层执行部分的实现 2.1 概述 2.2 串口3／串口1通信接收速度控制命令部分 2.3 CAN通信接收速度控制命令部分 2.4 运动执行部分 2.5 向决策层发送状态信息部分 2.6 手机蓝牙APP遥控部分 2.7 PS2无线手柄遥控部分 2.8 航模遥控器遥控部分 2.9 STM32源码简述 第3章 常见轮式机器人运动学分析 3.1 麦克纳姆轮式 3.2 全向轮式 3.3 两轮差速式 3.4 阿克曼转向式 第4章 Ubuntu 4.1 概述 4.2 虚拟机 4.3 Ubuntu的常用命令 4.4 远程控制 4.5 远程控制：网络通信配置 4.6 远程命令行控制：SSH 4.7 远程桌面控制：VNC 4.8 远程挂载文件：NFS 4.9 文本编辑器：Sublime Text 第5章 整体认识ROS 5.1 介绍 5.2 ROS的安装 5.3 工作空间与功能包 5.4 ROS的通信方式 5.5 节点、话题、服务、参数服务器使用实例 第6章 ROS编程训练：制作一个功能包 6.1 功能设计 6.2 新建工作空间和功能包 6.3 自定义话题数据格式 6.4 C++实现话题的发布、订阅和参数的读取 6.5 Python实现话题的发布、订阅和参数的读取 6.6 使用launeet文件调用功能包和上传参数 第7章 TF、urdf、rviz、rqt与OpenCV 7.1 TF简介 7.2 TF编程：C++实现TF广播和监听 7.3 TF编程：Python实现TF广播和监听 7.4 TF静态坐标工具：launch文件发布静态坐标 7.5 urdf文件 7.6 rviz 7.7 rqt 7.8 ROS与OpenCV：cv_bridge 第8章 ROS与STM32运动底盘 8.1 ROS的应用 8.2 功台皂包【turn_on_wheeltec_robot】 8.3 使用功能包【turn_on_wheeltec_robot】 第9章 ROS机器人的同步定位与建图 9.1 同步定位与建图基本概念 9.2 Gmapping建图算法功能包 9.3 Hector建图算法功能包 9.4 cartographer建图算法功能包 9.5 Karto建图算法功能包 9.6 使用ROs机器人进行建图 第10章 ROS机器人的自主导航 10.1 概述 10.2 ROS自主导航功能包集与导航框架 10.3 自主导航参数文件 10.4 使用ROS机器人进行自主导航 附录 附录1 《ROS教育机器人实训教程》A卷 附录2 《ROS教育机器人实训教程》B卷 附录3 《ROS教育机器人实训教程》C卷 附录4 《ROS教育机器人实训教程》D卷 附录5 《ROS教育机器人实训教程》E卷 附录6 参考网址 参考文献