机器人操作系统(ROS)及仿真应用

本书首先对Ubuntu 20.04的安装与使用、ROS安装与系统架构、ROS通信方式、ROS实用工具进行了介绍，然后在仿真环境中对机器人建模与运动仿真、机器人建图与导航仿真应用、机器人平面视觉检测仿真应用、机器人三维视觉仿真实例等方面进行了详细介绍，最后通过一个完整的基于ROS的服务机器人的仿真应用实例，讲解如何实现地图创建、航点设置、路径规划、视觉检测、物品自动抓取的综合功能。
为了便于理解，书中列举了大量应用实例，所有实例均在ROS中调试通过，可以直接运行，且每个应用实例均给出相应的源代码。本书在编写时力求做到通俗易懂、图文并茂，针对应用型本科院校学生的特点，内容讲解在够用的基础上，突出实际应用，同时提供丰富的配套资源。
本书可作为普通高等院校机器人、机械、车辆等工科专业的教材，也可供广大从事机器人开发的工程技术人员参考。

前言
第1章 Linux Ubuntu入门基础
1.1 Ubuntu简介
1.2 安装Ubuntu 20.04
1.2.1 准备工具
1.2.2 制作Ubuntu系统安装启动U盘
1.2.3 在Windows 10操作系统下创建空白磁盘分区
1.2.4 利用U盘安装Ubuntu系统
1.3 Ubuntu 20.04使用入门
1.3.1 截图快捷键
1.3.2 Ubuntu 20.04界面简介
1.3.3 命令行使用入门
1.4 本章小结
第2章 ROS安装与系统架构
2.1 ROS简介
2.2 ROS安装与配置
2.3 ROS默认安装
2.4 ROS架构
2.4.1 ROS文件系统级
2.4.2 ROS计算图级
2.4.3 ROS开源社区级
2.4.4 常用包管理指令
2.5 Visual Studio Code安装与配置
2.6 Visual Studio Code卸载
2.7 本章小结
第3章 ROS通信方式
3.1 主题
3.1.1 概述
3.1.2 发布器编程实例：小乌龟速度控制
3.1.3 订阅器编程实例：小乌龟速度接收
3.2 服务
3.2.1 概述
3.2.2 自定义srv消息文件编程实例
3.2.3 服务端编程实例
3.2.4 客户端编程实例
3.3 动作库
3.3.1 概述
3.3.2 自定义action消息文件编程实例
3.3.3 客户端编程实例
3.3.4 服务端编程实例
3.4 参数服务器
3.4.1 创建yaml文件
3.4.2 加载yaml文件
3.4.3 在节点中进行参数读取
3.5 本章小结
第4章 ROS实用工具
4.1 坐标变换
4.1.1 广播TF变换
4.1.2 监听TF变换
4.2 启动文件
4.2.1 编写launch文件
4.2.2 Launch文件解析
4.3 Gazebo仿真
4.3.1 开源项目的下载
4.3.2 启动仿真软件
4.3.3 启动键盘控制
4.4 Rviz三维可视化工具
4.4.1 开源项目的下载
4.4.2 启动Rviz可视化工具
4.5 本章小结
第5章 机器人建模与运动仿真
5.1 URDF的物理模型描述
5.1.1 开源项目示例
5.1.2 URDF的结构与惯性描述
5.1.3 仿真中常用的惯性参数
5.2 URDF的传感器描述
5.2.1 运动底盘仿真参数
5.2.2 激光雷达仿真参数
5.2.3 立体相机仿真参数
5.3 机器人运动仿真
5.3.1 运动控制仿真示例
5.3.2 与ROS工具的连接
5.3.3 基于传感器的闭环控制仿真示例
5.4 本章小结
第6章 机器人建图与导航仿真应用
6.1 在Gazebo中进行SLAM建图和导航仿真
6.1.1 SLAM建图仿真
6.1.2 Navigation导航仿真
6.2 ROS中的Navigation导航系统
6.2.1 Navigation的使用
6.2.2 全局规划器
6.2.3 局部规划器
6.2.4 AMCL
6.2.5 move_base
6.2.6 常见问题
6.3 开源地图导航插件简介
6.3.1 常规的导航调用
6.3.2 基于插件的导航调用
6.3.3 在仿真环境中设置航点
6.3.4 在仿真环境中使用插件导航
6.3.5 航点信息的编辑修改
6.4 语音识别和自主导航综合实例
6.4.1 下载语音识别包
6.4.2 编写实例代码
6.4.3 对实例进行仿真
6.5 本章小结
第7章 机器人平面视觉检测仿真应用
7.1 使用OpenCV获取机器人的视觉图像
7.1.1 编写例程代码
7.1.2 对例程进行仿真
7.1.3 在真机上运行实例
7.2 使用OpenCV进行颜色特征提取和目标定位
7.2.1 编写例程代码
7.2.2 对例程进行仿真
7.2.3 在真机上运行实例
7.3 实现机器人的目标跟随
7.3.1 编写例程代码
7.3.2 对例程进行仿真
7.3.3 在真机上运行实例
7.4 实现机器人的人脸检测
7.4.1 编写例程代码
7.4.2 对例程进行仿真
7.4.3 在真机上运行实例
7.5 本章小结
第8章 机器人三维视觉仿真实例
8.1 机器人的三维点云数据获取
8.1.1 编写例程代码
8.1.2 对例程进行仿真
8.1.3 在真机上运行实例
8.2 使用PCL点云库进行平面特征提取
8.2.1 编写例程代码
8.2.2 对例程进行仿真
8.2.3 在真机上运行实例
8.3 使用PCL点云库进行点云聚类分割
8.3.1 编写例程代码
8.3.2 对例程进行仿真
8.3.3 在真机上运行实例
8.4 基于三维视觉的物品检测和抓取
8.4.1 编写例程代码
8.4.2 对例程进行仿真
8.4.3 在真机上运行实例
8.5 本章小结
第9章 基于ROS的服务机器人应用实例
9.1 环境地图的创建
9.2 关键航点的设置
9.3 任务脚本代码的编写
9.4 完整实例的运行
9.5 在真机上运行实例
9.6 本章小结
参考文献