ROS入门实例(修订版)

本书是一部介绍机器人操作系统（机器人系统编程）的专业性读物。全书内容包括ROS基础知识，操作系统以及相关代码、模拟器安装，导航与路径规划，语音识别与合成，机器人视觉系统与视觉组合，Dynamixel伺服机。本书与第一版的不同之处是针对新的操作系统、新的软件升级版编写。

  

1 本书目标
2 真实机器人和模拟机器人
2.1 Gazebo、Stage和Arbot.iX模拟器
2.2 关于TurtleBot、Maxwell和Pi机器人的简介
3 操作系统和ROS版本
3.1 安装Ubuntu Linux
3.2 开始使用Linux
3.3 更新和升级注意事项
4 回顾ROS基础知识
4.1 安装ROS
4.2 安装rosinstall
4.3 用Catkin建立ROs程序包
4.4 创建catkin工作空间
4.5 使用catkin的清除命令
4.6 重新构建单独的catkin包
4.7 混合使用catkin和rosbuild工作空间
4.8 学习ROS官方教程
4.9 RViz：ROS可视化工具
4.10 在程序中使用ROS参数
4.11 使用rqt_reconfigure(即旧版本的dynamic_reconfigure)来设置ROS参数
4.12 机器人与桌面计算机之间联网
4.12.1 时间同步
4.12.2 使用Zeroconf进行ROS联网
4.12.3 测试连通性
4.12.4 设置ROS_MASTER_URI和ROS_HOSTNAME变量
4.12.5 打开新的终端
4.12.6 在两台设备上运行节点
4.12.7 通过互联网进行ROS联网
4.13 ROS回顾
4.14 ROS应用是什么
4.15 使用SVN、Git、Mercurial安装数据包
4.15.1 SVN
4.15.2 Git
4.15.3 Mercurial
4.16 从个人catkin目录移除数据包
4.17 如何寻找第三方ROs数据包
4.17.1 搜索ROS Wiki
4.17.2 使用rosloeate命令
4.17.3 浏览ROS软件索引
4.17.4 使用Google搜索
4.18 获取更多关于ROS的帮助
5 安装ros_by-example代码
5.1 安装必备组件
5.2 复制Indigo：ros-by-example代码资源
5.2.1 从Electric或者Fuerte版本升级
5.2.2 从Groovy版本升级
5.2.3 从Hydro版本升级
5.2.4 首次复制Indigo的rbxl的代码资源
5.3 关于本书的代码列表
6 安装Arbotix模拟器
6.1 安装模拟器
6.2 测试模拟器
6.3 在模拟器上运行你自己的机器人
7 控制移动底座
7.1 单位长度和坐标系
7.2 运动控制的分层
7.2.1 发动机、轮子和编码器
7.2.2 发动机控制器和驱动程序
7.2.3 ROS基控制器
7.2.4 使用ROS中move_base包的基于框架的运动
7.2.5 使用ROS的gmapping包和amcl包的SLAM
7.2.6 语义目标
7.2.7 总结
7.3 ROS中Twist消息和轮子转动
7.3.1 Twist消息的例子
7.3.2 用RViz监视机器人运动
7.4 对你的机器人进行测量校准
7.4.1 线速度校准
7.4.2 角速度校准
7.5 发送Twist消息给机器人
7.6 从ROS节点发布Twist消息
7.6.1 通过定时和定速估计距离和角度
7.6.2 在ArbotiX模拟器上进行计时前进并返回运动
7.6.3 计时前进并返回运动的脚本
7.6.4 用现实的机器人执行计时前进并返回
7.7 我们到了吗？根据测量来到达目的距离
7.8 使用测程法前进并返回
7.8.1 在Arbotix模拟器上基于测量的前进返回
7.8.2 在现实的机器人上基于测量的前进返回
7.8.3 基于测量的前进返回脚本
7.8.4 话题／odom与框架／odom的对比
7.9 使用测量走正方形
7.9.1 在Arbotix模拟器中走正方形
7.9.2 让现实的机器人走正方形
7.9.3 脚本nay_square.py
7.9.4 dead reckoning造成的问题
7.10 遥控你的机器人
7.10.1 使用键盘
7.10.2 使用Logitech游戏摇杆
7.10.3 使用ArbotiX控制器图形界面
7.10.4 用交互标识遥控TurtleBot
8 导航、路径规划和SLAM
8.1 使用move_base包进行路径规划和障碍物躲避
8.1.1 用move_base包指定导航目标
8.1.2 为路径规划设定参数
8.2 在Arbotix模拟器测试move_base
8.2.1 在Rviz通过点击导航
8.2.2 RViz的导航显示类型
8.2.3 用move_base导航走正方形
8.2.4 避开模拟障碍物
8.2.5 在显示障碍物时手动设置导航目标
8.3 在现实的机器人上运行move_base
8.3.1 没有障碍物的情况下测试move―base
8.3.2 将深度摄像头作为模拟激光避开障碍物
8.4 用gmapping包创建地图
8.4.1 激光扫描仪和深度摄像头哪个更好呢
8.4.2 收集并记录扫描数据
8.4.3 创建地图
8.4.4 通过包数据创建地图
8.4.5 可以增大或者修改一张现存的地图吗
8.5 用一张地图和amcl来导航和定位
8.5.1 用模拟定位测试amcl
8.5.2 在现实的机器人上使用amcl
8.5.3 完全自动导航
8.5.4 在模拟器上运行导航测试
8.5.5 理解导航测试脚本
8.5.6 在现实的机器人上运行导航测试
8.5.7 接下来是什么
9 语音识别及语音合成
9.1 安装语音识别PocketSphinx
9.2 测试PocketSphinx识别器
9.3 创建词汇库
9.4 语音控制导航脚本
9.4.1 在虚拟器ArbotiX中测试语音控制
9.4.2 在真实的机器人上使用语音控制
9.5 安装及测试文字转语音系统Festival
9.5.1 在ROS节点中使用文字转语音系统
9.5.2 测试talkback.py脚本
10 机器人的视觉系统
10.1 OpenCV、OpenNI和PCL
10.2 关于摄像头的分辨率的注意事项
10.3 安装和测试ROS摄像头驱动
10.3.1 安装OpenNI和OpenKinect (freeneet)驱动
lO.3.2 安装Webcam驱动
10.3.3 测试你的kinect或Xtion摄像头
10.3.4 测试USB网络摄像头
10.4 在Ubuntu Linux上安装OpenCV
10.5 ROS和OpenCV：cv_bridge Package
10.6 ros20pencv2.py工具
10.7 处理储存的视频
10.8 OpenCV：计算机视觉的开源库
10.8.1 人脸侦测
10.8.2 用GoodFeaturesToTrack进行关键点检测
10.8.3 利用光学流跟踪关键点
10.8.4 构建一个更好的人脸追踪器
10.8.5 动态地添加和丢除关键点
10.8.6 颜色块追踪((CamShift)
10.9 OpenNI和骨架追踪
10.9.1 为ROS Indigo安装NITE和openni_tracker
10.9.2 在RViz上查看骨架
10.9.3 在你的程序中访问骨架图
10.10 PCL Nodelets和三维点云
10.10.1 PassThrough滤波器
10.10.2 将多个PassThrough滤波器结合
10.10.3 VoxelGrid滤波器
11 组合视觉与底座控制
11.1 关于摄像机坐标系的注意事项
11.2 物体跟踪器
11.2.1 使用rqt_plot测试物体跟踪器
11.2.2 使用模拟的机器人测试物体跟踪器
11.2.3 理解物体跟踪器的代码
11.2.4 在真实的机器人上的物体跟踪器
11.3 物体跟随器
11.3.1 为物体跟踪器增加深度
11.3.2 在模拟的机器人上测试物体跟随器
11.3.3 在真实的机器人上的物体跟随器
11.4 人跟随器
11.4.1 在模拟器中测试跟随器应用
11.4.2 理解跟随器脚本
11.4.3 在TurtleBot上运行跟随器应用
11.4.4 在过滤后的点云上运行跟随器节点
12 Dynamixel伺服机和ROS
12.1 具备能抬头、摇头的头部的Tunlebot
12.2 选择一个Dynamixel硬件控制器
12.3 关于Dynamixel硬件的注意事项
12.4 选择一个ROS里的Dynamixel程序包
12.5 理解ROS中关节状态消息类型
12.6 控制关节位置、速度和转矩
12.6.1 设置伺服机位置
12.6.2 设置伺服机速度
12.6.3 控制伺服机转矩
12.7 检查USB2Dynamixel连接
12.8 设置伺服机硬件ID
12.9 配置和启动dynamixel_contlrollers
12.9.1 dynamixel_controllers配置文件
12.9.2 dynamixel_controllers启动文件
12.10 测试伺服机
12.10.1 打开控制器
12.10.2 在RViz中监控机器人
12.10.3 列出控制器的话题和监控关节状态
12.10.4 列出控制器的服务
12.10.5 设置伺服机的位置、速度和转矩
12.10.6 使用relax_all_servos.py脚本
12.11 跟踪一个可见目标
12.11.1 跟踪脸部
12.11.2 头部跟踪器脚本
12.11.3 跟踪有颜色的物体
12.11.4 跟踪手动选择的目标
12.12 一个完整的头部跟踪ROS应用
13 下一步