精通ROS機器人編程（原書第2版）

譯者序
前言
作者簡介
譯者簡介
第1章　ROS簡介 1
1.1　為什么要學(xué)習(xí)ROS 1
1.2　在機器人開發(fā)中，人們?yōu)槭裁锤敢膺x擇ROS 2
1.3　為什么有些人不愿意選擇ROS 3
1.4　理解ROS的文件系統(tǒng) 4
1.4.1　ROS軟件包 5
1.4.2　ROS超軟件包 7
1.4.3　ROS消息 7
1.4.4　ROS服務(wù) 9
1.5　理解ROS的計算圖 9
1.5.1　ROS節(jié)點 11
1.5.2　ROS消息 12
1.5.3　ROS話題 13
1.5.4　ROS服務(wù) 13
1.5.5　ROS消息記錄包 14
1.5.6　ROS節(jié)點管理器 14
1.5.7　應(yīng)用ROS參數(shù) 16
1.6　ROS的社區(qū) 17
1.7　學(xué)習(xí)ROS需要做哪些準(zhǔn)備 17
1.8　習(xí)題 20
1.9　本章小結(jié) 20
第2章　ROS編程入門 21
2.1　創(chuàng)建一個ROS軟件包 21
2.1.1　學(xué)習(xí)ROS話題 23
2.1.2　創(chuàng)建ROS節(jié)點 23
2.1.3　編譯生成節(jié)點 26
2.2　添加自定義的msg和srv文件 28
2.3　使用ROS服務(wù) 30
2.3.1　使用ROS動作庫 34
2.3.2　編譯ROS動作服務(wù)器和客戶端 37
2.4　創(chuàng)建啟動文件 39
2.5　話題、服務(wù)和動作庫的應(yīng)用 41
2.6　維護(hù)ROS軟件包 41
2.7　發(fā)布ROS軟件包 42
2.7.1　準(zhǔn)備發(fā)布ROS軟件包 43
2.7.2　發(fā)布軟件包 43
2.7.3　為ROS軟件包創(chuàng)建維基頁面 45
2.8　習(xí)題 47
2.9　本章小結(jié) 47
第3章　在ROS中為3D機器人建模 48
3.1　機器人建模的ROS軟件包 49
3.2　利用URDF理解機器人建模 50
3.3　為機器人描述創(chuàng)建ROS軟件包 52
3.4　創(chuàng)建我們的第一個URDF模型 52
3.5　詳解URDF文件 54
3.6　在RViz中可視化機器人3D模型 55
3.7　向URDF模型添加物理屬性和碰撞屬性 57
3.8　利用xacro理解機器人建模 58
3.8.1　使用屬性 58
3.8.2　使用數(shù)學(xué)表達(dá)式 59
3.8.3　使用宏 59
3.9　將xacro轉(zhuǎn)換為URDF 59
3.10　為7-DOF機械臂創(chuàng)建機器人描述 60
3.10.1　機械臂規(guī)格 61
3.10.2　關(guān)節(jié)類型 61
3.11　解析7-DOF機械臂的xacro模型 61
3.11.1　使用常量 61
3.11.2　使用宏 62
3.11.3　包含其他xacro文件 62
3.11.4　在連桿中使用網(wǎng)格模型 63
3.11.5　使用機器人夾爪 63
3.11.6　在RViz中查看7-DOF機械臂 63
3.12　為差速驅(qū)動移動機器人創(chuàng)建機器人模型 66
3.13　習(xí)題 70
3.14　本章小結(jié) 70
第4章　使用ROS和Gazebo進(jìn)行機器人仿真 71
4.1　使用Gazebo和ROS仿真機械臂 71
4.2　為Gazebo創(chuàng)建機械臂仿真模型 72
4.2.1　為Gazebo機器人模型添加顏色和紋理 73
4.2.2　添加transmission標(biāo)簽來驅(qū)動模型 74
4.2.3　添加gazebo_ros_control插件 74
4.2.4　在Gazebo中添加3D視覺傳感器 75
4.3　仿真裝有Xtion Pro的機械臂 76
4.4　在Gazebo中使用ROS控制器 78
4.4.1　認(rèn)識ros_control軟件包 78
4.4.2　不同類型的ROS控制器和硬件接口 79
4.4.3　ROS控制器如何與Gazebo交互 79
4.4.4　將關(guān)節(jié)狀態(tài)控制器和關(guān)節(jié)位置控制器連接到手臂 80
4.4.5　在Gazebo中啟動ROS控制器 81
4.4.6　控制機器人的關(guān)節(jié)運動 83
4.5　在Gazebo中仿真差速輪式機器人 83
4.5.1　將激光雷達(dá)添加到機器人中 85
4.5.2　在Gazebo中控制機器人移動 86
4.5.3　在啟動文件中添加關(guān)節(jié)狀態(tài)發(fā)布者 87
4.6　添加ROS遙控節(jié)點 88
4.7　習(xí)題 89
4.8　本章小結(jié) 89
第5章　用ROS和V-REP進(jìn)行機器人仿真 91
5.1　安裝帶有ROS的V-REP 91
5.2　理解vrep_plugin 95
5.2.1　使用ROS服務(wù)與V-REP交互 96
5.2.2　使用ROS話題與V-REP交互 98
5.3　使用V-REP和ROS仿真機械臂 101
5.4　在V-REP下仿真差速輪式機器人 107
5.4.1　在V-REP中添加激光傳感器 109
5.4.2　在V-REP中添加3D視覺傳感器 110
5.5　習(xí)題 112
5.6　本章小結(jié) 112
第6章　ROS MoveIt!與導(dǎo)航軟件包集 113
6.1　安裝MoveIt! 113
6.2　使用配置助手工具生成MoveIt!配置軟件包 118
6.2.1　第1步：啟動配置助手工具 118
6.2.2　第2步：生成自碰撞矩陣 120
6.2.3　第3步：增加虛擬關(guān)節(jié) 120
6.2.4　第4步：添加規(guī)劃組 121
6.2.5　第5步：添加機器人姿態(tài) 122
6.2.6　第6步：設(shè)置機器人的末端執(zhí)行器 122
6.2.7　第7步：添加被動關(guān)節(jié) 123
6.2.8　第8步：作者信息 123
6.2.9　第9步：生成配置文件 123
6.3　使用MoveIt!配置軟件包在RViz中進(jìn)行機器人運動規(guī)劃 124
6.3.1　使用RViz運動規(guī)劃插件 125
6.3.2　MoveIt!配置軟件包與Gazebo的接口 128
6.4　理解ROS導(dǎo)航軟件包集 133
6.4.1　ROS導(dǎo)航硬件的要求 133
6.4.2　使用導(dǎo)航軟件包 134
6.5　安裝ROS導(dǎo)航軟件包集 136
6.6　使用SLAM構(gòu)建地圖 136
6.6.1　為gmapping創(chuàng)建啟動文件 137
6.6.2　在差速驅(qū)動機器人上運行SLAM 138
6.6.3　使用amcl和靜態(tài)地圖實現(xiàn)自主導(dǎo)航 141
6.6.4　創(chuàng)建amcl啟動文件 141
6.7　習(xí)題 144
6.8　本章小結(jié) 144
第7章　使用pluginlib、小節(jié)點和Gazebo 插件 145
7.1　理解pluginlib 145
7.2　理解ROS小節(jié)點 151
7.3　理解Gazebo插件 156
7.4　習(xí)題 160
7.5　本章小結(jié) 160
第8章　ROS控制器和可視化插件編程 161
8.1　理解 ros_control軟件包集 162
8.1.1　controller