精通ROS机器人编程(原书第2版)

无论是业余爱好者还是专业的机器人开发人员，在开始进行机器人系统及程序设计时，首先要面对的问题都是基本的如何驱动机器人的轮子的设计。ROS通过软件代码复用集成了众多已经开发完成的功能组件。本书专门帮助读者从对ROS一无所知到能够通过ROS系统完成小型机器人系统的开发和编程工作。本书提供了各种实际的示例代码供读者学习和理解ROS的软件框架。你可以在仿真环境中自行构建机器人相应的功能程序。本书第2版在第1版的基础上增加了与ROSHydro一起工作，如何创建、可视化和处理不同传感器的点云信息，如何控制和利用多关节机械臂，并提供简单易懂的实用教程编写自己的机器人。

目录

推荐序一

推荐序二

译者序

前言

作者简介

审校者简介

第1章　ROS  Hydro系统入门  1

1.1　PC安装教程  3

1.2　使用软件库安装ROS  Hydro  3

1.2.1配置Ubuntu软件库  4

1.2.2添加软件库到sources.list文件中  4

1.2.3设置密钥  5

1.2.4安装ROS  5

1.2.5初始化rosdep  6

1.2.6配置环境  6

1.2.7安装rosinstall  7

1.3　如何安装VirtualBox和Ubuntu  8

1.3.1下载VirtualBox  8

1.3.2创建虚拟机  8

1.4在BeagleBone  Black上安装ROS  Hydro  11

1.4.1准备工作  12

1.4.2配置主机和source.list文件  13

1.4.3设置密钥  14

1.4.4安装ROS功能包  14

1.4.5初始化rosdep  15

1.4.6在BeagleBone  Black中配置环境  15

1.4.7在BeagleBone  Black中安装rosinstall  15

1.5　本章小结  15

第2章　ROS系统架构及概念  16

2.1　理解ROS文件系统级  16

2.1.1工作空间  17

2.1.2功能包  18

2.1.3综合功能包  19

2.1.4消息  20

2.1.5服务  21

2.2　理解ROS计算图级  22

2.2.1节点与nodelet  23

2.2.2主题  24

2.2.3服务  25

2.2.4消息  26

2.2.5消息记录包  26

2.2.6节点管理器  26

2.2.7参数服务器  27

2.3　理解ROS开源社区级  27

2.4　ROS系统试用练习  28

2.4.1ROS文件系统导览  28

2.4.2创建工作空间  29

2.4.3创建ROS功能包和综合功能包  30

2.4.4编译ROS功能包  30

2.4.5使用ROS节点  31

2.4.6如何使用主题与节点交互  33

2.4.7如何使用服务  36

2.4.8使用参数服务器  38

2.4.9创建节点  38

2.4.10　编译节点  41

2.4.11创建msg和srv文件  42

2.4.12使用新建的srv和msg文件  44

2.4.13启动文件  48

2.4.14动态参数  50

2.5　本章小结  54

第3章　可视化和调试工具  55

3.1　调试ROS节点  57

3.1.1使用gdb调试器调试ROS节点  57

3.1.2ROS节点启动时调用gdb调试器  58

3.1.3ROS节点启动时调用valgrind分析节点  59

3.1.4设置ROS节点core文件转储  59

3.2　日志信息  59

3.2.1输出日志信息  59

3.2.2设置调试信息级别  60

3.2.3为特定节点配置调试信息级别  61

3.2.4信息命名  62

3.2.5按条件显示信息与过滤信息  62

3.2.6显示信息的方式——单次、可调、组合  63

3.2.7使用rqt_console和rqt_logger_level在运行时修改调试级别  63

3.3　检测系统状态  66

3.3.1检测节点、主题、服务和参数  67

3.3.2使用rqt_graph在线检测节点状态图  70

3.4　设置动态参数  71

3.5　当出现异常状况时使用　　  roswtf  72

3.6　可视化节点诊断  74

3.7　绘制标量数据图  75

3.8　图像可视化  77

3.9　3D可视化  79

3.9.1使用rqt_rviz在3D世界中实现数据可视化  79

3.9.2主题与坐标系的关系  82

3.9.3可视化坐标变换  82

3.10　保存与回放数据  83

3.10.1什么是消息记录包文件  84

3.10.2使用rosbag在消息记录包中记录数据  84

3.10.3回放消息记录包文件  85

3.10.4检查消息记录包文件的主题和消息  86

3.11　应用rqt与rqt_gui插件  88

3.12　本章小结  88

第4章　在ROS下使用传感器和执行器  90

4.1　使用游戏杆或游戏手柄  90

4.1.1joy_node如何发送游戏杆动作消息  91

4.1.2使用游戏杆数据在turtlesim中移动海龟  92

4.2　使用激光雷达——Hokuyo  URG-04lx  95

4.2.1了解激光雷达如何在ROS中发送数据  96

4.2.2访问和修改激光雷达数据  98

4.3　使用Kinect传感器查看3D环境中的对象  100

4.3.1如何发送和查看Kinect数据  101

4.3.2创建使用Kinect的示例  102

4.4　使用伺服电动机——Dynamixel  104

4.5　使用Arduino添加更多的传感器和

　执行器  107

4.6　在Arduino上使用超声波传感器  111

4.7　距离传感器如何发送消息  113

4.7.1创建使用超声波的示例  113

4.7.2Xsens如何在ROS中发送数据  116

4.7.3创建使用Xsens的示例  116

4.8　使用10自由度低成本惯性测量模组IMU  118

4.8.1下载加速度传感器库  119

4.8.2Arduino  Nano和10自由度传感器编程  120

4.8.3创建ROS节点以使用10自由度传感器数据  121

4.9　GPS的使用  123

4.9.1GPS如何发送信息  125

4.9.2创建一个使用GPS的工程实例  126

4.10　本章小结  127

第5章　计算机视觉  128

5.1　连接和运行摄像头  129

5.1.1FireWire  IEEE1394摄像头  129

5.1.2USB摄像头  133

5.2　使用OpenCV制作USB摄像头　驱动程序  134

5.2.1通过cv_bridge使用OpenCV处理ROS图像  139

5.2.2使用image  transport发布图像  139

5.2.3在ROS中使用OpenCV  140

5.2.4显示摄像头输入的图像  140

5.3　标定摄像头  141

5.4　ROS图像管道  148

5.5　计算机视觉任务中有用的ROS功能包  152

5.6　使用viso2实现视觉里程计  153

5.6.1摄像头位姿标定  154

5.6.2运行viso2在线演示  157

5.6.3使用低成本双目摄像头运行viso2  159

5.7　使用RGBD深度摄像头实现视觉里程计  160

5.7.1安装fovis  160

5.7.2用Kinect  RGBD深度摄像头运行fovis  160

5.8　计算两幅图像的单应性  161

5.9　本章小结  162

第6章　点云  163

6.1　理解点云库  163