精通ROS機(jī)器人編程（原書第2版）

譯者序
前言
作者簡(jiǎn)介
譯者簡(jiǎn)介
第1章　ROS簡(jiǎn)介 1
1.1　為什么要學(xué)習(xí)ROS 1
1.2　在機(jī)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(jì)算圖 9
1.5.1　ROS節(jié)點(diǎn) 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(diǎn)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(gè)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(diǎn) 23
2.1.3　編譯生成節(jié)點(diǎn) 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(dòng)作庫(kù) 34
2.3.2　編譯ROS動(dòng)作服務(wù)器和客戶端 37
2.4　創(chuàng)建啟動(dòng)文件 39
2.5　話題、服務(wù)和動(dòng)作庫(kù)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(yè)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(jī)器人建模 48
3.1　機(jī)器人建模的ROS軟件包 49
3.2　利用URDF理解機(jī)器人建模 50
3.3　為機(jī)器人描述創(chuàng)建ROS軟件包 52
3.4　創(chuàng)建我們的第一個(gè)URDF模型 52
3.5　詳解URDF文件 54
3.6　在RViz中可視化機(jī)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(jī)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(jī)械臂創(chuàng)建機(jī)器人描述 60
3.10.1　機(jī)械臂規(guī)格 61
3.10.2　關(guān)節(jié)類型 61
3.11　解析7-DOF機(jī)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(jī)器人夾爪 63
3.11.6　在RViz中查看7-DOF機(jī)械臂 63
3.12　為差速驅(qū)動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人創(chuàng)建機(jī)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(jī)器人仿真 71
4.1　使用Gazebo和ROS仿真機(jī)械臂 71
4.2　為Gazebo創(chuàng)建機(jī)械臂仿真模型 72
4.2.1　為Gazebo機(jī)器人模型添加顏色和紋理 73
4.2.2　添加transmission標(biāo)簽來(lái)驅(qū)動(dòng)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(jué)傳感器 75
4.3　仿真裝有Xtion Pro的機(jī)械臂 76
4.4　在Gazebo中使用ROS控制器 78
4.4.1　認(rèn)識(shí)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(dòng)ROS控制器 81
4.4.6　控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng) 83
4.5　在Gazebo中仿真差速輪式機(jī)器人 83
4.5.1　將激光雷達(dá)添加到機(jī)器人中 85
4.5.2　在Gazebo中控制機(jī)器人移動(dòng) 86
4.5.3　在啟動(dòng)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(diǎn) 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(jī)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(jī)械臂 101
5.4　在V-REP下仿真差速輪式機(jī)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(jué)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：?jiǎn)?dòng)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(jī)器人姿態(tài) 122
6.2.6　第6步：設(shè)置機(jī)器人的末端執(zhí)行器 122
6.2.7　第7步：添加被動(dòng)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(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃 124
6.3.1　使用RViz運(yùn)動(dòng)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(dòng)文件 137
6.6.2　在差速驅(qū)動(dòng)機(jī)器人上運(yùn)行SLAM 138
6.6.3　使用amcl和靜態(tài)地圖實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航 141
6.6.4　創(chuàng)建amcl啟動(dòng)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(diǎn)和Gazebo 插件 145
7.1　理解pluginlib 145
7.2　理解ROS小節(jié)點(diǎn) 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