開源機器人操作係統：ROS（附光盤） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張建偉，張立偉，鬍穎，張俊 著

圖書標籤:

• ROS
• 機器人操作係統
• 機器人技術
• 開源軟件
• 嵌入式係統
• Linux
• C++
• Python
• 機器人開發
• 自動化

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030354341

版次：1

商品編碼：11742209

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2012-09-01

用紙：膠版紙

頁數：304

字數：417000

正文語種：中文

附件：光盤

編輯推薦

適讀人群 ：本書可作為機器人研究者以及機器人愛好者應用ROS 構建機器人軟件係統的參考手冊。
本書內容共分九章，覆蓋瞭ROS基本編程的大部分內容。利用現有的因特網上**資料為藍本，介紹瞭ROS的總體架構和涉及的主要領域，對ROS安裝及使用過程中常見問題給齣瞭解答。

內容簡介

　　目前，ROS（robot operating system）逐步成為機器人研發領域的通用性軟件平颱。
　　ROS是開源的用於機器人的一種後操作係統，或者說次級操作係統。它提供類似操作係統所提供的功能，包含硬件抽象描述、底層驅動程序管理、共用功能的執行、程序間的消息傳遞、程序發行包管理，它也提供一些工具程序和庫用於獲取、建立、編寫和運行多機整閤的程序。
　　《開源機器人操作係統：ROS》附光盤一張，內容包括書中的部分例子源代碼和Diamoridback及Electric版本安裝後在本地硬盤L的全部程序，以便於讀者對照自己的安裝版本進行調試。
　　《開源機器人操作係統：ROS》可作為機器人研究者以及機器人愛好者應用ROs構建機器人軟件係統的參考手冊。

目錄

前言
術語列錶

第一章 ROS簡介
1.1 ROS簡介
1.2 ROS安裝
1.3 ROS支持的機器人
1.4 ROS網上資源

第二章 ROS總體框架及基本命令
2.1 ROS總體框架
2.1.1 文件係統級
2.1.2 計算圖級
2.1.3 社區級
2.1.4 更高層概念
2.1.5 名稱
2.2 ROS基本命令
2.2.1 ROS文件係統命令
2.2.2 ROS核心命令
2.3 工具
2.3.1 3D可視化工具：rviz
2.3.2 傳感器數據記錄與可視化工具：rosbag和rxbag
2.3.3 畫圖工具：rxplot
2.3.4 係統可視化工具：rxgraph
2.3.5 rxconsole
2.3.6 tf命令
2.4 例子
2.4.1 創建ROS消息和服務
2.4.2 記錄和迴放數據
2.4.3 手工創建ROS功能包
2.4.4 人項目上運行roslaunch
2.4.5 在多颱機器上運行ROS係統
2.4.6 定義客戶消息

第三章 ROS客戶端庫
3.1 概述
3.2 roscpp客戶端庫
3.2.1 簡單的主題發布者和主題訂閱者
3.2.2 簡單的服務器端和客戶端
3.2.3 roscpp中參數的使用
3.2.4 從節點句柄存取私有名稱
3.2.5 用類方法訂閱和迴調服務
3.2.6 計時器
3.2.7 帶動態町重配置及參數服務器的主題發布者訂閱者節點（C++）
3.2.8 帶動態可重配置及參數服務器的主題發布者訂閱者節點（Pytl]on）
3.2.9 組閤c++Pytlion主題發布者訂閱者節點
3.3 rospy客戶端庫
3.3.1 簡單的主題發布者訂閱者
3.3.2 簡單的服務端和客戶端
3.3.3 rospy中參數的使用
3.3.4 rospy中numpy的使用
3.3.5 rospy運行日誌
3.3.6 ROSPythonMakefile文件
3.3.7 設置PYTHONPATH
3.3.8 發布消息
3.4 roslisp客戶端庫
3.5 實驗階段的客戶端庫
3.5.1 rosjava
3.5.2 roslua

第四章 openCV
4.1 image_common功能包集
4.1.1 image_ransport功能包
4.1.2 camera_calibration.parsers功能包
4.1.3 camera_jnfo_znanager功能包
4.1.4 polled_camera功能包
4.2 image_pipeline功能包集
4.3 vision_opencv功能包集
4.3.1 opencv2
4.3.2 cv_bridge
4.3.3 image_geometry
4.4 投影tf坐標係到圖像（C++）
4.5 演示例子
4.5.1 使用顔色追蹤物體
4.5.2 識彆物體

第五章 SLAM和導航
5.1 使用tf配置機器人
5.2 通過ROS發布裏程計信息
5.3 通過ROS發布傳感器數據流
5.4 SLAM
5.4.1 SLAM簡介
5.4.2 slam_gmapping功能包
5.4.3 使用記錄的數據建立地圖
5.4.4 模擬器中建立地圖
5.4.5 模擬器中使用客戶定製地圖
5.5 配置和使用導航功能包集
5.5.1 導航功能包集摹本操作
5.5.2 在機器人上設置和配置導航功能包集
5.5.3 rviz與導航功能包集配閤使用
5.5.4 發送目標到導航功能包集

第六章 抓取操作
6.1 機器人手臂的運動規劃
6.1.1 安裝和配置
6.1.2 編譯於臂導航功能包集
6.1.3 啓動模擬器和仿真環境
6.1.4 啓動相關節點
6.1.5 控製於臂運動
6.2 運動規劃的環境錶示
6.2.1 基於白濾波數據構建碰撞地圖
6.2.2 檢測關節軌跡碰撞
6.2.3 給定機器人狀態下的碰撞檢測
6.2.4 添加已知點到運動規劃環境
6.2.5 添加物體到機器人本體
6.3 用於PR2機器人手臂的運動學
6.3.1 從PR2運動學開始
6.3.2 從運動學節點獲取運動學求解器信息
6.3.3 PR2手臂運動學正解
6.3.4 PR2手臂運動學逆解
6.3.5 PR2於臂無碰撞運動學逆解
6.4 用於PR2機器人手臂的安全軌跡控製
6.5 使用軌跡濾波節點進行軌跡濾波
6.5.1 生成無碰撞三次樣條軌跡
6.5.2 使用軌跡濾波服務器對關節軌跡進行濾波
6.5.3 學習如何創建自己的軌跡濾波
6.6 機器人狀態和軌跡可視化

第七章 Kinect
7.1 Kinect簡介
7.2 安裝驅動
7.2.1 Ubuntu係統上安裝Kinect
7.2.2 基十源的安裝
7.3 測試
7.3.1 測試Kinect彩色攝像機
7.3.2 測試Kinect深度攝像機
7.3.3 測試Kinect馬達
7.4 opennicamera
7.5 opennitracker

第八章 點雲庫
8.1 PCL簡介
8.1.1 PCL架構
8.1.2 PCL數據結構
8.1.3 PCl與ROS的集成
8.2 PCL可視化庫
8.3 PCL與Kinect連接
8.4 例子

第九章 綜閤演示示例
9.1 實驗一：SLAM（即時定位與地圖構建）
9.2 實驗二：機器人導航
9.3 實驗三：識彆並抓取物體

參考文獻
彩圖

前言/序言

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開源機器人操作係統：ROS（附光盤） 深入探索機器人領域的強大引擎，構建未來智能的基石 在這個科技飛速發展的時代，機器人技術正以前所未有的速度滲透到我們生活的方方麵麵，從工業自動化到醫療輔助，從自動駕駛到傢庭服務，智能機器人的身影無處不在。而要實現這些令人驚嘆的機器人應用，一套強大、靈活且開放的操作係統至關重要。正是為瞭滿足這一日益增長的需求，《開源機器人操作係統：ROS（附光盤）》應運而生，它將帶您踏上一段深入探索ROS（Robot Operating System，機器人操作係統）世界的精彩旅程，為您提供構建、模擬、部署和管理復雜機器人係統的全麵知識和實踐指導。 ROS：開啓機器人開發新紀元 ROS並非一個傳統意義上的操作係統，它是一個靈活的機器人軟件開發框架，集成瞭大量的庫、工具和約定，旨在簡化機器人應用的開發過程，並促進代碼的重用和社區的協作。ROS的核心設計理念是“一切皆節點”，它將一個復雜的機器人係統分解為一係列獨立但相互通信的“節點”。這些節點可以運行在同一颱機器上，也可以分布在多颱機器上，通過ROS提供的消息傳遞機製進行高效、實時的通信。這種模塊化的設計極大地提高瞭開發效率，降低瞭係統的復雜性，使得開發者能夠專注於解決特定的問題，而不是被底層的硬件和通信細節所睏擾。 本書亮點一：全麵而深入的ROS核心概念解析 《開源機器人操作係統：ROS（附光盤）》將從最基礎的概念入手，為讀者構建一個堅實的ROS知識體係。您將深入理解ROS的整體架構，包括： 節點（Nodes）與主題（Topics）： 學習如何創建和管理ROS節點，理解節點之間的通信機製，掌握消息的發布（Publishing）與訂閱（Subscribing）原理，這是ROS通信的核心。 服務（Services）： 探索ROS提供的另一種通信方式——服務，瞭解其請求-應答（Request-Reply）模式，適用於需要同步交互的場景，例如控製機器人執行特定動作並等待結果。 動作（Actions）： 學習如何使用ROS的動作庫，這是一種用於執行長時間運行任務的通信方式，支持任務的取消和結果反饋，非常適閤諸如導航、抓取等復雜任務。 參數服務器（Parameter Server）： 理解ROS如何利用參數服務器來管理和共享全局參數，這使得機器人係統的配置和調整更加靈活便捷。 ROS包（ROS Packages）： 學習ROS軟件包的組織結構，包括如何創建、構建和管理自己的ROS軟件包，這是ROS代碼重用和分發的基石。 ROS工具鏈（ROS Tools）： 掌握ROS提供的一係列強大的開發工具，例如`roscore`（ROS核心）、`rosrun`（運行節點）、`roslaunch`（啓動多個節點）、`rostopic`（查看主題信息）、`rosservice`（查看服務信息）、`rosbag`（錄製和迴放ROS消息）等，它們將成為您日常開發不可或缺的助手。 本書亮點二：實戰為導嚮，掌握ROS開發的關鍵技能 理論知識的學習離不開實踐的檢驗。《開源機器人操作係統：ROS（附光盤）》將通過大量精心設計的實戰案例，引導您將所學知識付諸實踐。從簡單的“Hello, ROS!”示例，到復雜的機器人感知、導航和控製應用，您將親手體驗ROS的強大能力。 傳感器數據處理： 學習如何讀取和處理來自各種傳感器的原始數據，例如激光雷達（LiDAR）、攝像頭、IMU（慣性測量單元）等，並將其轉換為ROS能夠理解的消息格式。 機器人運動控製： 掌握如何使用ROS來控製機器人的關節運動和底盤運動，包括使用ROS的TF（Transformations）庫來管理機器人坐標係之間的變換關係。 SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）技術： 深入瞭解SLAM算法的工作原理，並學習如何在ROS環境下使用成熟的SLAM庫（如Gmapping、Cartographer）來構建機器人的環境地圖並實現自主定位。 導航（Navigation）模塊： 學習ROS強大的導航堆棧（Navigation Stack），掌握如何配置和使用該堆棧來實現機器人的路徑規劃、避障和目標點導航。 機器人模擬與仿真： 學習使用ROS兼容的仿真器（如Gazebo）來創建虛擬的機器人環境，並在仿真環境中進行機器人算法的開發和測試，這大大降低瞭硬件成本和開發風險。 多機器人協作： 探索ROS在多機器人係統中的應用，學習如何實現機器人之間的通信與協作，共同完成復雜的任務。 本書亮點三：附贈光盤，豐富的學習資源一手掌握 隨書附贈的光盤是您學習ROS的寶貴資源庫。它包含瞭： ROS軟件安裝包： 方便您快速部署ROS開發環境，省去繁瑣的下載和配置過程。 書中所有示例代碼： 您可以直接運行和修改這些代碼，通過代碼學習ROS的實現細節。 精選ROS教程和文檔： 涵蓋ROS的官方文檔、社區貢獻的優秀教程等，助您進一步拓展學習深度。 常用ROS工具和庫的源碼： 為有興趣深入研究ROS內部機製的讀者提供便利。 ROS常用傳感器和機器人模型的仿真文件： 方便您在Gazebo等仿真器中快速搭建仿真場景。 本書的目標讀者 《開源機器人操作係統：ROS（附光盤）》適閤以下人群： 機器人領域的學生和研究人員： 想要係統學習ROS，掌握機器人開發核心技術，為未來的學術研究和職業發展打下堅實基礎。 軟件工程師和開發者： 對機器人技術感興趣，希望將ROS應用於新的項目和産品開發中。 創客和DIY愛好者： 想要動手製作自己的智能機器人，並掌握ROS這一強大的開發工具。 希望提升機器人開發效率的工程師： 尋找一套成熟、開放且社區支持良好的開發框架。 超越理論，擁抱未來 ROS的生態係統正在以前所未有的速度發展壯大，它已經成為全球範圍內最受歡迎和最廣泛使用的機器人開發框架之一。掌握ROS，意味著您將能夠站在巨人的肩膀上，快速構建齣高性能、高可靠性的機器人係統，並與全球開發者社區共同協作，推動機器人技術的創新與進步。《開源機器人操作係統：ROS（附光盤）》將是您學習和掌握ROS的理想伴侶，它將幫助您剋服學習過程中的挑戰，快速上手，並最終成為一名優秀的ROS開發者，為構建智能化的未來貢獻力量。 立即開始您的ROS探索之旅，與我們一同解鎖機器人技術的無限可能！

評分☆☆☆☆☆

我是一名資深的機器人開發者，對ROS的各個版本和底層機製都比較熟悉。在選擇《開源機器人操作係統：ROS（附光盤）》之前，我猶豫過，畢竟市麵上ROS的書籍不少，很難找到能真正打動我的。但是，當我翻開這本書，特彆是看到其中對ROS 2的深入剖析時，我的興趣被徹底點燃瞭。 本書在ROS 2的講解上，我認為做得尤為齣色。它不僅詳細介紹瞭ROS 2相較於ROS 1的改進，比如DDS的引入、安全機製的增強、實時性的提升等，還著重講解瞭如何在實際項目中應用這些新特性。書中的內容深入到瞭ROS 2的發布/訂閱、服務、action等核心組件的內部工作原理，並結閤瞭大量的代碼示例，讓我能夠更直觀地理解其運作機製。此外，書中對ROS 2在分布式係統、多機器人協同以及安全性方麵的探討，都非常有啓發性。附帶的光盤中，我發現裏麵有專門針對ROS 2的高級應用場景的演示和代碼，比如在嵌入式係統上的部署，以及與AI算法的集成。這些內容對於我這樣的開發者來說，極具參考價值，能夠幫助我更好地掌握ROS 2的最新發展動態，並在我的項目中落地。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對自動化和控製技術充滿熱情的工程師，一直希望能夠將理論知識與實際應用相結閤。在工作中，我常常需要處理各種復雜的控製係統和數據分析任務，而ROS（機器人操作係統）無疑是實現這些目標的一大利器。《開源機器人操作係統：ROS（附光盤）》這本書，對於我來說，簡直就像一座知識的金礦。 這本書的內容非常紮實，它不僅僅是簡單地介紹ROS的API，而是深入探討瞭ROS在實際工程應用中的一些關鍵問題。我尤其欣賞書中關於ROS的工具鏈和調試方法的講解，這些內容對於我們在實際開發中解決問題至關重要。比如，書中的調試技巧和性能分析方法，能夠幫助我們更有效地定位和解決代碼中的bug，以及優化係統的運行效率。另外，我對書中關於ROS在傳感器數據融閤、路徑規劃以及運動控製等方麵的應用案例非常感興趣。這些案例涵蓋瞭當前機器人技術的一些熱門領域，並且提供瞭詳細的實現思路和代碼示例，讓我能夠從中學習到很多寶貴的經驗。附帶的光盤更是為我提供瞭豐富的實踐資源，我可以直接下載和運行書中的代碼，這大大縮短瞭我的學習和開發周期。通過這本書，我感覺自己對ROS的理解更加係統和深入，也更有信心將其應用到我實際的工程項目中。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在高校從事機器人教學的教師，我一直在尋找一本能夠幫助我的學生快速入門ROS，並且能夠係統性學習ROS的書籍。《開源機器人操作係統：ROS（附光盤）》這本書，可以說是非常契閤我的需求。 我首先注意到的是這本書的結構設計。它從ROS的起源和基本概念講起，逐步深入到ROS的架構、核心工具以及常用庫。這種由淺入深的講解方式，對於初學者來說非常友好，能夠幫助他們建立起對ROS的整體認知。書中大量的圖示和流程圖，更是清晰地展示瞭ROS的工作原理和組件之間的關係，這對於學生理解復雜的係統非常有幫助。我特彆喜歡書中對ROS中一些關鍵概念的類比和解釋，比如將節點比作獨立的程序，將話題比作信息通道，這些通俗易懂的比喻，能夠有效地降低學生的學習門檻。而附帶的光盤，提供瞭大量的實踐案例和實驗代碼，這對於教學來說至關重要。學生們可以通過光盤中的代碼，親手搭建和運行ROS程序，從而鞏固課堂上學到的知識。我計劃將書中的一些實驗環節引入到我的課程中，我相信這能夠極大地提升學生的學習興趣和實踐能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一個在ROS世界裏摸索瞭有一段時間的“老司機”，我一直希望能有一本書能把我之前碎片化的知識點串聯起來，並且提供一些更高級、更實用的技巧。《開源機器人操作係統：ROS（附光盤）》給瞭我驚喜。這本書在基礎概念的梳理上做得很好，但更讓我興奮的是它在進階內容上的深度。 我特彆關注書中關於ROS的通信機製、節點管理、參數服務器以及服務和action的講解。這幾個部分對於構建復雜的機器人係統至關重要，而這本書的講解不僅詳細，還引入瞭一些實際應用的場景來佐證。書中的算法實現和集成案例，比如對SLAM（同時定位與地圖構建）的介紹，讓我看到瞭ROS在實際機器人導航中的強大威力。而且，它並沒有停留在理論層麵，而是提供瞭可執行的代碼示例，這對於我們這些需要動手實踐的工程師來說，簡直是福音。附帶的光盤更是錦上添花，裏麵不僅僅是簡單的代碼，還有一些對關鍵算法的優化思路和實際部署的建議，這些都是在一般教程中很難找到的寶貴信息。我嘗試著復現瞭書中的一些高級案例，發現它們不僅能運行，而且代碼質量很高，非常值得學習和藉鑒。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，簡直是為我這樣一直想深入瞭解機器人領域的“小白”量身定做的！我之前對ROS（機器人操作係統）一直有個模糊的概念，知道它很強大，但具體是什麼，怎麼用，從哪裏入手，完全是一頭霧水。各種零散的資料看得我眼花繚亂，總感覺缺瞭點什麼關鍵的脈絡。這本《開源機器人操作係統：ROS（附光盤）》就像一股清流，直接戳中瞭我的痛點。 我特彆喜歡它講解的循序漸進。從最基礎的概念，比如ROS是什麼、它的架構是怎樣的、核心組件有哪些，都講解得非常清晰易懂。一點都沒有那種上來就拋齣大量術語讓你摸不著頭腦的感覺。作者似乎真的站在讀者的角度，用最樸實的語言，一點一點地把ROS的“骨骼”搭建起來。書中的例子也很有代錶性，涵蓋瞭一些基礎但非常實用的場景，讓我能夠邊學邊練。尤其是附帶的光盤，這絕對是點睛之筆！裏麵的代碼示例、環境搭建指導，甚至是一些演示視頻，都讓我感覺學習的過程不再是孤軍奮戰，而是有瞭一個非常得力的“助手”。我嘗試著按照光盤裏的指導搭建瞭ROS開發環境，這對我來說是一大進步，之前一直被環境配置卡住，有瞭這個指導，感覺打開瞭新世界的大門。