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| 編輯推薦： |
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本书帮助读者构建机器人系统开发的工程思维与创新能力，为从事智能机器人研发奠定坚实基础，目标读者包括机器人开发零基础学习者、高校相关专业学生与科研人员、希望掌握ROS2工业应用的技术人员。
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| 內容簡介： |
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ROS作为强大的机器人编程框架，显著提升了机器人软件开发效率。本书以理论与实践深度融合为特色，系统讲解ROS2在移动机器人开发中的核心技术与工程实践。全书通过深入浅出的方式，以“感知-决策-控制”技术栈为主线，全面介绍ROS2移动机器人系统的概念演进、基础原理与实战应用，从ROS2基础概念、通信机制和工具链入门，逐步深入到移动机器人建模与仿真、环境感知与地图构建、自主导航控制等关键技术环节，最终通过真实机器人开发实践打通仿真与真机的转化壁垒。
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| 目錄：
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目录
第1章 绪 论……………………………………………………………… 1
1.1 移动机器人概述……………………………………………………………… 1
1.1.1 早期的移动机器人……………………………………………………… 1
1.1.2 移动机器人的发展过程………………………………………………… 2
1.1.3 移动机器人发展的重要性……………………………………………… 4
1.2 ROSHunter自主导航机器人介绍…………………………………………… 6
第2章 Linux Ubuntu入门基础…………………………………………………… 10
2.1 Ubuntu概述………………………………………………………………… 10
2.1.1 操作系统架构…………………………………………………………… 11
2.1.2 Ubuntu的发展过程…………………………………………………… 13
2.2 安装Ubuntu 20.04 ………………………………………………………… 15
2.3 Ubuntu 20.04使用入门…………………………………………………… 21
2.3.1 系统管理相关命令……………………………………………………… 22
2.3.2 文件管理相关命令……………………………………………………… 23
2.3.3 备份压缩相关命令……………………………………………………… 32
2.3.4 网络通信相关命令……………………………………………………… 34
2.3.5 其他常用命令…………………………………………………………… 35
第3章 ROS2基础概念与操作…………………………………………………… 39
3.1 ROS2系统概述……………………………………………………………… 39
3.1.1 ROS2系统发展背景介绍……………………………………………… 39
3.1.2 ROS2系统架构与原理………………………………………………… 42
3.1.3 ROS2系统插件介绍…………………………………………………… 43
3.2 ROS2系统的安装…………………………………………………………… 45
3.3 ROS2系统的常用命令与操作……………………………………………… 48
第4章 ROS编程与开发…………………………………………………………… 55
4.1 开发工具IDE ……………………………………………………………… 55
4.1.1 Rviz2简介及使用……………………………………………………… 55
4.1.2 Rqt简介及使用………………………………………………………… 57
4.2 ROS2工作空间……………………………………………………………… 59
4.2.1 ROS2工作空间概述…………………………………………………… 59
4.2.2 编译重建ROS2工作空间…………………………………………… 60
4.2.3 初识ROS2 …………………………………………………………… 61
4.3 ROS2节点与话题…………………………………………………………… 65
4.4 ROS2编程实例……………………………………………………………… 66
4.4.1 编写一个简单的publisher …………………………………………… 66
4.4.2 编写一个简单的subscriber…………………………………………… 70
4.4.3 编写一个发布订阅节点(CPP)………………………………………… 75
4.4.4 编写一个发布订阅节点(PY) ………………………………………… 77
4.4.5 发布与订阅话题………………………………………………………… 80
第5章 ROS环境感知与建模……………………………………………………… 86
5.1 ROS下的传感器和执行器………………………………………………… 86
5.1.1 激光雷达接口…………………………………………………………… 86
5.1.2 摄像机接口及摄像头的应用…………………………………………… 90
5.1.3 测量手柄………………………………………………………………… 94
5.1.4 电机控制………………………………………………………………… 98
5.2 ROS2建模与仿真………………………………………………………… 103
5.2.1 统一的机器人描述格式……………………………………………… 103
5.2.2 Gazebo仿真器………………………………………………………… 103
第6章 移动机器人定位与导航…………………………………………………… 105
6.1 SLAM 概述………………………………………………………………… 105
6.2 常见SLAM 算法讲解……………………………………………………… 105
6.2.1 SLAM 的典型应用领域……………………………………………… 105
6.2.2 SLAM 框架…………………………………………………………… 109
6.2.3 SLAM 分类(基于传感器的SLAM 分类) ………………………… 110
6.3 常见SLAM 算法…………………………………………………………… 112
6.4 XR-ROSHunter机器人SLAM 建图示例……………………………… 116
6.4.1 激光雷达建图………………………………………………………… 116
6.4.2 视觉建图……………………………………………………………… 119
6.4.3 xrosmanager2保存地图……………………………………………… 121
6.5 Navigation2路径规划算法………………………………………………… 123
6.6 XR-ROSHunter机器人自主导航示例…………………………………… 126
6.6.1 激光雷达导航………………………………………………………… 126
6.6.2 视觉导航……………………………………………………………… 129
第7章 机器视觉应用……………………………………………………………… 133
7.1 机器视觉介绍……………………………………………………………… 133
7.2 数字图像…………………………………………………………………… 138
7.2.1 图像与数字图像……………………………………………………… 138
7.2.2 图像的数字化………………………………………………………… 140
7.2.3 图像的采集与处理技术……………………………………………… 141
7.3 OpenCV 机器视觉入门…………………………………………………… 143
7.3.1 OpenCV 相关背景知识……………………………………………… 143
7.3.2 OpenCV 安装………………………………………………………… 145
7.3.3 OpenCV 应用案例…………………………………………………… 146
7.4 机器视觉应用实例………………………………………………………… 147
7.4.1 机器视觉之人脸识别………………………………………………… 147
7.4.2 机器视觉之二维码识别……………………………………………… 149
7.4.3 机器视觉之颜色识别………………………………………………… 151
7.4.4 机器视觉之视觉巡线………………………………………………… 152
7.4.5 机器视觉之目标跟踪………………………………………………… 154
参考文献……………………………………………………………………………… 158
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