移動機器人開發(fā)技術(shù)（激光SLAM版）
定 價：49 元
叢書名：普通高等教育人工智能與機器人工程專業(yè)系列教材
- 作者：宋桂嶺 明安龍
- 出版時間：2022/4/1
- ISBN：9787111701569
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP242
- 頁碼：224
- 紙張：
- 版次：
- 開本：16
自主移動機器人涉及電子學(xué)、控制科學(xué)、計算機科學(xué)、人工智能等眾多學(xué)科。本書引導(dǎo)讀者動手搭建軟硬件開發(fā)平臺，并通過實現(xiàn)機器人自主行走等任務(wù)來驅(qū)動技術(shù)學(xué)習(xí)和理論驗證，實踐表明這是一種不錯的入門方法。
本書以自主搭建硬件平臺和ROS為載體，系統(tǒng)介紹了機器人感知、控制、建圖、路徑規(guī)劃與導(dǎo)航的實現(xiàn)方法，手把手帶領(lǐng)讀者用編程實現(xiàn)一個送餐機器人的基本功能，讓讀者了解和再現(xiàn)機器人開發(fā)的全過程。此外，本書還設(shè)計了大量的實驗供讀者動手實戰(zhàn)，且所有實驗的源代碼均可通過開源網(wǎng)站供讀者自行下載。在開源網(wǎng)站中，附贈移動機器人硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計文檔和底層驅(qū)動源代碼，供讀者作為自行設(shè)計機器人的參考資料。本書的硬件平臺同樣適合ROS2。完成本書的學(xué)習(xí)后，讀者可嘗試閱讀ROS2官方文檔或ROS2教材復(fù)現(xiàn)書中實驗。限于篇幅，本書沒有涉及ROS2源代碼，但在本書配套的開源網(wǎng)站中同時提供ROS和ROS2兩個版本的實驗源代碼，可供讀者下載對照學(xué)習(xí)。
本書重點面向高等院校師生，特別關(guān)注移動機器人技術(shù)的實際開發(fā)過程，可作為相關(guān)專業(yè)的入門教材，也可作為擬從事移動機器人研究和應(yīng)用的技術(shù)人員的參考書。
本書配有電子課件、源代碼、學(xué)習(xí)網(wǎng)站等教學(xué)資源，歡迎選用本書作教材的老師登錄www.cmpedu.com注冊下載，或發(fā)jinacmp@163.com索取。
前言
第1章認(rèn)識移動機器人
1.1移動機器人概述
1.1.1移動機器人概念
1.1.2移動機器人分類
1.2移動機器人發(fā)展歷史
1.3移動機器人應(yīng)用領(lǐng)域
1.4需要的前置知識及學(xué)習(xí)參考資源
本章小結(jié)
第2章機器人操作系統(tǒng)（ROS）
2.1ROS概述
2.2ROS安裝和測試
2.2.1Ubuntu18.04虛擬機安裝步驟
2.2.2ROS安裝和測試步驟
2.3第一個ROS程序——hello_world
2.3.1安裝開發(fā)工具
2.3.2創(chuàng)建第一個ROS程序：
hello_world
2.3.3對Catkin的總結(jié)
2.4ROS工具包
2.4.1Qt工具箱
2.4.2RViz
2.4.3Gazebo
2.4.4文件系統(tǒng)工具
2.5ROS通信機制
2.5.1節(jié)點（Node）
2.5.2節(jié)點管理器Master
2.5.3Node與Master相關(guān)命令
2.5.4ROS通信方式
2.5.5Topic話題模式
2.5.6Topic話題通信實例
2.5.7Topic自定義消息
2.5.8Service服務(wù)模式
2.5.9Service服務(wù)通信實例
2.5.10Service服務(wù)消息的定義與使用
2.5.11Parameter Service
2.5.12Parameter Service的使用
2.5.13Actionlib
2.5.14Action的定義與使用
2.6ROS分布式多機通信
2.6.1設(shè)置IP地址
2.6.2設(shè)置ROS_MASTER_URI
2.6.3多機通信測試
2.7坐標(biāo)變換(TF)與統(tǒng)一機器人描述格式
(URDF)
2.7.1TF簡介
2.7.2TF實例
2.7.3TF數(shù)據(jù)類型
2.7.4URDF基礎(chǔ)
2.8移動機器人ROS仿真實戰(zhàn)
2.8.1RViz仿真實驗——littlecar
2.8.2在RViz上用鍵盤控制小車移動
2.8.3在Gazebo上進(jìn)行仿真
2.8.4在仿真環(huán)境中加入Velodyne激光傳
感器
本章小結(jié)
第3章搭建移動機器人平臺
3.1移動機器人開發(fā)平臺簡介
3.2移動機器人開發(fā)平臺設(shè)計
3.2.1底盤與控制板設(shè)計
3.2.2導(dǎo)航板與激光雷達(dá)
3.3移動機器人實驗
3.3.1導(dǎo)航板環(huán)境搭建（以樹莓派3B
為例）
3.3.2mRobotit小車運行實驗
本章小結(jié)
第4章環(huán)境感知
4.1感知的概念
4.2雷達(dá)傳感器
4.2.1各種雷達(dá)及原理簡介
4.2.2激光雷達(dá)使用案例
4.2.3激光雷達(dá)的主要用途
4.3慣性傳感器——IMU
4.3.1IMU簡介
4.3.2IMU的工作原理
4.3.3IMU使用案例
4.4其他傳感器
4.4.1視覺傳感器
4.4.2防跌落傳感器
4.4.3防碰撞傳感器
本章小結(jié)
第5章機器人運動與控制
5.1機器人控制系統(tǒng)
5.2電動機
5.3運動模型
5.3.1差速運動模型
5.3.2全向移動運動模型
5.4導(dǎo)航板與控制板通信
5.4.1導(dǎo)航板與控制板的數(shù)據(jù)流
5.4.2導(dǎo)航板與控制板的通信方式
5.4.3里程計的計算
5.4.4IMU信息計算
5.5ROS實現(xiàn)對mRobotit機器人的控制
5.5.1直行控制
5.5.2轉(zhuǎn)向控制
5.5.3運動軌跡可視化
5.6機器人移動誤差及糾正算法
本章小結(jié)
第6章SLAM——即時定位與建圖
6.1SLAM簡介
6.2經(jīng)典SLAM框架
6.2.1前端里程計
6.2.2后端優(yōu)化
6.2.3回環(huán)檢測
6.2.4建圖
6.3常見SLAM介紹
6.3.1GMapping
6.3.2Cartographer
6.3.3Hector_slam
6.3.4Karto_slam
*6.4TinySLAM解讀
6.4.1基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
6.4.2TinySLAM基本流程
6.5SLAM實驗
6.5.1實驗一：SLAM離線實驗
6.5.2實驗二：SLAM建圖實驗
6.5.3實驗三：Cartographer實驗
本章小結(jié)
第7章定位與自主導(dǎo)航
7.1定位與導(dǎo)航概述
7.2重定位
7.2.1常見重定位技術(shù)
7.2.2自適應(yīng)蒙特卡洛定位
7.3導(dǎo)航
7.3.1常見導(dǎo)航技術(shù)
7.3.2Costmap 代價地圖
7.3.3move_base簡介
7.3.4全局路徑規(guī)劃
7.3.5局部路徑規(guī)劃
7.3.6恢復(fù)行為
7.4定點導(dǎo)航實驗
本章小結(jié)
第8章送餐機器人實戰(zhàn)
8.1背景分析
8.2送餐機器人功能結(jié)構(gòu)
8.3仿真測試
8.3.1自主搭建模型
8.3.2自主搭建World環(huán)境
8.3.3在World環(huán)境中加載機器人
8.3.4仿真環(huán)境下SLAM建圖
8.3.5仿真環(huán)境下獲取地圖坐標(biāo)點
信息
8.3.6在仿真環(huán)境中給機器人發(fā)布導(dǎo)航
目標(biāo)點
8.4模擬場地測試
8.4.1模擬場地搭建
8.4.2在場地中進(jìn)行SLAM建圖
8.4.3獲取地圖坐標(biāo)點信息
8.4.4發(fā)布導(dǎo)航點坐標(biāo)
本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
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