第1章 系統(tǒng)及環(huán)境安裝 1
1.1　Ubuntu及機(jī)器人操作系統(tǒng)簡介 1
1.1.1 Ubuntu 1
1.1.2 機(jī)器人操作系統(tǒng) 1
1.2　Ubuntu安裝 1
1.2.1 準(zhǔn)備工具 2
1.2.2 制作Ubuntu啟動盤 2
1.2.3 利用Windows磁盤管理工具創(chuàng)建空白磁盤分區(qū) 3
1.2.4 安裝Ubuntu系統(tǒng) 5
1.3　ROS安裝 10
1.3.1 設(shè)置Ubuntu軟件源 10
1.3.2 安裝ROS 12
1.4　Visual Studio Code安裝 16
1.4.1 下載Visual Studio Code 16
1.4.2 安裝Visual Studio Code 17
1.4.3 配置Visual Studio Code 18
1.5　本章小結(jié) 22
第2章 機(jī)器人操作系統(tǒng)基礎(chǔ) 23
2.1　ROS安裝目錄 23
2.1.1 bin文件夾 23
2.1.2 etc文件夾 24
2.1.3 include文件夾 24
2.1.4 lib文件夾 25
2.1.5 share文件夾 25
2.2　測試ROS 26
2.2.1 查看ROS安裝版本 26
2.2.2 控制小烏龜 27
2.3　ROS架構(gòu) 28
2.3.1 ROS開源社區(qū) 28
2.3.2 ROS文件系統(tǒng) 28
2.3.3 ROS計(jì)算圖 30
2.4　工作空間 32
2.4.1 創(chuàng)建工作空間 32
2.4.2 編譯工作空間 33
2.4.3 添加環(huán)境變量 35
2.5　創(chuàng)建功能包 36
2.6　本章小結(jié) 37
第3章 URDF模型基礎(chǔ) 38
3.1　在URDF模型內(nèi)進(jìn)行物理模型描述 38
3.1.1 獲取開源項(xiàng)目 38
3.1.2 URDF模型的結(jié)構(gòu)及慣性描述 39
3.1.3 常用的慣性參數(shù) 43
3.2　在URDF模型內(nèi)對各傳感器進(jìn)行描述 44
3.2.1 運(yùn)動底盤各傳感器參數(shù) 44
3.2.2 激光雷達(dá)參數(shù) 45
3.2.3 深度相機(jī)參數(shù) 46
3.3　本章小結(jié) 50
第4章 機(jī)器人運(yùn)動應(yīng)用實(shí)例 51
4.1　Gazebo仿真軟件 51
4.1.1 獲取開源項(xiàng)目 51
4.1.2 啟動Gazebo仿真軟件 51
4.2　Rviz三維可視化軟件 54
4.2.1 獲取開源項(xiàng)目 54
4.2.2 啟動Rviz 55
4.3　機(jī)器人運(yùn)動應(yīng)用 57
4.3.1 在仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動控制 58
4.3.2 在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動控制 68
4.4　本章小結(jié) 69
第5章 激光雷達(dá)應(yīng)用實(shí)例 70
5.1　獲取激光雷達(dá)數(shù)據(jù) 71
5.1.1 在仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)獲取激光雷達(dá)數(shù)據(jù) 71
5.1.2 在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)獲取激光雷達(dá)數(shù)據(jù) 79
5.2　利用激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)簡單避障 79
5.2.1 在仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)簡單避障 80
5.2.2 在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)簡單避障 90
5.3　本章小結(jié) 91
第6章 建圖及導(dǎo)航應(yīng)用實(shí)例 92
6.1　SLAM建圖 92
6.1.1 在仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)SLAM建圖 93
6.1.2 在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)SLAM建圖 95
6.2　Navigation自主導(dǎo)航 96
6.2.1 在仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)Navigation自主導(dǎo)航 99
6.2.2 在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)Navigation自主導(dǎo)航 103
6.3　本章小結(jié) 103
第7章 基于代碼的導(dǎo)航應(yīng)用實(shí)例 104
7.1　利用編寫代碼的方式進(jìn)行導(dǎo)航 104
7.1.1 在仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)編寫代碼控制機(jī)器人導(dǎo)航 104
7.1.2 在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)編寫代碼控制機(jī)器人導(dǎo)航 114
7.2　開源地圖導(dǎo)航插件“Maptools” 115
7.2.1 在仿真環(huán)境中利用導(dǎo)航插件實(shí)現(xiàn)機(jī)器人導(dǎo)航 116
7.2.2 在真實(shí)環(huán)境中利用導(dǎo)航插件實(shí)現(xiàn)機(jī)器人導(dǎo)航 128
7.3　本章小結(jié) 129
第8章 基于平面視覺的應(yīng)用實(shí)例 130
8.1　獲取機(jī)器人平面視覺圖像 130
8.1.1 在仿真環(huán)境中獲取機(jī)器人平面視覺圖像 130
8.1.2 在真實(shí)環(huán)境中獲取機(jī)器人平面視覺圖像 138
8.2　利用平面視覺進(jìn)行人臉檢測 139
8.2.1 在仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)人臉檢測 139
8.2.2 在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)人臉檢測 148
8.3　本章小結(jié) 148
第9章 基于三維視覺的應(yīng)用實(shí)例 149
9.1　獲取機(jī)器人三維點(diǎn)云數(shù)據(jù) 149
9.1.1 在仿真環(huán)境中獲取機(jī)器人三維點(diǎn)云數(shù)據(jù) 150
9.1.2 在真實(shí)環(huán)境中獲取機(jī)器人三維點(diǎn)云數(shù)據(jù) 162
9.2　利用三維視覺進(jìn)行物體檢測 162
9.2.1 在仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)物體檢測 164
9.2.2 在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)物體檢測 173
9.3　本章小結(jié) 173
第10章 基于機(jī)械臂控制的應(yīng)用實(shí)例 174
10.1　機(jī)械臂控制 174
10.1.1 在仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂控制 174
10.1.2 在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂控制 183
10.2　結(jié)合物體檢測進(jìn)行物品抓取 183
10.2.1 在仿真環(huán)境中實(shí)現(xiàn)物品抓取 184
10.2.2 在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)物品抓取 195
10.3　本章小結(jié) 196
第11章 服務(wù)機(jī)器人應(yīng)用實(shí)例 197
11.1　構(gòu)建環(huán)境地圖 197
11.2　添加所需導(dǎo)航點(diǎn) 199
11.3　編寫任務(wù)腳本 201
11.4　在仿真環(huán)境中運(yùn)行任務(wù)腳本 211
11.5　在真實(shí)環(huán)境中運(yùn)行任務(wù)腳本 215
11.6　本章小結(jié) 216
參考文獻(xiàn) 217