精通ROS机器人编程(原书第2版)

译者序
前言
作者简介
译者简介
第1章　ROS简介 1
1.1　为什么要学习ROS 1
1.2　在机器人开发中，人们为什么更愿意选择ROS 2
1.3　为什么有些人不愿意选择ROS 3
1.4　理解ROS的文件系统 4
1.4.1　ROS软件包 5
1.4.2　ROS超软件包 7
1.4.3　ROS消息 7
1.4.4　ROS服务 9
1.5　理解ROS的计算图 9
1.5.1　ROS节点 11
1.5.2　ROS消息 12
1.5.3　ROS话题 13
1.5.4　ROS服务 13
1.5.5　ROS消息记录包 14
1.5.6　ROS节点管理器 14
1.5.7　应用ROS参数 16
1.6　ROS的社区 17
1.7　学习ROS需要做哪些准备 17
1.8　习题 20
1.9　本章小结 20
第2章　ROS编程入门 21
2.1　创建一个ROS软件包 21
2.1.1　学习ROS话题 23
2.1.2　创建ROS节点 23
2.1.3　编译生成节点 26
2.2　添加自定义的msg和srv文件 28
2.3　使用ROS服务 30
2.3.1　使用ROS动作库 34
2.3.2　编译ROS动作服务器和客户端 37
2.4　创建启动文件 39
2.5　话题、服务和动作库的应用 41
2.6　维护ROS软件包 41
2.7　发布ROS软件包 42
2.7.1　准备发布ROS软件包 43
2.7.2　发布软件包 43
2.7.3　为ROS软件包创建维基页面 45
2.8　习题 47
2.9　本章小结 47
第3章　在ROS中为3D机器人建模 48
3.1　机器人建模的ROS软件包 49
3.2　利用URDF理解机器人建模 50
3.3　为机器人描述创建ROS软件包 52
3.4　创建我们的第一个URDF模型 52
3.5　详解URDF文件 54
3.6　在RViz中可视化机器人3D模型 55
3.7　向URDF模型添加物理属性和碰撞属性 57
3.8　利用xacro理解机器人建模 58
3.8.1　使用属性 58
3.8.2　使用数学表达式 59
3.8.3　使用宏 59
3.9　将xacro转换为URDF 59
3.10　为7-DOF机械臂创建机器人描述 60
3.10.1　机械臂规格 61
3.10.2　关节类型 61
3.11　解析7-DOF机械臂的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　在连杆中使用网格模型 63
3.11.5　使用机器人夹爪 63
3.11.6　在RViz中查看7-DOF机械臂 63
3.12　为差速驱动移动机器人创建机器人模型 66
3.13　习题 70
3.14　本章小结 70
第4章　使用ROS和Gazebo进行机器人仿真 71
4.1　使用Gazebo和ROS仿真机械臂 71
4.2　为Gazebo创建机械臂仿真模型 72
4.2.1　为Gazebo机器人模型添加颜色和纹理 73
4.2.2　添加transmission标签来驱动模型 74
4.2.3　添加gazebo_ros_control插件 74
4.2.4　在Gazebo中添加3D视觉传感器 75
4.3　仿真装有Xtion Pro的机械臂 76
4.4　在Gazebo中使用ROS控制器 78
4.4.1　认识ros_control软件包 78
4.4.2　不同类型的ROS控制器和硬件接口 79
4.4.3　ROS控制器如何与Gazebo交互 79
4.4.4　将关节状态控制器和关节位置控制器连接到手臂 80
4.4.5　在Gazebo中启动ROS控制器 81
4.4.6　控制机器人的关节运动 83
4.5　在Gazebo中仿真差速轮式机器人 83
4.5.1　将激光雷达添加到机器人中 85
4.5.2　在Gazebo中控制机器人移动 86
4.5.3　在启动文件中添加关节状态发布者 87
4.6　添加ROS遥控节点 88
4.7　习题 89
4.8　本章小结 89
第5章　用ROS和V-REP进行机器人仿真 91
5.1　安装带有ROS的V-REP 91
5.2　理解vrep_plugin 95
5.2.1　使用ROS服务与V-REP交互 96
5.2.2　使用ROS话题与V-REP交互 98
5.3　使用V-REP和ROS仿真机械臂 101
5.4　在V-REP下仿真差速轮式机器人 107
5.4.1　在V-REP中添加激光传感器 109
5.4.2　在V-REP中添加3D视觉传感器 110
5.5　习题 112
5.6　本章小结 112
第6章　ROS MoveIt!与导航软件包集 113
6.1　安装MoveIt! 113
6.2　使用配置助手工具生成MoveIt!配置软件包 118
6.2.1　第1步：启动配置助手工具 118
6.2.2　第2步：生成自碰撞矩阵 120
6.2.3　第3步：增加虚拟关节 120
6.2.4　第4步：添加规划组 121
6.2.5　第5步：添加机器人姿态 122
6.2.6　第6步：设置机器人的末端执行器 122
6.2.7　第7步：添加被动关节 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!配置软件包在RViz中进行机器人运动规划 124
6.3.1　使用RViz运动规划插件 125
6.3.2　MoveIt!配置软件包与Gazebo的接口 128
6.4　理解ROS导航软件包集 133
6.4.1　ROS导航硬件的要求 133
6.4.2　使用导航软件包 134
6.5　安装ROS导航软件包集 136
6.6　使用SLAM构建地图 136
6.6.1　为gmapping创建启动文件 137
6.6.2　在差速驱动机器人上运行SLAM 138
6.6.3　使用amcl和静态地图实现自主导航 141
6.6.4　创建amcl启动文件 141
6.7　习题 144
6.8　本章小结 144
第7章　使用pluginlib、小节点和Gazebo 插件 145
7.1　理解pluginlib 145
7.2　理解ROS小节点 151
7.3　理解Gazebo插件 156
7.4　习题 160
7.5　本章小结 160
第8章　ROS控制器和可视化插件编程 161
8.1　理解 ros_control软件包集 162
8.1.1　controller