ROS機器人項目開發11例(第2版)（簡體書）

本書涵蓋新的ROS發行版中的項目――ROS Melodic Morenia with Ubuntu Bionic（18.04）。從基本原理開始，本書向你介紹了ROS-2，並幫助你瞭解它與ROS-1的不同之處。你將能夠在ROS中建模並構建工業移動機械手臂，並在Gazebo 9中進行模擬。然後，你將瞭解如何使用狀態機處理複雜的機器人應用程序，以及一次處理多個機器人。本書還向你介紹了新的、流行的硬件，如Nvidia的Jetson Nano、華碩修補板和Beaglebone Black，並允許你探索與ROS的接口。

基於ROS Melodic Morenia以及Ubuntu Bionic 18.04，通過11個實用項目，詳細介紹ROS項目開發實用技術、方法

譯者序
前言
作者簡介
第1章　ROS入門 1
1.1　技術要求 2
1.2　ROS概述 2
1.2.1　ROS發行版 3
1.2.2　支持的操作系統 3
1.2.3　支持的機器人及傳感器 4
1.2.4　為什麼選擇ROS 5
1.3　ROS基礎 6
1.3.1　文件系統層級 7
1.3.2　計算圖層級 7
1.3.3　ROS社區層級 9
1.3.4　ROS中的通信 9
1.4　ROS客戶端庫 10
1.5　ROS工具 11
1.5.1　ROS的可視化工具RViz 11
1.5.2　rqt_plot 11
1.5.3　rqt_graph 12
1.6　ROS模擬器 13
1.7　在Ubuntu 18.04 LTS上安裝ROS Melodic 13
1.8　在VirtualBox上設置ROS 18
1.9　Docker簡介 19
1.9.1　為什麼選擇Docker 20
1.9.2　安裝Docker 20
1.10　設置ROS工作空間 23
1.11　ROS在工業界和學術界的機遇 25
1.12　本章小結 25
第2章　ROS-2及其特性簡介 26
2.1　技術要求 27
2.2　ROS-2概述 27
2.2.1　ROS-2發行版 28
2.2.2　支持的操作系統 28
2.2.3　支持的機器人及傳感器 29
2.2.4　為什麼選擇ROS-2 29
2.3　ROS-2基礎 30
2.3.1　什麼是DDS 30
2.3.2　DDS的實現 30
2.3.3　計算圖 31
2.3.4　ROS-2社區層級 32
2.3.5　ROS-2中的通信 32
2.3.6　ROS-2的變化 33
2.4　ROS-2客戶端庫 33
2.5　ROS-2工具 34
2.5.1　RViz2 34
2.5.2　Rqt 36
2.6　安裝ROS-2 36
2.6.1　開始安裝 37
2.6.2　獲取ROS-2源碼 38
2.6.3　ROS-1、ROS-2以及共存環境設置 41
2.6.4　運行測試節點 42
2.7　設置ROS-2工作空間 44
2.8　編寫ROS-2節點 45
2.8.1　ROS-1代碼示例 45
2.8.2　ROS-2代碼示例 46
2.8.3　ROS-1發佈者節點與ROS-2發佈者節點的區別 49
2.9　ROS-1和ROS-2的通信 50
2.10　本章小結 52
第3章　構建工業級移動機械臂 53
3.1　技術要求 54
3.2　常見的移動機械臂 54
3.3　移動機械臂應用場景 55
3.4　移動機械臂構建入門 56
3.4.1　單位及坐標系 57
3.4.2　Gazebo及ROS機器人模型格式設定 57
3.5　機器人底座構建 58
3.5.1　機器人底座需求 58
3.5.2　軟件參數 60
3.5.3　機器人底座建模 60
3.5.4　機器人底座模擬 64
3.5.5　機器人底座測試 68
3.6　機械臂構建 70
3.6.1　機械臂需求 71
3.6.2　軟件參數 72
3.6.3　機械臂建模 72
3.6.4　機械臂模擬 74
3.6.5　機械臂測試 77
3.7　系統集成 78
3.7.1　移動機械臂建模 78
3.7.2　移動機械臂模擬與測試 79
3.8　本章小結 80
第4章　基於狀態機的複雜機器人任務處理 81
4.1　技術要求 81
4.2　ROS動作機制簡介 82
4.2.1　服務器–客戶端結構概述 82
4.2.2　actionlib示例：機械臂客戶端 83
4.2.3　基於actionlib的服務器–客戶端示例：電池模擬器 85
4.3　服務員機器人應用示例 90
4.4　狀態機簡介 92
4.5　SMACH簡介 93
4.6　SMACH入門 96
4.6.1　SMACH-ROS的安裝與使用 96
4.6.2　簡單示例 96
4.6.3　餐廳機器人應用示例 98
4.7　本章小結 102
第5章　構建工業級應用程序 103
5.1　技術要求 103
5.2　應用案例：機器人送貨上門 104
5.3　機器人底座智能化 106
5.3.1　添加激光掃描傳感器 106
5.3.2　配置導航棧 108
5.3.3　環境地圖構建 110
5.3.4　機器人底座定位 111
5.4　機械臂智能化 111
5.4.1　Moveit簡介 112
5.4.2　安裝與配置Moveit 113
5.4.3　通過Moveit控制機械臂 117
5.5　應用程序模擬 120
5.5.1　環境地圖構建與保存 120
5.5.2　選擇目標點 120
5.5.3　添加目標點 121
5.5.4　狀態機構建 121
5.6　機器人改進 121
5.7　本章小結 122
第6章　多機器人協同 123
6.1　技術要求 123
6.2　集群機器人基本概念 124
6.3　集群機器人分類 125
6.4　ROS中的多機器人通信 125
6.4.1　單個roscore和公共網絡 126
6.4.2　群組/名稱空間的使用 127
6.4.3　基於群組/名稱空間的多機器人系統構建示例 128
6.5　多master概念簡介 131
6.5.1　multimaster_fkie功能包簡介 132
6.5.2　安裝multimaster_fkie功能包 133
6.5.3　設置multimaster_fkie功能包 133
6.6　多機器人應用示例 136
6.7　本章小結 138
第7章　嵌入式平臺上的ROS應用及其控制 139
7.1　技術要求 139
7.2　嵌入式板基礎知識 140
7.2.1　重要概念介紹 141
7.2.2　機器人領域微控制器和微處理器的區別 142
7.2.3　板卡選型步驟 142
7.3　微控制器板簡介 143
7.3.1　Arduino Mega 143
7.3.2　STM32 144
7.3.3　ESP8266 145
7.3.4　ROS支