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  基于ROS的机器...
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  基于ROS的机器...
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自2010年开源机器人操作系统（Robot Operating System,ROS）发布第一个版本以来，ROS已经成为机器人研发领域的通用性软件平台。2017年官方正式推出了新一代机器人操作系统～ROS2（区别于ROS,即ROS1）,R0S2基于全新的设计框架而开发，保留了R0S的优点并改进了其缺陷，以适应新时代的新需求。ROS2是全新一代机器人操作系统，不只是功能增强的ROS。截至本书成稿时，R0S2已经发布了10个正式版本。ROS是建立在开源操作系统Ubuntu之上的开源机器人操作系统，其主要目标是为机器人研究和开发提供代码复用的支持。它提供了操作系统应有的服务，包括硬件抽象、底层设备控制、共用功能的执行、进程间消息传递以及包管理。ROS的官方网站也提供了各种支持文档，相关资源构成了一个强大的生态系统，使学习和使用ROS非常方便。
本书中所有的代码以ROS2HumbleHawksbill版本进行调试。作者希望通过介绍ROS2并以实际机器人为平台，展示机器人主要功能模块涉及的相关理论和应用场景。

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  第1章 ROS概述 1
  1.1 ROS历史 1
  1.2 ROS2新特性 5
  1.2.1 ROS2架构 6
  1.2.2 ROS2 DDS通信 8
  1.2.3 ROS2生态系统 11
  1.3 ROS2安装 12
  1.3.1 ROS2 Humble安装 12
  1.3.2 ROS2 Humble测试 14
  1.4 ROS2卸载 15
  第2章 ROS2框架 16
  2.1 ROS2基本命令 16
  2.1.1 ros2 pkg 16
  2.1.2 ros2 launch 17
  2.1.3 ros2 doctor 22
  2.1.4 ros2 bag 24
  2.2 ROS2工作空间 26
  2.2.1 ROS2创建工作空间 26
  2.2.2 ROS2编译工作空间 28
  2.2.3 ROS2设置环境变量 28
  2.3 ROS2功能包 28
  2.3.1 ROS2创建功能包 30
  2.3.2 ROS2编译功能包 32
  2.3.3 ROS2功能包定制 33
  2.3.4 ROS2发布与订阅功能包示例(C++) 33
  2.3.5 ROS2发布与订阅功能包示例(Python) 38
  2.4 ROS2节点 42
  2.5 ROS2话题 44
  2.6 ROS2服务 48
  2.7 ROS2动作 50
  2.8 ROS2参数 52
  2.9 ROS2坐标变换 55
  2.10 ROS2命名规范 59
  第3章 ROS工具 61
  3.1 仿真工具Gazebo 61
  3.1.1 Gazebo运行 61
  3.1.2 Gazebo组成 63
  3.1.3 URDF模型 64
  3.1.4 基于URDF模型的R2D2机器人 67
  3.2 Gazebo示例：创建并使用Velodyne激光传感器 80
  3.2.1 创建Velodyne模型 80
  3.2.2 添加Velodyne模型外观信息 87
  3.2.3 添加Velodyne模型控制插件 92
  3.2.4 安装Velodyne至机器人并测试 96
  3.3 Gazebo示例：搭建移动机器人 97
  3.3.1 搭建Robot模型 97
  3.3.2 添加mesh效果 103
  3.3.3 添加sensor传感器 105
  3.4 数据可视化工具RViz 106
  3.4.1 RViz安装 106
  3.4.2 RViz使用 106
  3.4.3 RViz显示URDF机器人模型 109
  第4章 视觉系统 113
  4.1 OpenCV 113
  4.1.1 OpenCV库简介 113
  4.1.2 OpenCV与ROS的接口 114
  4.1.3 OpenCV读取图片例子 117
  4.1.4 OpenCV读取相机数据例子 120
  4.2 点云 122
  4.3 PCL 125
  4.3.1 PCL简介 125
  4.3.2 PCD文件 128
  4.3.3 PCL与ROS的接口 128
  第5章 同时定位与建图 132
  5.1 SLAM的基本框架 132
  5.2 SLAM问题的概率模型 134
  5.3 基于扩展卡尔曼滤波的SLAM方法 136
  5.4 基于粒子滤波的SLAM方法 138
  5.5 基于图优化的SLAM方法 139
  5.6 激光SLAM 141
  5.6.1 基于滤波算法的激光SLAM方法 141
  5.6.2 基于图优化的激光SLAM方法 142
  5.7 视觉SLAM 143
  5.8 地图表示方法 144
  5.8.1 栅格地图 144
  5.8.2 特征地图 147
  5.8.3 拓扑地图 147
  5.9 基于TurtleBot3平台的仿真SLAM实验 149
  5.9.1 安装TurtleBot3仿真功能包 150
  5.9.2 启动TurtleBot3仿真 151
  第6章 导航 154
  6.1 动作服务器 156
  6.2 生命周期节点和绑定 157
  6.3 行为树 159
  6.4 导航服务器 159
  6.4.1 规划器 160
  6.4.2 控制器 160
  6.4.3 恢复器 161
  6.4.4 航点跟随 161
  6.5 状态估计 162
  6.5.1 REP-105标准 162
  6.5.2 全局定位：定位和SLAM 164
  6.5.3 里程计 164
  6.6 环境表示 165
  6.6.1 成本地图和图层 165
  6.6.2 成本地图过滤器 165
  6.6.3 其他环境表示方法 166
  6.7 Nav2安装及TurtleBot3导航实验 166
  第7章 运动规划 169
  7.1 背景与动机 169
  7.1.1 MoveIt运动规划 170
  7.1.2 MoveIt场景规划 171
  7.1.3 MoveIt运动学求解器 171
  7.1.4 MoveIt碰撞检测 171
  7.2 MoveIt2安装 171
  7.3 MoveIt2安装助手 172
  第8章 移动机器人综合示例 182
  8.1 环境建模 182
  8.2 SLAM 196
  8.3 导航 202
  第9章 多机器人系统 215
  9.1 多机器人系统的作用 215
  9.2 多机器人系统编队 216
  9.3 多机器人系统探索未知环境 219
  参考文献 222