ROS机器人高效编程(原书第3版)

ROS机器人高效编程(原书第3版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

阿尼尔·马哈塔尼(Anil Mahtani) 著,张瑞雷,刘锦涛 译
图书标签:
  • ROS
  • 机器人
  • 编程
  • 机器人学
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  • Linux
  • 机器人开发
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  • 机器人框架
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出版社: 机械工业出版社
ISBN:9787111578468
版次:3
商品编码:12169587
品牌:机工出版
包装:平装
开本:16开
出版时间:2017-09-01
用纸:胶版纸

具体描述

编辑推荐

  对于非专业人员,你将从本书了解如何安装ROS,如何开始使用ROS的基本工具和框架中不同的功能。

  对于专业人员,你将从本书学会如何使用硬件,如何将你的算法应用到现实环境中,从而创建一个满足你所有需求的功能齐全的机器人。


内容简介

  在本书中,你将了解如何安装ROS,如何开始使用ROS的基本工具和框架中不同的功能,并从不同方向探索如何创建机器人,例如使用计算机视觉或点云分析传感器感知的世界,使用强大的导航功能包集在环境中实现导航,甚至能够用MoveIt!控制机械臂与周围环境交互。读完本书后,你会发现已经可以使用ROS机器人进行工作了,并理解其背后的原理,我们衷心希望你能全面了解ROS在开发机器人系统时所提供的无限可能性。


目录

推荐序一

推荐序二

译者序

前言

作者简介

审校者简介

第1章 ROS入门 1

1.1 PC安装教程 3

1.2 使用软件库安装ROS Kinetic 3

1.2.1 配置Ubuntu软件库 4

1.2.2 添加软件库到sources.list

文件中 4

1.2.3 设置密钥 5

1.2.4 安装ROS 5

1.2.5 初始化rosdep 6

1.2.6 配置环境 6

1.2.7 安装rosinstall 7

1.3 如何安装VirtualBox和Ubuntu 8

1.3.1 下载VirtualBox 8

1.3.2 创建虚拟机 9

1.4 通过Docker镜像使用ROS 11

1.4.1 安装Docker 11

1.4.2 获取和使用ROS Docker

镜像和容器 11

1.5 在BeagleBone Black上安装

ROS Kinetic 12

1.5.1 准备工作 13

1.5.2 配置主机和source.list

文件 16

1.5.3 设置密钥 16

1.5.4 安装ROS功能包 17

1.5.5 为ROS初始化rosdep 17

1.5.6 在BeagleBone Black中

配置环境 18

1.5.7 在BeagleBone Black中

安装rosinstall 18

1.5.8 BeagleBone Black基本

ROS示例 18

1.6 本章小结 19

第2章 ROS架构及概念 20

2.1 理解ROS文件系统级 20

2.2 理解ROS计算图级 25

2.3 理解ROS开源社区级 31

2.4 ROS试用练习 32

2.5 本章小结 57

第3章 可视化和调试工具 58

3.1 调试ROS节点 60

3.2 日志消息 62

3.3 检测系统状态 69

3.4 设置动态参数 73

3.5 当出现异常状况时使用roswtf 75

3.6 可视化节点诊断 77

3.7 绘制标量数据图 78

3.8 图像可视化 81

3.9 3D可视化 83

3.10 保存与回放数据 88

3.11 应用rqt与rqt_gui插件 93

3.12 本章小结 93

第4章 3D建模与仿真 95

4.1 在ROS中自定义机器人的3D

模型 95

4.2 创建第一个URDF文件 95

4.3 xacro——一种更好的机器人

建模方法 102

4.4 在ROS中仿真 109

4.5 本章小结 118

第5章 导航功能包集入门 119

5.1 ROS导航功能包集 119

5.2 创建变换 120

5.3 发布传感器信息 124

5.4 发布里程数据信息 127

5.5 创建基础控制器 135

5.6 使用ROS创建地图 139

5.7 本章小结 142

第6章 导航功能包集进阶 144

6.1 创建功能包 144

6.2 创建机器人配置 144

6.3 配置全局和局部代价地图 147

6.4 为导航功能包集创建启动文件 150

6.5 为导航功能包集设置rviz 151

6.6 自适应蒙特卡罗定位 160

6.7 使用rqt_reconf?igure修改参数 161

6.8 机器人避障 162

6.9 发送目标 163

6.10 本章小结 166

第7章 使用MoveIt! 167

7.1 MoveIt!体系结构 167

7.2 在MoveIt!中集成一个机械臂 171

7.3 简单的运动规划 180

7.4 考虑碰撞的运动规划 184

7.5 抓取和放置任务 187

7.6 本章小结 199

第8章 在ROS下使用传感器

 和执行器 200

8.1 使用游戏杆或游戏手柄 200

8.2 使用Arduino添加更多的传感器

和执行器 206

8.3 使用9自由度低成本IMU 217

8.4 使用IMU——Xsens MTi 225

8.5 GPS的使用 226

8.6 使用激光测距仪——Hokuyo

URG-04lx 230

8.7 创建launch文件 234

8.8 使用Kinect传感器查看

3D环境中的对象 235

8.9 使用伺服电动机——Dynamixel 239

8.10 本章小结 243

第9章 计算机视觉 244

9.1 ROS摄像头驱动程序支持 245

9.2 ROS图像 255

9.3 ROS中的OpenCV库 256

9.4 使用rqt_image_view显示摄像头

输入的图像 257

9.5 标定摄像头 257

9.5.1 如何标定摄像头 258

9.5.2 双目标定 261

9.6 ROS图像管道 264

9.7 计算机视觉任务中有用的ROS

功能包 269

9.8 使用RGBD深度摄像头实现

9.9 计算两幅图像的单应性 278

9.10 本章小结 279

第10章 点云 280

10.1 理解点云库 280

10.2 我的第一个PCL程序 283

10.3 分割 305

10.4 本章小结 308


精彩书摘

  《ROS机器人高效编程(原书第3版)》:
  机器人学的工具中,点云(point cloud)是一种能够直观地表示和操作3D传感器所提供数据的方式,这类传感器包括飞行时间(Time of Flight)摄像头和激光扫描仪。该类传感器在3D坐标参考系下对空间进行有限点集采样构成点云。点云库(Point Cloud Library,PCL)提供了大量数据类型和数据结构,不但能够方便地表示采样空间中的点,而且可以表示采样空间的不同属性,比如颜色、法向量等。PCL同样提供了许多先进的算法对数据样本进行处理,比如滤波、模型估计、表面重建等。
  ROS提供了一种基于消息的接口(PCL点云可以通过该接口进行有效的通信),还有一组将本地的PCL类型转换到ROS消息的转换函数,这和处理OpenCV图像一样。除了ROS API的标准函数之外,还有一些标准的功能包可以用来与常见的3D传感器进行交互,比如广泛运用的微软的Kinect或者Hokuyo的激光功能,并且可以在RViz可视化程序的不同参考坐标系下实现数据可视化。
  本章首先介绍PCL库的背景、相关的数据类型,以及ROS接口消息,然后展示一些关于如何使用PCL库处理数据以及如何通过ROS发送和接收数据的技术。
  10.1 理解点云库
  在研究代码之前,理解点云库和ROS的PCL接口的基本概念很重要。就像前面提到的,前者为处理3D数据提供了一组数据结构和算法,后者提供了一组消息以及消息与PCL数据结构之间的转换函数。所有这些软件功能包和库,再结合ROS提供的分布式通信层的能力,扩展了机器人领域的众多新应用。
  ……

前言/序言

  Preface前言

  本书第3版全面地介绍了ROS和各种工具。ROS是一个先进的机器人操作系统框架,目前已有数百个研究团体和公司将其应用在机器人行业中。更重要的是,对于机器人技术的非专业人士和学生来说,它也相对容易上手。在本书中,你将了解如何安装ROS,如何使用ROS的基本工具和框架中不同的功能。

  在阅读本书的过程中无须使用任何特殊的设备。书中每一章都附带了一系列的源代码示例和教程,你可以在自己的计算机上运行。这是你唯一需要做的事情。

  当然,我们还会告诉你如何使用硬件,这样可以将你的算法应用到现实环境中。我们在选择设备时特意选择一些业余用户购买得起的设备,同时涵盖了在机器人研究中最典型的传感器和执行器。

  最后,展示ROS具有使整个机器人在实际或虚拟环境中工作的能力。你将学习如何创建自己的机器人并通过Gazebo仿真环境集成它。此外,如果使用Gazebo仿真环境,你将能够在虚拟环境中运行一切。本书将带你从不同方面探索如何创建机器人,例如使用计算机视觉或点云分析传感器感知世界,使用强大的导航功能包集在环境中实现导航,甚至能够用MoveIt!包控制机械臂与周围环境交互。读完本书后,你会发现已经可以使用ROS机器人进行工作了,并理解其背后的原理,我们衷心希望你能全面了解ROS在开发机器人系统时所提供的无限可能性。

  主要内容

  第1章介绍安装ROS最简单的方法,以及如何在不同平台上安装ROS,本书使用的版本是ROSKinetic。这一章还会说明如何从Debian包安装或从源代码进行编译安装,以及在虚拟机、Docker和ARMCPU中安装。

  第2章讨论ROS框架及相关的概念和工具。该章介绍节点、主题和服务,以及如何使用它们,还将通过一系列示例说明如何调试节点或利用可视化方法直观地查看通过主题发布的消息。

  第3章进一步展示ROS强大的调试工具,以及通过对节点主题的图形化将节点间的通信数据可视化。ROS提供了一个日志记录API来轻松地诊断节点的问题。事实上,在使用过程中,我们会看到一些功能强大的图形化工具(如rqt_console和rqt_graph),以及可视化接口(如rqt_plot和rviz)。最后介绍如何使用rosbag和rqt_bag记录并回放消息。

  第4章介绍在ROS中实现机器人的第一步是创建一个机器人模型,包括在Gazebo仿真环境中如何从头开始对一个机器人进行建模和仿真,并使其在仿真环境中运行。你也可以仿真摄像头和激光测距传感器等传感器,为后续学习如何使用ROS的导航功能包集和其他工具奠定基础。

  第5章是关于ROS导航功能包集中的其中一章。该章介绍如何为方便机器人使用导航功能包集进行初始化配置。然后用几个例子对导航功能包集进行说明。

  第6章延续第5章的内容,介绍如何使用导航功能包集使机器人有效地自主导航。该章介绍使用ROS的Gazebo仿真环境和RViz创建一个虚拟环境,在其中构建地图、定位机器人并用障碍回避做路径规划。

  第7章讨论ROS中移动机器人机械臂的一个工具包。该章包含安装这个包所需要的文档,以及使用MoveIt!操作机械臂进行抓取、放置、简单的运动规划等任务的演示示例。

  第8章介绍ROS与现实世界如何连接。这一章介绍在ROS下使用的一些常见传感器和执行器,如激光雷达、伺服电动机、摄像头、RGB-D传感器、GPS等。此外,还会解释如何使用嵌入式系统与微控制器(例如非常流行的Arduino开发板)。

  第9章介绍ROS对摄像头和计算机视觉任务的支持。首先使用FireWire和USB摄像头驱动程序将摄像头连接到计算机并采集图像。然后,就可以使用ROS的标定工具标定摄像头。该章会详细介绍和说明什么是图像管道,讨论如何使用集成了OpenCV的多个机器视觉API。最后,安装并使用一个视觉里程计软件。

  第10章将展示如何在ROS节点中使用点云库(PointCloudLibrary,PCL)。该章从基本功能入手,如读或写PCL数据片段以及发布或订阅这些消息所必需的转换。然后,将在不同节点间创建一个管道来处理3D数据,以及使用PCL进行缩减采样、过滤和搜索特征点。

  预备知识

  我们写作本书的目的是让每位读者都可以完成本书的学习并运行示例代码。基本上,你只需要在计算机上安装一个Linux发行版。虽然每个Linux发行版应该都能使用,但还是建议你使用Ubuntu16.04LTS。这样你可以根据第1章的内容安装ROSKinetic。

  对于硬件要求,一般来说,任何台式计算机或笔记本电脑都满足。但是,最好使用独立显卡来运行Gazebo仿真环境。此外,最好有足够的外围接口,因为这样你可以连接几个传感器和执行器,包括摄像头和Arduino开发板。

  你还需要Git(git-coreDebian包),以便从本书提供的源代码中复制软件库。同样,你需要具备Bash命令行、GNU/Linux工具的基本知识和一些C/C++编程技巧。

  目标读者

  本书的目标读者包括所有机器人开发人员,可以是初学者也可以是专业人员。它涵盖了整个机器人系统的各个方面,展示了ROS如何帮助开发人员完成使机器人真正自主化的任务。对于听说过却从未使用过ROS的机器人专业学生或科研人员来说,本书将是非常有益的。ROS初学者能从本书中学习ROS软件框架的很多先进理念和工具。不仅如此,经常使用ROS的用户也可能从某些章节中学习到一些新东西。当然,只有前3章是纯粹为初学者准备的,所以那些已经使用过ROS的人可以跳过这三章直接阅读后面的章节。

  源代码和彩色图片下载

  本书源代码可以从华章官网www.hzbook.com下载。

  作者简介AbouttheAuthors

  AnilMahtani是一名主要从事水下机器人工作研发的计算机科学家。他第一次在该领域工作是在完成硕士论文期间为低成本ROV开发软件架构。在此期间,他也成为AVORA的团队领导者和主要开发人员,这个大学生团队设计开发了一个自主水下航行器并参加了2012年的欧洲学生自主水下航行器设计挑战赛(StudentAutonomousUnderwaterChallenge-Europe,SAUC-E)。同年,他完成了论文并获得了拉斯帕尔马斯大学的计算机科学硕士学位。此后不久,他成为SeeByte公司的软件工程师,这家公司是水下系统智能软件解决方案的全球领导者。在2015年,他加入SecureWorks公司,任职软件工程师,在那里他应用相关知识和技术开发入侵检测和预防系统。

  在SeeByte公司工作期间,Anil参与了军方、石油和天然气公司的一些半自主和自主水下系统的核心开发。在这些项目中,他积极参与自主系统开发、分布式软件体系结构设计和底层软件开发,同时也为前视声呐图像提供计算机视觉解决方案。他还获得了项目经理职位,管理一个开发和维护内核C++库的工程师团队。

  他的专业兴趣主要包括软件工程、算法、数据结构、分布式系统、网络和操作系统。Anil在机器人方向主要负责提供高效和健壮的软件解决方案,不仅解决当前存在的问题,还预见未来的问题或可能的改进。鉴于他的经验,他在计算机视觉、机器学习和控制问题上也有独特的见解。Anil对DIY和电子学感兴趣,并且开发了一些Arduino库回馈社区。

  首先,我要感谢家人和朋友的支持,他们总是在我最需要的时候帮助我。我还要感谢我的女友Alex的耐心支持,她是我灵感的源泉。最后,我要感谢我的同事IhorBilyy和DanGood,在我软件工程师职业生涯中他们以专业的方式教会我很多知识。

  LuisSánchez在拉斯帕尔马斯大学获得了电子与电信工程的双硕士学位。他曾在技术开发和创新研究所(IDETIC)、加那利群岛海洋平台(PLOCAN)和应用微电子研究所(IUMA)与不同的研究小组合作,进行超分辨率算法成像研究。

  他的专业兴趣包括应用于机器人系统的计算机视觉、信号处理和电子设计。因此,他加入了AVORA团队,这批年轻的工程师和学生从零开始从事自主水下航行器(AUV)的开发工作。在这个项目中,Luis开始开发声学和计算机视觉系统,用于提取不同传感器的信息,例如水听器、声呐和摄像头。

  依托海洋技术的强大背景,Luis与人合作创办了一家新的初创公司SubseaMechatronics,致力于为水下环境开发遥控操作和自主航行器。

  下面是海洋技术工程师和企业家(LPAFabrika:GranCanariaMakerSpace的联合创始人和制造商)DarioSosaCabrera对Luis的评价:

  “他很热情,是一个跨多学科的工程师。他对工作负责,自制力强,并承担一个团队领导者的责任,这在euRathlon比赛中充分展现了出来。他在电子和电信领域的背景让其具备从信号处理和软件到电子设计和制造的广泛专业知识。”

  Luis作为技术审校者参与了Packt出版社出版的《LearningROSforRoboticsProgramming》的相关工作以及第2版的撰写工作。

  首先,我要感谢Aaron、Anil以及Enrique邀请我参与编写这本书。同他们一起工作非常快乐。同时,我也要感谢水下机电团队关于重型水下机器人的丰富经验,这些年我们一起成长。我必须提到LPAFabrika:GranCanariaMakerSpace,他们满腔热忱地准备和引导教学机器人及技术项目,与他们共同工作的时光也非常开心。

  最后,我要感谢家人和女友对我参与的每个项目的大力支持和鼓励。我以此书献给他们。

  EnriqueFernández具有计算机工程博士学位和机器人学研究背景。他的博士论文解决了自主水下滑翔器(AUG)的路径规划问题,他还研究了SLAM、感知、视觉、控制等机器人学课题。在读博士期间,他加盟了赫罗纳大学的CIRS/ViCOROB水下机器人研究中心,在那里他为AUV开发了视觉SLAM和INS模块。他在2012年参加了SAUC-E并获奖,在2013年作为合作者参与了SAUC-E。

  攻读博士学位期间,Enrique在机器人顶级会议和期刊上发表了多篇论文,其中包括国际机器人和自动化会议(InternationalConferenceofRoboticsandAutomation,ICRA)。他也合作编写了一些ROS书籍和章节。

  之后,Enrique作为SLAM工程师在2013年6月加盟PALRobotics公司。在那里,他开发了用于REEM、REEM-C仿人型机器人的ROS软件,也继续为开源社区(主要是ROS控制软件库)做贡献,目前仍是其中一名维护人员。在2015年,他加盟ClearpathRobotics公司的自主系统部门,从事感知算法开发相关工作。他曾经在通用电气公司(GeneralElectric)和约翰迪尔(JohnDeere)等多家大型工业公司的设施中负责部署工业移动机器人OTTO1500和OTTO100软件的运行。

  我要感谢本书的合著者,感谢他们为完成本书所付出的努力以及提供了无数示例的代码。我还要感谢拉斯帕尔马斯大学研究组和水下机器人研究中心(CenterofUnderwaterRoboticsResearch,CIRS/ViCOROB)的研究小组成员。我也要感谢在PALRobotics公司的同事,在那里我学到很多关于ROS、机器人运动以及仿人双足机器人的知识,不仅有软件,还有电子和硬件设计。此外,我还要感谢在ClearpathRobotics的同事们,在这里我掌握了ROS并参与了为工业4.0销售的24/7全天候运行自动驾驶机器人的软件开发。最后,我要感谢我的家人和朋友的帮助与支持,特别是Eva。

  AaronMartinez是数字化制造领域的计算机工程师、企业家和专家。他于2010年在拉斯帕尔马斯大学的IUCTC(InstitutoUniversitariodeCienciasyTecnologiasCiberneticas)完成硕士论文。他在远程监控领域使用沉浸式设备和机器人平台准备硕士论文。获得学位后,他参加了在奥地利林茨约翰开普勒大学研究所的机器人学实习计划。在实习期间,他作为团队的一员使用ROS和导航包集进行移动平台开发。之后,他参与了有关机器人的项目,其中一个是拉斯帕尔马斯大学的AVORA项目。在这个项目中,他参与自主水下航行器制作,并参与意大利的SAUC-E。2012年,他负责维护这个项目;2013年,他帮助从ROS向机器人平台移植导航包集和其他算法。

  最近,Aaron与人共同创立了一家名为SubSeaMechatronicsSL的公司。这家公司从事与水下机器人和遥控系统相关的项目,还设计和制造水下传感器。公司的主要目标是开发用于研发原型和重型机械手的定制解决方案。

  Aaron有许多领域的经验,比如编程、机器人、机电一体化、数字化制造以及Arduino、BeagleBone、服务器和激光雷达等设备。如今,他在SubSeaMechatronicsSL公司从事水下和空中环境的机器人平台设计。

  我要感谢我的女友,她在我写这本书时支持我并且给我继续成长的动力。我还要感谢DonatoMonopoli(加那利群岛技术研究所(ITC)生物医学工程部门的主管),以及ITC所有的工作人员,感谢他们使我懂得数字制造、机械以及工程组织,我在此度过了生命中最美好的时光。

  感谢我大学的同事,特别是AlexisQuesada,他给了我在准备硕士论文时创建第一个机器人的机会。同他们一起工作,使我学习到很多关于机器人的知识。

  最后,我要感谢家人和朋友的帮助与支持。

  AbouttheReviewers审校者简介

  LentinJoseph是印度QboticsLabs(http://www.qboticslabs.com)的创始人兼首席执行官、作家、企业家、电子工程师、机器人爱好者、机器视觉专家、嵌入式程序员。

  他在印度喀拉拉的联邦理工学院(FISAT)获电子学和通信工程学士学位。在工程项目的最后一年,他制作了一个可以与人交互的社交机器人(http://www.technolabsz.com/2012/07/social-robot-my-final-year.html)。项目取得了巨大的成功,被视觉和印刷媒体多次报道。该机器人的主要特点是可以与人交流并智能回复,同时具有一定的图像处理能力,如面部、动作和颜色检测。整个项目使用Python编程语言实现。他对机器人、图像处理和Python的兴趣从此开始。

  毕业后,他在一家专门从事机器人和图像处理的创业公司工作了3年。同时,他学习了主流的机器人软件平台,如机器人操作系统(ROS)、V-REP、Actin(机器人仿真工具),以及图像处理库,如OpenCV、OpenNI和PCL。他还了解Arduino和TivaLaunchpad上的机器人三维设计和嵌入式编程。

  在积累3年的工作经验后,他创立了一家名叫QboticsLabs的新公司,主要从事研究工作,在机器人和机器视觉等领域开发一些优秀的产品。他负责维护个人网站(http://www.lentinjoseph.com)和一个名为technolabsz的技术博客(http://www.technolabsz.com)。他在科技博客上发布作品。他也是印度PyCon2013的演讲者,主题是“使用Python的学习机器人”(LearningRoboticsusingPython)。

  Lentin是《LearningRoboticsusingPython》(更多内容参考http://learn-robotics.com)和《MasteringROSforRoboticsProgramming》(更多内容参考http://mastering-ros.com)的作者,这两本书都由Packt出版社出版。第一本书的主题是使用ROS和OpenCV构建自主移动机器人。这本书是在ICRA2015上推出的,并在ROS博客Robohub、OpenCV、Python网站以及其他相关论坛上推广。第二本书是掌握机器人操作系统(ROS)的工具书,也在ICRA2016上推出,它是最畅销的ROS书籍之一。

  作为ICRA2016的一部分,Lentin及其团队获得了HRATC2016挑战赛的冠军,同时他也是ICRA2015挑战赛HRATC决赛的入围者(http://www.icra2016.org/conference/challenges/)。



深入浅出,构建你的下一代智能系统:从理论到实践的全面指南 在当今飞速发展的技术浪潮中,构建能够自主感知、思考和行动的智能系统已不再是科幻的设想,而是触手可及的现实。从自动驾驶汽车到智能家居,从工业自动化到医疗机器人,智能系统正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面。要在这个充满机遇的领域脱颖而出,掌握一套高效、灵活且功能强大的开发工具和方法论至关重要。 本书将带领你踏上一段激动人心的探索之旅,深入理解并掌握构建下一代智能系统的核心技术和实践方法。我们不仅仅是罗列概念,更注重从根本上理解原理,并将其转化为可执行的代码和可落地的解决方案。通过本书,你将能够构建出真正智能、可靠且高效的机器人和自动化系统。 全景式技术图谱:从基础到前沿 本书为你构建了一个清晰、全面的技术图谱,让你能够系统地掌握智能系统开发所需的各项关键技术。我们将从最基础的概念入手,逐步深入到复杂高级的主题,确保你无论在哪个阶段都能有所收获。 感知与理解: 智能系统的“眼睛”和“耳朵”。我们将深入探讨各种传感器技术,包括摄像头、激光雷达、超声波传感器、IMU(惯量测量单元)等。你将学习如何从这些传感器获取原始数据,如何进行数据预处理和滤波,以应对现实世界中嘈杂和不确定的环境。更重要的是,你将掌握如何利用这些数据来理解周围的世界,例如目标检测、物体识别、场景分割、SLAM(同步定位与建图)等关键技术。这些技术是机器人能够“看懂”并“认识”环境的基础,也是实现自主导航和交互的前提。 决策与规划: 智能系统的“大脑”和“智慧”。一旦感知到周围环境,系统就需要做出明智的决策并规划行动路径。本书将涵盖路径规划算法,从经典的A搜索到更高级的动态窗口方法(DWA)和最优控制方法,让你能够让机器人高效、安全地在复杂环境中移动。同时,我们将深入探讨行为树、状态机等任务规划技术,帮助你设计和实现复杂的自主行为,使机器人能够根据不同的情境做出灵活的响应。此外,本书还将触及机器学习在决策和规划中的应用,例如强化学习,让机器人能够通过与环境的交互不断优化其决策策略。 运动控制与执行: 智能系统的“四肢”和“力量”。感知和决策的最终目的在于驱动机器人行动。你将学习机器人运动学和动力学的基础知识,理解机器人关节的运动如何转化为末端执行器的位姿变化。本书将详细介绍PID控制、模型预测控制(MPC)等经典和先进的运动控制算法,确保机器人能够精确、平稳地执行预定的运动轨迹。此外,你还将了解不同类型的机器人执行器,如电机、舵机、液压系统等,以及如何对其进行有效的驱动和控制。 人机交互与协作: 让智能系统更“人性化”和“协同”。未来的智能系统不再是孤立工作的机器,而是需要与人类以及其他智能体进行高效的交互和协作。本书将探讨语音识别、自然语言处理(NLP)等技术,让机器人能够理解并响应人类的指令。同时,你将学习如何设计直观的用户界面,以及如何让机器人以安全、有效的方式与人类进行物理上的协作,例如协同搬运、共同完成任务等。 系统集成与软件架构: 构建稳健、可扩展的智能系统。再多的高级算法也需要一个良好的软件架构来支撑。本书将深入探讨模块化设计、组件化开发等软件工程的最佳实践,教你如何构建清晰、易于维护和扩展的系统。你将学习如何有效地管理和集成不同的软件模块,如何进行系统的调试和性能优化,确保整个系统能够稳定可靠地运行。 实践驱动,精益求精 理论知识固然重要,但真正掌握一项技术,必须通过大量的实践。本书秉承“实践出真知”的理念,为你提供了丰富的案例研究和项目实践机会。 真实世界场景模拟: 我们将模拟各种真实世界中的应用场景,例如在仓库中进行自主导航和货物搬运的机器人、在复杂地形中进行测绘的无人机、在手术室中协助医生进行操作的医疗机器人等。通过这些场景,你将有机会运用所学知识解决实际问题,并将理论付诸实践。 代码示例与模板: 本书提供了大量精炼、可复用的代码示例,涵盖了从基础算法实现到高级系统集成的各个环节。这些代码不仅可以帮助你理解复杂的概念,还能作为你进行项目开发的起点,大大提高你的开发效率。 故障排除与调试技巧: 在智能系统开发过程中,遇到问题和bug是常态。本书将分享丰富的故障排除和调试技巧,帮助你快速定位问题,分析原因,并找到有效的解决方案。你将学会如何利用各种工具和技术来诊断系统行为,优化性能,并确保系统的稳定性。 面向未来,持续创新 智能系统领域日新月异,新的技术和理念层出不穷。本书不仅关注当前的主流技术,更着眼于未来的发展趋势。 人工智能的深度融合: 我们将探讨人工智能,特别是深度学习,在感知、决策和控制等方面的最新进展,以及如何将这些前沿技术有效地融入到机器人系统中。 分布式与协同智能: 随着智能系统的普及,分布式智能和多机器人协同将成为重要的发展方向。本书将为你打下坚实的基础,让你能够理解和设计复杂的协同智能系统。 安全与伦理考量: 随着智能系统能力的增强,其安全性和伦理问题也日益凸显。本书将引导你思考这些重要的问题,并在设计和开发过程中考虑相关的因素。 本书适合谁? 无论你是: 在校学生: 希望深入理解机器人学、人工智能和计算机视觉等领域,为未来的学术研究和职业生涯打下坚实基础。 在职工程师: 希望提升在机器人开发、自动化系统设计和人工智能应用方面的技能,应对日益复杂的项目需求。 技术爱好者: 对智能系统充满好奇,希望亲手构建自己的机器人或自动化项目,探索技术的无限可能。 项目管理者: 希望全面了解智能系统开发的流程和关键技术,以便更有效地管理团队和项目。 本书都将是你的得力助手。我们将用清晰的语言、严谨的逻辑和丰富的实践,帮助你成为下一代智能系统的构建者。现在,就让我们一起开启这场精彩的技术之旅,用智慧和代码,塑造更美好的未来!

用户评价

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我不得不说,这本书的视角非常独特,它不是那种枯燥的技术说明书,而是更像一本充满智慧的“武功秘籍”,教你如何“以内力”驱动ROS机器人,而非仅仅堆砌“招式”。作者非常擅长用生动形象的比喻来解释抽象的概念,比如将ROS的通信机制比作“信息江湖”,将各个节点比作“武林门派”,这种比喻一下子就让原本晦涩的RPC、话题、服务等概念变得鲜活起来,也更容易理解它们在整个系统中的作用和相互关系。更重要的是,书中对于“健壮性”和“鲁棒性”的强调,让我重新审视了自己在项目开发中经常忽略的细节。它不仅仅教你如何让机器人动起来,更重要的是如何让它“稳稳地”动起来,在各种意外情况下也能保持稳定。书中关于“故障排除”和“调试技巧”的部分,简直是我的“救命稻草”,解决了我在实际项目中遇到的不少棘手问题。阅读这本书的过程,更像是一场与作者的思维对话,他会引导你一步步地去思考“为什么”,而不是简单地告诉你“怎么做”。

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这本书绝对是我近期遇到的最令人耳目一新的技术书籍之一。从目录上就能看出作者的用心良苦,它并没有简单地罗列ROS的各种API,而是深入浅出地讲解了ROS在实际项目开发中的应用技巧和最佳实践。书中的代码示例非常丰富,而且都是经过精心设计,能够清晰地展示概念。我尤其喜欢书中关于“节点通信效率优化”和“多机器人协同”的章节,这些都是在实际ROS开发中经常会遇到的痛点,作者给出的解决方案既有理论深度,又有实践指导意义,让我受益匪浅。而且,作者在讲解过程中,并没有一味地追求技术的前沿性,而是更注重基础概念的牢固掌握,以及如何构建可维护、可扩展的ROS系统。这对于初学者来说非常友好,能够帮助他们建立正确的ROS开发观。即使是像我这样已经有一些ROS使用经验的开发者,也能从中找到不少启发,学习到新的编程思路和方法。总的来说,这本书不仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的导师,指引我们如何在ROS的世界里走得更远,更高效。

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这本书最让我印象深刻的是它对“工程思维”的强调。在当前快速迭代的软件开发环境中,很多时候我们只顾着实现功能,而忽略了系统的长远发展。而这本书,从一开始就为你构建了一个“可维护、可扩展、可复用”的ROS系统框架。作者非常注重讲解如何设计清晰的接口、如何组织代码结构、如何编写高质量的文档,以及如何进行单元测试和集成测试。这些内容在很多ROS相关的教程中都比较罕见,但它们对于构建一个真正成熟的ROS项目来说,却是至关重要的。我特别喜欢书中关于“ROS包管理”和“持续集成”的部分,这些都是提升开发效率和保障代码质量的利器,作者给出的建议非常实用,而且易于落地。读完这本书,我感觉自己对ROS的理解不再停留在“如何调用API”的层面,而是上升到了“如何构建一个高质量的ROS软件工程”的高度,这对我未来的职业发展有着非常积极的意义。

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这本书最打动我的地方在于它对“实践出真知”的深刻理解。作者在书中引入了大量的实际项目案例,并且对这些案例进行了深入的分析和剖析。这些案例涵盖了从简单的机器人控制到复杂的自主导航,再到多机器人协作等各种场景,非常具有代表性。我从中学习到了很多在实际项目中会遇到的问题,以及作者是如何运用ROS的强大功能来解决这些问题的。书中对于“仿真环境搭建”、“硬件集成”以及“传感器数据处理”等环节的讲解,都非常细致,并且提供了很多实用的工具和方法。阅读这本书,就像是跟着作者一起经历了一次完整的ROS项目开发过程,让我对ROS的实际应用有了更直观、更深刻的认识。而且,作者并没有回避ROS开发中的难点和挑战,反而勇于直面并给出解决方案,这种坦诚和务实的态度,让我对这本书充满了敬意。

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这本书给我的感觉是“大道至简”。作者并没有用很多华丽的辞藻或者晦涩的理论来包装,而是用最直接、最简洁的方式,将ROS开发的精髓呈现出来。书中对于“性能优化”的讲解,让我眼前一亮。它不仅仅是告诉你如何写出“能跑”的代码,而是教你如何写出“跑得快”、“用得省”的代码。例如,书中关于“消息序列化优化”、“内存管理”以及“并发处理”的章节,都提供了非常具体且可行的方案。我尝试着将书中的一些优化技巧应用到我的项目中,效果非常显著,CPU占用率和内存消耗都有明显下降。而且,作者在讲解过程中,还穿插了不少“经验之谈”,这些“小贴士”看似不起眼,但往往能避开很多开发者容易踩的“坑”。总之,这本书就像一本“内功心法”,帮助我打通了ROS开发的任督二脉,让我能够更从容地应对各种复杂的开发挑战。

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纸质不行………

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感觉没啥大用处

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内容还没看 纸质还可以 应该是正版

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选的是普通发票,但是收到的时候没有

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好书,专业,前沿,价格吸引人

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很不错,正好需要,课题研究用,屯点备用,应该能派上用场。

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不错

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新手 有些迷茫

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书的质量还不错,刚到还没来的及阅读

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