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店铺： 兰兴达图书专营店

出版社： 机械工业

ISBN：9787111598237

商品编码：28470760613

深入解析ROS2：从理论到实践的全面指南 本书旨在为广大ROS2开发者、机器人爱好者以及相关领域的研究人员提供一份详尽而实用的技术指南。我们致力于剥离那些可能令人望而生畏的复杂性，以清晰、循序渐进的方式，引领读者深入理解ROS2的核心概念、架构设计，并掌握其在实际机器人开发中的应用技巧。不同于市面上一些侧重于特定技术点或仅停留在表面介绍的读物，本书将力求从根本上解答“为什么”和“如何做”，帮助读者建立起一套扎实的ROS2知识体系，能够独立解决开发中遇到的问题，并为未来的技术探索打下坚实基础。 第一部分：ROS2核心架构与原理透视 本部分将是本书的基石，我们首先会深入探讨ROS2与前代ROS1在设计理念和技术实现上的关键差异。理解这些差异，是掌握ROS2的关键。 ROS2的演进之路： 为什么需要ROS2？ROS1的局限性在哪里？ROS2在可靠性、实时性、安全性和跨平台兼容性等方面进行了哪些根本性的改进？我们将通过对比分析，让读者深刻理解ROS2的设计哲学。 DDS（Data Distribution Service）： 作为ROS2的核心通信中间件，DDS扮演着至关重要的角色。本书将详细介绍DDS的工作原理，包括其发布/订阅模型、服务、动作、参数服务器等核心概念。我们将深入剖析DDS的质量服务（Quality of Service, QoS）策略，例如可靠性（Reliability）、持久性（Durability）、期限（Liveliness）等，并阐述如何根据不同的应用场景灵活配置QoS，以满足实时性、数据完整性等需求。 节点（Nodes）与通信机制： 详细讲解ROS2中节点的概念，如何创建、运行和管理节点。深入解析ROS2的通信模式：话题（Topics）、服务（Services）和动作（Actions）。我们将从源码层面分析它们的工作流程，以及如何使用C++和Python等语言实现节点的开发。 图（Graph）与发现机制： ROS2如何构建和管理节点之间的通信图？理解ROS2的运行时发现机制，以及它如何实现节点的动态连接和通信。 参数服务器（Parameter Server）与配置管理： 讲解ROS2参数服务器的工作原理，如何动态地修改节点参数，以及它在机器人系统配置中的重要性。 构建系统（Build System）： 详细介绍ROS2的构建系统——Colcon。从Colcon的工作流程、包（Package）的组织结构、CMakeLists.txt和setup.py文件的编写，到如何处理依赖关系、构建和安装ROS2包，我们将提供详尽的指导和示例。 动作库（Action Library）与执行流管理： 深入理解ROS2动作库的设计，它如何实现长时间运行的任务，以及如何管理反馈和结果。我们将通过实例展示如何开发和使用自定义的动作。 ROS2的跨平台能力： 介绍ROS2在Linux、macOS和Windows等不同操作系统上的支持情况，以及如何进行跨平台开发和部署。 第二部分：ROS2实践开发指南 在理解了ROS2的核心原理后，本部分将聚焦于实际的开发技能。我们将通过一系列精心设计的实例，带领读者逐步掌握ROS2的开发流程和常用工具。 ROS2工作空间（Workspace）的搭建与管理： 从零开始，手把手指导读者搭建ROS2开发环境，创建和管理工作空间，理解ROS2包的结构和命名规范。 C++与Python节点开发实战： 提供大量C++和Python的节点开发示例，涵盖话题发布/订阅、服务调用/提供、动作客户端/服务器等基本功能。我们将重点讲解如何在实际项目中编写健壮、高效的节点代码，并演示如何处理回调函数、线程安全等问题。 消息（Messages）、服务（Services）和动作（Actions）的自定义： 学习如何根据项目需求定义自己的消息、服务和动作接口，并将其集成到ROS2系统中。 ROS2工具链的深入应用： `ros2`命令行工具： 详细介绍`ros2 topic`, `ros2 service`, `ros2 node`, `ros2 param`, `ros2 bag` 等常用命令的用法，以及它们在调试和监控ROS2系统中的作用。 RViz2可视化工具： 讲解如何使用RViz2来可视化机器人的传感器数据、模型、路径规划结果等。我们将演示如何创建和配置RViz2插件，以及如何将其集成到复杂的机器人仿真环境中。 Gazebo/Ignition仿真环境： 详细介绍如何使用Gazebo或Ignition仿真器来创建和模拟机器人环境，以及如何将ROS2节点集成到仿真器中。我们将演示如何配置机器人模型、传感器、物理属性，并进行仿真测试。 Qt Creator等IDE集成： 指导读者如何将ROS2开发集成到常用的集成开发环境（IDE）中，以提高开发效率。 ROS2的参数化与配置： 深入探讨ROS2的参数管理机制，包括静态参数、动态参数、YAML配置文件等，并演示如何有效地管理和加载机器人系统的配置。 ROS2的日志系统与调试技巧： 讲解ROS2内置的日志系统，如何设置不同的日志级别，以及如何利用日志进行故障排查。 ROS2包的打包、分发与部署： 学习如何将自己的ROS2项目打包成可重用的ROS2包，以及如何进行安装和部署。 ROS2的安全性（Security）： 介绍ROS2在安全性方面的设计，包括节点认证、数据加密、访问控制等，并演示如何在实际项目中启用和配置ROS2的安全特性。 ROS2的实时性保证： 讨论ROS2如何支持实时性要求，包括与RTOS（实时操作系统）的集成、DDS的实时配置等。 第三部分：ROS2在高级应用场景中的探索 在掌握了ROS2的基础开发技能后，本部分将引导读者探索ROS2在更广泛、更复杂的机器人应用场景中的潜力。 机器人导航（Navigation2）： 深入剖析ROS2导航栈（Navigation2）的设计理念和核心组件，包括SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）、路径规划（Planning）、局部避障（Local Obstacle Avoidance）和行为树（Behavior Trees）等。我们将通过实际案例，演示如何配置和使用Navigation2实现机器人的自主导航。 机器人感知（Perception）： 介绍ROS2在机器人感知领域的常用技术和库，例如PCL（Point Cloud Library）的集成、OpenCV的应用、深度学习模型的部署等。我们将演示如何处理激光雷达点云、相机图像等传感器数据，并提取有用的环境信息。 机器人控制（Control）： 探讨ROS2在机器人运动控制领域的应用，包括PID控制、力/扭矩控制、轨迹跟踪等。我们将展示如何实现机器人关节的精确控制。 多机器人协同（Multi-Robot Systems）： 介绍ROS2在支持多机器人协同工作方面的能力，包括通信、任务分配、协调等方面的挑战与解决方案。 ROS2与云计算的集成： 探讨ROS2如何与AWS Robot Operating System (ROS) on AWS, Azure, Google Cloud等云计算平台进行集成，实现数据存储、远程监控、模型训练等功能。 ROS2的性能优化与调优： 分享在实际项目中进行ROS2系统性能分析和优化的技巧，包括识别性能瓶颈、优化通信、代码重构等。 本书的目标不仅仅是教会读者如何“使用”ROS2，更是要帮助读者“理解”ROS2。我们相信，通过对ROS2核心原理的深入理解，结合大量的实践案例，读者将能够更加自信地应对各种机器人开发挑战，并能够根据实际需求灵活地设计和实现自己的机器人系统。无论您是初学者还是有一定ROS基础的开发者，都能从本书中获得宝贵的知识和启发。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习机器学习算法与机器人控制相结合是通往高级自动化的必经之路，但市面上鲜有能将这两个领域无缝衔接的书籍。这本书在后半部分专门辟出章节讲解ROS2环境下的机器学习部署，这点让我眼前一亮。它没有仅仅停留在TensorFlow或PyTorch模型的训练上，而是重点关注了如何在嵌入式设备上进行模型优化、量化，并通过ROS2的消息机制高效地传递推理结果给控制模块。我特别关注了它关于强化学习在机器人决策方面的应用实例。作者没有采用过于简化的玩具案例，而是提供了一个相对贴近实际的抓取任务示例，并详细解释了如何设计奖励函数以及如何处理探索与利用的权衡。这种将算法的“黑箱”转化为可解释、可部署的流程，极大地降低了跨领域学习的门槛，让偏控制背景的读者也能信心满满地迈入AI驱动机器人的新时代。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实操性强得令人惊喜，与其说是一本教程，不如说是一本详尽的“故障排除手册”。我最近在做一个需要进行精确路径规划的自主导航项目，遇到了一个棘手的定位漂移问题。我在尝试了各种参数调整无果后，抱着试试看的心态翻到了关于SLAM与定位结合的部分。作者没有停留在传统的AMCL介绍，而是深入讲解了如何利用现代的传感器融合技术，特别是结合最新的因子图优化方法来提升鲁棒性。书里提供的那套完整的环境搭建和调试流程，简直是手把手的教学。我严格按照书中的步骤重新配置了我的传感器数据流和TF树，竟然奇迹般地解决了困扰我两周的精度问题。这种直接指向痛点的解决思路，体现了作者深厚的工程经验，而不是空洞的理论堆砌。对于那些渴望快速将概念转化为实际运行代码的工程师来说，这本书的价值是不可估量的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当吸引人，那种带有未来感的蓝色调和简洁的排版，一下子就能抓住搞机器人开发的读者的眼球。我本来对手头的ROS2项目有点力不从心，总觉得官方文档里零散的信息需要花费大量时间去整理和理解。这本书的出现，简直就像是为我搭建了一个坚实的学习框架。它不是那种高高在上的理论说教，而是充满了实战的智慧。比如，对于初学者而言，ROS2的节点间通信（DDS实现机制）常常让人摸不着头脑，但这本书通过细致的图示和代码示例，把复杂的概念拆解得非常透彻。我尤其欣赏它对不同中间件（FastDDS、CycloneDDS）性能差异的对比分析，这在实际部署中太重要了，能够帮助我们根据应用场景做出更优化的选择。读完前几章，我对ROS2的底层架构有了全新的认识，感觉自己不再是只会调用API的“搬砖工”，而是真正理解了其设计哲学的工程师。这对于日后遇到疑难杂症进行深层次调试，无疑是巨大的助力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值在于其对“方法论”的强调，而非仅仅是“工具箱”。它教会我的，是如何在不断迭代的机器人技术栈中保持清晰的思路。在讨论到构建大型、分布式ROS2系统时，书中强调了接口定义语言（IDL）的重要性以及如何利用代码生成工具来确保不同语言节点间的兼容性和健壮性。这是一种从顶层设计出发的思考方式，远比仅仅学习如何编写单个节点要深刻得多。它引导我去思考项目的可维护性、扩展性和安全性。每当我在面对一个全新的机器人项目需求时，我都会习惯性地回翻这本书，检查我的架构设计是否遵循了这些被实践验证过的最佳实践。它就像是一位经验丰富的老前辈，在你走入歧途前及时拉你一把，确保你走在一条高效、可持续的开发道路上。

评分☆☆☆☆☆

从语言风格上来说，这本书的叙述方式非常严谨而富有逻辑性，读起来有一种教科书的专业感，但又不失亲切。作者在解释那些抽象概念时，总是能找到一个非常恰当的比喻或类比。例如，讲解ROS2的QoS（服务质量）策略时，它不仅仅是罗列出Reliable、Best Effort这些选项，而是用现实世界中“快递投递”和“实时视频流”的场景来区分它们的适用性，这种场景化的解释方法极大地帮助我理解了不同策略背后的性能权衡与资源消耗。对于那些需要撰写技术文档或进行项目汇报的读者，这本书提供的专业术语使用和概念组织方式，本身就是一份极好的范本。它让我在解释我的ROS2系统设计时，能够使用更加准确和专业的语言，提升了整个团队的技术交流效率。