【正版】ROS機器人開發四冊套裝 ROS機器人開發實踐 高效編程 ROS機器人應用程序開發入門書

【正版】ROS機器人開發四冊套裝 ROS機器人開發實踐 高效編程 ROS機器人應用程序開發入門書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

鬍春旭 等 著
圖書標籤:
  • ROS
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齣版社: 機械工業齣版社
ISBN:9787111598237
商品編碼:29197054343

具體描述


基本信息

作者: (西)阿尼爾·馬哈塔尼(Anil Mahtani)(美)卡羅爾·費爾柴爾德(Carol Fairchild)    (美)托馬斯L.哈曼(Thomas L. Harman)鬍春旭(印)朗坦·約瑟夫(Lentin Joseph)   

譯者: 張瑞雷 劉錦濤吳中紅 石章鬆 潘麗張瑞雷 劉錦濤 林遠山

叢書名: 機器人設計與製作係列

齣版社:機械工業齣版社

ISBN:9787111578468

上架時間:2018-6-12

齣版日期:2017 年9月

開本:16開

版次:1-1

編輯


使用ROS創建自動駕駛汽車
使用深度學習和ROS開發智能機器人應用程序
掌握3D目標識彆
使用虛擬現實和ROS控製機器人
使用ROS製作人工智能聊天機器人
瞭解使用ROS進行機器人自主導航的全部功能
使用ROS理解人臉檢測和跟蹤
使用手勢遙控操作機器人
使用Matlab和Android設計基於ROS的應用程序
使用Turtlebot實現交互式應用程序


通過閱讀本書,你將:
瞭解ROS的基本原理及其在機器人實例中的應用
控製移動機器人在一個環境中自主導航
使用URDF和Xacro建模機器人,並在ROS Gazebo模擬中操作
控製視覺伺服的7自由度機器人手臂
使用四鏇翼飛行器進行自主錨點
掌握Gazebo、rviz、rqt和Move-It等ROS工具的使用
使用移動設備和控製器控製機器人
聯閤機器人完成一個協作任務

內容簡介

 本書11個ROS機器人項目,在無須大量硬件的情況下可直接實現原型設計。本書首先介紹ROS及其安裝過程。在完成基礎知識學習之後,將會學習一些非常棒的項目,如構建自動駕駛汽車、自主移動機器人以及使用深度學習和ROS進行圖像識彆等。這裏可以找到適用於初級、中級甚至專傢級的各類ROS機器人應用程序! ---------------------------7991375--------------------------- 
 本書在介紹ROS總體框架和理論要點的基礎上,講解ROS的通信機製、常用組件和進階功能;同時以實踐為主,講解機器視覺、機器聽覺、SLAM與導航、機械臂控製、機器學習等多種ROS應用的主要原理和實現方法;並分析基於ROS的機器人設計方法和典型實例;後論述ROS2的框架特點和使用方法,剖析ROS的發展方嚮。
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 本書針對基於ROS的機器人開發技術進行瞭全麵綜閤的介紹,不僅涵蓋ROS框架的基礎知識,還詳細描述模擬機器人模型的構建方法和真實機器人操控。本書循序漸進地以實例形式講解移動機器人、飛行機器人、機器人手臂等各類機器人的ROS實現。通過控製這些機器人,無論是模擬還是在現實中,你都可以使用ROS控製來驅動、移動機器人,甚至是讓機器人飛行。 ---------------------------6479751--------------------------- 
 本書包含瞭大量示例,幫助你開發機器人程序,並為你提供使用開源ROS庫和工具的完整解決方案。本書主要內容包括:ROS的概念、命令行工具、可視化GUI以及如何調試ROS,如何將機器人傳感器和執行器連接到ROS,如何從攝像頭和3D傳感器獲取數據並分析數據,如何在機器人/傳感器和環境仿真中使用Gazebo,如何設計機器人,如何使用OpenCV3.0為機器人添加視覺功能,如何使用新版本的PCL嚮機器人添加3D感知功能。本書適閤各個階層的機器人開發人員和機器人愛好者閱讀。 

作譯者

 
作者簡介 
Lentin Joseph是一名來自印度的作傢、企業傢、電子工程師、機器人愛好者、機器視覺專傢、嵌入式程序員以及Qbotics Labs的創始人和首席執行官。
他在喀拉拉邦的聯邦科學和技術研究所(Federal Institute of Science and Technology,FISAT)獲得瞭電子和通信工程學士學位。在後一年的工程項目中,製作瞭一個可以與人互動的聊天機器人。該項目取得瞭巨大的成功,被各大媒體多次報告。該機器人的主要特點是能夠與人溝通、智能迴復、具有一定的圖像處理能力,如麵部、動作、顔色檢測等。整個項目使用Python編程語言實現。他對機器人、圖像處理和Python的興趣從此開始。
畢業後,他在一傢專門從事機器人和圖像處理的創業公司工作瞭三年。與此同時,他學習瞭主流的機器人軟件平颱,如機器人操作(ROS)、V-REP和Actin(機器人仿真工具)等,還學習瞭圖像處理庫,如OpenCV、OpenNI和PCL等,並且熟悉Arduino和Tiva Launchpad上的機器人三維設計和嵌入式編程。
在積纍瞭三年的工作經驗後,他開創瞭Qbotics Labs公司,主要緻力於在機器人和機器視覺等領域開發一些的産品。他負責維護個人網站和技術博客technolabsz,並在科技博客上發錶作品。他還是印度PyCon2013的主講人,主題為“Learning Robotics Using Python”。
Lentin是《Learning Robotics Using Python》和《Mastering ROS for Robotics Programming》兩本書的作者,均由Packt齣版。本書使用ROS和OpenCV製作瞭一個自主移動機器人。這本書是在ICRA 2015上發布的,在ROS博客、Robohub、OpenCV、Python網站以及其他相關論壇上流傳很廣。第二本書幫助讀者掌握ROS知識,並在ICRA 2016上推齣,是的ROS書籍之一。
Lentin及其團隊也是2016年ICRA中HRATC挑戰賽的獲勝者。該團隊也成功入圍瞭ICRA 2015挑戰賽HRATC決賽。
審校者簡介 
Ruixiang Du是伍斯特理工學院(Worcester Polytechnic Institute,WPI)機械工程的博士研究生。目前在和機器人控製實驗室工作,主要研究自主移動機器人的運動規劃和控製。他於2011年獲得華北電力大學自動化學士學位,2013年獲得WPI機器人工程碩士學位。
Ruixiang的研究興趣包括機器人技術和實時嵌入式。他曾經從事多種機器人項目,從機器人平颱到機器人、無人機/地麵車輛、人形機器人等。他是DARPA機器人挑戰賽WPI-CMU團隊的成員。


作者簡介
卡羅爾·費爾柴爾德(Carol Fairchild)是Fairchild Robotics公司的所有人、首席工程師,該公司緻力於機器人技術的開發與集成。卡羅爾是休斯頓大學明湖分校(University of Houston-Clear Lake,UHCL)Baxter實驗室的一名研究人員,同時也是一名兼職教授。她的研究領域主要是基於Baxter機器人的擴展應用開發。在費爾柴爾德女士早期開始建造她的颱機器人(這颱機器人被稱為Heathkit Hero)時,她就已經開始瞭機器人技術方方麵麵的學習與實踐。她在得州農工大學(Texas A&M;)獲得工程技術學士學位,並在休斯頓大學明湖分校獲得計算機工程的碩士學位。費爾柴爾德女士曾在中學教授機器人學課程,是樂高聯盟(FIRST LEGO League,FLL)的教練,同時也是靈感和科技大賽(For Inspiration and Recognition of Science and Technology,FIRST)的誌願者。
托馬斯L.哈曼(Thomas L. Harman)博士是休斯頓大學明湖分校工程係的主任。他的研究領域主要是控製、機器人技術與微處理器技術的應用。他和他同事關於機器人和激光的論文已經應用在瞭醫學領域。2005年,他當選為休斯頓大學明湖分校的特聘教授。他曾擔任FIRST機器人大賽的裁判與安全顧問。托馬斯博士已經齣版的專著、閤著書籍有18本,主題包括微處理器技術、MATLAB與仿真以及美國國傢電氣規程等。他在休斯頓大學明湖分校的實驗室有一颱Baxter雙臂機器人、多颱TurtleBot機器人以及其他幾款機器人。

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編輯

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使用ROS創建自動駕駛汽車
使用深度學習和ROS開發智能機器人應用程序
掌握3D目標識彆
使用虛擬現實和ROS控製機器人
使用ROS製作人工智能聊天機器人
瞭解使用ROS進行機器人自主導航的全部功能
使用ROS理解人臉檢測和跟蹤
使用手勢遙控操作機器人
使用Matlab和Android設計基於ROS的應用程序
使用Turtlebot實現交互式應用程序 ---------------------------7731483--------------------------- 
通過閱讀本書,你將:
瞭解ROS的基本原理及其在機器人實例中的應用
控製移動機器人在一個環境中自主導航
使用URDF和Xacro建模機器人,並在ROS Gazebo模擬中操作
控製視覺伺服的7自由度機器人手臂
使用四鏇翼飛行器進行自主錨點
掌握Gazebo、rviz、rqt和Move-It等ROS工具的使用
使用移動設備和控製器控製機器人
聯閤機器人完成一個協作任務

內容簡介



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 本書11個ROS機器人項目,在無須大量硬件的情況下可直接實現原型設計。本書首先介紹ROS及其安裝過程。在完成基礎知識學習之後,將會學習一些非常棒的項目,如構建自動駕駛汽車、自主移動機器人以及使用深度學習和ROS進行圖像識彆等。這裏可以找到適用於初級、中級甚至專傢級的各類ROS機器人應用程序! ---------------------------7991375--------------------------- 
 本書在介紹ROS總體框架和理論要點的基礎上,講解ROS的通信機製、常用組件和進階功能;同時以實踐為主,講解機器視覺、機器聽覺、SLAM與導航、機械臂控製、機器學習等多種ROS應用的主要原理和實現方法;並分析基於ROS的機器人設計方法和典型實例;後論述ROS2的框架特點和使用方法,剖析ROS的發展方嚮。
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 本書針對基於ROS的機器人開發技術進行瞭全麵綜閤的介紹,不僅涵蓋ROS框架的基礎知識,還詳細描述模擬機器人模型的構建方法和真實機器人操控。本書循序漸進地以實例形式講解移動機器人、飛行機器人、機器人手臂等各類機器人的ROS實現。通過控製這些機器人,無論是模擬還是在現實中,你都可以使用ROS控製來驅動、移動機器人,甚至是讓機器人飛行。 ---------------------------6479751--------------------------- 
 本書包含瞭大量示例,幫助你開發機器人程序,並為你提供使用開源ROS庫和工具的完整解決方案。本書主要內容包括:ROS的概念、命令行工具、可視化GUI以及如何調試ROS,如何將機器人傳感器和執行器連接到ROS,如何從攝像頭和3D傳感器獲取數據並分析數據,如何在機器人/傳感器和環境仿真中使用Gazebo,如何設計機器人,如何使用OpenCV3.0為機器人添加視覺功能,如何使用新版本的PCL嚮機器人添加3D感知功能。本書適閤各個階層的機器人開發人員和機器人愛好者閱讀。 

作譯者

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作者簡介 
Lentin Joseph是一名來自印度的作傢、企業傢、電子工程師、機器人愛好者、機器視覺專傢、嵌入式程序員以及Qbotics Labs(http://www.qboticslabs.com)的創始人和首席執行官。
他在喀拉拉邦的聯邦科學和技術研究所(Federal Institute of Science and Technology,FISAT)獲得瞭電子和通信工程學士學位。在後一年的工程項目中,製作瞭一個可以與人互動的聊天機器人。該項目取得瞭巨大的成功,被各大媒體多次報告。該機器人的主要特點是能夠與人溝通、智能迴復、具有一定的圖像處理能力,如麵部、動作、顔色檢測等。整個項目使用Python編程語言實現。他對機器人、圖像處理和Python的興趣從此開始。
畢業後,他在一傢專門從事機器人和圖像處理的創業公司工作瞭三年。與此同時,他學習瞭主流的機器人軟件平颱,如機器人操作(ROS)、V-REP和Actin(機器人仿真工具)等,還學習瞭圖像處理庫,如OpenCV、OpenNI和PCL等,並且熟悉Arduino和Tiva Launchpad上的機器人三維設計和嵌入式編程。
在積纍瞭三年的工作經驗後,他開創瞭Qbotics Labs公司,主要緻力於在機器人和機器視覺等領域開發一些的産品。他負責維護個人網站(http://www.lentinjoseph.com)和技術博客technolabsz(http://www.technolabsz.com),並在科技博客上發錶作品。他還是印度PyCon2013的主講人,主題為“Learning Robotics Using Python”。
Lentin是《Learning Robotics Using Python》(http://learn-robotics.com)和《Mastering ROS for Robotics Programming》(http://mastering-ros.com)兩本書的作者,均由Packt齣版。本書使用ROS和OpenCV製作瞭一個自主移動機器人。這本書是在ICRA 2015上發布的,在ROS博客、Robohub、OpenCV、Python網站以及其他相關論壇上流傳很廣。第二本書幫助讀者掌握ROS知識,並在ICRA 2016上推齣,是的ROS書籍之一。
Lentin及其團隊也是2016年ICRA中HRATC挑戰賽的獲勝者。該團隊也成功入圍瞭ICRA 2015挑戰賽HRATC決賽(http://www.icra2016.org/conference/challenges/)。
審校者簡介 
Ruixiang Du是伍斯特理工學院(Worcester Polytechnic Institute,WPI)機械工程的博士研究生。目前在和機器人控製實驗室工作,主要研究自主移動機器人的運動規劃和控製。他於2011年獲得華北電力大學自動化學士學位,2013年獲得WPI機器人工程碩士學位。
Ruixiang的研究興趣包括機器人技術和實時嵌入式。他曾經從事多種機器人項目,從機器人平颱到機器人、無人機/地麵車輛、人形機器人等。他是DARPA機器人挑戰賽WPI-CMU團隊的成員。 ---------------------------7731483--------------------------- 
作者簡介
卡羅爾·費爾柴爾德(Carol Fairchild)是Fairchild Robotics公司的所有人、首席工程師,該公司緻力於機器人技術的開發與集成。卡羅爾是休斯頓大學明湖分校(University of Houston-Clear Lake,UHCL)Baxter實驗室的一名研究人員,同時也是一名兼職教授。她的研究領域主要是基於Baxter機器人的擴展應用開發。在費爾柴爾德女士早期開始建造她的颱機器人(這颱機器人被稱為Heathkit Hero)時,她就已經開始瞭機器人技術方方麵麵的學習與實踐。她在得州農工大學(Texas A&M;)獲得工程技術學士學位,並在休斯頓大學明湖分校獲得計算機工程的碩士學位。費爾柴爾德女士曾在中學教授機器人學課程,是樂高聯盟(FIRST LEGO League,FLL)的教練,同時也是靈感和科技大賽(For Inspiration and Recognition of Science and Technology,FIRST)的誌願者。
托馬斯L.哈曼(Thomas L. Harman)博士是休斯頓大學明湖分校工程係的主任。他的研究領域主要是控製、機器人技術與微處理器技術的應用。他和他同事關於機器人和激光的論文已經應用在瞭醫學領域。2005年,他當選為休斯頓大學明湖分校的特聘教授。他曾擔任FIRST機器人大賽的裁判與安全顧問。托馬斯博士已經齣版的專著、閤著書籍有18本,主題包括微處理器技術、MATLAB與仿真以及美國國傢電氣規程等。他在休斯頓大學明湖分校的實驗室有一颱Baxter雙臂機器人、多颱TurtleBot機器人以及其他幾款機器人。 ---------------------------6479751--------------------------- 
Anil Mahtani是一名主要從事水下機器人工作研發的計算機科學傢。他次在該領域工作是在完成碩士論文期間為低成本ROV開發軟件架構。在此期間,他也成為AVORA的團隊和主要開發人員,這個大學生團隊設計開發瞭一個自主水下航行器並參加瞭2012年的歐洲學生自主水下航行器設計挑戰賽(Student Autonomous Underwater Challenge-Europe,SAUC-E)。同年,他完成瞭論文並獲得瞭拉斯帕爾馬斯大學的計算機科學碩士學位。此後不久,他成為SeeByte公司的軟件工程師,這傢公司是水下智能軟件解決方案的。在2015年,他加入SecureWorks公司,任職軟件工程師,在那裏他應用相關知識和技術開發入侵檢測和。
在SeeByte公司工作期間,Anil參與瞭軍方、石油和天然氣公司的一些半自主和自主水下的核心開發。在這些項目中,他積極參與自主開發、分布式軟件體係結構設計和底層軟件開發,同時也為前視聲呐圖像提供計算機視覺解決方案。他還獲得瞭項目經理職位,管理一個開發和維護內核C++庫的工程師團隊。
他的興趣主要包括軟件工程、算法、數據結構、分布式、網絡和操作。Anil在機器人方嚮主要負責提供高效和健壯的軟件解決方案,不僅解決當前存在的問題,還預見未來的問題或可能的改進。鑒於他的經驗,他在計算機視覺、機器學習和控製問題上也有獨特的見解。Anil對DIY和電子學感興趣,並且開發瞭一些Arduino庫迴饋社區。
首先,我要感謝傢人和朋友的支持,他們總是在我需要的時候幫助我。我還要感謝我的女友Alex的耐心支持,她是我靈感的源泉。後,我要感謝我的同事Ihor Bilyy和Dan Good,在我軟件工程師職業生涯中他們以的方式教會我很多知識。
Luis Sánchez在拉斯帕爾馬斯大學獲得瞭電子與電信工程的雙碩士學位。他曾在技術開發和創新研究所(IDETIC)、加那利群島海洋平颱(PLOCAN)和應用微電子研究所(IUMA)與不同的研究小組閤作,進行超分辨率算法成像研究。
他的興趣包括應用於機器人的計算機視覺、信號處理和電子設計。因此,他加入瞭AVORA團隊,這批年輕的工程師和學生從零開始從事自主水下航行器(AUV)的開發工作。在這個項目中,Luis開始開發聲學和計算機視覺,用於提取不同傳感器的信息,例如水聽器、聲呐和攝像頭。
.依托海洋技術的強大背景,Luis與人閤作創辦瞭一傢新的初創公司Subsea Mechatronics,緻力於為水下環境開發遙控操作和自主航行器。
下麵是海洋技術工程師和企業傢(LPA Fabrika:Gran Canaria Maker Space的聯閤創始人和製造商)Dario Sosa Cabrera對Luis的評價:
“他很熱情,是一個跨多學科的工程師。他對工作負責,自製力強,並承擔一個團隊的責任,這在euRathlon比賽中充分展現瞭齣來。他在電子和電信領域的背景讓其具備從信號處理和軟件到電子設計和製造的廣泛知識。”
Luis作為技術審校者參與瞭Packt齣版社齣版的《Learning ROS for Robotics Programming》的相關工作以及第2版的撰寫工作。
首先,我要感謝Aaron、Anil以及Enrique邀請我參與編寫這本書。同他們一起工作非常快樂。同時,我也要感謝水下機電團隊關於重型水下機器人的豐富經驗,這些年我們一起成長。我必須提到LPA Fabrika:Gran Canaria Maker Space,他們滿腔熱忱地準備和引導教學機器人及技術項目,與他們共同工作的時光也非常開心。
後,我要感謝傢人和女友對我參與的每個項目的大力支持和鼓勵。我以此書獻給他們。
Enrique Fernández具有計算機工程博士學位和機器人學研究背景。他的博士論文解決瞭自主水下滑翔器(AUG)的路徑規劃問題,他還研究瞭SLAM、感知、視覺、控製等機器人學課題。在讀博士期間,他加盟瞭赫羅納大學的CIRS/ViCOROB水下機器人研究中心,在那裏他為AUV開發瞭視覺SLAM和INS模塊。他在2012年參加瞭SAUC-E並獲奬,在2013年作為閤作者參與瞭SAUC-E。
攻讀博士學位期間,Enrique在機器人會議和期刊上發錶瞭多篇論文,其中包括機器人和自動化會議(International Conference of Robotics and Automation,ICRA)。他也閤作編寫瞭一些ROS書籍和章節。
之後,Enrique作為SLAM工程師在2013年6月加盟PAL Robotics公司。在那裏,他開發瞭用於REEM、REEM-C仿人型機器人的ROS軟件,也繼續為開源社區(主要是ROS控製軟件庫)做貢獻,目前仍是其中一名維護人員。在2015年,他加盟Clearpath Robotics公司的自主部門,從事感知算法開發相關工作。他曾經在通用電氣公司(General Electric)和約翰迪爾(John Deere)等多傢大型工業公司的設施中負責部署工業移動機器人OTTO 1500和OTTO 100軟件的運行。
我要感謝本書的閤著者,感謝他們為完成本書所付齣的努力以及提供瞭無數示例的代碼。我還要感謝拉斯帕爾馬斯大學研究組和水下機器人研究中心(Center of Underwater Robotics Research,CIRS/ViCOROB)的研究小組成員。我也要感謝在PAL Robotics公司的同事,在那裏我學到很多關於ROS、機器人運動以及仿人雙足機器人的知識,不僅有軟件,還有電子和硬件設計。此外,我還要感謝在Clearpath Robotics的同事們,在這裏我掌握瞭ROS並參與瞭為工業4.0銷售的24/7全天候運行自動駕駛機器人的軟件開發。後,我要感謝我的傢人和朋友的幫助與支持,特彆是Eva。
Aaron Martinez是數字化製造領域的計算機工程師、企業傢和專傢。他於2010年在拉斯帕爾馬斯大學的IUCTC(Instituto Universitario de Cienciasy Tecnologias Ciberneticas)完成碩士論文。他在遠程監控領域使用沉浸式設備和機器人平颱準備碩士論文。獲得學位後,他參加瞭在奧地利林茨約翰開普勒大學研究所的機器人學實習計劃。在實習期間,他作為團隊的一員使用ROS和導航包集進行移動平颱開發。之後,他參與瞭有關機器人的項目,其中一個是拉斯帕爾馬斯大學的AVORA項目。在這個項目中,他參與自主水下航行器製作,並參與意大利的SAUC-E。2012年,他負責維護這個項目;2013年,他幫助從ROS嚮機器人平颱移植導航包集和其他算法。
近,Aaron與人共同創立瞭一傢名為SubSeaMechatronics SL的公司。這傢公司從事與水下機器人和遙控相關的項目,還設計和製造水下傳感器。公司的主要目標是開發用於研發原型和重型機械手的定製解決方案。
Aaron有許多領域的經驗,比如編程、機器人、機電一體化、數字化製造以及Arduino、BeagleBone、服務器和激光雷達等設備。如今,他在SubSeaMechatronics SL公司從事水下和空中環境的機器人平颱設計。
我要感謝我的女友,她在我寫這本書時支持我並且給我繼續成長的動力。我還要感謝Donato Monopoli(加那利群島技術研究所(ITC)生物醫學工程部門的主管),以及ITC所有的工作人員,感謝他們使我懂得數字製造、機械以及工程組織,我在此度過瞭生命中美好的時光。
感謝我大學的同事,特彆是Alexis Quesada,他給瞭我在準備碩士論文時創建個機器人的機會。同他們一起工作,使我學習到很多關於機器人的知識。
後,我要感謝傢人和朋友的幫助與支持。
審校者簡介
Lentin Joseph是印度Qbotics Labs(http://www.qboticslabs.com)的創始人兼首席執行官、作傢、企業傢、電子工程師、機器人愛好者、機器視覺專傢、嵌入式程序員。
他在印度喀拉拉的聯邦理工學院(FISAT)獲電子學和通信工程學士學位。在工程項目的後一年,他製作瞭一個可以與人交互的社交機器人(http://www.technolabsz.com/2012/07/social-robot-my-final-year.html)。項目取得瞭巨大的成功,被視覺和印刷媒體多次報道。該機器人的主要特點是可以與人交流並智能迴復,同時具有一定的圖像處理能力,如麵部、動作和顔色檢測。整個項目使用Python編程語言實現。他對機器人、圖像處理和Python的興趣從此開始。
畢業後,他在一傢專門從事機器人和圖像處理的創業公司工作瞭3年。同時,他學習瞭主流的機器人軟件平颱,如機器人操作(ROS)、V-REP、Actin(機器人仿真工具),以及圖像處理庫,如OpenCV、OpenNI和PCL。他還瞭解Arduino和Tiva Launchpad上的機器人三維設計和嵌入式編程。
在積纍3年的工作經驗後,他創立瞭一傢名叫Qbotics Labs的新公司,主要從事研究工作,在機器人和機器視覺等領域開發一些的産品。他負責維護個人網站(http://www.lentinjoseph.com)和一個名為technolabsz的技術博客(http://www.technolabsz.com)。他在科技博客上發布作品。他也是印度PyCon2013的演講者,主題是“使用Python的學習機器人”(Learning Robotics using Python)。
Lentin是《Learning Robotics using Python》(更多內容參考http://learn-robotics.com)和《Mastering ROS for Robotics Programming》(更多內容參考http://mastering-ros.com)的作者,這兩本書都由Packt齣版社齣版。本書的主題是使用ROS和OpenCV構建自主移動機器人。這本書是在ICRA 2015上推齣的,並在ROS博客Robohub、OpenCV、Python網站以及其他相關論壇上推廣。第二本書是掌握機器人操作(ROS)的工具書,也在ICRA 2016上推齣,它是的ROS書籍之一。
作為ICRA 2016的一部分,Lentin及其團隊獲得瞭HRATC 2016挑戰賽的,同時他也是ICRA 2015挑戰賽HRATC決賽的入圍者(http://www.icra2016.org/conference/challenges/)。 

目錄

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 譯者序 
 序一 
 序二 
 作者簡介 
 審校者簡介 
 前言
緻謝
第1章 入門ROS機器人應用程序開發 1
1.1 ROS入門 2
1.1.1 ROS發行版 2
1.1.2 支持ROS的操作 3
1.1.3支持ROS的機器人和傳感器 4
1.1.4為什麼選擇ROS 5
1.2 ROS基礎 6
1.2.1文件級 7
1.2.2計算圖級 8
1.2.3ROS社區級 9
1.2.4ROS通信 9
1.3ROS客戶端庫 10
1.4ROS工具 11
1.4.1Rviz(ROS可視化) 11
1.4.2rqt_plot 11
1.4.3rqt_graph 12
1.5ROS仿真器 13
1.6在Ubuntu 16.04 LTS上安裝ROS Kinetic 13
1.7在VirtualBox上設置ROS 17
1.8設置ROS工作區 19
1.9ROS在工業和研究中的機遇 20
1.10 問題 22
1.11 本章總結 22
第2章 使用ROS、OpenCV和Dynamixel伺服舵機進行人臉檢測與跟蹤 23
2.1項目概述 23
2.2硬件和軟件需求 24
2.3ROS與Dynamixel伺服舵機的接口 33
2.4創建人臉跟蹤ROS包 34
2.5人臉跟蹤功能包的工作原理 36
2.5.1理解人臉跟蹤代碼 38
2.5.2理解CMakeLists.txt 41
2.5.3track.yaml文件 43
2.5.4啓動文件 43
2.5.5運行人臉跟蹤器節點 44
2.5.6face_tracker_control功能包 45
2.5.7 雲颱控製器配置文件 46
2.5.8舵機參數配置文件 47
2.5.9人臉跟蹤控製器節點 47
2.5.10 創建CMakeLists.txt 49
2.5.11 測試人臉跟蹤控製功能包 49
2.5.12 集成所有節點 51
2.5.13 固定支架並安裝電路 51
2.5.14 終測試 52
2.6 問題 52
2.7 本章總結 53
第3章 在ROS中構建一個像Siri的聊天機器人 54
3.1人機交互機器人 54
3.2構建人機交互機器人 55
3.3預備條件 56
3.4AIML入門 57
3.4.1AIML標簽 57...
探索機器人世界的無限可能:開啓智能驅動新篇章 在這快速發展的科技時代,機器人技術正以前所未有的速度滲透到我們生活的方方麵麵。從工廠的自動化生産綫到傢庭的智能助手,從自動駕駛汽車到醫療手術機器人,機器人正深刻地改變著我們的工作方式、生活模式乃至整個社會的麵貌。如果您對這個充滿魅力的領域充滿好奇,渴望掌握驅動機器人智能化的核心技術,那麼,一係列精心編撰的入門與進階讀物將是您開啓這段精彩旅程的最佳伴侶。 這些書籍並非旨在成為某一部特定著作的“替代品”,而是旨在為讀者構建一個全麵、係統且深入的機器人開發知識體係。它們將引導您從最基礎的概念齣發,逐步攀登到高級應用和實踐的殿堂,讓您不僅理解機器人“是什麼”,更能掌握機器人“怎麼做”,乃至“如何做得更好”。 第一階段:夯實基礎,理解機器人語言 對於任何想要深入機器人開發領域的新手而言,首要任務是建立紮實的理論根基。這一階段的書籍將如同引路人,為您揭開機器人的神秘麵紗。 核心概念的梳理: 您將首先接觸到機器人學的基本原理。這包括對機器人本體的組成部分的理解,例如驅動係統(電機、伺服器)、傳感器係統(編碼器、激光雷達、攝像頭、慣性測量單元IMU等)以及控製係統。我們將深入探討這些組件如何協同工作,賦予機器人感知、決策和執行的能力。 運動學與動力學入門: 機器人的運動是其核心功能之一。您將學習正嚮運動學和逆嚮運動學,理解機器人手臂或移動平颱如何根據關節角度計算末端執行器的位置和姿態,以及如何反嚮求解以實現期望的運動軌跡。同時,動力學理論將幫助您理解機器人運動時所受的力和力矩,這對於精確控製和係統穩定性至關重要。 傳感器數據處理與融閤: 機器人需要“看”和“聽”纔能理解周圍環境。我們將詳細介紹各種傳感器的原理、數據采集方法以及初步的數據預處理技術,例如圖像去噪、特徵提取、點雲濾波等。更進一步,您將學習如何將來自不同傳感器(如攝像頭和激光雷達)的信息融閤起來,構建更豐富、更準確的環境模型。 控製理論基礎: 機器人要按照指令行動,離不開精確的控製。您將接觸到PID(比例-積分-微分)控製器等經典控製算法,理解它們如何根據誤差信號來調整輸齣,實現期望的係統行為。同時,也會涉及更高級的控製策略,為後續的復雜任務打下基礎。 第二階段:掌握關鍵開發工具與平颱 理論知識的掌握固然重要,但將想法轉化為實際運行的機器人,則離不開強大的開發工具和平颱。這一階段的書籍將專注於讓您熟練使用行業內最前沿的工具。 Linux操作係統: 機器人開發領域,尤其是使用ROS(Robot Operating System)時,Linux是不可或缺的操作係統。您將學習Linux的基本命令、文件係統結構、Shell腳本編程,以及如何安裝和配置Linux發行版,為後續的開發環境搭建做好準備。 編程語言精通: C++和Python是機器人開發中最主流的兩種編程語言。您將深入學習這兩種語言的語法、麵嚮對象編程思想、數據結構和算法。重點將放在如何使用這些語言來編寫控製邏輯、處理傳感器數據、實現路徑規劃和導航算法等方麵。 ROS(Robot Operating System)係統詳解: ROS是當前機器人開發領域的事實標準。您將係統地學習ROS的架構、核心概念(節點、話題、服務、動作)、消息傳遞機製、參數服務器等。通過大量的實踐案例,您將學會如何創建、編譯和運行ROS節點,如何使用ROS提供的工具進行仿真和調試。 仿真環境的應用: 在實際部署機器人之前,仿真環境是進行測試和驗證的關鍵。您將學習使用Gazebo、RViz等ROS集成的仿真工具,創建逼真的機器人模型和仿真場景,模擬機器人在各種環境下的行為,從而加速開發進程並降低硬件成本。 版本控製工具: Git是現代軟件開發不可或缺的版本控製係統。您將學習如何使用Git進行代碼管理、分支操作、團隊協作,確保項目開發的有序進行。 第三階段:深入算法,構建智能行為 擁有瞭基礎和工具,接下來我們將重點關注賦予機器人“智慧”的核心算法。 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping): 這是機器人導航的基石。您將深入理解SLAM的原理,包括各種傳感器(激光雷達、攝像頭、IMU)在SLAM中的作用,以及不同的SLAM算法(如圖優化SLAM、濾波SLAM)的優缺點和實現方法。通過學習,您將能夠讓機器人構建環境地圖,並同時確定自身在地圖中的位置。 路徑規劃與導航: 在已知地圖的環境中,機器人需要規劃齣從起點到終點的最優路徑。您將學習全局路徑規劃算法(如Dijkstra、A算法)和局部路徑規劃算法(如DWA、TEB),以及如何將它們結閤起來實現動態避障和平穩導航。 運動控製高級技術: 除瞭基本的PID控製,您還將接觸到更先進的運動控製方法,例如模型預測控製(MPC),以及如何針對不同類型的機器人(如輪式機器人、機械臂)進行精確的運動控製。 計算機視覺與機器學習在機器人中的應用: 隨著人工智能的飛速發展,計算機視覺和機器學習在機器人領域扮演著越來越重要的角色。您將學習如何使用OpenCV等庫進行圖像處理,如何利用深度學習模型(如捲積神經網絡CNN)進行物體識彆、場景理解、姿態估計等。這些技術將賦予機器人更強的感知和認知能力。 機器人感知與決策: 如何讓機器人理解和分析其感知到的信息,並據此做齣閤理的決策?您將學習如何構建更復雜的感知係統,以及如何將決策樹、狀態機等方法應用於機器人行為的設計。 第四階段:實踐項目,學以緻用 理論學習的最終目的是將知識轉化為實踐能力。這一階段的書籍將側重於引導您完成實際的機器人開發項目。 從零開始的機器人項目: 通過實際項目,您將有機會將之前學到的所有知識融會貫通。項目可能包括構建一個簡單的避障小車,實現一個目標跟蹤係統,或者開發一個能夠執行特定任務的機械臂。 傳感器集成與硬件調試: 您將學習如何選擇閤適的傳感器,如何將其集成到機器人平颱,以及如何進行硬件層麵的調試和故障排查。 算法的優化與性能調優: 在實際應用中,算法的效率和魯棒性至關重要。您將學習如何對算法進行優化,提高處理速度,減少資源消耗,並使其在復雜環境中也能穩定運行。 ROS分布式係統構建: 對於更復雜的機器人係統,通常需要多颱計算單元協同工作。您將學習如何構建ROS的分布式係統,實現節點在不同機器上的部署和通信。 機器人仿真到實體的遷移: 將仿真環境中驗證過的算法和控製策略遷移到真實的機器人硬件上,是開發過程中非常關鍵的一步。您將學習如何處理仿真與實際之間的差異,並進行相應的調整。 麵嚮未來:持續學習與創新 機器人技術日新月異,永遠沒有“終點”。這些書籍將為您打下堅實的基礎,讓您能夠持續學習新的技術和算法。無論是對更高級的AI技術(如強化學習、自然語言處理)的探索,還是對新型傳感器和執行器的理解,亦或是對機器人倫理和社會影響的思考,都將是您在這個激動人心的領域不斷前行的動力。 總而言之,這是一套旨在賦能您的機器人開發之旅的係統性學習資源。它不僅僅是提供知識,更是培養您解決問題、獨立思考和創造的能力。通過循序漸進的學習和大量的實踐,您將能夠自信地投身於機器人技術的浪潮,探索無限可能,並為構建更智能、更美好的未來貢獻自己的力量。

用戶評價

評分

這套書的“入門”二字也做得很到位。我有一些朋友是完全沒有接觸過機器人和ROS的,我推薦他們看瞭這套書。他們反饋說,書中的講解由淺入深,邏輯清晰,即使是完全的初學者,也能很快理解ROS的基本概念和工作原理。書中從ROS的安裝、創建工作空間,到編寫第一個ROS節點,都進行瞭非常詳細的圖文並茂的講解,降低瞭入門的門檻。而且,書中還穿插瞭一些機器人學的基本概念,對於理解ROS在機器人控製中的作用非常有幫助。我看到他們很快就能成功運行書中的示例程序,並開始嘗試修改和擴展,這讓我覺得這套書真正做到瞭“授人以漁”。對於那些希望快速瞭解ROS並上手機器人開發的讀者來說,這套書是一個非常好的起點。

評分

這套書的亮點在於其“實戰”二字,確實做到瞭。我個人在ROS開發過程中,常常會遇到一些實際問題,比如如何進行傳感器數據融閤、如何實現導航算法、如何進行路徑規劃等等。而這套書恰恰覆蓋瞭這些關鍵領域。它不僅僅是理論的堆砌,而是通過一個個具體的項目,帶領讀者一步步解決實際開發中遇到的挑戰。我尤其對其中關於SLAM(同步定位與地圖構建)和導航棧的章節印象深刻,書中詳細講解瞭算法原理,並且提供瞭可運行的代碼,這對於理解和實現復雜的機器人功能非常有幫助。我嘗試著跟著書中的例子,在我的TurtleBot3模擬器上實現瞭基本的導航功能,效果令人滿意。這種“從瞭解到能做”的轉化,是很多理論書籍無法比擬的。對於有誌於在機器人領域深耕的朋友,這套書絕對值得擁有。

評分

我之前閱讀過一些ROS相關的書籍,但很多都比較側重於概念的解釋,對於如何將這些概念轉化為實際可運行的代碼,講解得不夠深入。這套書在這方麵做得非常齣色。它非常注重“高效編程”的理念,書中提供瞭很多優化ROS節點性能、提高開發效率的技巧和方法。比如,關於消息隊列的管理、節點間通信的優化、以及如何有效地利用ROS工具進行調試,這些都是實戰中非常重要的環節。我嘗試著將書中介紹的一些編程技巧應用到我正在進行的一個項目中,明顯感覺到代碼的運行效率有所提升,調試過程也更加順暢。這套書的價值不僅僅在於教授ROS的知識,更在於培養一種良好的ROS開發習慣和思維方式,這對於成為一名優秀的ROS開發者至關重要。

評分

從設計和排版上看,這套書也相當用心。每一本書都采用瞭比較清晰的章節結構,重要的概念和代碼都有明顯的標識,便於閱讀和查找。紙張的質量也很好,印刷清晰,長時間閱讀也不會感到疲勞。而且,套裝的定價也非常閤理,如果單本購買的話,價格會高不少。考慮到這四本書涵蓋瞭ROS開發的各個方麵,從入門到實踐,再到應用程序開發,可以說是一站式的學習資源。對於想要係統學習ROS,並且希望節省時間和精力去篩選不同書籍的讀者來說,這套套裝絕對是明智的選擇。我把它放在書架上,時不時地翻閱一下,總能從中找到新的啓發和解決問題的思路。

評分

剛剛收到這套書,還沒來得及深入研讀,但從初步翻閱的感受來看,這套書的齣版無疑會給ROS初學者帶來巨大的福音。尤其是對於那些剛剛接觸ROS,感覺無從下手的朋友,這套書的係統性非常強。它不像有些書那樣零散地介紹一些概念,而是從基礎的安裝配置、核心概念講解,逐步深入到實際的機器人應用開發。書中大量的代碼示例和項目實戰,能夠幫助讀者快速理解ROS的各項功能,並將其應用到實際的機器人項目中。我特彆喜歡書中對Gazebo仿真環境的講解,這對於在沒有真實機器人硬件的情況下進行開發和測試非常有幫助。而且,書中還提到瞭ROS的一些高級特性,比如ROS 2,這對於想要跟上ROS發展趨勢的開發者來說,是非常寶貴的資源。整體而言,這套書的定位非常準確,既能滿足入門者的學習需求,又能為進階者提供深入的指導,性價比極高。

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