ROS 機器人編程實踐
定價:89元
作者: Morgan Quigley, Brian Gerkey, William D Smart
譯者: 張天雷 李博 謝遠帆 大偉曉健
齣版社:機械工業齣版社
ISBN:9787111585299
上架時間:2017-12-21
齣版日期:2017 年10月
開本:16開
版次:1-1
所屬分類:計算機
目錄
前言 1
第一部分 基礎知識
第1章 概述 9
簡史 9
理念 10
安裝 11
小結 12
第2章 預備知識 13
ROS圖 13
roscore 15
catkin、工作區以及ROS程序包 16
rosrun 19
命名、命名空間以及重映射 24
roslaunch 25
tab鍵 26
tf:坐標係轉換 27
小結 30
第3章 話題 31
將消息發布到話題上 32
訂閱一個話題 36
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譯者序
作為一群半宿半夜加班調Bug 的碼農,工作這麼繁重,為什麼願意花時間來翻譯這本書呢?簡言之,有三方麵原因。第一是ROS 很重要,在無人駕駛領域,幾乎所有團隊都在用;第二是長期以來ROS 社區優秀的分享和迴饋氛圍,讓我們非常願意為ROS 的推廣做貢獻;第三是這本書本身由開源機器人基金會創始人Morgan Quigley 和Brian Gerkey 撰寫,寫作質量非常高,吳恩達教授推薦,這三人也是我們現實中的好友。
經曆瞭十年發展,ROS 已經從原來的小眾玩物,成長為全世界機器人技術研發過程中的中堅支撐。無論是室內小型教育機器人,還是大型礦山機械,ROS 都可以讓開發都短時間上手,開發齣自己期望的産品原型,並不斷演進迭代。作為耕耘多年的專傢,Morgan和Brian 一直以來都緻力於推進ROS 社區發展,他們的貢獻得到瞭大傢的認可。
如今他們將技術落實為本書,大綱的設計既照顧瞭初學者,也照顧瞭資深技術人員,內容不但包括ROS 關鍵理念、工具和模式,還包括感知、定位、導航等更加深入的機器人學內容,而且好多代碼由Python 實現,使得本書成為不可多得的參考工具書。
能夠參與本書的翻譯工作是我們的榮幸,也希望能夠為ROS 的推廣和運用盡到微薄之力。
譯者
2017 年9 月
前言
ROS(Robot Operating System,機器人操作係統),是一個讓機器人能夠運作起來的開源程序框架。ROS誕生的初衷是能夠為那些製作和使用機器人的人提供通用的軟件平颱。這個平颱能夠讓人們更加便捷地分享代碼與想法,這意味著你不再需要花費經年纍月的時間去編寫軟件框架就能讓你的機器人動起來!
ROS取得瞭巨大的成功。截止撰寫本書之時,官方發行的ROS版本中有超過2000個軟件包,並被600多人編寫和維護。ROS支持大約80個市場上可以買到的機器人,我們還可以在至少1850篇學術文獻中找到ROS的蹤影。從此我們不再需要從零開始編寫所有程序,特彆是當要對眾多ROS所支持的機器人中的一個進行開發時,我們可以更加專注於機器人技術本身,而不是“位操作”或者設備驅動。
ROS由許多部分所組成,包含如下這些:
1 一係列可以讓你從傳感器讀取數據以及嚮電動機等執行機構發送指令的驅動程序,而且這些數據的格式都經過良好的抽象與定義。ROS支持非常多的主流硬件,包括越來越多市場上可以買到的機器人係統。
2 海量且日漸增多的基本機器人算法,讓你能夠輕鬆構建世界地圖、在其中穿梭、錶示並解析傳感器數據、規劃動作、操縱物體,以及實現許多其他功能。ROS在機器人研究社區中飽受歡迎,因此許多&前沿的算法現在都可以在ROS中找到。
3 充足的計算基礎設施,使數據能夠四處傳遞,讓眾多模塊可以連接成一個復雜的機器人係統並幫助你整閤算法。ROS天生的分布式架構讓你能夠輕鬆地將計算壓力無縫地分擔到多颱計算機上。
4 一係列實用工具,使得對機器人及算法的可視化、錯誤行為的調試以及傳感器數據的錄製都變得非常容易。對機器人程序的調試是極為睏難的,因此也正是這一係列豐富的工具使得ROS如此強大。
5 &後,ROS具有比其本身更為龐大的ROS生態係統,它的擴展資源眾多,包含瞭一個記錄整個框架方方麵麵的wiki文檔,一個專門用於提問與解答的網站,通過該網站你可以尋求幫助並分享自己的所學,以及一個充滿使用者與開發者的欣欣嚮榮的社區。
那麼,為什麼你需要學習ROS呢?&簡單的答案就是,它將會為你節省時間。ROS包含瞭機器人軟件係統的所有部分,沒有它,你就隻能自己一一編寫。ROS使你能夠更加專注於係統中你&關心的部分,而無須操心那些你不那麼關注的部分。
為什麼你需要讀這本書?ROS的wiki文檔中包含瞭大量內容,涉及框架中許多方麵的詳細教程。一個活躍的用戶社區(http://answersrosorg)隨時準備解答你的問題。為什麼不直接通過這些資源學習ROS? 在本書中我們所做的就是以一種更加有序的方式將這些知識呈現給你,並給齣容易理解的實例,使你知道如何使用ROS讓你的實物或仿真機器人去做些有趣的事。我們還嘗試通過提供技巧和提示來給予你各種指導,比如如何整閤代碼,如何在機器人行為不閤預期時調試代碼以及如何成為ROS社區的一員。
如果你不是資深程序員,學習ROS會有些吃力,係統中包含瞭分布式計算、多綫程、事件驅動的編程以及深藏在係統底層的一大堆概念。如果你不怎麼懂這些內容,你的學習麯綫將會非常陡峭。本書通過介紹ROS的基本概念並給齣在實物或仿真機器人中的常見應用實例來盡可能地使這條學習麯綫變得平緩一些。
誰應該閱讀本書
如果你想讓你的機器人在現實世界中做一些事情,而又不想把時間浪費在“重新發明輪子”上,那麼這本書就是為你準備的。ROS包含瞭讓機器人運轉起來所需要的基礎架構以及用來驅動機器人做一些有趣事情的足夠多的算法。
如果你對某些特彆的方麵比如路徑規劃等感興趣,並且想在完整的機器人係統背景下研究它們,那麼這本書就是為你準備的。本書將展示如何使用ROS提供的基礎架構和算法來驅動機器人做一些有趣的事情以及如何用你自己的算法替換掉現有的算法。
如果你想要瞭解ROS基本的運轉機製和用法,想要瞭解ROS大概能做哪些事情,但是又苦於wiki的內容太過龐雜,那麼這本書也是為你準備的。我們將帶領你瞭解ROS的運轉機製和一些簡單的工具。我們也會提供一些具體的、完整的例子,你可以基於這些例子進行開發,修改它們來實現自己的想法。
誰不適閤閱讀本書
雖然我們不想拒絕任何人閱讀本書,但是本書並不是對所有人都適用的資源。我們對你使用的機器人做瞭一些隱含的假設。它們應該運行Linux,有很好的計算資源(至少相當於一颱筆記本電腦)。它們有先進的傳感器,比如Microsoft Kinect。它們應該是放在地上的,並且可能需要在實際環境中移動。如果你的機器人不滿足上述這些要求,那麼本書中的例子就不能立刻成功運行,盡管程序和工具本身並沒有問題。
本書主要是關於ROS的,並不是關於機器人學的。盡管你可以從本書中學到一點機器人學相關的知識,但是我們不會深入地探討ROS中包含的很多算法。如果你想獲取更多關於機器人學的介紹,那麼這本書不是為你準備的。
你將學到什麼
本書想要廣泛地介紹如何使用ROS對機器人進行編程。本書涵蓋構成ROS核心的基本運轉機製和簡單工具,並將展示如何使用它們創建控製機器人的軟件。我們將展示一些具體的例子,這些例子講述瞭如何使用ROS控製你的機器人做一些有趣的事情。同時,我們將給齣一些如何基於這些例子來創建你自己的機器人的建議。
2.
ROS機器人高效編程(原書第3版)
定價:¥69.00
原書名:Effective Robotics Programming with ROS,Third Edition
作者: (西)阿尼爾·馬哈塔尼(Anil Mahtani)
譯者: 張瑞雷 劉錦濤
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:2017-8-25
齣版日期:2017 年9月
開本:16開
版次:1-1
所屬分類:計算機
作譯者
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。他第一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的團隊領導者和主要開發人員,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,這傢公司是水下係統智能軟件解決方案的全球領導者。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預防係統。
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係統的核心開發。在這些項目中,他積極參與自主係統開發、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。
他的專業興趣主要包括軟件工程、算法、數據結構、分布式係統、網絡和操作係統。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專業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。
他的專業興趣包括應用於機器人係統的計算機視覺、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係統,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,並承擔一個團隊領導者的責任,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專業知識。”
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在機器人頂級會議和期刊上發錶瞭多篇論文,其中包括國際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公司的自主係統部門,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係統相關的項目,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。
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目錄
推薦序一
推薦序二
譯者序
前言
作者簡介
審校者簡介
第1章 ROS入門 1
1.1 PC安裝教程 3
1.2 使用軟件庫安裝ROS Kinetic 3
1.2.1 配置Ubuntu軟件庫 4
1.2.2 添加軟件庫到sources.list文件中 4
1.2.3 設置密鑰 5
1.2.4 安裝ROS 5
1.2.5 初始化rosdep 6
1.2.6 配置環境 6
1.2.7 安裝rosinstall 7
1.3 如何安裝VirtualBox和Ubuntu 8
1.3.1 下載VirtualBox 8
1.3.2 創建虛擬機 9
1.4 通過Docker鏡像使用ROS 11
1.4.1 安裝Docker 11
1.4.2 獲取和使用ROS Docker鏡像和容器 11
1.5 在BeagleBone Black上安裝ROS Kinetic 12
1.5.1 準備工作 13
1.5.2 配置主機和source.list文件 16
1.5.3 設置密鑰 16
1.5.4 安裝ROS功能包 17
1.5.5 為ROS初始化rosdep 17
1.5.6 在BeagleBone Black中配置環境 18
1.5.7 在BeagleBone Black中安裝rosinstall 18
1.5.8 BeagleBone Black基本ROS示例 18
1.6 本章小結 19
第2章 ROS架構及概念 20
2.1 理解ROS文件係統級 20
2.1.1 工作空間 21
2.1.2 功能包 22
2.1.3 元功能包 23
2.1.4 消息 24
2.1.5 服務 25
2.2 理解ROS計算圖級 25
2.2.1 節點與nodelet 27
..
基本信息
作者: 周興社
齣版社:機械工業齣版社
ISBN:9787111568360
上架時間:2017-6-1
齣版日期:2017 年6月
開本:16開
版次:1-1
所屬分類:計算機
目錄
前言
第1章 智能機器人及其發展概述 1
1.1 智能機器人概念及其特點 1
1.1.1 智能機器人概念 1
1.1.2 智能機器人的發展 2
1.1.3 智能機器人的特點 3
1.2 智能機器人的組成 3
1.2.1 智能機器人的硬件組成 3
1.2.2 智能機器人的軟件係統 7
1.3 智能機器人的分類 10
1.3.1 服務智能機器人 11
1.3.2 工業智能機器人 14
第2章 ROS體係架構 18
2.1 ROS框架 18
2.1.1 ROS簡介 18
2.1.2 ROS整體架構分析 20
2.1.3 名稱係統 27
2.2 ROS 2.0框架 28
2.2.1 ROS 2.0簡介 28
2.2.2 ROS與ROS 2.0之間的主要區彆 29
↓展開全部內容
前言
近年來,隨著機電一體化、嵌入式係統及人工智能等科學技術的快速發展,智能機器人的研究與應用在全球範圍內方興未艾。在世界主要科技強國近年陸續齣颱的科技與産業發展規劃中,工業、農業、服務、特種等各類智能機器人均作為核心技術受到瞭前所未有的重視,智能機器人應用已經成為衡量一個國傢工業化和信息化發展水平的重要標誌。
智能機器人具備的自主感知、運動規劃、動作控製和協同活動等能力不僅取決於智能機器人所配置的硬件平颱,也與其軟件係統功能和性能密切相關。機器人操作係統是各類智能機器人的基礎性運行與開發軟件平颱,其在屏蔽智能機器人異構硬件資源的基礎上,支撐實現瞭智能機器人運行控製與管理,以及應用軟件的開發,是構成各類智能機器人控製和任務軟件係統的重要組成部分。
作為開放源碼的機器人運行支撐軟件和開發工具集,機器人操作係統ROS(Robot Operating System)不僅具有智能機器人的環境感知、運動控製、操作管理及多機協同等運行支撐功能,而且可以支持智能機器人應用軟件和係統的功能驗證、環境仿真及可視演示等高效開發活動。由於ROS具有分布式架構、多語言支持、易於擴展、持續發展等特點,其已成為各類智能機器人運行與開發的主流通用軟件平颱。本書主要分析ROS的核心功能實現原理,探討基於ROS的智能機器人軟件係統優化開發方法與實現技術,旨在為相關專業的本科生和研究生學習提供原理性教材,並為從事智能機器人技術研發、係統集成及領域應用的技術人員提供專業化的技術參考。
本書共分為10章,由周興社統編和審核;楊剛負責第1和第10章的編寫以及部分章節的完善;王嵐參編瞭第2、3、7章,並整理瞭各章的圖錶;曾鬧鬧參編瞭第4、8章;張森參編瞭第5、9章;劉添福參編瞭第6章和第10章的部分內容;袁藝文參編瞭第5章的部分內容;閆小成參編瞭第6章的部分內容。在此,主編對各位參編者的貢獻錶示感謝,並感謝機械工業齣版社編輯的辛勤工作。
我國在《經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》中將智能機器人定位為戰略性新興産業,並提齣大力發展工業機器人、服務機器人、手術機器人和軍用機器人,推動人工智能技術應用;“國傢創新驅動戰略”將“智能製造與機器人”列為國傢重大專項;《中國製造2025》將智能機器人列為核心技術。相信在未來十年,乃至更長的時間內,我國智能機器人技術與産業必將獲得快速發展,智能機器人領域應用將會齣現百花齊放的局麵,從而促進工業進步,滿足特種需求,服務人民生活。本書若能為此盡些綿薄之力,我們將會倍感欣慰。
4.
書名:ROS機器人程序設計
定價:59.00元
作者:(西班牙)馬丁內斯 等著,劉品傑 譯
齣版社:機械工業齣版社
齣版日期:2014-09-01
ISBN:9787111473961
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
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