开源机器人操作系统：ROS（附光盘） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张建伟，张立伟，胡颖，张俊 著

图书标签:

• ROS
• 机器人操作系统
• 机器人技术
• 开源软件
• 嵌入式系统
• Linux
• C++
• Python
• 机器人开发
• 自动化

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030354341

版次：1

商品编码：11742209

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-09-01

用纸：胶版纸

页数：304

字数：417000

正文语种：中文

附件：光盘

编辑推荐

适读人群 ：本书可作为机器人研究者以及机器人爱好者应用ROS 构建机器人软件系统的参考手册。
本书内容共分九章，覆盖了ROS基本编程的大部分内容。利用现有的因特网上**资料为蓝本，介绍了ROS的总体架构和涉及的主要领域，对ROS安装及使用过程中常见问题给出了解答。

内容简介

　　目前，ROS（robot operating system）逐步成为机器人研发领域的通用性软件平台。
　　ROS是开源的用于机器人的一种后操作系统，或者说次级操作系统。它提供类似操作系统所提供的功能，包含硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共用功能的执行、程序间的消息传递、程序发行包管理，它也提供一些工具程序和库用于获取、建立、编写和运行多机整合的程序。
　　《开源机器人操作系统：ROS》附光盘一张，内容包括书中的部分例子源代码和Diamoridback及Electric版本安装后在本地硬盘L的全部程序，以便于读者对照自己的安装版本进行调试。
　　《开源机器人操作系统：ROS》可作为机器人研究者以及机器人爱好者应用ROs构建机器人软件系统的参考手册。

目录

前言
术语列表

第一章 ROS简介
1.1 ROS简介
1.2 ROS安装
1.3 ROS支持的机器人
1.4 ROS网上资源

第二章 ROS总体框架及基本命令
2.1 ROS总体框架
2.1.1 文件系统级
2.1.2 计算图级
2.1.3 社区级
2.1.4 更高层概念
2.1.5 名称
2.2 ROS基本命令
2.2.1 ROS文件系统命令
2.2.2 ROS核心命令
2.3 工具
2.3.1 3D可视化工具：rviz
2.3.2 传感器数据记录与可视化工具：rosbag和rxbag
2.3.3 画图工具：rxplot
2.3.4 系统可视化工具：rxgraph
2.3.5 rxconsole
2.3.6 tf命令
2.4 例子
2.4.1 创建ROS消息和服务
2.4.2 记录和回放数据
2.4.3 手工创建ROS功能包
2.4.4 人项目上运行roslaunch
2.4.5 在多台机器上运行ROS系统
2.4.6 定义客户消息

第三章 ROS客户端库
3.1 概述
3.2 roscpp客户端库
3.2.1 简单的主题发布者和主题订阅者
3.2.2 简单的服务器端和客户端
3.2.3 roscpp中参数的使用
3.2.4 从节点句柄存取私有名称
3.2.5 用类方法订阅和回调服务
3.2.6 计时器
3.2.7 带动态町重配置及参数服务器的主题发布者订阅者节点（C++）
3.2.8 带动态可重配置及参数服务器的主题发布者订阅者节点（Pytl]on）
3.2.9 组合c++Pytlion主题发布者订阅者节点
3.3 rospy客户端库
3.3.1 简单的主题发布者订阅者
3.3.2 简单的服务端和客户端
3.3.3 rospy中参数的使用
3.3.4 rospy中numpy的使用
3.3.5 rospy运行日志
3.3.6 ROSPythonMakefile文件
3.3.7 设置PYTHONPATH
3.3.8 发布消息
3.4 roslisp客户端库
3.5 实验阶段的客户端库
3.5.1 rosjava
3.5.2 roslua

第四章 openCV
4.1 image_common功能包集
4.1.1 image_ransport功能包
4.1.2 camera_calibration.parsers功能包
4.1.3 camera_jnfo_znanager功能包
4.1.4 polled_camera功能包
4.2 image_pipeline功能包集
4.3 vision_opencv功能包集
4.3.1 opencv2
4.3.2 cv_bridge
4.3.3 image_geometry
4.4 投影tf坐标系到图像（C++）
4.5 演示例子
4.5.1 使用颜色追踪物体
4.5.2 识别物体

第五章 SLAM和导航
5.1 使用tf配置机器人
5.2 通过ROS发布里程计信息
5.3 通过ROS发布传感器数据流
5.4 SLAM
5.4.1 SLAM简介
5.4.2 slam_gmapping功能包
5.4.3 使用记录的数据建立地图
5.4.4 模拟器中建立地图
5.4.5 模拟器中使用客户定制地图
5.5 配置和使用导航功能包集
5.5.1 导航功能包集摹本操作
5.5.2 在机器人上设置和配置导航功能包集
5.5.3 rviz与导航功能包集配合使用
5.5.4 发送目标到导航功能包集

第六章 抓取操作
6.1 机器人手臂的运动规划
6.1.1 安装和配置
6.1.2 编译于臂导航功能包集
6.1.3 启动模拟器和仿真环境
6.1.4 启动相关节点
6.1.5 控制于臂运动
6.2 运动规划的环境表示
6.2.1 基于白滤波数据构建碰撞地图
6.2.2 检测关节轨迹碰撞
6.2.3 给定机器人状态下的碰撞检测
6.2.4 添加已知点到运动规划环境
6.2.5 添加物体到机器人本体
6.3 用于PR2机器人手臂的运动学
6.3.1 从PR2运动学开始
6.3.2 从运动学节点获取运动学求解器信息
6.3.3 PR2手臂运动学正解
6.3.4 PR2手臂运动学逆解
6.3.5 PR2于臂无碰撞运动学逆解
6.4 用于PR2机器人手臂的安全轨迹控制
6.5 使用轨迹滤波节点进行轨迹滤波
6.5.1 生成无碰撞三次样条轨迹
6.5.2 使用轨迹滤波服务器对关节轨迹进行滤波
6.5.3 学习如何创建自己的轨迹滤波
6.6 机器人状态和轨迹可视化

第七章 Kinect
7.1 Kinect简介
7.2 安装驱动
7.2.1 Ubuntu系统上安装Kinect
7.2.2 基十源的安装
7.3 测试
7.3.1 测试Kinect彩色摄像机
7.3.2 测试Kinect深度摄像机
7.3.3 测试Kinect马达
7.4 opennicamera
7.5 opennitracker

第八章 点云库
8.1 PCL简介
8.1.1 PCL架构
8.1.2 PCL数据结构
8.1.3 PCl与ROS的集成
8.2 PCL可视化库
8.3 PCL与Kinect连接
8.4 例子

第九章 综合演示示例
9.1 实验一：SLAM（即时定位与地图构建）
9.2 实验二：机器人导航
9.3 实验三：识别并抓取物体

参考文献
彩图

前言/序言

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开源机器人操作系统：ROS（附光盘） 深入探索机器人领域的强大引擎，构建未来智能的基石 在这个科技飞速发展的时代，机器人技术正以前所未有的速度渗透到我们生活的方方面面，从工业自动化到医疗辅助，从自动驾驶到家庭服务，智能机器人的身影无处不在。而要实现这些令人惊叹的机器人应用，一套强大、灵活且开放的操作系统至关重要。正是为了满足这一日益增长的需求，《开源机器人操作系统：ROS（附光盘）》应运而生，它将带您踏上一段深入探索ROS（Robot Operating System，机器人操作系统）世界的精彩旅程，为您提供构建、模拟、部署和管理复杂机器人系统的全面知识和实践指导。 ROS：开启机器人开发新纪元 ROS并非一个传统意义上的操作系统，它是一个灵活的机器人软件开发框架，集成了大量的库、工具和约定，旨在简化机器人应用的开发过程，并促进代码的重用和社区的协作。ROS的核心设计理念是“一切皆节点”，它将一个复杂的机器人系统分解为一系列独立但相互通信的“节点”。这些节点可以运行在同一台机器上，也可以分布在多台机器上，通过ROS提供的消息传递机制进行高效、实时的通信。这种模块化的设计极大地提高了开发效率，降低了系统的复杂性，使得开发者能够专注于解决特定的问题，而不是被底层的硬件和通信细节所困扰。 本书亮点一：全面而深入的ROS核心概念解析 《开源机器人操作系统：ROS（附光盘）》将从最基础的概念入手，为读者构建一个坚实的ROS知识体系。您将深入理解ROS的整体架构，包括： 节点（Nodes）与主题（Topics）： 学习如何创建和管理ROS节点，理解节点之间的通信机制，掌握消息的发布（Publishing）与订阅（Subscribing）原理，这是ROS通信的核心。 服务（Services）： 探索ROS提供的另一种通信方式——服务，了解其请求-应答（Request-Reply）模式，适用于需要同步交互的场景，例如控制机器人执行特定动作并等待结果。 动作（Actions）： 学习如何使用ROS的动作库，这是一种用于执行长时间运行任务的通信方式，支持任务的取消和结果反馈，非常适合诸如导航、抓取等复杂任务。 参数服务器（Parameter Server）： 理解ROS如何利用参数服务器来管理和共享全局参数，这使得机器人系统的配置和调整更加灵活便捷。 ROS包（ROS Packages）： 学习ROS软件包的组织结构，包括如何创建、构建和管理自己的ROS软件包，这是ROS代码重用和分发的基石。 ROS工具链（ROS Tools）： 掌握ROS提供的一系列强大的开发工具，例如`roscore`（ROS核心）、`rosrun`（运行节点）、`roslaunch`（启动多个节点）、`rostopic`（查看主题信息）、`rosservice`（查看服务信息）、`rosbag`（录制和回放ROS消息）等，它们将成为您日常开发不可或缺的助手。 本书亮点二：实战为导向，掌握ROS开发的关键技能 理论知识的学习离不开实践的检验。《开源机器人操作系统：ROS（附光盘）》将通过大量精心设计的实战案例，引导您将所学知识付诸实践。从简单的“Hello, ROS!”示例，到复杂的机器人感知、导航和控制应用，您将亲手体验ROS的强大能力。 传感器数据处理： 学习如何读取和处理来自各种传感器的原始数据，例如激光雷达（LiDAR）、摄像头、IMU（惯性测量单元）等，并将其转换为ROS能够理解的消息格式。 机器人运动控制： 掌握如何使用ROS来控制机器人的关节运动和底盘运动，包括使用ROS的TF（Transformations）库来管理机器人坐标系之间的变换关系。 SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）技术： 深入了解SLAM算法的工作原理，并学习如何在ROS环境下使用成熟的SLAM库（如Gmapping、Cartographer）来构建机器人的环境地图并实现自主定位。 导航（Navigation）模块： 学习ROS强大的导航堆栈（Navigation Stack），掌握如何配置和使用该堆栈来实现机器人的路径规划、避障和目标点导航。 机器人模拟与仿真： 学习使用ROS兼容的仿真器（如Gazebo）来创建虚拟的机器人环境，并在仿真环境中进行机器人算法的开发和测试，这大大降低了硬件成本和开发风险。 多机器人协作： 探索ROS在多机器人系统中的应用，学习如何实现机器人之间的通信与协作，共同完成复杂的任务。 本书亮点三：附赠光盘，丰富的学习资源一手掌握 随书附赠的光盘是您学习ROS的宝贵资源库。它包含了： ROS软件安装包： 方便您快速部署ROS开发环境，省去繁琐的下载和配置过程。 书中所有示例代码： 您可以直接运行和修改这些代码，通过代码学习ROS的实现细节。 精选ROS教程和文档： 涵盖ROS的官方文档、社区贡献的优秀教程等，助您进一步拓展学习深度。 常用ROS工具和库的源码： 为有兴趣深入研究ROS内部机制的读者提供便利。 ROS常用传感器和机器人模型的仿真文件： 方便您在Gazebo等仿真器中快速搭建仿真场景。 本书的目标读者 《开源机器人操作系统：ROS（附光盘）》适合以下人群： 机器人领域的学生和研究人员： 想要系统学习ROS，掌握机器人开发核心技术，为未来的学术研究和职业发展打下坚实基础。 软件工程师和开发者： 对机器人技术感兴趣，希望将ROS应用于新的项目和产品开发中。 创客和DIY爱好者： 想要动手制作自己的智能机器人，并掌握ROS这一强大的开发工具。 希望提升机器人开发效率的工程师： 寻找一套成熟、开放且社区支持良好的开发框架。 超越理论，拥抱未来 ROS的生态系统正在以前所未有的速度发展壮大，它已经成为全球范围内最受欢迎和最广泛使用的机器人开发框架之一。掌握ROS，意味着您将能够站在巨人的肩膀上，快速构建出高性能、高可靠性的机器人系统，并与全球开发者社区共同协作，推动机器人技术的创新与进步。《开源机器人操作系统：ROS（附光盘）》将是您学习和掌握ROS的理想伴侣，它将帮助您克服学习过程中的挑战，快速上手，并最终成为一名优秀的ROS开发者，为构建智能化的未来贡献力量。 立即开始您的ROS探索之旅，与我们一同解锁机器人技术的无限可能！

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深的机器人开发者，对ROS的各个版本和底层机制都比较熟悉。在选择《开源机器人操作系统：ROS（附光盘）》之前，我犹豫过，毕竟市面上ROS的书籍不少，很难找到能真正打动我的。但是，当我翻开这本书，特别是看到其中对ROS 2的深入剖析时，我的兴趣被彻底点燃了。 本书在ROS 2的讲解上，我认为做得尤为出色。它不仅详细介绍了ROS 2相较于ROS 1的改进，比如DDS的引入、安全机制的增强、实时性的提升等，还着重讲解了如何在实际项目中应用这些新特性。书中的内容深入到了ROS 2的发布/订阅、服务、action等核心组件的内部工作原理，并结合了大量的代码示例，让我能够更直观地理解其运作机制。此外，书中对ROS 2在分布式系统、多机器人协同以及安全性方面的探讨，都非常有启发性。附带的光盘中，我发现里面有专门针对ROS 2的高级应用场景的演示和代码，比如在嵌入式系统上的部署，以及与AI算法的集成。这些内容对于我这样的开发者来说，极具参考价值，能够帮助我更好地掌握ROS 2的最新发展动态，并在我的项目中落地。

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我是一名对自动化和控制技术充满热情的工程师，一直希望能够将理论知识与实际应用相结合。在工作中，我常常需要处理各种复杂的控制系统和数据分析任务，而ROS（机器人操作系统）无疑是实现这些目标的一大利器。《开源机器人操作系统：ROS（附光盘）》这本书，对于我来说，简直就像一座知识的金矿。 这本书的内容非常扎实，它不仅仅是简单地介绍ROS的API，而是深入探讨了ROS在实际工程应用中的一些关键问题。我尤其欣赏书中关于ROS的工具链和调试方法的讲解，这些内容对于我们在实际开发中解决问题至关重要。比如，书中的调试技巧和性能分析方法，能够帮助我们更有效地定位和解决代码中的bug，以及优化系统的运行效率。另外，我对书中关于ROS在传感器数据融合、路径规划以及运动控制等方面的应用案例非常感兴趣。这些案例涵盖了当前机器人技术的一些热门领域，并且提供了详细的实现思路和代码示例，让我能够从中学习到很多宝贵的经验。附带的光盘更是为我提供了丰富的实践资源，我可以直接下载和运行书中的代码，这大大缩短了我的学习和开发周期。通过这本书，我感觉自己对ROS的理解更加系统和深入，也更有信心将其应用到我实际的工程项目中。

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作为一个在ROS世界里摸索了有一段时间的“老司机”，我一直希望能有一本书能把我之前碎片化的知识点串联起来，并且提供一些更高级、更实用的技巧。《开源机器人操作系统：ROS（附光盘）》给了我惊喜。这本书在基础概念的梳理上做得很好，但更让我兴奋的是它在进阶内容上的深度。 我特别关注书中关于ROS的通信机制、节点管理、参数服务器以及服务和action的讲解。这几个部分对于构建复杂的机器人系统至关重要，而这本书的讲解不仅详细，还引入了一些实际应用的场景来佐证。书中的算法实现和集成案例，比如对SLAM（同时定位与地图构建）的介绍，让我看到了ROS在实际机器人导航中的强大威力。而且，它并没有停留在理论层面，而是提供了可执行的代码示例，这对于我们这些需要动手实践的工程师来说，简直是福音。附带的光盘更是锦上添花，里面不仅仅是简单的代码，还有一些对关键算法的优化思路和实际部署的建议，这些都是在一般教程中很难找到的宝贵信息。我尝试着复现了书中的一些高级案例，发现它们不仅能运行，而且代码质量很高，非常值得学习和借鉴。

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作为一名在高校从事机器人教学的教师，我一直在寻找一本能够帮助我的学生快速入门ROS，并且能够系统性学习ROS的书籍。《开源机器人操作系统：ROS（附光盘）》这本书，可以说是非常契合我的需求。 我首先注意到的是这本书的结构设计。它从ROS的起源和基本概念讲起，逐步深入到ROS的架构、核心工具以及常用库。这种由浅入深的讲解方式，对于初学者来说非常友好，能够帮助他们建立起对ROS的整体认知。书中大量的图示和流程图，更是清晰地展示了ROS的工作原理和组件之间的关系，这对于学生理解复杂的系统非常有帮助。我特别喜欢书中对ROS中一些关键概念的类比和解释，比如将节点比作独立的程序，将话题比作信息通道，这些通俗易懂的比喻，能够有效地降低学生的学习门槛。而附带的光盘，提供了大量的实践案例和实验代码，这对于教学来说至关重要。学生们可以通过光盘中的代码，亲手搭建和运行ROS程序，从而巩固课堂上学到的知识。我计划将书中的一些实验环节引入到我的课程中，我相信这能够极大地提升学生的学习兴趣和实践能力。

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这本书的出现，简直是为我这样一直想深入了解机器人领域的“小白”量身定做的！我之前对ROS（机器人操作系统）一直有个模糊的概念，知道它很强大，但具体是什么，怎么用，从哪里入手，完全是一头雾水。各种零散的资料看得我眼花缭乱，总感觉缺了点什么关键的脉络。这本《开源机器人操作系统：ROS（附光盘）》就像一股清流，直接戳中了我的痛点。 我特别喜欢它讲解的循序渐进。从最基础的概念，比如ROS是什么、它的架构是怎样的、核心组件有哪些，都讲解得非常清晰易懂。一点都没有那种上来就抛出大量术语让你摸不着头脑的感觉。作者似乎真的站在读者的角度，用最朴实的语言，一点一点地把ROS的“骨骼”搭建起来。书中的例子也很有代表性，涵盖了一些基础但非常实用的场景，让我能够边学边练。尤其是附带的光盘，这绝对是点睛之笔！里面的代码示例、环境搭建指导，甚至是一些演示视频，都让我感觉学习的过程不再是孤军奋战，而是有了一个非常得力的“助手”。我尝试着按照光盘里的指导搭建了ROS开发环境，这对我来说是一大进步，之前一直被环境配置卡住，有了这个指导，感觉打开了新世界的大门。