Exbot易科ROS机器人程序设计第2版教程

根据提供的文件信息，以下是对《ROS机器人程序设计》相关知识点的详细说明： 1. ROS机器人操作系统框架 ROS（Robot Operating System）是一个为机器人应用提供软件开发的框架，提供了一系列工具和库，用于帮助软件开发人员创建复杂且功能强大的机器人行为。它由数百个研究团体和公司使用，并支持在多种硬件平台上运行。 2. ROS安装与版本 本书以ROS Hydro版本为例，介绍了ROS的安装方法，包括从Debian软件包安装或从源代码编译安装。同时，还讲解了在虚拟机和ARM CPU中安装ROS的过程。建议使用Ubuntu 12.04 LTS来支持ROS Hydro版本，因为后续版本可能不支持。 3. ROS基础概念与工具 ROS的核心概念包括节点(Node)、主题(Topic)和服务(Service)，这些构成了ROS的通信机制。通过示例代码，读者将学会如何使用这些基础工具，并掌握如何调试节点和利用可视化方法查看主题发布的消息。 4. ROS调试工具 ROS提供了强大的调试工具，例如rqt_console和rqt_graph，以及可视化接口rqt_plot和rviz。这些工具可以用来查看和分析节点间通信的数据，并通过rosbag和rqt_bag记录和回放消息。 5. ROS与真实世界的交互 在ROS中与真实世界的连接通常涉及使用传感器和执行器，包括激光雷达、伺服电动机、摄像头、RGB-D传感器、GPS等。此外，嵌入式系统与微控制器，例如Arduino开发板，也常用于与ROS系统的集成。 6. ROS的摄像头与计算机视觉 该书介绍了如何使用ROS支持的摄像头和计算机视觉任务，包括摄像头的连接和图像采集、标定、图像管道的概念以及使用机器视觉API（如OpenCV集成）。还包括了视觉里程计软件的安装和使用。 7. ROS中的点云库(PCL) 第六章着重讲解了点云库(PCL)在ROS中的应用，如PCL数据的读写、消息的发布与订阅，以及处理3D数据的管道创建。此外，还介绍了如何使用PCL进行数据的缩减采样、过滤和特征点的搜索。 8. ROS机器人模型与Gazebo仿真 本书中提供了详细的步骤，指导读者如何在Gazebo仿真环境中建模和仿真机器人，以及如何仿真传感器。为后续使用ROS的导航功能包集和其他工具的学习打下基础。 9. ROS导航功能包集 第八章和第九章介绍了ROS导航功能包集的初始化配置和使用方法，以及如何在Gazebo仿真环境和rviz中创建虚拟环境进行地图构建、定位机器人和路径规划。 10. ROS中的机械臂控制工具包MoveIt! 第十章讨论了MoveIt!工具包，包括安装文档和使用MoveIt!进行机械臂的抓取、放置、运动规划等任务的演示示例。 11. 预备知识与硬件要求 为了让读者能够顺利完成学习并运行示例代码，书中建议安装Linux发行版，推荐使用Ubuntu 12.04 LTS。对于硬件要求，一般台式计算机或笔记本电脑均可，独立显卡有助于运行Gazebo仿真环境，有足够外围接口可以连接多个传感器和执行器。 12. 目标读者 本书面向所有机器人开发人员，无论是初学者还是专业人员。内容覆盖了机器人系统的各个方面，并通过实例介绍了ROS系统如何帮助完成使机器人自主化的任务。 通过上述的知识点，读者将能够掌握ROS的安装与基本操作，了解ROS与真实世界交互的方式，学习ROS在机器人视觉、仿真环境建模、导航、机械臂控制等方面的高级应用，并在实际项目中应用这些知识。