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精通ROS機器人編程（原書第2版）

為了解決UR 模擬 器的問題，作者（印）郎坦·約瑟夫 這樣論述：

本書主要面向機器人開發人員和想充分利用ROS功能的研究人員，是一本側重ROS框架高級概念的進階學習指南。書中既介紹了ROS的基本概念，又系統講解了使用ROS進行複雜機器人設計、建模、模擬和交互的實用技術、工具和編程技巧，包含大量示例，可以為你快速提升ROS實戰技能提供翔實參考。 全書共15章，第1章簡要介紹ROS基本概念；第2章解釋如何使用ROS軟體包；第3章討論7-DOF機械臂和差速驅動機器人的設計；第4章和第5章通過示例詳細講解如何使用Gazebo和V-REP這兩個著名的機器人模擬軟體；第6章介紹如何使用ROS MoveIt！和導航軟體包集的現有功能；第7章討論ROS pluginlib

、小節點和控制器等一些高級概念；第8章進一步討論RViz插件和ROS控制器；第9章討論一些硬體組件與ROS的介面；第10章討論如何使用ROS連接各種視覺感測器，並利用開源電腦視覺庫（OpenCV）和點雲庫（PCL）進行編程；第11章介紹如何構建差速驅動的自主移動機器人，並將其與ROS連接；第12章介紹MoveIt！的高級功能；第13章討論如何將Matlab和Simulink軟體與ROS連接；第14章介紹ROS－Industrial軟體包；第15章討論如何在ROS中安裝集成開發環境，並介紹ROS實戰技巧與調試方法。 朗坦·約瑟夫（Lentin Joseph），是一名來自印度

的作家、創業者。他是印度Qbotics實驗室的創始人兼CEO，在機器人領域已經有7年的從業經驗，主要研究方向包括機器人操作系統（ROS）、OpenCV、PCL等。 喬納森·卡卡切（Jonathan Cacace），在義大利那不勒斯腓特烈二世大學獲電腦科學碩士學位及信息與自動化工程博士學位。目前，喬納森是那不勒斯腓特烈二世大學PRISMA實驗室的博士后，主要研究工業機器人和服務機器人，曾經開發了幾款基於ROS且集成了機器人感知控制的機器人應用。 譯者序 前言 作者簡介 譯者簡介 第1章 ROS簡介 1 1.1 為什麼要學習ROS 1 1.2 在機器人開發中，人們為什麼更願

意選擇ROS 2 1.3 為什麼有些人不願意選擇ROS 3 1.4 理解ROS的檔案系統 4 1.4.1 ROS套裝軟體 5 1.4.2 ROS超套裝軟體 7 1.4.3 ROS消息 7 1.4.4 ROS服務 9 1.5 理解ROS的計算圖 9 1.5.1 ROS節點 11 1.5.2 ROS消息 12 1.5.3 ROS話題 13 1.5.4 ROS服務 13 1.5.5 ROS消息記錄包 14 1.5.6 ROS節點管理器 14 1.5.7 應用ROS參數 16 1.6 ROS的社區 17 1.7 學習ROS需要做哪些準備 17 1.8 習題 20 1.9 本章小結 20 第2章 RO

S程式設計入門 21 2.1 創建一個ROS套裝軟體 21 2.1.1 學習ROS話題 23 2.1.2 創建ROS節點 23 2.1.3 編譯生成節點 26 2.2 添加自訂的msg和srv文件 28 2.3 使用ROS服務 30 2.3.1 使用ROS動作庫 34 2.3.2 編譯ROS動作伺服器和用戶端 37 2.4 創建開機檔案 39 2.5 話題、服務和動作庫的應用 41 2.6 維護ROS套裝軟體 41 2.7 發佈ROS套裝軟體 42 2.7.1 準備發佈ROS套裝軟體 43 2.7.2 發佈套裝軟體 43 2.7.3 為ROS套裝軟體創建維琪頁面 45 2.8 習題 47 2.

9 本章小結 47 第3章 在ROS中為3D機器人建模 48 3.1 機器人建模的ROS套裝軟體 49 3.2 利用URDF理解機器人建模 50 3.3 為機器人描述創建ROS套裝軟體 52 3.4 創建我們的第一個URDF模型 52 3.5 詳解URDF文件 54 3.6 在RViz中視覺化機器人3D模型 55 3.7 向URDF模型添加物理屬性和碰撞屬性 57 3.8 利用xacro理解機器人建模 58 3.8.1 使用屬性 58 3.8.2 使用數學運算式 59 3.8.3 使用宏 59 3.9 將xacro轉換為URDF 59 3.10 為7-DOF機械臂創建機器人描述 60 3.1

0.1 機械臂規格 61 3.10.2 關節類型 61 3.11 解析7-DOF機械臂的xacro模型 61 3.11.1 使用常量 61 3.11.2 使用宏 62 3.11.3 包含其他xacro檔 62 3.11.4 在連杆中使用網格模型 63 3.11.5 使用機器人夾爪 63 3.11.6 在RViz中查看7-DOF機械臂 63 3.12 為差速驅動移動機器人創建機器人模型 66 3.13 習題 70 3.14 本章小結 70 第4章 使用ROS和Gazebo進行機器人模擬 71 4.1 使用Gazebo和ROS模擬機械臂 71 4.2 為Gazebo創建機械臂模擬模型 72 4.

2.1 為Gazebo機器人模型添加顏色和紋理 73 4.2.2 添加transmission標籤來驅動模型 74 4.2.3 添加gazebo_ros_control外掛程式 74 4.2.4 在Gazebo中添加3D視覺感測器 75 4.3 模擬裝有Xtion Pro的機械臂 76 4.4 在Gazebo中使用ROS控制器 78 4.4.1 認識ros_control套裝軟體 78 4.4.2 不同類型的ROS控制器和硬體介面 79 4.4.3 ROS控制器如何與Gazebo交互 79 4.4.4 將關節狀態控制器和關節位置控制器連接到手臂 80 4.4.5 在Gazebo中啟動ROS控制

器 81 4.4.6 控制機器人的關節運動 83 4.5 在Gazebo中模擬差速輪式機器人 83 4.5.1 將雷射雷達添加到機器人中 85 4.5.2 在Gazebo中控制機器人移動 86 4.5.3 在開機檔案中添加關節狀態發佈者 87 4.6 添加ROS遙控節點 88 4.7 習題 89 4.8 本章小結 89 第5章 用ROS和V-REP進行機器人模擬 91 5.1 安裝帶有ROS的V-REP 91 5.2 理解vrep_plugin 95 5.2.1 使用ROS服務與V-REP交互 96 5.2.2 使用ROS話題與V-REP交互 98 5.3 使用V-REP和ROS模擬機械臂

101 5.4 在V-REP下模擬差速輪式機器人 107 5.4.1 在V-REP中添加鐳射感測器 109 5.4.2 在V-REP中添加3D視覺感測器 110 5.5 習題 112 5.6 本章小結 112 第6章 ROS MoveIt!與導航套裝軟體集 113 6.1 安裝MoveIt! 113 6.2 使用配置助手工具生成MoveIt!配置套裝軟體 118 6.2.1 第1步：啟動配置助手工具 118 6.2.2 第2步：生成自碰撞矩陣 120 6.2.3 第3步：增加虛擬關節 120 6.2.4 第4步：添加規劃組 121 6.2.5 第5步：添加機器人姿態 122 6.2.6 第6

步：設置機器人的末端執行器 122 6.2.7 第7步：添加被動關節 123 6.2.8 第8步：作者資訊 123 6.2.9 第9步：生成設定檔 123 6.3 使用MoveIt!配置套裝軟體在RViz中進行機器人運動規劃 124 6.3.1 使用RViz運動規劃外掛程式 125 6.3.2 MoveIt!配置套裝軟體與Gazebo的介面 128 6.4 理解ROS導航套裝軟體集 133 6.4.1 ROS導航硬體的要求 133 6.4.2 使用導航套裝軟體 134 6.5 安裝ROS導航套裝軟體集 136 6.6 使用SLAM構建地圖 136 6.6.1 為gmapping創建開機檔案 1

37 6.6.2 在差速驅動機器人上運行SLAM 138 6.6.3 使用amcl和靜態地圖實現自主導航 141 6.6.4 創建amcl開機檔案 141 6.7 習題 144 6.8 本章小結 144 第7章 使用pluginlib、小節點和Gazebo 外掛程式 145 7.1 理解pluginlib 145 7.2 理解ROS小節點 151 7.3 理解Gazebo外掛程式 156 7.4 習題 160 7.5 本章小結 160 第8章 ROS控制器和視覺化外掛程式程式設計 161 8.1 理解 ros_control套裝軟體集 162 8.1.1 controller_interf

ace套裝軟體 162 8.1.2 控制器管理器 164 8.2 使用ROS編寫一個基本的關節控制器 164 8.2.1 第1步：創建控制器套裝軟體 165 8.2.2 第2步：創建控制器標頭檔 165 8.2.3 第3步：創建控制器原始檔案 166 8.2.4 第4步：控制器原始檔案解析 166 8.2.5 第5步：創建外掛程式描述檔 167 8.2.6 第6步：更新package.xml文件 168 8.2.7 第7步：更新CMake-Lists.txt文件 168 8.2.8 第8步：編譯控制器 168 8.2.9 第9步：編寫控制器設定檔 168 8.2.10 第10步：編寫控制器的開

機檔案 169 8.2.11 第11步：在Gazebo中運行控制器和7-DOF機械臂 169 8.3 理解ROS視覺化工具(RViz)及其外掛程式 171 8.3.1 Displays面板 172 8.3.2 RViz工具列 172 8.3.3 Views面板 172 8.3.4 Time面板 172 8.3.5 可停靠面板 172 8.4 編寫用於遙控操作的RViz外掛程式 172 8.5 習題 178 8.6 本章小結 178 第9章 將ROS與I/O開發板、感測器、執行機構連接 179 9.1 理解Arduino-ROS介面 179 9.2 Arduino-ROS介面是什麼 180 9

.2.1 理解ROS中的rosserial套裝軟體 181 9.2.2 理解Arduino中的ROS節點API 185 9.2.3 ROS-Arduino發佈者和訂閱者實例 187 9.2.4 Arduino-ROS介面實例——LED燈閃爍/按按鈕 190 9.2.5 Arduino-ROS介面實例——ADXL 335加速度計 192 9.2.6 Arduino-ROS介面實例——超聲波測距感測器 194 9.2.7 Arduino-ROS介面實例——里程計發佈者 197 9.3 非Arduino開發板與ROS介面 199 9.3.1 在Odroid-XU4和樹莓派2上配置ROS 199 9.

3.2 用ROS控制樹莓派2 上的LED燈閃爍 206 9.3.3 在樹莓派2上使用ROS測試按鈕和LED燈閃爍 208 9.3.4 在樹莓派2上運行示例 211 9.4 將DYNAMIXEL驅動器連接到ROS 212 9.5 習題 212 9.6 本章小結 212 第10章 用ROS對視覺感測器程式設計、OpenCV、PCL 213 10.1 理解ROS-OpenCV開發介面套裝軟體 213 10.2 理解ROS-PCL開發介面套裝軟體 214 10.3 在ROS中連接USB相機 216 10.4 ROS與相機校準 218 10.4.1 使用cv_bridge在ROS和OpenCV之間轉換

圖像 221 10.4.2 使用ROS和OpenCV進行影像處理 221 10.5 在ROS中連接Kinect與華碩Xtion Pro 225 10.6 將英特爾Real Sense相機與ROS連接 228 10.7 在ROS中連接Hokuyo雷射雷達 232 10.8 處理點雲資料 233 10.8.1 如何發佈點雲 234 10.8.2 如何訂閱和處理點雲 235 10.8.3 將點雲資料寫入點雲資料（PCD）檔 236 10.8.4 從PCD檔中讀取並發佈點雲 237 10.9 物體姿態估計與AR標記檢測 239 10.10 習題 243 10.11 本章小結 244 第11章 在RO

S中構造與連接差速驅動移動機器人 245 11.1 Chefbot DIY移動機器人及其硬體設定 246 11.1.1 使用Energia IDE來燒寫Chefbot固件 248 11.1.2 討論Chefbot的ROS套裝軟體介面 249 11.1.3 從編碼器計數計算里程計資訊 254 11.1.4 根據ROS twist消息計算馬達轉速 256 11.1.5 為Chefbot機器人配置導航套裝軟體集 257 11.1.6 配置gmapping節點 257 11.1.7 配置導航套裝軟體集 259 11.1.8 理解AMCL 264 11.1.9 在RViz中使用導航功能 267 11.1

.10 導航套裝軟體中避障 272 11.1.11 Chefbot機器人模擬 273 11.1.12 從ROS節點向導航套裝軟體集發送一個目的地 276 11.2 習題 278 11.3 本章小結 278 第12章 探索ROS-MoveIt!的高級功能 279 12.1 使用move_group的C++介面進行運動規劃 279 12.1.1 使用MoveIt! C++ API規劃隨機路徑 280 12.1.2 使用MoveIt! C++ API規劃自訂路徑 281 12.2 使用MoveIt!進行機械臂的碰撞檢測 283 12.2.1 向MoveIt!添加碰撞對象 283 12.2.2 從規

劃場景中移除碰撞物件 286 12.2.3 向機器人連杆上添加一個碰撞物件 286 12.2.4 使用MoveIt! API檢查自碰撞 287 12.3 使用MoveIt!和Gazebo處理視覺 288 12.4 使用MoveIt!執行拾取和放置任務 294 12.4.1 使用GPD計算抓握姿態 297 12.4.2 在Gazebo和真實機器人上執行拾取和放置動作 300 12.5 理解用於機器人硬體介面的DYNAMIXEL ROS伺服控制器 300 12.5.1 DYNAMIXEL伺服舵機 300 12.5.2 DYNAMIXEL-ROS介面 301 12.6 7-DOF機械臂與ROS Mo

veIt! 302 12.6.1 為COOL機械臂創建一個控制器套裝軟體 303 12.6.2 COOL機械臂的MoveIt!配置 306 12.7 習題 308 12.8 本章小結 308 第13章 在MATLAB和Simulink中使用ROS 309 13.1 學習使用MATLAB與MATLAB-ROS 309 13.1.1 機器人系統工具箱和ROS-MATLAB介面入門 310 13.1.2 ROS話題和MATLAB回呼函數 313 13.1.3 為Turtlebot機器人設計一個避障系統 317 13.2 學習使用ROS與Simulink 321 13.2.1 在Simulink中創

建波形信號積分器 321 13.2.2 在Simulink中使用ROS消息 323 13.2.3 在Simulink中發佈ROS消息 323 13.2.4 在Simulink中訂閱ROS話題 327 13.3 用Simulink開發一個簡單的控制系統 328 13.4 習題 332 13.5 本章小結 332 第14章 ROS與工業機器人 333 14.1 理解ROS-Industrial套裝軟體 333 14.1.1 ROS-Industrial的目標 334 14.1.2 ROS-Industrial簡史 334 14.1.3 ROS-Industrial優點 334 14.2 安裝RO

S-Industrial套裝軟體 334 14.3 ROS-Industrial套裝軟體框圖 335 14.4 為工業機器人創建URDF 336 14.5 為工業機器人創建MoveIt!配置 337 14.5.1 更新MoveIt!設定檔 340 14.5.2 測試MoveIt!配置 341 14.6 安裝UR機械臂的ROS-Industrial套裝軟體 341 14.7 理解UR機械臂的MoveIt!配置 343 14.8 使用真實的UR機器人和ROS-I 345 14.9 ABB機器人的MoveIt!配置 346 14.10 ROS-Industrial機器人支持套裝軟體 349 14.1

1 ROS-Industrial 機器人用戶端套裝軟體 351 14.12 ROS-Industrial 機器人驅動套裝軟體 352 14.13 理解MoveIt! IKFast外掛程式 354 14.14 為ABB IRB 6640機器人創建MoveIt! IKFast外掛程式 354 14.14.1 開發MoveIt! IKFast外掛程式的前提條件 354 14.14.2 OpenRave和IKFast模組 354 14.15 為使用OpenRave，創建機器人的COLLADA檔 357 14.16 為IRB 6640機器人生成IKFast CPP檔 358 14.17 習題 361 1

4.18 本章小結 361 第15章 調試方法與最佳實戰技巧 362 15.1 在Ubuntu中安裝RoboWare Studio 362 15.1.1 安裝和卸載RoboWare Studio 363 15.1.2 RoboWare Studio入門 363 15.1.3 在RoboWare Studio中創建ROS套裝軟體 364 15.1.4 在RoboWare Studio中編譯ROS工作區 366 15.1.5 在RoboWare Studio中運行ROS節點 367 15.1.6 在RoboWare介面啟動ROS工具 368 15.1.7 處理活動的ROS話題、節點和服務 369

15.1.8 使用RoboWare工具創建ROS節點和類 370 15.1.9 RoboWare Studio中的ROS套裝軟體管理器 371 15.2 ROS的最佳實戰技巧與經驗 372 15.3 ROS套裝軟體中的最佳實戰技巧與經驗 374 15.4 ROS中的重要調試技巧 374 15.5 習題 377 15.6 本章小結 378

UR 模擬 器進入發燒排行的影片

具濾波功能之寬頻功率分配器與差分寬頻帶通濾波器設計以及平滑化與傳輸線長度之量測分析

為了解決UR 模擬 器的問題，作者駱宥霖 這樣論述：

誌謝辭 III摘要 VAbstract VII目錄 IX圖目錄 XI表目錄 XIV第一章緒論 151.1 研究動機 151.2 文獻探討 161.3 論文架構 16第二章濾波器設計理論 172.1 傳輸參數矩陣(ABCD) 172.2 奇偶模分析法 202.3 威爾金森功率分配器 232.3.1 偶模激發： 252.3.2 奇模激發： 26第三章 具濾波功能之寬頻功率分配器 273.1 簡介 273.2電路架構選擇與設計步驟 283.2.1增加濾波功能 283.2.2 N段傳輸線的影響與選擇 293.2.3 短路截線(ZM)阻抗值選擇 313

.2.4 ZN的計算 323.3電路布局、電磁模擬與量測 353.3.1 阻抗值計算 354.1 簡介 394.2 寬頻帶拒濾波器電路架構 404.2.1等效半電路 404.2.3阻抗值計算 464.3電路布局、電磁模擬與量測 49第五章 平滑化與傳輸線長度之量測分析 525.1 簡介 525-2平滑化 545.2.1傳統平滑化計算 545.2.2平滑化改進 575.2.3 平滑化百分比設定 635.2.4 平滑化比較 665-3 傳輸線長度量測分析 675.3.1 傳輸線原始量測數據 675.3.2 接頭損耗 685.3.3 夾具損耗 725.3.4 分

析結果 76第六章 結論 82附錄 84平滑化程式碼 (C++編寫) 84參考文獻 87