本书解释了如何从零开始构建一个自主移动机器人,并使用Python对其进行编程。本书从机器人的基础概念开始,然后介绍机器人的3D建模和仿真。在对机器人成功进行仿真之后,讨论了建立机器人原型所需的硬件组成。在本教程结束时,你将清楚地了解如何将所有东西集成到机器人中,以及如何将打包软件。

前言 第1章ROS入门1 11技术要求1 12ROS概述1 121ROS框架3 122在Ubuntu上安装ROS6 123什么是catkin9 124创建ROS软件包10 125什么是Gazebo14 13本章小结17 14习题17 第2章差分驱动机器人的基础知识18 21数学建模18 22正向运动学20 23逆向运动学23 24本章小结24 25习题24 26扩展阅读25 第3章差分驱动机器人的建模26 31技术要求27 32服务机器人的设计要求27 33机器人的传动装置27 331选择电机和轮子27 332设计小结29 333机器人底盘设计29 34安装LibreCAD、Blender和MeshLab30 341安装LibreCAD31 342安装Blender31 343安装MeshLab32 35用LibreCAD生成机器人的二维CAD图32 351底座设计33 352底座连接杆设计35 353轮子、电机和电机夹具设计36 354脚轮设计37 355中间层设计37 356顶层设计39 36用Blender制作机器人的三维模型40 361在Blender中编写Python脚本40 362Blender Python API41 363机器人模型的Python脚本42 37创建机器人的URDF模型47 38本章小结53 39习题53 310扩展阅读53 第4章利用ROS模拟差分驱动机器人54 41技术要求54 42开始使用Gazebo仿真器55 43结合TurtleBot 2进行仿真工作59 44创建ChefBot仿真62 441深度图像到激光扫描的转换65 442Gazebo仿真的URDF标签和插件65 45可视化机器人传感器数据70 451即时定位与地图构建72 452使用SLAM创建地图73 453自适应蒙特卡罗定位75 454在Gazebo环境中实现AMCL76 455ChefBot在酒店中使用Gazebo进行自主导航78 46本章小结79 47习题79 48扩展阅读80 第5章设计ChefBot的硬件和电路81 51技术要求81 52ChefBot硬件规格82 53机器人框图82 531电机和编码器83 532电机驱动器84 533嵌入式控制器板86 534超声传感器87 535惯性测量单元89 536Kinect/Orbbec Astra90 537**处理单元91 538扬声器和麦克风92 539电源和电池92 54ChefBot硬件的工作原理93 55本章小结95 56习题95 57扩展阅读95 第6章将执行器和传感器连接到机器人控制器96 61技术要求97 62直流减速电机接入TivaC开发板97 621差分驱动轮式机器人99 622安装Energia IDE99 623电机接口代码104 63正交编码器接入TivaC开发板107 631编码器数据的处理108 632正交编码器接口代码111 64使用Dynamixel执行器114 65使用超声测距传感器117 66使用红外接近传感器123 67使用惯性测量单元125 671惯性导航125 672将MPU 6050与TivaC开发板连接126 673在Energia中编写接口代码129 68本章小结131 69习题132 610扩展阅读132 第7章视觉传感器接入ROS133 71技术要求133 72机器人视觉传感器和图像处理库134 721Pixy2/CMUcam5134 722罗技C920网络摄像头135 723Kinect 360135 724英特尔RealSense D400系列136 725Orbbec Astra深度传感器137 73OpenCV、OpenNI和PCL概述138 731OpenCV138 732OpenNI143 733PCL144 74使用ROS、OpenCV和OpenNI进行Kinect的Python编程144 741启动OpenNI驱动程序的方法145 742OpenCV的ROS接口145 75连接Orbbec Astra与ROS150 76使用Kinect、ROS、OpenNI和PCL处理点云150 77将点云数据转换为激光扫描数据151 78使用ROS和Kinect实现SLAM算法153 79本章小结154 710习题154 711扩展阅读155 第8章ChefBot硬件构建和软件集成156 81技术要求156 82构建ChefBot硬件157 83配置ChefBot PC并设置ChefBot ROS软件包160 84连接ChefBot传感器和TivaC161 85编写ChefBot的ROS Python驱动程序164 86了解ChefBot ROS启动文件169 87使用ChefBot Python节点和启动文件170 871使用SLAM在ROS上绘制房间地图175 872使用ROS定位和导航177 88本章小结179 89习题179 810扩展阅读179 第9章使用Qt和Python开发机器人GUI180 91技术要求180 92在Ubuntu 1604 LTS中安装Qt181 93在Qt中使用Python绑定进行开发181 931PyQt181 932PySide182 94使用PyQt和PySide进行开发182 941Qt设计器183 942Qt信号与槽机制184 943将UI文件转化为Python代码185 944向PyQt代码中添加槽定义186 945Hello World GUI应用程序