探索机器人世界 ROS2编程入门

本书是ROS2编程的入门指南，内容深入浅出，为读者提供了系统学习ROS2的方法。本书由Francisco Martín Rico博士撰写，他在机器人领域拥有丰富的经验和深厚的知识背景。本书介绍了ROS2的核心概念和实际应用，内容涵盖了从基础的机器人编程技巧到复杂的机器人行为建模。本书提供了详细的示例代码和项目设计，这极大地提升了实用性与可操作性。通过这些内容，读者不仅可以学习ROS2的基本概念和编程技巧，还有机会在实践中不断深化这些知识。

本书是ROS2编程的入门指南，内容深入浅出，为读者提供了系统学习ROS2的方法。本书由FranciscoMartinRico博士撰写，他在机器人领域拥有丰富的经验和深厚的知识背景。本书介绍了ROS2的核心概念和实际应用，内容涵盖了从基础的机器人编程技巧到复杂的机器人行为建模。本书提供了详细的示例代码和项目设计，这极大地提升了实用性与可操作性。通过这些内容，读者不仅可以学习ROS2的基本概念和编程技巧，还有机会在实践中不断深化这些知识。

译者序

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前言

致谢

第1章 引言1

1.1 ROS2概述2

1.1.1 ROS社区3

1.1.2 计算图5

1.1.3 工作空间10

1.2 ROS2设计13

第2章 初识ROS215

2.1 首次了解ROS215

2.2 开发第一个节点20

2.3 分析br2_basics软件包24

2.3.1 控制迭代执行25

2.3.2 发布和订阅29

2.3.3 启动器32

2.3.4 参数34

2.3.5 执行器37

2.4 模拟机器人设置38

第3章 第一个行为：用有限状态机避开障碍44

3.1 感知和执行模型45

3.2 计算图49

3.3 “碰撞与前进”在C++中的 实现50

3.3.1 执行控制50

3.3.2 实现有限状态机52

3.3.3 运行代码54

3.4 “碰撞与前进”在Python中的实现55

3.4.1 执行控制56

3.4.2 实现有限状态机57

3.4.3 运行代码58

建议的练习59

第4章 TF子系统60

4.1 使用TF2的障碍物检测器65

4.2 计算图66

4.3 基础检测器67

4.3.1 障碍检测节点68

4.3.2 障碍物监控节点70

4.3.3 运行基本检测器72

4.4 改进的检测器74

建议的练习77

第5章 反应式行为78

5.1 使用VFF避免障碍物78

5.1.1 计算图79

5.1.2 软件包结构80

5.1.3 控制逻辑81

5.1.4 VFF向量的计算82

5.1.5 使用视觉标记进行调试83

5.1.6 运行AvoidanceNode85

5.1.7 开发过程中的测试86

5.2 跟踪对象92

5.2.1 感知和执行模型93

5.2.2 计算图97

5.2.3 生命周期节点98

5.2.4 创建自定义消息100

5.2.5 跟踪实现101

5.2.6 执行跟踪器110

建议的练习112

第6章 用行为树对机器人行为进行编程113

6.1 行为树113

6.2 使用行为树实现“碰撞与前进”任务119

6.2.1 使用Groot创建行为树121

6.2.2 行为树节点实现123

6.2.3 运行行为树126

6.2.4 测试行为树节点128

6.3 使用行为树进行巡逻131

6.3.1 Nav2介绍131

6.3.2 设置Nav2参数136

6.3.3 计算图和行为树140

6.3.4 巡逻任务的实现142

6.3.5 运行巡逻任务149

建议的练习150

附录 源代码151

参考文献239