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ROS機器人項目開發11例

( 簡體 字)
作者:[印度] 朗坦·約瑟夫(Lentin Joseph) 著類別:1. -> 電子工程 -> 機器人
譯者:
出版社:機械工業出版社ROS機器人項目開發11例 3dWoo書號: 49091
詢問書籍請說出此書號!

缺書
NT售價: 345

出版日:5/1/2018
頁數:284
光碟數:0
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印刷:黑白印刷語系: ( 簡體 版 )
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(請先登入會員)
ISBN:9787111598176
作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序:

譯者序:

前言:

本書是通過使用有趣的項目學習ROS的實用指南。這本書假設你有一些ROS的知識。但是,如果沒有ROS的經驗,你仍然可以使用本書開始學習ROS。第1章完全是為初學者準備的。ROS廣泛應用于機器人公司、大學和機器人研究實驗室,用于設計和編程機器人。如果你想在機器人軟件領域工作,或者你想成為一名機器人軟件工程師,那么本書十分適合你。

本書的基本目標是通過項目實踐講解ROS。這里討論的項目也可以在學術或工業項目中重復使用。本書探討了具有ROS接口的各種新技術。例如,你將看到如何構建自動駕駛汽車的原型,如何使用ROS構建深度學習的應用程序,以及如何在ROS中構建虛擬現實(VR)應用程序。這些只是幾個著重提及的主題。此外,你將會學習使用ROS及其庫的多個項目和應用程序。

你可以在滿足預備條件之后使用各類項目。大多數項目可以在沒有很多依賴的情況下完成。我們使用主流和可行的硬件組件來構建大多數項目。因此這使得我們在創建這些項目時不會遇到太多困難。

本書首先講述了ROS的基礎知識及其廣泛的應用。第1章可以作為零基礎初學者的起點。之后,將深入探討ROS的各類項目。

我們來學習并用ROS實現酷炫的項目吧!

本書的主要內容

第1章適用于ROS零基礎的初學者。如果你沒有ROS的相關經驗,也不必擔心。本章將幫助你了解ROS軟件框架及概念。

第2章通過使用ROS和OpenCV庫實現一個酷炫的項目。項目本質上是創建了一個人臉跟蹤的應用程序,實現了以攝像頭始終指向人臉的方式進行跟蹤。我們將使用如Dynamixel這樣的智能伺服系統使機器人在其軸上旋轉。

第3章介紹如何提高機器人的互動性和智能化。該項目在ROS中創建一個可以使用文本或語音進行交流的聊天機器人。如果想要創建聊天或服務機器人,這個項目將會很有用。

第4章可以幫助你使用Arduino、嵌入式兼容板、Raspberry Pi或Odroid以及ROS接口制作機器人。在該章中,你將看到各種嵌入式開發板和與之配套的接口項目。

第5章包括如何使用Arduino和IMU制作手勢控制設備。手勢由ROS節點轉換為運動命令。

第6章介紹檢測物體的有趣項目。使用強大的ROS包學習二維物體和三維物體的識別。

第7章介紹了一個在機器人上使用先進技術開發的項目。使用TensorFlow庫和ROS,可以實現有趣的深度學習應用程序。你可以使用深度學習實現圖像識別,本章還有關于使用SVM的應用程序。

第8章介紹如何使用ROS、MATLAB和Android編寫機器人應用程序。

第9章介紹如何在ROS的幫助下制作一個自主移動機器人。你可以了解如何使用導航、gmapping和AMCL等軟件包實現機器人自主移動。

第10章介紹了本書中很有趣的一個項目。在該章中,我們將使用ROS和Gazebo實現自動駕駛汽車的仿真。

第11章展示了如何使用VR頭戴設備和Leap Motion傳感器控制機器人的動作。你可以使用虛擬現實這一前沿技術。

第12章介紹了如何在ROS中使用rosbridge開發交互式Web應用程序。

閱讀前的準備工作

一個運行Linux發行版的強大PC,最好是Ubuntu 16.04 LTS。

使用帶有獨立顯卡的筆記本電腦或臺式機,推薦4∼8GB的內存。主要用于運行Gazebo高端仿真以及處理點云和計算機視覺。

有本書提到的傳感器、執行器和I/O板,并且應該能將它們全部連接到PC。

需要安裝Git克隆軟件包文件。

如果你是Windows用戶,那么下載VirtualBox并設置Ubuntu。在VirtualBox中嘗試將實際硬件與ROS進行連接時,可能會遇到問題。所以,最好使用Linux系統。

本書的讀者對象

如果你是機器人愛好者或研究人員并想了解更多有關使用ROS開發機器人應用程序的信息,本書正是為你準備的。為了學習本書,你應該具備ROS、GNU / Linux和C ++編程等概念的基礎知識。這本書也適用于想要探索ROS的高級功能的程序開發人員。
內容簡介:

本書11個ROS機器人項目,在無須大量硬件的情況下可直接實現原型設計。本書首先介紹ROS及其安裝過程。在完成基礎知識學習之后,將會學習一些非常棒的項目,如構建自動駕駛汽車、自主移動機器人以及使用深度學習和ROS進行圖像識別等。這里可以找到適用于初級、中級甚至專家級的各類ROS機器人應用程序!
這本書將是迫切希望在機器人領域大展拳腳的愛好者的完美伴侶。

本書主要內容:
? 使用ROS創建自動駕駛汽車
? 使用深度學習和ROS開發智能機器人應用程序
? 掌握3D目標識別
? 使用虛擬現實和ROS控制機器人
? 使用ROS制作人工智能聊天機器人
? 了解使用ROS進行機器人自主導航的全部功能
? 使用ROS理解人臉檢測和跟蹤
? 使用手勢遙控操作機器人
? 使用Matlab和Android設計基于ROS的應用程序
? 使用Turtlebot實現交互式應用程序
目錄:

譯者序
推薦序一
推薦序二
作者簡介
審校者簡介
前言
致謝
第1章 入門ROS機器人應用程序開發 1
1.1 ROS入門 2
1.1.1 ROS發行版 2
1.1.2 支持ROS的操作系統 3
1.1.3支持ROS的機器人和傳感器 4
1.1.4為什么選擇ROS 5
1.2 ROS基礎 6
1.2.1文件系統級 7
1.2.2計算圖級 8
1.2.3ROS社區級 9
1.2.4ROS通信 9
1.3ROS客戶端庫 10
1.4ROS工具 11
1.4.1Rviz(ROS可視化) 11
1.4.2rqt_plot 11
1.4.3rqt_graph 12
1.5ROS仿真器 13
1.6在Ubuntu 16.04 LTS上安裝ROS Kinetic 13
1.7在VirtualBox上設置ROS 17
1.8設置ROS工作區 19
1.9ROS在工業和研究中的機遇 20
1.10 問題 22
1.11 本章總結 22
第2章 使用ROS、OpenCV和Dynamixel伺服舵機進行人臉檢測與跟蹤 23
2.1項目概述 23
2.2硬件和軟件需求 24
2.3ROS與Dynamixel伺服舵機的接口 33
2.4創建人臉跟蹤ROS包 34
2.5人臉跟蹤功能包的工作原理 36
2.5.1理解人臉跟蹤代碼 38
2.5.2理解CMakeLists.txt 41
2.5.3track.yaml文件 43
2.5.4啟動文件 43
2.5.5運行人臉跟蹤器節點 44
2.5.6face_tracker_control功能包 45
2.5.7 云臺控制器配置文件 46
2.5.8舵機參數配置文件 47
2.5.9人臉跟蹤控制器節點 47
2.5.10 創建CMakeLists.txt 49
2.5.11 測試人臉跟蹤控制功能包 49
2.5.12 集成所有節點 51
2.5.13 固定支架并安裝電路 51
2.5.14 最終測試 52
2.6 問題 52
2.7 本章總結 53
第3章 在ROS中構建一個像Siri的聊天機器人 54
3.1人機交互機器人 54
3.2構建人機交互機器人 55
3.3預備條件 56
3.4AIML入門 57
3.4.1AIML標簽 57
3.4.2PyAIML解釋器 58
3.4.3在Ubuntu 16.04 LTS上安裝PyAIML 59
3.4.4使用PyAIML 59
3.4.5加載多個AIML文件 60
3.4.6在ROS中創建AIML機器人 62
3.4.7AIML ROS功能包 62
3.5 問題 70
3.6 本章總結 70
第4章 使用ROS控制嵌入式電路板 71
4.1主流嵌入式電路板入門 71
4.1.1如何選擇Arduino開發板 71
4.1.2Raspberry Pi(樹莓派)介紹 74
4.1.3Odroid開發板 76
4.2Arduino與ROS的接口 76
4.2.1使用Arduino和ROS監控光線亮度 79
4.2.2在PC上運行ROS串行服務器 81
4.2.3通過mbed連接STM32開發板和ROS 82
4.2.4使用Energia連接ROS與Tiva C Launchpad板 85
4.3在Raspberry Pi和Odroid上運行ROS 87
4.3.1將Raspberry Pi和Odroid連接到PC 88
4.3.2ROS控制GPIO引腳 90
4.4 問題 94
4.5 本章總結 95
第5章 使用手勢遠程操作機器人 96
5.1使用鍵盤遙控ROS龜 97
5.2使用手勢進行遙控 98
5.3項目配置 100
5.4MPU-9250、Arduino和ROS連接 101
5.5在Rviz中可視化IMU TF 106
5.6將IMU數據轉換為twist消息 107
5.7集成和最終運行 109
5.8使用Android手機進行遙控 111
5.9 問題 113
5.10 本章總結 113
第6章 物體檢測和識別 114
6.1物體檢測和識別的快速入門 114
6.2ROS中的find_object_2d包 116
6.2.1安裝find_object_2d包 116
6.2.2運行find_object_2d節點檢測網絡攝像頭圖像中的物體 117
6.2.3使用深度傳感器運行find_object_2d節點 121
6.33D物體識別快速入門 124
6.4ROS中3D物體識別包的介紹 125
6.5從3D網格中檢測和識別物體 127
6.5.1使用物體的3D模型進行訓練 127
6.5.2使用捕獲的3D模型進行訓練 129
6.6識別物體 132
6.7 問題 135
6.8 本章總結 135
第7章 使用ROS和TensorFlow進行深度學習 136
7.1深度學習及其應用簡介 136
7.2深度學習機器人 137
7.3深度學習庫 138
7.4TensorFlow入門 139
7.4.1在Ubuntu 16.04 LTS上安裝TensorFlow 139
7.4.2TensorFlow的概念 141
7.4.3在TensorFlow中編寫我們的第一個程序 143
7.5使用ROS和TensorFlow進行圖像識別 146
7.5.1前提條件 147
7.5.2ROS圖像識別節點 147
7.6scikit-learn介紹 150
7.7SVM及其在機器人中的應用 151
7.8 問題 154
7.9 本章總結 154
第8章 在MATLAB和Android上運行ROS 156
8.1ROS-MATLAB接口入門 156
8.2在MATLAB中設置機器人工具箱 157
8.2.1MATLAB中的基本ROS功能 157
8.2.2列出ROS節點、主題和消息 158
8.3MATLAB與ROS網絡通信 160
8.4利用MATLAB控制ROS機器人 163
8.4.1設計MATLAB GUI應用程序 164
8.4.2解釋回調 166
8.4.3運行應用程序 168
8.5Android及其ROS接口入門 169
8.5.1安裝rosjava 170
8.5.2通過Ubuntu軟件包管理器安裝android-sdk 172
8.6安裝ROS-Android接口 174
8.7使用ROS-Android應用程序 175
8.8代碼演練 180
8.9使用ROS-Android接口創建基本應用程序 182
8.10 問題 183
8.11 本章總結 184
第9章 構建自主移動機器人 185
9.1機器人規格和設計概述 185
9.2設計和選擇機器人的電動機和輪子 186
9.2.1計算電動機扭矩 186
9.2.2電動機轉速的計算 186
9.2.3設計總結 187
9.3構建機器人本體的2D和3D模型 187
9.3.1底盤 187
9.3.2連接桿和空心管設計 188
9.3.3電動機、輪子和電動機夾具設計 189
9.3.4腳輪設計 189
9.3.5中層板和頂層板設計 189
9.3.6頂層板 190
9.3.7機器人的3D建模 191
9.4在Gazebo中進行機器人模型仿真 192
9.5差速驅動機器人的數學模型 192
9.6設計和建造實際的機器人 200
9.6.1電動機和電動機驅動 201
9.6.2電動機編碼器 201
9.6.3Tiva C Launchpad 201
9.6.4超聲波傳感器 201
9.6.5OpenNI深度傳感器 201
9.6.6英特爾NUC 201
9.6.7使用Launchpad將傳感器
和電動機連接起來 201
9.6.8Tiva C Launchpad編程 202
9.7連接機器人硬件與ROS 205
9.8在Chefbot中進行地圖構建和定位 208
9.9 問題 210
9.10 本章總結 210
第10章 使用ROS創建自動駕駛汽車 211
10.1 自動駕駛汽車入門 211
10.2 典型自動駕駛汽車的功能框圖 214
10.2.1 自動駕駛汽車的軟件框圖 218
10.2.2 在ROS中仿真和連接自動駕駛汽車傳感器 219
10.3 在Gazebo中仿真一輛帶有傳感器的自動駕駛汽車 235
10.3.1 安裝預備條件 235
10.3.2 可視化機器人車傳感器數據 237
10.3.3 在Gazebo里移動一輛自動駕駛汽車 238
10.3.4 使用機器人車運行hector SLAM 238
10.4 將DBW車與ROS連接 239
10.4.1 安裝包 240
10.4.2 可視化自動駕駛汽車和傳感器數據 240
10.4.3 DBW與ROS通信 242
10.5 Udacity開源自動駕駛汽車項目介紹 242
10.6 問題 245
10.7 本章總結 246
第11章 使用VR頭戴設備和Leap Motion遙控機器人 247
11.1 VR頭戴設備和Leap Motion入門 248
11.2 項目預備條件 249
11.3 項目的設計和工作原理 250
11.4 在Ubuntu 14.04.5上安裝Leap Motion SDK 251
11.4.1 可視化Leap Motion控制器數據 252
11.4.2 使用Leap Motion可視化工具 252
11.4.3 安裝Leap Motion控制器的ROS驅動程序 253
11.5 在Rviz中可視化Leap Motion數據 255
11.6 使用Leap Motion控制器創建遙控節點 256
11.7 構建ROS-VR Android應用程序 258
11.8 使用ROS-VR應用程序并與Gazebo進行連接 259
11.9 在VR中使用TurtleBot仿真 262
11.10 ROS-VR應用程序的故障排除 263
11.11 ROS-VR和Leap Motion遙控的集成應用 264
11.12 問題 264
11.13 本章總結 264
第12章 通過網絡控制機器人 265
12.1 ROS Web入門 265
12.1.1 rosbridge_suite 265
12.1.2 roslibjs、ros2djs和ros3djs 266
12.1.3 tf2_web_republisher 267
12.2 在ROS Kinetic上設置ROS Web 267
12.2.1 安裝rosbridge_suite 267
12.2.2 設置rosbridge客戶端庫 268
12.3 在ROS Kinetic上安裝tf2_web_republisher 269
12.4 在Web瀏覽器上實現機器人遙控和可視化 269
12.4.1 項目開發 269
12.4.2 連接到rosbridge_server 271
12.4.3 初始化teleop 271
12.4.4 在Web瀏覽器中創建3D查看器 272
12.4.5 創建TF客戶端 272
12.4.6 創建URDF客戶端 272
12.4.7 創建文本輸入 273
12.4.8 運行Web teleop應用程序 273
12.5 利用網絡瀏覽器控制機器人關節 275
12.5.1 安裝joint_state_publisher_js 275
12.5.2 運行網絡關節狀態發布器 276
12.5.3 解釋代碼 278
12.5.4 運行機器人監控應用程序 278
12.6 基于Web的語音控制機器人 279
12.6.1 前提條件 280
12.6.2 在Web應用程序中啟用語音識別 280
12.7 運行語音控制機器人應用程序 282
12.8 問題 283
12.9 本章總結 284
序: