机器人系统设计与制作：Python语言实现（原书第2版）

　　机器人操作系统（ROS）是科研和工业领域非常受欢迎的机器人软件框架。该系统性能强大，可以在机器人中实现多种功能，而不需要从零开始实施。《机器人系统设计与制作：Python语言实现（原书第2版）》首先介绍机器人操作系统的基础知识，以便你了解差分驱动机器人的基本原理。然后，介绍机器人建模知识以及如何使用机器人操作系统进行设计和模拟。接着设计机器人硬件和接口驱动器。之后，讲述如何使用机器人操作系统对深度传感器和激光雷达进行配置和编程。最后，使用Qt框架为机器人创建图形用户界面。学习完《机器人系统设计与制作：Python语言实现（原书第2版）》内容后，你将清楚地了解如何将所有元素集成和组装到机器人中，以及如何捆绑软件包。

　　郎坦·约瑟夫（Lentin Joseph）一位来自印度的作家和企业家，他在印度经营着一家名为Qbotics Labs的机器人软件公司。他在机器人领域拥有7年的经验，主要涉及机器人操作系统、OpenCV和PCL方面。他撰写了四本机器人操作系统方面的书籍，分别是Learning Robotics Using Python、Mastering ROS for Robotics Programmlng、ROS Robotics Projects和Robot Operating System for Absolute Beginners。他目前在美国卡内基-梅隆大学的机器人研究所做研究。刘端阳，深圳莫比嗨客树莓派智能机器人有限公司创始人。

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中央处理单元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