ROS工程师经常面临使用机器人操作系统（ROS）基础设施并将物理机器人连接到机器人仿真系统的挑战。通过本书，读者将学习如何在虚拟环境中对机器人进行仿真并在等效的实际场景中实现所需的行为。 本书首先介绍GoPiGo3及其配备的传感器和执行器。然后，通过从零开始创建3D模型并使用Gazebo在ROS中运行仿真来使用GoPiGo3的数字孪生模型。接下来展示如何使用GoPiGo3构建和运行一个了解周围环境的自主移动机器人，探索机器人如何学习尚未在代码中编程但通过观察其环境而获得的任务。本书还涵盖诸如深度学习和强化学习之类的主题。 在本书的*后，读者将熟悉在机器人技术中构建专用应用程序的基础知识，并具备从零开发高度智能自主机器人的能力。 本书涵盖的主要内容： ?开发有环境感知能力的机器人。 ?机器人在物理环境中的反应。 ?将期望的行为分解为一系列机器人行动。 ?将传感器数据与上下文相关联以产生自适应响应。 ?应用强化学习让机器人通过反复试验进行学习。 ?通过深度学习使机器人能够识别周围环境。

本书首先介绍GoPiGo3及其配备的传感器和执行器。然后，通过从零开始创建3D模型并使用Gazebo在ROS中运行模拟机器人来使用GoPiGo3的数字孪生模型。接下来展示如何使用GoPiGo3构建和运行一个了解周围环境的自主移动机器人。还探索了机器人如何学习尚未在代码中编程但通过观察其环境而获得的任务。本书甚至还涵盖深度学习和强化学习等主题。在本书的末尾，读者将熟悉在机器人技术中构建特定用途应用程序的基础知识，并具备从零起步开发高度智能自主机器人的能力。本书适合机器人技术人员和业余爱好者阅读。

译者序前言作者简介审校者简介第一部分  物理机器人组装与测试第1章  组装机器人 21.1GoPiGo3机器人介绍 21.1.1机器人技术角度 31.1.2编程角度 31.1.3机器人套件和资源 41.2熟悉嵌入式硬件 71.2.1GoPiGo3开发板 71.2.2Raspberry Pi 3B+ 91.2.3为什么机器人需要CPU 101.3深入理解机电 101.4整合到一起 171.5快速硬件测试 181.5.1资源 181.5.2DexterOS入门 191.5.3用Bloxter编程 201.5.4校准机器人 201.5.5驱动机器人 221.5.6检查传感器 221.5.7关闭机器人 231.6总结 231.7习题 241.8进一步阅读 24第2章  GoPiGo3的组件测试 252.1技术要求 252.2Python和JupyterLab入门 252.2.1为GoPiGo3启动JupyterLab 262.2.2硬件测试 292.3传感器和驱动的组件测试 322.3.1快速入门传感器和电动机 322.3.2机器人漫游 322.3.3距离传感器 352.3.4伺服软件包 402.3.5巡线跟随器 422.3.6IMU 432.3.7Raspberry Pi 432.3.8GoPiGo3项目 452.4总结 462.5习题 462.6进一步阅读 47第3章  ROS入门 483.1技术要求 483.2ROS基本概念 493.2.1ROS图 503.2.2roscore 513.2.3工作空间和catkin 513.3配置ROS开发环境 523.3.1安装ROS 523.3.2集成开发环境 553.4ROS节点之间的通信—消息和主题 563.4.1创建工作空间 563.4.2设置ROS软件包 603.4.3发布主题的节点 623.4.4订阅主题的节点 653.4.5在同一节点中合并发布者和订阅者 673.5对ROS使用公开可用的软件包 693.6总结 693.7习题 703.8进一步阅读 70第二部分  使用Gazebo进行机器人仿真第4章  创建虚拟两轮ROS机器人 724.1技术要求 724.2RViz机器人可视化入门 734.3使用URDF构建差动驱动机器人 744.3.1用于GoPiGo3的URDF概述 754.3.2机器人主体URDF 764.3.3左右轮的URDF模型 794.4使用RViz在ROS中查看GoPiGo3模型 814.4.1理解roslaunch命令 824.4.2通过RViz控制GoPiGo3机器人的车轮 844.5URDF模型中的机器人参考坐标系 864.6在构建时使用RViz查看模型 884.6.1在RViz窗口中更改模型的外观 884.6.2使用ROS工具进行检查 894.7总结 904.8习题 904.9进一步阅读 91第5章  使用Gazebo进行机器人行为仿真 925.1技术要求 925.2Gazebo仿真器入门 935.3修改机器人URDF 965.3.1扩展URDF以生成SDF机器人定义 975.3.2碰撞和物理性质 975.3.3Gazebo标签 995.4验证Gazebo模型并查看URDF 995.5移动模型 1025.6总结 1055.7习题 1055.8进一步阅读 106第三部分  使用SLAM进行自主导航第6章  在ROS中编程—命令和工具 1086.1技术要求 1096.2设置物理机器人 1096.2.1下载并设置Ubuntu Mate 18.04 1096.2.2访问自定义 1106.2.3设置VNC服务器（x11vnc） 1106.2.4Geany IDE 1126.2.5安装GoPiGo3和DI传感器的驱动程序 1126.2.6设置Pi Camera 1146.2.7安装ROS Melodic 1156.3ROS编程快速入门 1166.3.1设置工作空间 1166.3.2克隆ROS软件包 1176.3.3第一次执行ROS节点 1176.4案例研究1：编写ROS距离传感器软件包 1186.4.1创建一个新软件包 1196.4.2编写自己的源代码 1196.5使用ROS命令 1256.5.1Shell命令 1256.5.2执行命令 1266.5.3信息命令 1276.5.4软件包和catkin工作空间 1286.6创建并运行发布者和订阅者节点 1296.7使用roslaunch自动执行节点 1316.8案例研究2：ROS GUI开发工具—Pi Camera 1336.8.1使用rqt_graph分析ROS图 1346.8.2使用rqt_image_view显示图像数据 1356.8.3用rqt_plot绘制传感器数据的时间序列 1356.8.4使用rqt_bag播放录制的ROS会话 1366.9使用ROS参数自定义机器人功能 1386.10总结 1406.11习题 1406.12进一步阅读 141第7章  机器人控制与仿真 1427.1技术要求 1427.2设置GoPiGo3开发环境 1437.3案例研究3：使用键盘进行远程控制 1467.3.1在机器人中运行gopigo3节点 1467.3.2遥控软件包 1497.3.3在笔记本电脑上运行远程操作 1497.4使用ROS主题进行远程控制 1517.4.1运动控制主题—/cmd_vel 1517.4.2使用/cmd_vel直接驱动GoPiGo3 1527.4.3检查GoPiGo3的X、Y和Z轴 1547.4.4组合运动 1547.5远程控制物理和虚拟机器人 1557.5.1将ROS主节点还原到本地计算机 1557.5.2用Gazebo仿真GoPiGo3 1567