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1本书目标1

2真实机器人和模拟机器人3

2.1 Gazebo，Stage和ArbotiX模拟器3

2.2 关于TurtleBot， Maxwell和Pi机器人的简介4

3操作系统和ROS版本5

3.1 安装Ubuntu Linux5

3.2 开始使用Linux6

3.3 更新和升级注意事项6

4回顾ROS基础知识7

4.1 安装ROS7

4.2 安装rosinstall7

4.3 用Catkin建立ROS程序包7

4.4 创建catkin工作空间8

4.5 使用catkin的清除命令8

4.6 重新构建单独的catkin包9

4.7 混合使用catkin和rosbuild工作空间9

4.8 学习ROS官方教程10

4.9 RViz : ROS可视化工具11

4.10 在程序中使用ROS参数11

4.11 使用rqt_reconfigure（即旧版本的dynamic reconfigure）来设置ROS参数11

4.12 机器人与桌面计算机之间联网13

4.12.1 时间同步13

4.12.2 使用Zeroconf进行ROS联网13

4.12.3 测试连通性14

4.12.4 设置ROS_MASTER_URI和ROS_HOSTNAME变量14

4.12.5 打开新的终端15

4.12.6 在两台设备上运行节点15

4.12.7 通过互联网进行ROS联网16

4.13 ROS回顾17

4.14 ROS应用是什么？17

4.15 使用SVN、Git、 Mercurial安装数据包18

4.15.1 SVN18

4.15.2 Git19

4.15.3 Mercurial19

4.16 从个人catkin目录移除数据包20

4.17 如何寻找第三方ROS数据包21

4.17.1 搜索ROS Wiki21

4.17.2 使用roslocate命令21

4.17.3 浏览ROS软件索引22

4.17.4 使用Google搜索22

4.18 获取更多关于ROS的帮助22

5安装ros-by-example代码24

5.1 安装必备组件24

5.2 复制Hydro ros-by-example代码资源24

5.2.1 从Electric或者Fuerte版本升级24

5.2.2 从Groovy版本升级24

5.2.3 复制Hydro的rbx1代码资源25

5.3 关于本书的代码列表26

6安装Arbotix模拟器27

6.1 安装模拟器27

6.2 测试模拟器27

6.3 在模拟器上运行你自己的机器人28

7控制移动底座31

7.1 单位长度和坐标系31

7.2 运动控制的分层31

7.2.1 发动机、轮子和编码器31

7.2.2 发动机控制器和驱动程序32

7.2.3 ROS底座控制器32

7.2.4 使用ROS中move_base包的基于框架的运动33

7.2.5 使用ROS的gmapping包和amcl包的SLAM33

7.2.6 语义目标33

7.2.7 总结34

7.3 ROS中Twist消息和轮子转动34

7.3.1 Twist消息的例子35

7.3.2 用RViz监视机器人运动35

7.4 对你的机器人进行测量校准37

7.4.1 线速度校准38

7.4.2 角速度校准39

7.5 发送Twist消息给机器人40

7.6 从ROS节点发布Twist消息41

7.6.1 通过定时和定速估计距离和角度41

7.6.2 在ArbotiX模拟器上进行计时前进并返回运动41

7.6.3 计时前进并返回运动的脚本42

7.6.4 用现实的机器人执行计时前进并返回48

7.7 我们到了吗？根据测量来到达目的距离49

7.8 测量并前进返回51

7.8.1 在ArbotiX模拟器上基于测量的前进返回51

7.8.2 在现实的机器人上基于测量的前进返回52

7.8.3 基于测量的前进返回脚本53

7.8.4 话题／odom与框架／odom的对比60

7.9 使用测量走正方形60

7.9.1 在ArbotiX模拟器中走正方形60

7.9.2 让现实的机器人走正方形61

7.9.3 脚本nav_square.py62

7.9.4 Dead Reckoning造成的问题63

7.10 遥控你的机器人63

7.10.1 使用键盘63

7.10.2 使用Logitech游戏摇杆64

7.10.3 使用ArbotiX控制器图形界面65

7.10.4 用交互标识遥控TurtleBot66

7.10.5 编写你自己的遥控节点66

8导航，路径规划和SLAM67

8.1 使用move＿ base包进行路径规划和障碍物躲避67

8.1.1 用move＿ base包指定导航目标68

8.1.2 配置路径规划的参数69

8.2 在ArbotiX模拟器测试move＿ base71

8.2.1 在RViz通过点击导航75

8.2.2 RViz的导航显示类型76

8.2.3 用move＿ base导航走正方形76

8.2.4 避开模拟障碍物83

8.2.5 在显示障碍物时手动设置导航目标85

8.3 在现实的机器人上运行move＿ base86

8.3.1 没有障碍物的情况下测试move＿ base86

8.3.2 把深度摄像头作为模拟激光避开障碍物87

8.4 使用gmapping程序包完成地图建立89

8.4.1 激光扫描器还是深度相机89

8.4.2 收集和记录扫描数据91

8.4.3 建立地图93

8.4.4 从数据包中建立地图93

8.4.5 我能拓展或者修改现有地图吗？95

8.5 使用Map和amcl进行导航和定位95

8.5.1 用假的定位来测试amcl95

8.5.2 在真实的机器人中使用amcl97

8.5.3 全自动导航99

8.5.4 在模拟中进行导航测试99

8.5.5 理解导航测试的脚本101

8.5.6 在真实的机器人中进行导航测试107

8.5.7 接下来该做什么？108

9语音识别及语音合成109

9.1 安装语音识别PocketSphinx109

9.2 测试PocketSphinx识别器109

9.3 创建词汇库111

9.4 语音控制导航脚本112

9.4.1 在模拟器ArbotiX中测试语音控制118

9.4.2 在真实的机器人上使用语音控制119

9.5 安装及测试文字转语音系统Festival120

9.5.1 在ROS Node中使用文字转语音系统121

9.5.2 测试talkback.py脚本124

10机器人的视觉系统125

10.1 OpenCV、OpenNI和PCL125

10.2 关于摄像机分辨率的一些注意事项125

10.3 安装和测试ROS摄像机驱动126

10.3.1 安装OpenNI 驱动126

10.3.2 安装Webcam 驱动126

10.3.3 测试Kinect或者Xtion摄像机126

10.3.4 测试USB网络摄像头127

10.4 在Ubuntu Linux上安装OpenCV128

10.5 ROS和OpenCV：cv_bridge程序包129

10.6 ros2opencv2.py模块135

10.7 处理储存的视频136

10.8 OpenCV：计算机视觉的开源库137

10.8.1 人脸检测137

10.8.2 使用GoodFeaturesToTrack进行关键点检测144

10.8.3 使用Optical Flow跟踪关键点149

10.8.4 构建一个更好的人脸追踪器155

10.8.5 动态添加和抛弃关键点159

10.8.6 颜色块追踪（CamShift）160

10.9 OpenNI和骨架追踪167

10.9.1 检查您Hydro的OpenNi安装情况167

10.9.2 在RViz上查看骨架168

10.9.3 在你的程序中访问骨架图168

10.10 PCL轻节点和3D点云176

10.10.1 PassThrough过滤器177

10.10.2 将多个PassThrough过滤器结合178

10.10.3 VoxelGrid过滤器179

11组合视觉与底座控制181

11.1 关于摄像机坐标系的注意事项181

11.2 物体跟踪器181

11.2.1 使用rqt_plot测试物体跟踪器181

11.2.2 使用模拟的机器人测试物体跟踪器182

11.2.3 理解物体跟踪器的代码182

11.2.4 在真实的机器人上的物体跟踪器189

11.3 物体跟随器190

11.3.1 为物体跟踪器增加深度190

11.3.2 在模拟的机器人上测试物体跟随器194

11.3.3 在真实的机器人上的物体跟随器195

11.4 人跟随器195

11.4.1 在模拟器中测试跟随器应用196

11.4.2 理解跟随器脚本196

11.4.3 在TurtleBot上运行跟随器应用201

11.4.4 在过滤后的点云上运行跟随器节点202

12 Dynamixel伺服机和ROS203

12.1 具备能抬头摇头的头部的Turtlebot204

12.2 选择一个Dynamixel硬件控制器204

12.3 关于Dynamixel硬件的注意事项204

12.4 选择一个ROS里的Dynamixel程序包205

12.5 理解ROS中关节状态消息类型205

12.6 控制关节位置、速度和转矩206

12.6.1 设置伺服机位置207

12.6.2 设置伺服机速度207

12.6.3 控制伺服机转矩207

12.7 检查USB2 Dynamixel连接208

12.8 设置伺服机硬件ID209

12.9 配置和启动dynamixel＿ controllers210

12.9.1 dynamixel＿ controllers配置文件210

12.9.2 dynamixel_ controllers启动文件211

12.10 测试伺服机212

12.10.1 打开控制器213

12.10.2 在RViz中监控机器人213

12.10.3 列出控制器的话题和监控关节状态214

12.10.4 列出控制器的服务215

12.10.5 设置伺服机的位置、速度和转矩216

12.10.6 使用relax_all_ servos…py脚本217

12.11 跟踪一个可见目标218

12.11.1 跟踪脸部218

12.11.2 头部跟踪器脚本219

12.11.3 跟踪有颜色的物体226

12.11.4 跟踪手动选择的目标227

12.12 一个完整的头部跟踪ROS应用228

13下一步？230