ROS機器人SLAM導航概論

ROS機器人SLAM導航概論目錄第一章ROS相關(guān)理論1
1.1ROS簡介1
1.1.1ROS的概念1
1.1.2ROS的設(shè)計目標與特點2
1.1.3ROS的起源與發(fā)展3
1.2Ubuntu系統(tǒng)4
1.2.1操作系統(tǒng)4
1.2.2Linux指令基礎(chǔ)6
1.2.3Ubuntu系統(tǒng)安裝8
1.3ROS開發(fā)環(huán)境搭建8
1.4ROS架構(gòu)11
1.4.1ROS架構(gòu)體系11
1.4.2ROS計算圖13
1.4.3ROS文件系統(tǒng)14
1.4.4ROS開源社區(qū)16
1.5本章小結(jié)17
第二章ROS通信機制18
2.1話題通信機制18
2.1.1話題通信機制理論模型18
2.1.2話題通信案例分析20
2.2服務(wù)通信機制23
2.3參數(shù)服務(wù)器機制24
2.4通信常用命令26
2.4.1rosnode27
2.4.2rostopic27
2.4.3rosmsg28
2.4.4rosservice28
2.4.5rossrv28
2.4.6rosparam28
2.5通信機制的區(qū)別29
2.6本章小結(jié)29
第三章ROS語言編程基礎(chǔ)30
3.1ROS編程語言簡介30
3.2C 語言編程基礎(chǔ)31
3.2.1C 語言概述31
3.2.2C 項目基本框架32
3.2.3數(shù)據(jù)處理35
3.2.4循環(huán)語句48
3.2.5分支語句與邏輯運算52
3.2.6數(shù)組58
3.2.7函數(shù)59
3.2.8對象和類62
3.3本章小結(jié)65
第四章ROS常用組件66
4.1TF坐標轉(zhuǎn)換66
4.1.1機器人中的坐標系66
4.1.2機器人坐標關(guān)系工具TF67
4.1.3TF命令行工具68
4.1.4TF工具的使用68
4.2launch啟動文件68
4.2.1launch啟動文件基本組成元素68
4.2.2launch啟動文件的常用標簽元素69
4.3rosbag70
4.3.1rosbag基本操作指令70
4.3.2回放數(shù)據(jù)71
4.4rqt工具箱71
4.4.1rqt工具的使用71
4.4.2rqt_graph71
4.4.3rqt_console72
4.4.4rqt_plot72
4.4.5rqt_bag73
4.4.6rqt_reconfigure74
4.5三維可視化平臺rviz74
4.5.1數(shù)據(jù)類型介紹74
4.5.2rviz整體界面75
4.5.3rviz添加顯示內(nèi)容75
4.5.4rviz主界面中常用按鈕79
4.6Gazebo仿真環(huán)境80
4.6.1Gazebo的特點81
4.6.2Gazebo界面介紹81
4.6.3構(gòu)建仿真環(huán)境83
4.7本章小結(jié)84
第五章機器人SLAM技術(shù)85
5.1SLAM概述85
5.1.1SLAM簡介85
5.1.2SLAM的發(fā)展86
5.2SLAM基本理論90
5.3SLAM中的概率理論91
5.3.1概率機器人學91
5.3.2遞歸狀態(tài)估計理論93
5.3.3貝葉斯濾波96
5.3.4粒子濾波算法97
5.3.5卡爾曼濾波算法及其變體98
5.4典型的SLAM算法概述100
5.4.1運動模型和測量模型101
5.4.2ORBSLAM3算法概述102
5.4.3SVO2算法概述104
5.4.4LSD-SLAM算法概述105
5.4.5Dyna-SLAM算法概述108
5.4.6VINS-Mono算法概述109
5.4.7MSCKF算法概述113
5.4.8LIMO-SLAM算法概述118
5.5激光SLAM算法120
5.5.1RBPF-SLAM算法120
5.5.2Gmapping算法121
5.5.3Cartographer算法127
5.5.4LOAM算法135
5.6視覺SLAM算法139
5.6.1ORB-SLAM2算法139
5.6.2ORB-SLAM3算法147
5.6.3源碼分析148
5.7其他流行SLAM算法159
5.7.1RTABMAP算法159
5.7.2深度學習與SLAM167
5.8本章小結(jié)171
第六章機器人自主導航172
6.1自主導航概述172
6.2機器人自主導航構(gòu)架172
6.2.1全局地圖173
6.2.2自身定位174
6.2.3路徑規(guī)劃174
6.2.4運動控制174
6.2.5環(huán)境感知174
6.3地圖構(gòu)建175
6.3.1基于激光SLAM技術(shù)的地圖構(gòu)建175
6.3.2基于視覺SLAM技術(shù)的地圖構(gòu)建179
6.4自身定位179
6.5路徑規(guī)劃182
6.5.1Dijkstra全局路徑規(guī)劃算法183
6.5.2A全局路徑規(guī)劃算法183
6.5.3DWA局部路徑規(guī)劃算法185
6.6運動控制187
6.7環(huán)境感知187
6.8本章小結(jié)189
第七章輪式機器人設(shè)計平臺191
7.1簡介191
7.2底層開發(fā)板設(shè)計193
7.2.1底層開發(fā)板選擇193
7.2.2Arduino語言基礎(chǔ)194
7.3電機驅(qū)動設(shè)計198
7.3.1電機與電機驅(qū)動板198
7.3.2電機基本控制實現(xiàn)199
7.3.3電機測速200
7.3.4電機PID調(diào)速204
7.4底盤實現(xiàn)208
7.5上位機控制系統(tǒng)設(shè)計210
7.5.1樹莓派概述與ubuntu系統(tǒng)安裝210
7.5.2實現(xiàn)樹莓派與PC的分布式系統(tǒng)搭建211
7.5.3使用ssh遠程連接樹莓派212
7.5.4樹莓派端安裝并配置ros_arduino_bridge213
7.6傳感器設(shè)計215
7.6.1激光雷達215
7.6.2相機217
7.7本章小結(jié)218