ROS機(jī)器人SLAM導(dǎo)航概論

ROS機(jī)器人SLAM導(dǎo)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(biāo)與特點(diǎn)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(jī)制18
2.1話題通信機(jī)制18
2.1.1話題通信機(jī)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(jī)制23
2.3參數(shù)服務(wù)器機(jī)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(jī)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(xiàng)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(yùn)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(biāo)轉(zhuǎn)換66
4.1.1機(jī)器人中的坐標(biāo)系66
4.1.2機(jī)器人坐標(biāo)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(biāo)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(diǎn)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(jī)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(jī)器人學(xué)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(yùn)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(xué)習(xí)與SLAM167
5.8本章小結(jié)171
第六章機(jī)器人自主導(dǎo)航172
6.1自主導(dǎo)航概述172
6.2機(jī)器人自主導(dǎo)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(yùn)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(yùn)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(jī)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(jī)驅(qū)動設(shè)計198
7.3.1電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動板198
7.3.2電機(jī)基本控制實(shí)現(xiàn)199
7.3.3電機(jī)測速200
7.3.4電機(jī)PID調(diào)速204
7.4底盤實(shí)現(xiàn)208
7.5上位機(jī)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(shí)現(xiàn)樹莓派與PC的分布式系統(tǒng)搭建211
7.5.3使用ssh遠(yuǎn)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(dá)215
7.6.2相機(jī)217
7.7本章小結(jié)218