本书共分为11章，内容包括从机器人操作系统（ROS）基础到基于ROS的机器人Python编程实战的全部过程。第1章介绍了Ubuntu、ROS及Visual Studio Code的安装及配置。第2章介绍了ROS的安装目录、测试程序、架构和工作空间。第3章介绍了在URDF模型内进行物理模型和各传感器的描述。第4章介绍了Gazebo仿真软件、Rviz三维可视化软件及机器人运动应用。第5章介绍了激光雷达数据在仿真和真实环境中的获取及简单避障。第6章介绍了SLAM建图和Navigation自主导航的概念及其在仿真和真实环境中的实现。第7章介绍了基于代码的导航应用实例，通过编写程序实现机器人指定航点导航，并介绍了导航插件的使用方法。第8章介绍了仿真和真实环境中获取机器人平面视觉图像和进行人脸检测的方法。第9章介绍了在仿真和真实环境中获取机器人三维点云数据及进行物体检测的方法。第10章介绍了在仿真和真实环境中实现机械臂控制和物品抓取的开源项目。第11章介绍了服务机器人应用实例。 本书可供新工科、自动化、人工智能、机器人工程等专业的学生使用，也可供ROS尚未入门的初学者及学习了ROS理论但还没有机会动手实践的机器人爱好者使用。

第1章 系统及环境安装
1.1 Ubuntu及机器人操作系统简介
1.1.1 Ubuntu
1.1.2 机器人操作系统
1.2 Ubuntu安装
1.2.1 准备工具
1.2.2 制作Ubuntu启动盘
1.2.3 利用Windows磁盘管理工具创建空白磁盘分区
1.2.4 安装Ubuntu系统
1.3 ROS安装
1.3.1 设置Ubuntu软件源
1.3.2 安装ROS
1.4 Visual Studio Code安装
1.4.1 下载Visual Studio Code
1.4.2 安装Visual Studio Code
1.4.3 配置Visual Studio Code
1.5 本章小结
第2章 机器人操作系统基础
2.1 ROS安装目录
2.1.1 bin文件夹
2.1.2 etc文件夹
2.1.3 include文件夹
2.1.4 lib文件夹
2.1.5 share文件夹
2.2 测试ROS
2.2.1 查看ROS安装版本
2.2.2 控制小乌龟
2.3 ROS架构
2.3.1 ROS开源社区
2.3.2 ROS文件系统
2.3.3 ROS计算图
2.4 工作空间
2.4.1 创建工作空间
2.4.2 编译工作空间
2.4.3 添加环境变量
2.5 创建功能包
2.6 本章小结
第3章 URDF模型基础
3.1 在URDF模型内进行物理模型描述
3.1.1 获取开源项目
3.1.2 URDF模型的结构及惯性描述
3.1.3 常用的惯性参数
3.2 在URDF模型内对各传感器进行描述
3.2.1 运动底盘各传感器参数
3.2.2 激光雷达参数
3.2.3 深度相机参数
3.3 本章小结
第4章 机器人运动应用实例
4.1 Gazebo仿真软件
4.1.1 获取开源项目
4.1.2 启动Gazebo仿真软件
4.2 Rviz三维可视化软件
4.2.1 获取开源项目
4.2.2 启动Rviz
4.3 机器人运动应用
4.3.1 在仿真环境中实现机器人运动控制
4.3.2 在真实环境中实现机器人运动控制
4.4 本章小结
第5章 激光雷达应用实例
5.1 获取激光雷达数据
5.1.1 在仿真环境中实现获取激光雷达数据
5.1.2 在真实环境中实现获取激光雷达数据
5.2 利用激光雷达实现简单避障
5.2.1 在仿真环境中实现简单避障
5.2.2 在真实环境中实现简单避障
5.3 本章小结
第6章 建图及导航应用实例
6.1 SLAM建图
6.1.1 在仿真环境中实现SLAM建图
6.1.2 在真实环境中实现SLAM建图
6.2 Navigation自主导航
6.2.1 在仿真环境中实现Navigation自主导航
6.2.2 在真实环境中实现Navigation自主导航
6.3 本章小结
第7章 基于代码的导航应用实例
7.1 利用编写代码的方式进行导航
7.1.1 在仿真环境中实现编写代码控制机器人导航
7.1.2 在真实环境中实现编写代码控制机器人导航
7.2 开源地图导航插件“Maptools”
7.2.1 在仿真环境中利用导航插件实现机器人导航
7.2.2 在真实环境中利用导航插件实现机器人导航
7.3 本章小结
第8章 基于平面视觉的应用实例
8.1 获取机器人平面视觉图像
8.1.1 在仿真环境中获取机器人平面视觉图像
8.1.2 在真实环境中获取机器人平面视觉图像
8.2 利用平面视觉进行人脸检测
8.2.1 在仿真环境中实现人脸检测
8.2.2 在真实环境中实现人脸检测
8.3 本章小结
第9章 基于三维视觉的应用实例
9.1 获取机器人三维点云数据
9.1.1 在仿真环境中获取机器人三维点云数据
9.1.2 在真实环境中获取机器人三维点云数据
9.2 利用三维视觉进行物体检测
9.2.1 在仿真环境中实现物体检测
9.2.2 在真实环境中实现物体检测
9.3 本章小结
第10章 基于机械臂控制的应用实例
10.1 机械臂控制
10.1.1 在仿真环境中实现机械臂控制
10.1.2 在真实环境中实现机械臂控制
10.2 结合物体检测进行物品抓取
10.2.1 在仿真环境中实现物品抓取
10.2.2 在真实环境中实现物品抓取
10.3 本章小结
第11章 服务机器人应用实例
11.1 构建环境地图
11.2 添加所需导航点
11.3 编写任务脚本
11.4 在仿真环境中运行任务脚本
11.5 在真实环境中运行任务脚本
11.6 本章小结
参考文献