本书共有11章，分为三个部分：第一部分（第1～6章）是机器人操作系统（ROS）的基础，内容包含ROS简介、编程基础知识、ROS概述、ROS环境搭建、ROS编程基础和ROS常用工具，该部分循序渐进地帮助读者熟悉使用ROS；第二部分（第7～10章）设置了不同类型的应用实例及实验，帮助读者掌握并使用ROS；第三部分（第11章）介绍了新一代机器人操作系统ROS-2，涉及ROS-2的基础知识、通信和安装。 本书注重理论与实践相结合，理论部分讲解ROS的基础知识，包括编程基础知识、Linux入门基础知识和ROS相关基础知识；实践部分设置了不同类型的应用实例及实验，便于读者入门了解并运用ROS，并配有相关讲解PPT、代码等，帮助读者深入理解ROS知识，并应用于实践。本书可供基于ROS的机器人编程人员使用，也可作为高等院校相关专业学生的参考书。

第1章 ROS简介
1.1 ROS初识
1.1.1 ROS是什么
1.1.2 ROS的特点
1.1.3 ROS发行版
1.2 本书的ROS资源
1.3 本章小结
第2章 编程基础知识
2.1 C++基础知识
2.1.1 在Linux中使用C++
2.1.2 从实例中学习C++
2.2 Python基础知识
2.2.1 在Linux中使用Python
2.2.2 从实例中学习Python
2.3 本章小结
第3章 ROS概述
3.1 ROS文件系统级
3.1.1 工作空间
3.1.2 功能包
3.1.3 元功能包
3.2 计算图级
3.2.1 节点
3.2.2 消息
3.2.3 话题
3.2.4 服务
3.2.5 节点管理器
3.2.6 参数服务器
3.2.7 消息记录包
3.3 ROS开源社区
3.4 本章小结
第4章 ROS环境搭建
4.1 Ubuntu安装
4.1.1 制作Ubuntu系统盘
4.1.2 安装Ubuntu
4.1.3 Linux常用操作指令
4.1.4 Shell基础认识
4.1.5 使用文本编辑器
4.1.6 Linux下ssh的使用
4.2 ROS安装
4.3 本章小结
第5章 ROS编程基础
5.1 创建工作空间
5.2 创建功能包
5.3 使用ROS节点
5.4 ROS节点交互
5.5 使用参数服务器
5.6 创建节点
5.6.1 创建publisher节点
5.6.2 创建subscriber节点
5.6.3 编译功能包
5.6.4 运行publisher与subscriber节点
5.6.5 自定义话题消息
5.6.6 自定义服务数据
5.7 本章小结
第6章 ROS常用工具
6.1 Qt工具箱
6.1.1 日志输出工具
6.1.2 计算图可视化工具
6.1.3 数据绘图工具
6.1.4 参数动态配置工具
56.2 rviz三维可视化平台
6.2.1 运行rviz
6.2.2 数据可视化
6.3 Gazebo仿真环境
6.3.1 安装并运行Gazebo
6.3.2 构建仿真环境
6.4 rosbag数据记录与回放
6.4.1 使用rosbag
6.4.2 回放数据
6.5 TF工具
6.5.1 机器人运动学基本原理
6.5.2 TF工具的原理分析
6.5.3 TF工具
6.5.4 TF工具应用实例
6.6 本章小结
第7章 ROS基础应用实例
7.1 遥控小海龟运动
7.1.1 红外遥控器控制小海龟运动
7.1.2 游戏手柄控制小海龟运动
7.1.3 本节小结
7.2 UbloxGPS模块的使用及坐标转换
7.2.1 GPS简介
7.2.2 高斯-克吕格投影变换
7.2.3 GPS的使用
7.2.4 本节小结
7.3 多传感器数据同步
7.3.1 messagefilters程序库介绍
7.3.2 多传感器数据同步实验
7.3.3 本节小结
7.4 基于G29的移动机器人遥操作实验
7.4.1 遥操作介绍
7.4.2 实验环境基础
7.4.3 指令解析转发实验
7.4.4 方向盘反馈控制实验
7.4.5 本节小结
第8章 ROS视觉应用实例
8.1 机器视觉
8.1.1 相机驱动安装
8.1.2 通过rviz显示图像
8.1.3 相机内参标定
8.1.4 人脸识别实验
8.1.5 本节小结
8.2 光流模块的测速及定位实验
8.2.1 PX4FLOW的使用
8.2.2 PX4FLOW位置解算并显示
8.2.3 本节小结
8.3 基于Autoware的目标检测实验
8.3.1 Autoware简介
8.3.2 安装配置Autoware
8.3.3 Autoware测试
8.3.4 利用yolov3实现目标检测
8.3.5 本节小结
第9章 ROS机器语音和深度学习实例
9.1 在ROS中构建一个人机交互机器人
9.1.1 AIML简介
9.1.2 在ROS中创建AIML人机交互机器人
9.1.3 运行人机交互机器人
9.1.4 本节小结
9.2 基于深度学习标志物检测
9.2.1 依赖包安装
9.2.2 数据采集
9.2.3 数据标注
9.2.4 模型训练
9.2.5 在ROS中使用训练好的模型
9.2.6 本节小结
第10章 ROS机器人仿真实验
10.1 机器人模型构建与仿真
10.1.1 URDF
10.1.2 创建URDF模型并校验
10.1.3 在rviz中显示模型
10.1.4 在仿真环境中控制小车运动
10.1.5 本节小结
10.2 Movelt!的使用
10.2.1 Movelt!系统架构
10.2.2 如何使用Movelt!配置助手配置机械臂
10.2.3 启动Movelt
10.2.4 本节小结
10.3 Hector四旋翼无人机仿真
10.3.1 四旋翼无人机简介
10.3.2 Hector四旋翼无人机仿真
10.3.3 Hector仿真环境搭建
10.3.4 启动Hector仿真实验
10.3.5 本节小结
10.4 机器人SLAM及自主导航
10.4.1 使用gmapping构建地图
10.4.2 基于地图的定位与自主导航
10.4.3 安装步骤
10.4.4 参数配置文件讲解
10.4.5 实验测试
10.4.6 本节小结
第11章 ROS2简介
11.1 ROS2概述
11.2 ROS2基础
11.2.1 DDS
11.2.2 计算图
11.2.3 社区层级
11.3 ROS2中的通信
11.4 安装ROS-2
11.5 本章小结
参考文献