目錄
教學(xué)課件（PPT）
本書(shū)源碼
第1章機(jī)器人概述（93min）

1.1機(jī)器人定義

1.2機(jī)器人發(fā)展歷史

1.2.1萌芽時(shí)期

1.2.2近代時(shí)期

1.2.3信息時(shí)期

1.2.4智能時(shí)期

1.3機(jī)器人分類

1.4機(jī)器人構(gòu)成

1.5機(jī)器人產(chǎn)業(yè)

1.5.1各國(guó)政策

1.5.2機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈

1.6本章小結(jié)

第2章ROS 2機(jī)器人操作系統(tǒng)（185min）

2.1ROS 2基本原理

2.1.1ROS 2和ROS 1的比較

2.1.2ROS 2架構(gòu)

2.1.3ROS 2的核心概念

2.2ROS 2的安裝

2.2.1VirtualBox安裝

2.2.2Ubuntu 24.04安裝與配置

2.2.3ROS 2 Jazzy安裝

2.2.4ROS 2第三方功能包

2.3ROS 2命令行工具

2.3.1節(jié)點(diǎn)管理

2.3.2話題操作

2.3.3服務(wù)操作

2.3.4參數(shù)操作

2.3.5動(dòng)作操作

2.3.6記錄與重播操作

2.3.7功能包管理

2.4rqt工具

2.4.1rqt簡(jiǎn)介

2.4.2rqt的使用

2.4.3案例： 繪制奧運(yùn)五環(huán)旗

2.5RViz簡(jiǎn)介

2.6本章小結(jié)

第3章ROS 2編程基礎(chǔ)（231min）

3.1ROS 2項(xiàng)目

3.1.1工作空間

3.1.2創(chuàng)建功能包

3.1.3編寫(xiě)程序

3.1.4編譯功能包

3.1.5運(yùn)行功能包

3.1.6功能包的結(jié)構(gòu)

3.2rclpy庫(kù)的使用

3.2.1節(jié)點(diǎn)

3.2.2話題

3.2.3服務(wù)

3.2.4動(dòng)作

3.2.5參數(shù)

3.2.6消息接口

3.2.7案例： 創(chuàng)建話題發(fā)布者

3.2.8案例： 創(chuàng)建話題訂閱者

3.2.9案例： 創(chuàng)建服務(wù)器

3.2.10案例： 創(chuàng)建客戶端

3.2.11案例： 創(chuàng)建動(dòng)作服務(wù)器

3.2.12案例： 創(chuàng)建動(dòng)作客戶端

3.2.13案例： 創(chuàng)建參數(shù)服務(wù)

3.2.14案例： 創(chuàng)建自定義消息類型

3.3坐標(biāo)系管理

3.3.1坐標(biāo)變換原理

3.3.2TF2簡(jiǎn)介

3.3.3案例： 發(fā)布靜態(tài)坐標(biāo)系

3.3.4案例： 發(fā)布動(dòng)態(tài)坐標(biāo)系

3.3.5案例： 查詢坐標(biāo)系變換

3.4Launch文件

3.4.1Launch文件簡(jiǎn)介

3.4.2常用類介紹

3.4.3案例： Launch文件編寫(xiě)

3.4.4案例： 命名空間與節(jié)點(diǎn)名稱設(shè)置

3.4.5案例： 參數(shù)設(shè)置

3.4.6案例： 話題重映射

3.5URDF簡(jiǎn)介

3.5.1機(jī)器人狀態(tài)發(fā)布器

3.5.2案例： URDF可視化

3.6本章小結(jié)

第4章ROS 2仿真基礎(chǔ)（42min）

4.1TurtleSim仿真環(huán)境簡(jiǎn)介

4.2基礎(chǔ)仿真

4.2.1案例： 話題控制

4.2.2案例： 服務(wù)調(diào)用

4.2.3案例： 動(dòng)作反饋

4.3群機(jī)器人仿真

4.3.1案例： 隨機(jī)游走

4.3.2案例： 繪制奧運(yùn)五環(huán)

4.4機(jī)器人移動(dòng)與TF2

4.4.1案例： 坐標(biāo)廣播

4.4.2案例： 移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)

4.4.3案例： 小海龜跟隨

4.5本章小結(jié)

第5章Gazebo基礎(chǔ)（75min）

5.1Gazebo簡(jiǎn)介

5.1.1相關(guān)術(shù)語(yǔ)

5.1.2Gazebo架構(gòu)
5.1.3與ROS、RViz和rqt間的區(qū)別與聯(lián)系

5.2安裝與運(yùn)行

5.2.1Gazebo安裝

5.2.2Gazebo運(yùn)行

5.3GUI功能簡(jiǎn)介

5.3.1GUI

5.3.2案例： 利用GUI控制小車(chē)

5.4Gazebo命令行工具

5.4.1話題

5.4.2服務(wù)

5.4.3消息類型

5.5在線模型與本地模型庫(kù)

5.6本章小結(jié)

第6章SDF基礎(chǔ)（113min）

6.1SDF簡(jiǎn)介

6.1.1SDF、URDF與XACRO

6.1.2SDF的結(jié)構(gòu)

6.2環(huán)境仿真

6.2.1基礎(chǔ)插件

6.2.2物理要素仿真

6.2.3環(huán)境顯示效果

6.2.4光源

6.2.5演員

6.3模型

6.3.1模型的結(jié)構(gòu)

6.3.2模型的引入

6.3.3從三維模型創(chuàng)建

6.3.4從簡(jiǎn)單幾何體創(chuàng)建

6.4機(jī)器人仿真

6.4.1關(guān)節(jié)簡(jiǎn)介

6.4.2JointController控制器

6.4.3JointPositionController控制器

6.4.4JointTractoryController控制器

6.4.5專用控制器

6.5傳感器仿真

6.5.1激光雷達(dá)

6.5.2接觸傳感器

6.5.3IMU傳感器

6.5.4相機(jī)

6.5.5深度相機(jī)

6.5.6RGBD相機(jī)

6.5.7BoundingBox相機(jī)

6.5.8Segmentation相機(jī)

6.6案例： 視覺(jué)輪式移動(dòng)機(jī)器人建模

6.7本章小結(jié)

第7章Gazebo與ROS 2聯(lián)合仿真（60min）

7.1簡(jiǎn)介

7.2ros_gz_sim功能包

7.2.1啟動(dòng)仿真環(huán)境

7.2.2添加模型

7.3ros_gz_bridge功能包

7.3.1bridge_parameter節(jié)點(diǎn)

7.3.2案例： 橋接單個(gè)話題

7.3.3案例： 橋接多個(gè)話題

7.4其他注意事項(xiàng)

7.4.1實(shí)體的控制

7.4.2話題消息類型

7.4.3相機(jī)話題

7.4.4RViz可視化SDF模型

7.5案例： 視覺(jué)巡線移動(dòng)輪式機(jī)器人

7.6本章小結(jié)

第8章輪式機(jī)器人的建圖與導(dǎo)航（69min）

8.1Nav2概述

8.1.1Nav2結(jié)構(gòu)

8.1.2Nav2核心功能

8.2Nav2相關(guān)概念

8.2.1動(dòng)作服務(wù)器

8.2.2生命周期節(jié)點(diǎn)

8.2.3行為樹(shù)

8.2.4狀態(tài)估計(jì)

8.2.5環(huán)境表示

8.3Nav2的安裝

8.4slam_toolbox建圖

8.4.1slam_toolbox簡(jiǎn)介

8.4.2slam_toolbox建圖流程

8.4.3地圖的保存

8.4.4地圖的發(fā)布

8.5Cartographer建圖

8.5.1Cartographer簡(jiǎn)介

8.5.2Cartographer建圖流程

8.6路徑規(guī)劃

8.6.1路徑規(guī)劃簡(jiǎn)介

8.6.2路徑規(guī)劃算法

8.6.3案例： A*路徑規(guī)劃算法

8.7案例： 自建地圖的導(dǎo)航

8.8案例： 自定義路徑規(guī)劃的導(dǎo)航

8.9本章小結(jié)

第9章其他類型機(jī)器人仿真簡(jiǎn)介（31min）

9.1六足機(jī)器人仿真

9.1.1建模

9.1.2步態(tài)

9.1.3仿真

9.2四足機(jī)器人仿真

9.2.1建模

9.2.2仿真

9.3雙足機(jī)器人仿真

9.3.1建模

9.3.2仿真

9.4四旋翼無(wú)人機(jī)仿真

9.4.1建模

9.4.2仿真

9.5海面船舶仿真

9.5.1建模

9.5.2仿真

9.6水下潛艇仿真

9.6.1建模

9.6.2仿真

9.7本章小結(jié)