ROS机器人编程实践
ROS机器人编程实践
项目内容
共12个实验
实验1 实验1：ROS简介
本章介绍ROS的产生、发展、特点和安装方法，带给你一个简单直观的ROS介绍。
实验2 实验2：ROS文件系统
本章主要介绍了ROS的工程结构，也就是ROS的文件系统结构。要学会建立一个ROS工程，首先要认识一个ROS工程，了解它们的组织架构，从根本上熟悉ROS项目的组织形式，了解各个文件的功能和作用，才能正确的进行开发和编程。
实验3 实验3：ROS通信架构（一）
ROS的通信架构是ROS的灵魂，也是整个ROS正常运行的关键所在。ROS通信架构包括各种数据的处理，进程的运行，消息的传递等等。本章主要介绍了通信架构的基础通信方式和相关概念。其中首先介绍了最小的进程单元节点Node,和节点管理器Node master。了解了ROS中的进程都是由很多的Node组成，并且由Node master来管理这些节点。
实验4 实验4：ROS通信架构（二）
继上一章节介绍了ROS通信架构中最常见的话题通信方式，本章节将继续介绍ROS通信方式中的service、parameter server、actionlib。通过学习这四种通信方式，了解他们的通信原理和参数命令。当然还有各自的优缺点和不同的适用方面。通过这两章的学习，大致上会对于ROS的通信架构有一个宏观的理解，为后面的学习和实际应用提供了理论基础。
实验5 实验5：常用工具
本章主要介绍了ROS开发时常常使用的工具，分别是：
* Gazebo
* RViz
* rqt
* rosbag
* rosbridge
* moveit!
* Gazebo
* RViz
* rqt
* rosbag
* rosbridge
* moveit!
实验6 实验6：roscpp
从本章开始，我们就要正式的接触ROS编程了。在之前的章节，你了解到用命令行启动ROS程序、发送指令消息，或使用可视化界面来调试机器人。你可能很想知道，这些工具到底是如何实现这些功能的。起始这些工具本质上都是基于ROS的客户端库（Client Libarary）实现的，所谓客户端库，简单的理解就是一套接口，ROS为我们机器人开发者提供了不同语言的接口，比如roscpp是C++语言ROS接口，rospy是python语言的ROS接口，我们直接调用它所提供的函数就可以实现topic、service等通信功能。
实验7 实验7：rospy
我们学习了C++语音的ROS接口roscpp，本章我们来学习ROS的另一个接口rospy，也即是Python语音的接口。客户端库（Client Libarary）不仅仅指的是C++、Python语言的接口，其实是各种语言的接口统称。rospy中函数的定义，函数的用法都和roscpp不相同。
实验8 实验8：TF与URDF
机器人的坐标变换一直以来是机器人学的一个难点，我们人类在进行一个简单的动作时，从思考到实施行动再到完成动作可能仅仅需要几秒钟，但是机器人来讲就需要大量的计算和坐标转换。其中的坐标转换TF和URDF是本章要详细介绍的内容。
实验9 实验9：TF附录
机器人的坐标变换一直以来是机器人学的一个难点，我们人类在进行一个简单的动作时，从思考到实施行动再到完成动作可能仅仅需要几秒钟，但是机器人来讲就需要大量的计算和坐标转换。其中的坐标转换TF和统一机器人描述格式URDF就是本章要详细介绍的内容。
本章的主要内容，首先是坐标转换的前提数学知识：三维空间刚体运动，包括旋转矩阵、欧拉角、四元数等。之后详细介绍了TF和URDF，最后介绍了制作URDF模型的过程。
本章的主要内容，首先是坐标转换的前提数学知识：三维空间刚体运动，包括旋转矩阵、欧拉角、四元数等。之后详细介绍了TF和URDF，最后介绍了制作URDF模型的过程。
实验10 实验10：SLAM
机器人研究的问题包含许许多多的领域，我们常见的几个研究的问题包括：建图(Mapping)、定位(Localization)和路径规划（Path Planning），如果机器人带有机械臂，那么运动规划（Motion Planning）也是重要的一个环节。而同步定位与建图（SLAM）问题位于定位和建图的交集部分。
SLAM需要机器人在未知的环境中逐步建立起地图，然后根据地区确定自身位置，从而进一步定位。
SLAM需要机器人在未知的环境中逐步建立起地图，然后根据地区确定自身位置，从而进一步定位。
实验11 实验11：Navigation
Navigation是机器人最基本的功能之一，ROS为我们提供了一整套Navigation的解决方案，包括全局与局部的路径规划、代价地图、异常行为恢复、地图服务器等等，这些开源工具包极大地减少了我们开发的工作量，任何一套移动机器人硬件平台经过这套方案就可以快速部署实现。
实验12 实验12：常见问题与解决
在ROS的学习过程中，总会遇到这样或者那样的问题，我们在不断的解决问题过程中认识和了解ROS，使用ROS。
本章主要搜集了一些ROS安装或者操作中出现的一些问题，以及解决方案。主要内容包括ROS安装过程需要注意的一些要点，ROS环境配置和ROS操作使用的时候可能出现的一些问题等。当然问题总是罗列不完的，我们能做的就是坚持学习，去克服ROS学习道路上的一个又一个的困难。
本章主要搜集了一些ROS安装或者操作中出现的一些问题，以及解决方案。主要内容包括ROS安装过程需要注意的一些要点，ROS环境配置和ROS操作使用的时候可能出现的一些问题等。当然问题总是罗列不完的，我们能做的就是坚持学习，去克服ROS学习道路上的一个又一个的困难。
