序言......................................................................................
.
III
前言......................................................................................
. V
第
1
章Roban
机器人概述.................................................................
1
1.1
Roban
机器人简介.................................................................
1
1.1.1
Roban
机器人系统...........................................................
. 1
1.1.2
Roban
机器人关节运动模型...................................................
. 4
1.1.3
Roban
机器人控制框架.......................................................
. 6
1.2
操作Roban
机器人...............................................................
. 6
1.2.1
无线网络设置...............................................................
. 6
1.2.2
远程登录Roban
机器人........................................................
8
1.2.3
使用VS
Code
开发...........................................................11
第
2
章Python
编程基础................................................................
.
15
2.1
Python
语法.....................................................................
.
15
2.1.1
Python
运行方式.............................................................15
2.1.2
Python
程序书写格式.........................................................18
2.1.3
变量、数据类型、表达式.....................................................19
2.1.4
条件语句..................................................................
.
22
2.1.5
while
循环语句.............................................................
.
24
2.1.6
continue
与break
语句.......................................................
.
26
2.1.7
列表......................................................................
.
27
2.1.8
元组与字典................................................................
.
30
2.2
Python
函数.....................................................................
.
31
2.2.1
函数定义..................................................................
.
32
2.2.2
函数参数..................................................................
.
33
VIII
2.2.3
Python
模块................................................................
.
35
2.3
Python
对象与类................................................................
.
36
2.3.1
类的定义与使用............................................................
.
37
2.3.2
类的继承..................................................................
.
38
2.4
文件和异常.....................................................................
.
39
2.4.1
文本文件读写..............................................................
.
40
2.4.2
二进制文件读写............................................................
.
42
2.4.3
异常......................................................................
.
43
第
3
章ROS
使用概述....................................................................45
3.1
ROS
简介.......................................................................
.
45
3.2
程序包与节点....................................................................46
3.2.1
程序包与节点介绍.........................................................
.
46
3.2.2
节点的编译与运行.........................................................
.
47
3.3
话题与服务.....................................................................
.
49
3.3.1
ROS
话题.................................................................
.
49
3.3.2
ROS
消息与消息类型.......................................................
.
50
3.3.3
ROS
服务.................................................................
.
53
3.4
launch
文件与参数..............................................................
.
56
3.4.1
launch
文件介绍.............................................................56
3.4.2
机器人实践.................................................................59
3.5
常用调试工具rqt.................................................................61
3.5.1
rqt_plot
...................................................................
.
61
3.5.2
rqt_img_View
.............................................................
.
61
3.5.3
rqt_graph
.................................................................
.
62
3.6
ROS
配置实践..................................................................
.
63
3.6.1
ROS
编译环境搭建与测试...................................................
.
63
3.6.2
ROS
话题.................................................................
.
70
3.6.3
ROS
服务.................................................................
.
78
3.7
主从机配置.....................................................................
.
86
3.7.1
获取IP
地址和Hostname
....................................................
.
86
IX
3.7.2
修改对应的hosts
...........................................................
.
87
3.7.3
配置主从关系...............................................................87
3.8
ROS
CvBridge
实践...............................................................88
3.8.1
将ROS
图像消息转换为OpenCV
的图像......................................
.
88
3.8.2
将OpenCV
图像转换为ROS
图像消息........................................
.
88
3.8.3
在计算机上显示Roban
机器人摄像头数据......................................89
第
4
章同步定位与地图构建............................................................
.
90
4.1
SLAM
简介.....................................................................
.
90
4.2
图像的接收和发布..............................................................
.
91
4.2.1
初始化和配置...............................................................91
4.2.2
主要功能实现...............................................................93
4.3
定位和图像追踪——ORB-SLAM2...............................................
.
97
4.3.1
数据接收和程序初始化.....................................................
.
97
4.3.2
点云地图创建/重用.........................................................
.
99
4.4
八叉树图层的截取以及平面地图的生成..........................................102
4.4.1
八叉树图层的截取........................................................
.
102
4.4.2
平面地图的生成..........................................................
.
103
4.5
路径规划......................................................................
.
104
4.6
行走实现......................................................................
.
107
4.6.1
路径分析..................................................................107
4.6.2
行走控制..................................................................110
第
5
章V-REP
使用概述...............................................................
.
113
5.1
V-REP
使用简介...............................................................
.
114
5.1.1
前言......................................................................114
5.1.2
安装带有ROS
的V-REP
...................................................
.
116
5.1.3
V-REP
的简单使用........................................................
.
122
5.1.4
理解RosInterface
...........................................................128
5.2
V-REP
中的Roban
机器人......................................................
.
138
5.2.1
导入Roban
机器人........................................................
.
138
5.2.2
BodyHub
简介与启动......................................................
.
140
5.2.3
关节运动控制............................................................
.
148
5.2.4
仿真中的步态运行........................................................
.
159
5.3
V-REP
传感器使用.............................................................
.
166
5.3.1
视觉传感器..............................................................
.
166
5.3.2
接近传感器..............................................................
.
177
5.4
V-REP
使用实践...............................................................
.
181
5.4.1
过坑路段..................................................................182
5.4.2
雷区路段..................................................................186
5.4.3
踢球进洞路段............................................................
.
192
第
6
章Roban
机器人运动控制基础....................................................
.
199
6.1
关节............................................................................199
6.1.1
头部关节..................................................................200
6.1.2
手臂关节..................................................................201
6.1.3
髋关节....................................................................202
6.1.4
腿部关节..................................................................202
6.1.5
伺服电机..................................................................204
6.2
完整动作执行...................................................................205
6.3
运动控制......................................................................
.
207
6.3.1
舵机参数设置............................................................
.
208
6.3.2
关节位置控制............................................................
.
208
6.3.3
步态控制..................................................................211
6.4
运动学正解....................................................................
.
215
6.4.1
运行IK
节点.............................................................
.
215
6.4.2
计算四肢末端位置........................................................
.
215
6.5
运动学逆解....................................................................
.
218
6.5.1
机器人扭腰..............................................................
.
218
6.5.2
扭腰中IK
逆解的处理.....................................................
.
223
6.5.3
机器人晃腰..............................................................
.
227
6.6
自动避障实践...................................................................230
6.6.1
3D
相机的原理...........................................................
.
230
6.6.2
设计思路以及步骤........................................................
.
231
6.6.3
示例代码..................................................................232
XI
第
7
章双足步行基础..................................................................
.
235
7.1
机器人运动学...................................................................235
7.1.1
坐标变换..................................................................236
7.1.2
人形机器人运动学模型....................................................
.
239
7.1.3
正运动学..................................................................239
7.1.4
逆运动学..................................................................242
7.2
ZMP
的含义...................................................................
.
246
7.2.1
ZMP
与地面反力..........................................................
.
246
7.2.2
ZMP
分析................................................................
.
248
7.2.3
ZMP
的测量..............................................................
.
252
7.2.4
ZMP
与机器人运动.........................................................256
7.3
基于线性倒立摆的双足步态生成...............................................
.
258
7.3.1
质心轨迹生成............................................................
.
258
7.3.2
足端轨迹生成............................................................
.
261
7.3.3
台阶及斜坡地形的步态规划................................................
.
263
7.4
机器人静步态实践.............................................................
.
267
7.4.1
五次样条插值............................................................
.
267
7.4.2
实现机器人双足支撑情况下的重心位置移动...................................268
7.4.3
实现摆动脚轨迹规划以及摆动脚的运行......................................
.
270
7.5
机器人上楼梯实践.............................................................
.
276
7.5.1
第一阶段..................................................................276
7.5.2
第二阶段..................................................................278
7.5.3
第三阶段..................................................................279
7.5.4
第四阶段..................................................................281
第
8
章人机交互........................................................................283
8.1
音频处理......................................................................
.
283
8.1.1
语音识别..................................................................285
8.1.2
语音合成..................................................................289
8.1.3
聊天机器人综合应用......................................................
.
293
8.2
视频处理......................................................................
.
297
8.2.1
视频设备简介............................................................
.
297
XII
8.2.2
图像处理工具............................................................
.
300
8.2.3
颜色检测..................................................................309
8.3
综合应用......................................................................
.
323
8.3.1
基本原理..................................................................323
8.3.2
主要接口..................................................................324
8.3.3
运行方式..................................................................324
8.4
颜色识别实践...................................................................324
8.4.1
HSV
颜色模型介绍........................................................
.
324
8.4.2
识别小球..................................................................325
8.4.3
追踪小球..................................................................327
8.4.4
追踪多种颜色小球........................................................
.
328
8.5
人脸识别实践...................................................................330
8.6
数字识别实践...................................................................348
8.6.1
深度学习之Keras
.........................................................
.
348
8.6.2
使用模型进行数字识别....................................................
.
355
参考文献................................................................................
.
358
