本書含ROS 基礎以及ROS 機械臂全過程開發和實踐等內容，是編著者在結閤國內外新方法和技術，總結自己多年機器人開發經驗以及教學科研成果的基礎上完成的。本書第1～4 章簡單概述瞭機械臂基礎和ROS 基礎，結閤具體實踐詳細講解瞭ROS 通信機製、常用組件、TF2 等進功能；第5～7 章基於機械臂控製係統開發的工程實踐，詳細講解瞭ROS 機械臂建模、MoveIt!基礎、MoveIt!的編程；第8、第9 章介紹瞭機械臂的視覺係統和視覺抓取。
本書理論與實踐相結閤，與實物相結閤，配有開源教學軟體和課後題答疑解析，所有教學示例均提供C++和Python 兩種編程實現，方便讀者更好地理解和實踐書中內容。
本書可作為普通高校自動化、機器人工程、人工智慧等相關業的教材，也可作為機器人和工程師的技術參考書。
圖書描述
現代嵌入式係統設計與實現 書籍簡介 本書深入探討瞭現代嵌入式係統從概念設計到實際部署的全過程，旨在為讀者提供一個全麵、實用的技術指南。內容涵蓋瞭從底層硬件架構選擇到上層軟件框架構建，再到係統級性能優化與調試的各個關鍵環節。本書不僅側重於理論基礎的闡述，更強調工程實踐中的問題解決能力，尤其關注資源受限環境下係統的高效能運作。 第一部分：嵌入式係統基礎與硬件選型 本部分首先界定瞭嵌入式係統的核心概念、發展曆程及其在物聯網、工業控製、汽車電子等前沿領域的應用場景。隨後，詳細分析瞭主流的微控製器（MCU）和微處理器（MPU）架構，如ARM Cortex-M、Cortex-A係列，以及RISC-V指令集。讀者將學習如何根據項目需求（如功耗預算、實時性要求、I/O復雜度）科學地選擇閤適的處理器核心。 深入探討瞭存儲器的類型與管理，包括SRAM、DRAM、Flash（NOR/NAND）的特性、訪問時序與擦寫機製。重點講解瞭係統時鍾樹的配置、電源管理單元（PMU）的設計與低功耗模式的實現策略。 在接口與通信方麵，本書詳述瞭常用的片上總綫協議（如I2C, SPI, UART）的底層原理與驅動編寫，並對高速接口如Ethernet、USB 2.0/3.0、PCIe的物理層和數據鏈路層進行瞭係統性介紹。針對實時係統，對CAN、LIN等工業現場總綫協議進行瞭深入剖析，並提供瞭實際的硬件抽象層（HAL）設計示例。 第二部分：實時操作係統（RTOS）與內核機製 本部分是構建復雜嵌入式係統的核心。首先，對多種主流RTOS（如FreeRTOS, Zephyr, RT-Thread）的內核結構進行瞭比較分析。重點講解瞭任務管理、上下文切換機製、中斷處理流程以及調度算法（如固定優先級、輪轉、最短剩餘時間優先）。 深入剖析瞭並發控製與同步機製，包括信號量（Semaphore）、互斥鎖（Mutex）、消息隊列（Message Queue）和事件組（Event Group）的正確使用範例，並著重強調瞭避免死鎖和競態條件的設計原則。內存管理是本章的另一重點，講解瞭內存池、動態內存分配（如Heap管理）在嵌入式環境下的局限性與優化方法。 對於需要高可靠性的應用，本書詳細介紹瞭可靠性設計，如看門狗（Watchdog Timer）的配置、故障檢測與恢復策略。同時，也包含瞭對內核級彆的性能剖析工具的使用方法，指導讀者如何定位係統瓶頸。 第三部分：驅動開發與設備抽象 本部分聚焦於如何編寫健壯、可移植的設備驅動程序。從操作係統的角度審視驅動結構，包括平颱驅動、總綫驅動和設備驅動的設計模式。 詳細講解瞭中斷服務程序（ISR）的設計規範，包括ISR的上下文保存與恢復、延遲處理（Bottom Half機製）的實現，確保主循環的實時性不受乾擾。 針對特定設備，本書提供瞭詳細的開發案例，包括ADC/DAC的采集與轉換、PWM的精確控製、觸摸屏的輸入處理，以及SD卡/eMMC的FAT文件係統集成。對於復雜的外部設備，如何利用DMA（直接內存訪問）技術卸載CPU負載，實現高效的數據傳輸，進行瞭詳盡的圖示和代碼演示。 第四部分：嵌入式軟件架構與中間件 本部分探討瞭構建大型嵌入式應用所需的軟件架構模式，如分層架構、狀態機模型（State Machine）在復雜邏輯控製中的應用。 重點介紹瞭網絡協議棧（TCP/IP）在嵌入式設備上的移植與裁剪，涵蓋瞭Socket編程範式、LwIP協議棧的配置與優化。此外，對於新興的邊緣計算需求，本書提供瞭MQTT、CoAP等輕量級物聯網協議的實現指南，並討論瞭數據安全與加密（如TLS/SSL）在資源受限設備上的可行性方案。 文件係統的選擇與優化也是本章內容之一，對比瞭YAFFS2、JFFS2、LittleFS等日誌文件係統的優缺點，並指導讀者進行閃存磨損均衡（Wear Leveling）的初步設計。 第五部分：係統調試、測試與OTA 高效的調試是嵌入式開發成功的關鍵。本章詳細介紹瞭硬件調試工具（如邏輯分析儀、示波器）與軟件調試工具（如GDB、JTAG/SWD調試器）的聯閤應用。涵蓋瞭斷點設置、內存查看、寄存器追蹤等核心調試技巧。 針對係統級問題，介紹瞭日誌記錄（Logging）機製的設計，包括環形緩衝區日誌和持久化日誌的實現。故障注入測試（Fault Injection Testing）方法被引入，用於驗證係統的魯棒性。 最後，本書討論瞭嵌入式係統生命周期管理中的關鍵環節——空中下載（OTA）更新。從Bootloader的設計、固件加密校驗到安全迴滾機製的實現，提供瞭構建可靠、遠程更新係統的完整框架，確保産品在部署後能夠持續迭代和維護。 目標讀者： 本書麵嚮電子工程、計算機科學、自動化領域的學生、初/中級嵌入式軟件工程師，以及希望係統性掌握現代嵌入式係統開發技能的硬件工程師和係統架構師。掌握C/C++語言基礎是必要的先決條件。
著者信息
圖書目錄
第1章 機械臂基礎
1.1 機械臂係統組成 001
1.1.1 機械係統 001
1.1.2 驅動係統 001
1.1.3 感知係統 002
1.1.4 控製係統 002
1.2 機械臂主要技術參數 002
1.2.1 自由度 002
1.2.2 定位度 003
1.2.3 工作空間 003
1.2.4 速度和加速度 004
1.2.5 承載 004
1.3 空間描述和變換 004
1.3.1 位置描述 005
1.3.2 姿態描述 005
1.3.3 機器人位姿 007
1.3.4 座標變換 007
1.4 機械臂正、逆運動學 008
1.4.1 關節空間和笛卡兒空間 008
1.4.2 正運動學 009
1.4.3 逆運動學 009
1.5 推薦閱讀 009
本章小結 009
題1 010
第2章 認識ROS
2.1 什麼是ROS 011
2.2 ROS 的安裝與測試 011
2.2.1 作係統和ROS 版本選擇 011
2.2.2 安裝ROS Melodic Morenia 版本 012
2.2.3 測試ROS 015
2.3 ROS 檔案係統 015
2.3.1 catkin 工作空間和ROS 功能 015
2.3.2 創建工作空間 017
2.4 教學代碼 018
2.4.1 下載安裝教學代碼 018
2.4.2 Qt Creator 開發環境 019
2.4.3 教學代碼簡要說明 025
2.5 ROS 的通信架構 026
2.5.1 節點與ROS Master 027
2.5.2 消息 027
2.5.3 話題 027
2.5.4 服務 028
2.5.5 動作 028
2.5.6 話題、服務和動作對比 028
2.5.7 參數伺服器 028
2.6 ROS 計算圖和命名空間 029
本章小結 029
題2 030
第3章 ROS 基礎實踐
3.1 消息的定義和使用 031
3.1.1 消息的描述和類型 031
3.1.2 自訂消息類型 033
3.1.3 消息的使用 035
3.2 rospy 和roscpp 用戶端 035
3.3 話題通信和編程實現 036
3.3.1 話題的發佈節點（Python） 036
3.3.2 話題的訂閱節點（Python） 040
3.3.3 話題的發佈節點（C++） 042
3.3.4 話題的訂閱節點（C++） 046
3.3.5 話題通信測試 049
3.4 服務通信和編程實現 052
3.4.1 服務的定義 052
3.4.2 自訂服務類型 053
3.4.3 服務的服務端節點（Python） 055
3.4.4 服務的用戶端節點（Python） 057
3.4.5 服務的服務端節點（C++） 059
3.4.6 服務的用戶端節點（C++） 061
3.4.7 服務通信測試 062
3.5 ROS 中的參數 064
3.5.1 rosparam 命令列工具 064
3.5.2 參數伺服器（Python） 066
3.5.3 參數伺服器（C++） 068
本章小結 071
題3 071
第4章 ROS 進實踐
4.1 動作通信和編程實現 073
4.1.1 Action 的定義 073
4.1.2 Action 的服務端節點（Python） 076
4.1.3 Action 的用戶端節點（Python） 079
4.1.4 Action 的服務端節點（C++） 081
4.1.5 Action 的用戶端節點（C++） 084
4.1.6 Action 通信測試 085
4.2 ROS 常用元件和工具 089
4.2.1 XML 語法規範 089
4.2.2 launch 開機檔案 090
4.2.3 RViz 視覺化平臺 096
4.2.4 rqt 工具箱 101
4.2.5 rosbag 資料記錄與重播 101
4.3 動態參數配置 101
4.3.1 編寫.cfg 文件 102
4.3.2 設置動態參數節點（Python） 103
4.3.3 設置動態參數節點（C++） 107
4.3.4 測試動態參數配置 108
4.4 ROS 中的坐標係和TF2 110
4.4.1 ROS 中的TF 110
4.4.2 編寫TF2 廣播節點（Python） 113
4.4.3 編寫TF2 監聽節點（Python） 117
4.4.4 編寫TF2 廣播節點（C++） 119
4.4.5 編寫TF2 監聽節點（C++） 121
4.4.6 TF 測試和常用工具 123
4.5 擴展閱讀 126
本章小結 127
題4 127
第5章 ROS 機械臂建模
5.1 URDF 建模原理和語法規範 128
5.1.1 什麼是URDF 128
5.1.2 urdf 功能 128
5.1.3 URDF 語法規範 129
5.2 機械臂URDF 建模 133
5.2.1 創建機械臂描述功能 134
5.2.2 創建機械臂URDF 模型 134
5.2.3 添加機械臂夾爪模型 136
5.2.4 URDF 調試工具 139
5.2.5 在RViz 中視覺化模型 140
5.3 xacro 語言簡化URDF 模型 142
5.3.1 xacro 模型檔常用語法 143
5.3.2 使用xacro 簡化機械臂URDF 模型 145
5.3.3 為機械臂添加移動底盤 148
5.4 sw2urdf 件 149
5.4.1 sw2urdf 件簡介 150
5.4.2 sw2urdf 件匯齣的功能 150
5.4.3 XBot-Arm 機械臂的URDF 模型 153
5.5 robot_state_publisher 發佈TF 157
5.5.1 robot_state_publisher 原理簡介 157
5.5.2 編寫/joint_states 話題發佈節點 160
本章小結 163
題5 163
第6章 MoveIt!基礎
6.1 MoveIt!軟體架構 164
6.1.1 move_group 節點 165
6.1.2 運動學求解器 166
6.1.3 運動規劃器 166
6.1.4 規劃場景 168
6.1.5 碰撞檢測 168
6.2 MoveIt!視覺化配置 168
6.2.1 安裝MoveIt!並啟動配置助手 169
6.2.2 生成自碰撞矩陣 170
6.2.3 添加虛擬關節 171
6.2.4 添加規劃組 173
6.2.5 添加機器人位姿 176
6.2.6 添加末端執行器 179
6.2.7 添加被動關節 180
6.2.8 ROS 控製 181
6.2.9 Simulation 182
6.2.10 設置3D 感測器 182
6.2.11 添加作者資訊 182
6.2.12 自動生成設定檔 182
6.3 使用RViz 快速上手MoveIt! 183
6.3.1 啟動Demo 並配置RViz 件 184
6.3.2 使用MotionPlanning 交互 187
6.3.3 設置規劃場景測試碰撞檢測 189
6.4 MoveIt!配置功能解析 193
6.4.1 SRDF 文件 193
6.4.2 kinematics.yaml 文件 195
6.4.3 joint_limits.yaml 文件 195
6.4.4 ompl_planning.yaml 文件 196
6.4.5 fake_controllers.yaml 文件 196
6.4.6 demo.launch 開機檔案 196
6.4.7 move_group.launch 文件 198
6.4.8 setup_assistant.launch 文件 200
6.5 MoveIt!控製真實機械臂 201
6.5.1 通信機製和係統架構 201
6.5.2 添加MoveIt!開機檔案 204
6.5.3 真實機械臂測試 205
6.6 使用MoveIt!的命令列工具 206
本章小結 210
題6 210
第7章 MoveIt!的編程
7.1 關節目標和位元姿目標規劃 211
7.1.1 演示模式下測試 212
7.1.2 關節目標規劃示例（Python） 213
7.1.3 關節目標規劃示例（C++） 216
7.1.4 位元姿目標規劃示例（Python） 218
7.1.5 位元姿目標規劃示例（C++） 222
7.2 笛卡兒路徑規劃 223
7.2.1 演示模式下測試 224
7.2.2 直線運動示例（Python） 226
7.2.3 直線運動示例（C++） 230
7.2.4 圓弧運動示例（Python） 232
7.2.5 圓弧運動示例（C++） 235
7.3 避障規劃 237
7.3.1 演示模式下測試 237
7.3.2 避障規劃示例（Python） 240
7.3.3 避障規劃示例（C++） 245
7.4 物品抓取與放置 247
7.4.1 演示模式下測試 247
7.4.2 pick 和place 編程介麵 250
7.4.3 編程實現物品抓取與放置（Python） 252
7.4.4 編程實現物品抓取與放置（C++） 257
本章小結 260
題7 260
第8章 機械臂的視覺係統
8.1 視覺係統概述 261
8.2 ROS 圖像介麵和相機驅動 261
8.2.1 使用usb_cam 功能測試USB攝像頭 262
8.2.2 Image 和CompressedImage圖像消息 264
8.2.3 RealSense 相機的驅動安裝和測試 265
8.2.4 PointCloud2 點雲消息 269
8.3 相機的標定 270
8.3.1 camera_calibration 簡介和安裝 270
8.3.2 camera_calibration 的相機標定 270
8.4 cv_bridge 功能 275
8.4.1 cv_bridge 安裝和測試 275
8.4.2 cv_bridge 的使用示例（Python） 277
8.4.3 cv_bridge 的使用示例（C++） 279
8.5 顏色檢測 282
8.5.1 HSV 顏色檢測和測試 282
8.5.2 編程實現HSV 顏色檢測（Python） 285
8.5.3 編程實現HSV 顏色檢測（C++） 288
8.6 ROS 中的物體檢測 289
8.6.1 物體檢測簡述 289
8.6.2 find_object_2d 節點的測試 291
8.6.3 find_object_3d 節點的測試 293
8.6.4 darknet_ros 的安裝和測試 295
本章小結 297
題8 297
第9章 機械臂的視覺抓取
9.1 視覺抓取關鍵技術分析 298
9.2 AR 標籤檢測與定位 302
9.2.1 ar_track_alvar 的簡介與安裝 302
9.2.2 創建AR 標籤 303
9.2.3 檢測AR 標籤 304
9.3 機械臂手眼標定 306
9.3.1 手眼標定的基本原理 306
9.3.2 easy_handeye 的安裝和準備工作 308
9.3.3 眼在手外的手眼標定 312
9.3.4 手眼標定結果的發佈和使用 318
9.4 基於AR 標籤識別的自動抓取 319
9.4.1 應用係統原理 319
9.4.2 應用測試 322
9.4.3 編程實現自動抓取（Python） 324
9.4.4 編程實現自動抓取（C++） 327
本章小結 330
題9 330
參考文獻
1.1 機械臂係統組成 001
1.1.1 機械係統 001
1.1.2 驅動係統 001
1.1.3 感知係統 002
1.1.4 控製係統 002
1.2 機械臂主要技術參數 002
1.2.1 自由度 002
1.2.2 定位度 003
1.2.3 工作空間 003
1.2.4 速度和加速度 004
1.2.5 承載 004
1.3 空間描述和變換 004
1.3.1 位置描述 005
1.3.2 姿態描述 005
1.3.3 機器人位姿 007
1.3.4 座標變換 007
1.4 機械臂正、逆運動學 008
1.4.1 關節空間和笛卡兒空間 008
1.4.2 正運動學 009
1.4.3 逆運動學 009
1.5 推薦閱讀 009
本章小結 009
題1 010
第2章 認識ROS
2.1 什麼是ROS 011
2.2 ROS 的安裝與測試 011
2.2.1 作係統和ROS 版本選擇 011
2.2.2 安裝ROS Melodic Morenia 版本 012
2.2.3 測試ROS 015
2.3 ROS 檔案係統 015
2.3.1 catkin 工作空間和ROS 功能 015
2.3.2 創建工作空間 017
2.4 教學代碼 018
2.4.1 下載安裝教學代碼 018
2.4.2 Qt Creator 開發環境 019
2.4.3 教學代碼簡要說明 025
2.5 ROS 的通信架構 026
2.5.1 節點與ROS Master 027
2.5.2 消息 027
2.5.3 話題 027
2.5.4 服務 028
2.5.5 動作 028
2.5.6 話題、服務和動作對比 028
2.5.7 參數伺服器 028
2.6 ROS 計算圖和命名空間 029
本章小結 029
題2 030
第3章 ROS 基礎實踐
3.1 消息的定義和使用 031
3.1.1 消息的描述和類型 031
3.1.2 自訂消息類型 033
3.1.3 消息的使用 035
3.2 rospy 和roscpp 用戶端 035
3.3 話題通信和編程實現 036
3.3.1 話題的發佈節點（Python） 036
3.3.2 話題的訂閱節點（Python） 040
3.3.3 話題的發佈節點（C++） 042
3.3.4 話題的訂閱節點（C++） 046
3.3.5 話題通信測試 049
3.4 服務通信和編程實現 052
3.4.1 服務的定義 052
3.4.2 自訂服務類型 053
3.4.3 服務的服務端節點（Python） 055
3.4.4 服務的用戶端節點（Python） 057
3.4.5 服務的服務端節點（C++） 059
3.4.6 服務的用戶端節點（C++） 061
3.4.7 服務通信測試 062
3.5 ROS 中的參數 064
3.5.1 rosparam 命令列工具 064
3.5.2 參數伺服器（Python） 066
3.5.3 參數伺服器（C++） 068
本章小結 071
題3 071
第4章 ROS 進實踐
4.1 動作通信和編程實現 073
4.1.1 Action 的定義 073
4.1.2 Action 的服務端節點（Python） 076
4.1.3 Action 的用戶端節點（Python） 079
4.1.4 Action 的服務端節點（C++） 081
4.1.5 Action 的用戶端節點（C++） 084
4.1.6 Action 通信測試 085
4.2 ROS 常用元件和工具 089
4.2.1 XML 語法規範 089
4.2.2 launch 開機檔案 090
4.2.3 RViz 視覺化平臺 096
4.2.4 rqt 工具箱 101
4.2.5 rosbag 資料記錄與重播 101
4.3 動態參數配置 101
4.3.1 編寫.cfg 文件 102
4.3.2 設置動態參數節點（Python） 103
4.3.3 設置動態參數節點（C++） 107
4.3.4 測試動態參數配置 108
4.4 ROS 中的坐標係和TF2 110
4.4.1 ROS 中的TF 110
4.4.2 編寫TF2 廣播節點（Python） 113
4.4.3 編寫TF2 監聽節點（Python） 117
4.4.4 編寫TF2 廣播節點（C++） 119
4.4.5 編寫TF2 監聽節點（C++） 121
4.4.6 TF 測試和常用工具 123
4.5 擴展閱讀 126
本章小結 127
題4 127
第5章 ROS 機械臂建模
5.1 URDF 建模原理和語法規範 128
5.1.1 什麼是URDF 128
5.1.2 urdf 功能 128
5.1.3 URDF 語法規範 129
5.2 機械臂URDF 建模 133
5.2.1 創建機械臂描述功能 134
5.2.2 創建機械臂URDF 模型 134
5.2.3 添加機械臂夾爪模型 136
5.2.4 URDF 調試工具 139
5.2.5 在RViz 中視覺化模型 140
5.3 xacro 語言簡化URDF 模型 142
5.3.1 xacro 模型檔常用語法 143
5.3.2 使用xacro 簡化機械臂URDF 模型 145
5.3.3 為機械臂添加移動底盤 148
5.4 sw2urdf 件 149
5.4.1 sw2urdf 件簡介 150
5.4.2 sw2urdf 件匯齣的功能 150
5.4.3 XBot-Arm 機械臂的URDF 模型 153
5.5 robot_state_publisher 發佈TF 157
5.5.1 robot_state_publisher 原理簡介 157
5.5.2 編寫/joint_states 話題發佈節點 160
本章小結 163
題5 163
第6章 MoveIt!基礎
6.1 MoveIt!軟體架構 164
6.1.1 move_group 節點 165
6.1.2 運動學求解器 166
6.1.3 運動規劃器 166
6.1.4 規劃場景 168
6.1.5 碰撞檢測 168
6.2 MoveIt!視覺化配置 168
6.2.1 安裝MoveIt!並啟動配置助手 169
6.2.2 生成自碰撞矩陣 170
6.2.3 添加虛擬關節 171
6.2.4 添加規劃組 173
6.2.5 添加機器人位姿 176
6.2.6 添加末端執行器 179
6.2.7 添加被動關節 180
6.2.8 ROS 控製 181
6.2.9 Simulation 182
6.2.10 設置3D 感測器 182
6.2.11 添加作者資訊 182
6.2.12 自動生成設定檔 182
6.3 使用RViz 快速上手MoveIt! 183
6.3.1 啟動Demo 並配置RViz 件 184
6.3.2 使用MotionPlanning 交互 187
6.3.3 設置規劃場景測試碰撞檢測 189
6.4 MoveIt!配置功能解析 193
6.4.1 SRDF 文件 193
6.4.2 kinematics.yaml 文件 195
6.4.3 joint_limits.yaml 文件 195
6.4.4 ompl_planning.yaml 文件 196
6.4.5 fake_controllers.yaml 文件 196
6.4.6 demo.launch 開機檔案 196
6.4.7 move_group.launch 文件 198
6.4.8 setup_assistant.launch 文件 200
6.5 MoveIt!控製真實機械臂 201
6.5.1 通信機製和係統架構 201
6.5.2 添加MoveIt!開機檔案 204
6.5.3 真實機械臂測試 205
6.6 使用MoveIt!的命令列工具 206
本章小結 210
題6 210
第7章 MoveIt!的編程
7.1 關節目標和位元姿目標規劃 211
7.1.1 演示模式下測試 212
7.1.2 關節目標規劃示例（Python） 213
7.1.3 關節目標規劃示例（C++） 216
7.1.4 位元姿目標規劃示例（Python） 218
7.1.5 位元姿目標規劃示例（C++） 222
7.2 笛卡兒路徑規劃 223
7.2.1 演示模式下測試 224
7.2.2 直線運動示例（Python） 226
7.2.3 直線運動示例（C++） 230
7.2.4 圓弧運動示例（Python） 232
7.2.5 圓弧運動示例（C++） 235
7.3 避障規劃 237
7.3.1 演示模式下測試 237
7.3.2 避障規劃示例（Python） 240
7.3.3 避障規劃示例（C++） 245
7.4 物品抓取與放置 247
7.4.1 演示模式下測試 247
7.4.2 pick 和place 編程介麵 250
7.4.3 編程實現物品抓取與放置（Python） 252
7.4.4 編程實現物品抓取與放置（C++） 257
本章小結 260
題7 260
第8章 機械臂的視覺係統
8.1 視覺係統概述 261
8.2 ROS 圖像介麵和相機驅動 261
8.2.1 使用usb_cam 功能測試USB攝像頭 262
8.2.2 Image 和CompressedImage圖像消息 264
8.2.3 RealSense 相機的驅動安裝和測試 265
8.2.4 PointCloud2 點雲消息 269
8.3 相機的標定 270
8.3.1 camera_calibration 簡介和安裝 270
8.3.2 camera_calibration 的相機標定 270
8.4 cv_bridge 功能 275
8.4.1 cv_bridge 安裝和測試 275
8.4.2 cv_bridge 的使用示例（Python） 277
8.4.3 cv_bridge 的使用示例（C++） 279
8.5 顏色檢測 282
8.5.1 HSV 顏色檢測和測試 282
8.5.2 編程實現HSV 顏色檢測（Python） 285
8.5.3 編程實現HSV 顏色檢測（C++） 288
8.6 ROS 中的物體檢測 289
8.6.1 物體檢測簡述 289
8.6.2 find_object_2d 節點的測試 291
8.6.3 find_object_3d 節點的測試 293
8.6.4 darknet_ros 的安裝和測試 295
本章小結 297
題8 297
第9章 機械臂的視覺抓取
9.1 視覺抓取關鍵技術分析 298
9.2 AR 標籤檢測與定位 302
9.2.1 ar_track_alvar 的簡介與安裝 302
9.2.2 創建AR 標籤 303
9.2.3 檢測AR 標籤 304
9.3 機械臂手眼標定 306
9.3.1 手眼標定的基本原理 306
9.3.2 easy_handeye 的安裝和準備工作 308
9.3.3 眼在手外的手眼標定 312
9.3.4 手眼標定結果的發佈和使用 318
9.4 基於AR 標籤識別的自動抓取 319
9.4.1 應用係統原理 319
9.4.2 應用測試 322
9.4.3 編程實現自動抓取（Python） 324
9.4.4 編程實現自動抓取（C++） 327
本章小結 330
題9 330
參考文獻
圖書試讀
用户评价
评分
這部新作的問世，無疑為機器人技術領域注入瞭一股強勁的新鮮血液。我是在一次行業交流會上偶然聽聞此書的，當時便被其前沿的視角和紮實的實踐導嚮深深吸引。書中的內容呈現齣一種令人耳目一新的布局，它並非簡單地羅列枯燥的理論公式，而是巧妙地將復雜的控製算法融入到實際的案例分析之中。尤其令我印象深刻的是，作者在講解路徑規劃時，引入瞭多種優化策略的對比，從A*到RRT*，每一種方法的優缺點都被剖析得淋灕盡緻，這對於初學者來說，無疑是避免瞭走彎路的寶貴指引。此外，書中對傳感器的融閤處理也著墨甚多，如何在高動態環境下保證數據的一緻性和實時性，作者給齣的解決方案兼具理論深度和工程可行性。閱讀過程中，我多次停下來，對照自己的實驗平颱進行思考和驗證，那種理論與實踐的碰撞感，讓人欲罷不能。整體而言，這本書的價值在於它構建瞭一個從底層硬件交互到上層復雜任務調度的完整知識體係，為有誌於深入研究自動化控製的工程師們，提供瞭一張清晰的路綫圖。
评分這本書的圖文質量和技術深度達到瞭一個非常高的水準。從視覺上看，無論是機械結構的剖視圖，還是代碼邏輯的流程圖，都清晰明瞭，極大地減輕瞭閱讀的認知負擔。但其核心價值在於其對“現代控製理論在實踐中的落地”的深度挖掘。特彆是關於基於模型的預測控製（MPC）在復雜軌跡跟蹤中的應用那一章節，作者沒有迴避其計算復雜性的問題，反而提齣瞭一套巧妙的降階近似方法，使得原本隻在學術界熱門的算法，具備瞭在工業級控製器上實時運行的可能性。這種對前沿研究成果的批判性吸收和工程化改造能力，是這本書最閃耀的光芒。它迫使讀者跳齣傳統的PID思維定勢，去擁抱更高效、更智能的控製範式。對於希望將研究成果轉化為實際生産力的研究人員來說，這本書是不可或缺的橋梁。
评分這本書的閱讀體驗是一種持續的“頓悟”過程。它不像某些速成指南那樣販賣焦慮，而是通過係統性的知識構建，讓讀者自然而然地理解“為什麼”。我對其中關於人機協作（HRI）安全性的章節尤為關注。作者不僅僅停留在安全距離的設定，而是深入探討瞭視覺伺服與力/力矩反饋相結閤的混閤感知係統，用以實現對意外接觸的魯棒響應。這種跨學科的融閤視角，使得本書的適用範圍被大大拓寬，它不再局限於傳統的機械臂編程人員，更吸引瞭機器人安全工程師、人機交互設計師等相關領域的專業人士。整本書的論述層層遞進，邏輯鏈條完整無瑕，讀完後，你會感到自己對整個機械臂係統架構的理解，已經從“操作員”升級為瞭“係統架構師”的高度。
评分作為一名長期關注工業自動化升級的專業人士，我必須承認，市麵上關於機器人係統的書籍往往停留在基礎概念的介紹，鮮有能真正觸及係統級集成的深度著作。而這本書，恰恰填補瞭這一空白。它最吸引人的地方在於其高度的係統性思維。作者沒有局限於單一的機械臂型號或特定的軟件框架，而是著眼於構建一套可遷移、可擴展的開發範式。書中對實時操作係統（RTOS）在機器人控製循環中的應用進行瞭深入探討，這對於提升控製係統的響應速度和確定性至關重要。我特彆欣賞作者在討論並行處理時的細緻入微，如何利用多核架構來分離感知、規劃和執行任務，從而最大化係統的並發能力。文字的組織邏輯極其嚴謹，仿佛在帶領讀者進行一次精心設計的工程項目，每一步的推進都建立在堅實的基礎之上。這種架構層麵的思考，遠超齣瞭普通應用教程的範疇，它指嚮的是未來智能製造的核心競爭力。
评分我閱讀這本書的初衷是希望找到一套能夠快速搭建原型係統的工具集，但收獲卻遠超預期。這本書的敘事風格非常接地氣，它更像是一位資深的項目經理在分享他的“踩坑”經驗，而不是一本高高在上的教科書。書中對於常見調試難題的描述和解決思路，簡直就是一本“故障排除聖經”。例如，在處理機械臂的逆運動學解耦時，作者詳細分析瞭奇異點附近的數值不穩定性，並提供瞭一套基於阻抗控製的柔性切換方案，這在很多手冊中都是一帶而過的關鍵點。更值得稱贊的是，書中穿插瞭大量作者團隊在實際項目中積纍的“經驗法則”（Rules of Thumb），這些非正式但極其實用的技巧，往往是加速項目進度的秘密武器。讀完後，我感覺自己不僅掌握瞭知識，更重要的是，獲得瞭一種麵對未知工程挑戰時，那種沉著應對的信心和方法論。
相关图书
本站所有內容均為互聯網搜尋引擎提供的公開搜索信息，本站不存儲任何數據與內容，任何內容與數據均與本站無關，如有需要請聯繫相關搜索引擎包括但不限於百度，google,bing,sogou 等
© 2025 twbook.tinynews.org All Rights Reserved. 灣灣書站 版權所有