译者序
前言
致谢
部分 引言
章 硬件和软件说明 2
1.1 自动驾驶仪 2
1.2 自动驾驶仪的种类：SDK与GUI 3
1.3 SDK的种类 4
1.4 Pixhawk自动驾驶仪（硬件） 5
1.5 克隆版本与原始版本 8
1.6 商业自动驾驶仪与你自己的设计 8
1.7 ArduPilot库（软件） 9
1.8 兼容和类似项目 9
1.9 硬件和软件之间的困惑 10
1.10 本章小结 10
第2章 ArduPilot工作环境 11
2.1 ArduPilot库的相关文件类型 11
2.2 特定数据类型 11
2.3 所用程序的描述和流程 12
2.3.1 编码和编译 13
2.3.2 连接和加载接口 13
2.3.3 物理执行 13
2.3.4 显示 13
2.3.5 反馈 14
2.4 上传自定义代码到自动驾驶仪 14
2.5 使用Eclipse创建新项目 16
2.6 错误校验 21
2.7 ArduPilot库中直接使用Arduino是否可行 26
2.8 本章小结 27
第3章 概念和定义 28
3.1 辅助组件 28
3.1.1 无刷电机 28
3.1.2 ESC 29
3.1.3 螺旋桨 30
3.1.4 框架 30
3.1.5 特殊连接器 31
3.1.6 遥测模块（无线串行通信） 32
3.1.7 锂电池 33
3.1.8 电池测试仪或电池监测器 33
3.1.9 GPS模块 34
3.1.10 分配器 34
3.1.11 电源模块 35
3.1.12 硅线 36
3.1.13 热电偶 36
3.1.14 紧扣件 36
3.1.15 被动防振模块 36
3.1.16 遥控器 37
3.1.17 嵌入式车载电脑 37
3.1.18 特殊Pixhawk组件 38
3.2 计算效率与数学等式 38
3.3 使用变量、函数、模块和对象 39
3.3.1 变量 39
3.3.2 结构体 39
3.3.3 函数 40
3.3.4 模块 40
3.4 getter和setter的概念 42
3.5 方向和位置的概念 42
3.6 安装和编码之间的区别 44
3.7 ArduPilot代码的常用部分 44
3.8 ArduPilot代码编程的常用模型 45
3.9 本章小结 46
参考资料和建议网站 47
部分 顺序操作模式
第4章 基本输入和输出操作 51
4.1 头文件 52
4.2 设置 54
4.2.1 写入终端 54
4.2.2 读取终端 56
4.2.3 读取无线电信号 57
4.3 辅助通道与状态机简介 62
4.3.1 内部传感器读取位置和方向 64
4.3.2 外部位置传感器读数（GPS） 68
4.3.3 读取模拟传感器 72
4.3.4 信号滤波 73
4.3.5 读写数字 75
4.3.6 电池读数 77
4.3.7 通过主LED使用视觉警报 78
4.4 本章小结 79
第5章 操作 80
5.1 有线和无线串行通信 80
5.2 通信程序 83
5.2.1 发送数据的过程 84
5.2.2 数据验证过程 87
5.2.3 基本“校验和”方法的描述 87
5.2.4 XOR“校验和”方法的描述 87
5.3 轮询 89
5.4 通过串行通信和开发板从外部设备读取信息 97
5.5 写入无刷电机（BLDC电机） 99
5.5.1 代码优化 106
5.5.2 写入电机的简化函数 106
5.6 写入标准直流电机（有刷） 110
5.7 使用步进电机 117
5.8 使用伺服电机执行辅助任务 118
5.9 ArduPilot兼容电结 121
5.10 数据的使用与存储 121
5.11 使用Mission Planner GUI绘制SD数据 126
5.12 时间管理 133
5.13 本章小结 135
第6章 控制具有平稳飞行模式的四轴飞行器 136
6.1 多轴飞行器的基本建模 140
6.2 个例子：双轴飞行器（同轴电机分析） 149
6.3 速度运动学关系 155
6.3.1 动态平移方程 157
6.3.2 动态旋转方程 158
6.4 飞行模式 161
6.5 解耦的任务 163
6.6 控制方法 165
6.7 闭环与开环 165
6.8 饱和PD控制（飞行的软模式基本控制） 166
6.9 无人机飞行的实施 175
6.10 本章小结 180
参考资料 180
第三部分 实 时 模 式
第7章 实时工作环境 184
7.1 链接器 184
7.2 调度程序说明 184
7.3 实时模式/调度程序模式下的ArduPilot常用部件 185
7.4 测量任务执行时间 186
7.5 本章小结 190
第8章 应用程序代码 191
8.1 radio.pde模块 194
8.2 control.pde模块 194
8.3 data.pde模块 197
8.4 pose.pde模块 200
8.5 本章小结 201
参考资料 202
附录1 与其他SDK命令的比较 203
附录2 设置扩展代码 205
附录3 扩展头文件 206
附录4 完能代码 210
附录5 有用的关键字 215
附录6 安装ArduPilot库 216
附录7 推力矢量 234
附录8 全向 236
附录9 扩率的方法 239
附录10 四轴飞行器设结 241
附录11 使用头文件 245......本括三个部分，首先介绍自动驾驶仪和库的特。然后着重介绍对ArduPilot库的重要部分的理解，其中描述了代码的每个主要组成部分。第三部分是特部分，目的是将获得的知识扩展到实时应用程序。每个部分都详细描述了代码及其组件、应用程序和交互。
......

译者序
前言
作者简介
审校者简介
部分 物理机器人组装与测试
章 组装机器人 2
1.1GoPiGo3机器人介绍 2
1.1.1机器人技术角度 3
1.1.2编程角度 3
1.1.3机器人套件和资源 4
1.2熟悉嵌入式硬件 7
1.2.1GoPiGo3开发板 7
1.2.2Raerry Pi 3B+ 9
1.2.3为什么机器人需要CPU 10
1.3深入理解机电 10
1.4整合到一起 17
1.5快速硬件测试 18
1.5.1资源 18
1.5.2DexterOS入门 19
1.5.3用Bloxter编程 20
1.5.4校准机器人 20
1.5.5驱动机器人 22
1.5.6检查传感器 22
1.5.7关闭机器人 23
1.结 23
1.7习题 24
1.8进一步阅读 24
第2章 GoPiGo3的组件测试 25
2.1技术要求 25
2.2Python和JupyterLab入门 25
2.2.1为GoPiGo3启动JupyterLab 26
2.2.2硬件测试 29
2.3传感器和驱动的组件测试 32
2.3.1快速入门传感器和电动机 32
2.3.2机器人漫游 32
2.3.3距离传感器 35
2.3.4伺服软 40
2.3.5巡线跟随器 42
2.3.6IMU 43
2.3.7Raerry Pi 43
2.3.8GoPiGo3项目 45
2.结 46
2.5习题 46
2.6进一步阅读 47
第3章 ROS入门 48
3.1技术要求 48
3.2ROS基本概念 49
3.2.1ROS图 50
3.2.2ro 51
3.2.3工作空间和catkin 51
3.3配置ROS开发环境 52
3.3.1安装ROS 52
3.3.2集成开发环境 55
3.4ROS节点之间的通信—消息和主题 56
3.4.1创建工作空间 56
3.4.2设置ROS软 60
3.4.3发布主题的节点 62
3.4.4订阅主题的节点 65
3.4.5在同一节点中合并发布者和订阅者 67
3.5对ROS使用公开可用的软 69
3.结 69
3.7习题 70
3.8进一步阅读 70
部分 使用Gazebo进行
机器人
第4章 创建虚拟两轮ROS机器人 72
4.1技术要求 72
4.2RViz机器人可视化入门 73
4.3使用URDF构建差动驱动机器人 74
4.3.1用于GoPiGo3的URDF概述 75
4.3.2机器人主体URDF 76
4.3.3左右轮的URDF模型 79
4.4使用RViz在ROS中查看GoPiGo3模型 81
4.4.1理解roslaunch命令 82
4.4.2通过RViz控制GoPiGo3机器人的车轮 84
4.5URDF模型中的机器人参考坐标系 86
4.6在构建时使用RViz查看模型 88
4.6.1在RViz窗口中更改模型的外观 88
4.6.2使用ROS工具进行检查 89
4.结 90
4.8习题 90
4.9进一步阅读 91
第5章 使用Gazebo进行机器人行为 92
5.1技术要求 92
5.2Gazebo器入门 93
5.3修改机器人URDF 96
5.3.1扩展URDF以生成SDF机器人定义 97
5.3.2碰撞和物理质 97
5.3.3Gazebo标签 99
5.4验证Gazebo模型并查看URDF 99
5.5移动模型 102
5.结 105
5.7习题 105
5.8进一步阅读 106
第三部分 使用SLAM进行自航
第6章 在ROS中编程—命令和工具 108
6.1技术要求 109
6.2设置物理机器人 109
6.2.1下载并设置Ubuntu Mate 18.04 109
6.2.2访问自定义 110
6.2.3设置VNC服务器（x11vnc） 110
6.2.4Geany IDE 112
6.2.5安装GoPiGo3和DI传感器的驱动程序 112
6.2.6设置Pi Camera 114
6.2.7安装ROS Melodic 115
6.3ROS编程快速入门 116
6.3.1设置工作空间 116
6.3.2克隆ROS软 117
6.3.3次执行ROS节点 117
6.4案例研究1：编写ROS距离传感器软 118
6.4.1创建一个新软 119
6.4.2编写自己的源代码 119
6.5使用ROS命令 125
6.5.1Shell命令 125
6.5.2执行命令 126
6.5.3信息命令 127
6.5.4软和catkin工作空间 128
6.6创建并运行发布者和订阅者节点 129
6.7使用roslaunch自动执行节点 131
6.8案例研究2：ROS GUI开发工具—Pi Camera 133
6.8.1使用rqt_graph分析ROS图 134
6.8.2使用rqt_image_view显示图像数据 135
6.8.3用rqt_plot绘制传感器数据的时间序列 135
6.8.4使用rqt_bag播放录制的ROS会话 136
6.9使用ROS参数自定义机器能 138
6.1结 140
6.11习题 140
6.12进一步阅读 141
第7章 机器人控制与 142
7.1技术要求 142
7.2设置GoPiGo3开发环境 143
7.3案例研究3：使用键盘进行远程控制 146
7.3.1在机器人中运行gopigo3节点 146
7.3.2遥控软 149
7.3.3在笔记本电脑上运行远程操作 149
7.4使用ROS主题进行远程控制 151
7.4.1运动控制主题—/cmd_vel 151
7.4.2使用/cmd_vel直接驱动GoPiGo3 152
7.4.3检查GoPiGo3的X、Y和Z轴 154
7.4.4组合运动 154
7.5远程控制物理和虚拟机器人 155
7.5.1将ROS主节点还原到本地计算机 155
7.5.2用GazeboGoPiGo3 156
7......本书首先介绍GoPiGo3及其配备的传感器和执行器。然后，通过从零开始创建3D模型并使用Gazebo在ROS中运行模拟机器人来使用GoPiGo3的数字孪生模型。接下来展示如何使用GoPiGo3构建和运行一个了解周围环境的自主移动机器人。还探索了机器人如何学习尚未在代码中编程但通过观察其环境而获得的任务。本书甚还涵盖深度学习和强化学习等主题。在本书的末尾，读者将熟悉在机器人技术中构建特定用途应用程序的基础知识，并具备从零起步开发高度智能自主机器人的能力。本书适合机器人技术人员和业余爱好者阅读。
......

这套书包含《ROS机器人编程实践》和《无人机编程实战》两本，基于ArduPilot和Pixhawk平台，涵盖机器人设计与制作，自动驾驶和人工智能等内容，适合初学者和高级用户。玩法多样，可以通过实践操作来深入学习机器人编程和应用。

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