God 精品课程 2025-08-25

机器人操作系统ROS理论与实践课程

机器人操作系统ROS理论与实践-1

课程内容

1. 认识ROS（公开课）
1.1 课程介绍
         1.1.1 课程思路
         1.1.2 内容概览
         1.1.3 授课形式
1.2 ROS简介
         1.2.1 ROS起源
         1.2.2 国内外现状
         1.2.3 ROS设计目标
         1.2.4 ROS的特点
1.3 ROS系统架构
         1.3.1 系统架构
         1.3.2 通信机制
1.4 ROS安装
1.5 第一个ROS例程——小海龟仿真
2. ROS基础
2.1 创建工作空间
2.2 ROS通信编程
         2.2.1 Topic编程
         2.2.2 Service编程
         2.2.3 Action编程
2.3 实现分布式通讯
2.4 ROS中的关键组件
         2.4.1 Launch启动文件
         2.4.2 TF坐标变换
         2.4.3 Qt工具箱
         2.4.4 rviz可视化平台
         2.4.5 gazebo物理仿真环境
3. 机器人系统设计
3.1 机器人的定义与组成
3.2 机器人系统构建
         3.2.1 执行机构
         3.2.2 驱动系统
         3.2.3 传感系统
         3.2.4 控制系统
3.3 URDF机器人建模
         3.3.1 URDF模型
         3.3.2 创建机器人模型
         3.3.3 添加传感器
4. 机器人仿真
4.1 机器人模型优化
         4.1.1 xacro文件格式
         4.1.2 xacro的可编程特性
         4.1.3 URDF模型的优化
4.2 ArbotiX+rviz功能仿真
4.3 gazebo物理仿真
         4.3.1 ros_control
         4.3.2 创建仿真环境
         4.3.3 机器人仿真
         4.3.4 传感器仿真
5. 机器人感知
5.1 机器视觉
         5.1.1 ROS中的图像数据
         5.1.2 摄像头标定
         5.1.3 ROS中的OpenCV接口
         5.1.4 人脸识别/物体识别
         5.1.5 二维码识别
5.2 机器语音
         5.2.1 ROS集成科大讯飞SDK
         5.2.2 实现智能语音助手
6. 机器人SLAM与自主导航
6.1 机器人必备条件
6.2 ROS中常用SLAM功能包的应用
         6.2.1 gmapping SLAM
         6.2.2 hector SLAM
         6.2.3 ORB_SLAM
         6.2.4 google cartographer SLAM
6.3 ROS中的导航框架
         6.3.1 move_base功能包
         6.3.2 amcl功能包
6.4 导航框架的应用
         6.4.1 本地规划器与全局规划器的配置
         6.4.2 Gazebo导航仿真
7. MoveIt!机械臂控制
7.1 MoveIt!系统架构
7.2 创建机械臂模型
7.3 Setup Assistant配置机械臂
7.4 添加机器人控制器
7.5 MoveIt!编程学习
7.6 Gazebo机械臂仿真
7.7 ROS-I框架介绍
8. ROS机器人综合应用
8.1 ROS机器人实例介绍
         8.1.1 PR2
         8.1.2 TurtleBot
         8.1.3 HRMRP
         8.1.4 Kungfu ARM
8.2 构建综合机器人平台mbot
         8.2.1 移动机器人+机械臂
         8.2.2 综合应用（结合学员研究方向）
9. ROS 2.0
9.1 为什要有ROS 2
9.2 什么是ROS 2
9.3 如何安装ROS 2
9.4 ROS 2中的话题与服务编程
9.5 ROS 2与ROS 1的集成
9.6 课程总结与展望