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ROS2入门 · 从零搭建机器人系统

📚 共计 30 章节

ROS2概述与环境搭建

ROS2历史、核心概念（节点、话题、服务、动作）、与ROS1区别、Ubuntu安装Humble、环境变量、验证安装

ROS2核心概念详解

节点、话题、服务、动作原理，rqt_graph可视化节点通信

核心可视化

工作空间与功能包

创建工作空间、功能包、Colcon编译、功能包组织结构

话题通信编程

发布者/订阅者节点、自定义消息、C++与Python实现

服务通信编程

服务端/客户端节点、自定义服务接口、同步与异步调用

动作通信编程

动作服务器/客户端、自定义动作接口、反馈机制

参数服务器

参数概念、设置与获取、动态参数配置、参数文件

ROS2命令行工具

ros2 node/topic/service/action/param/launch，调试与监控

编写Launch、多节点启动、参数传递、条件启动、包含其他Launch

启动自动化

TF2库、广播与监听、静态/动态变换、机器人建模应用

URDF机器人建模

URDF语法、link/joint、xacro优化、Rviz可视化

传感器数据处理

激光雷达数据读取与可视化、摄像头图像、IMU融合

传感器数据

机器人控制基础

底盘驱动节点、/cmd_vel速度指令、/odom里程计

GMapping/Cartographer、slam_toolbox建图、保存与加载地图

导航堆栈(Navigation2)

Nav2框架、全局/局部规划器、代价地图、AMCL定位

全局规划A* / Dijkstra、局部规划DWA/TEB、动态避障

MoveIt2机械臂控制

MoveIt2框架、运动规划组、正逆运动学、轨迹规划与执行

机械臂MoveIt2

仿真环境搭建

Gazebo/Ignition仿真器、创建世界、加载机器人、传感器仿真

多机器人系统

多机器人通信、分布式架构、协同SLAM

ROS2与硬件接口

GPIO、I2C/SPI、Arduino桥接、Micro-ROS

硬件嵌入式

日志与调试

ROS2日志、rqt_console、ros2 bag录制/回放、性能分析

DDS协议、QoS策略、实时性、跨网络通信

ROS2与深度学习

集成TensorFlow/PyTorch、发布推理结果、目标检测与跟踪

机器人视觉

OpenCV在ROS2、相机标定、物体识别与位姿估计

状态估计与滤波

卡尔曼滤波、EKF、粒子滤波在机器人定位中的应用

滤波状态估计

ROS2软件包管理

查找/安装第三方包、rosdep依赖管理、创建与发布包

包管理rosdep

ROS2安全机制

SROS2安全框架、访问控制、加密通信、安全启动

rosbridge_suite、WebSocket、机器人Web控制界面

综合项目实战（上）

设计差分驱动轮式机器人，建图、导航与自主巡航

综合项目实战（下）

集成机械臂与视觉，抓取任务，系统优化与部署