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店鋪： 蘭興達圖書專營店

齣版社： 機械工業

ISBN：9787111598237

商品編碼：28470760613

深入解析ROS2：從理論到實踐的全麵指南 本書旨在為廣大ROS2開發者、機器人愛好者以及相關領域的研究人員提供一份詳盡而實用的技術指南。我們緻力於剝離那些可能令人望而生畏的復雜性，以清晰、循序漸進的方式，引領讀者深入理解ROS2的核心概念、架構設計，並掌握其在實際機器人開發中的應用技巧。不同於市麵上一些側重於特定技術點或僅停留在錶麵介紹的讀物，本書將力求從根本上解答“為什麼”和“如何做”，幫助讀者建立起一套紮實的ROS2知識體係，能夠獨立解決開發中遇到的問題，並為未來的技術探索打下堅實基礎。 第一部分：ROS2核心架構與原理透視 本部分將是本書的基石，我們首先會深入探討ROS2與前代ROS1在設計理念和技術實現上的關鍵差異。理解這些差異，是掌握ROS2的關鍵。 ROS2的演進之路： 為什麼需要ROS2？ROS1的局限性在哪裏？ROS2在可靠性、實時性、安全性和跨平颱兼容性等方麵進行瞭哪些根本性的改進？我們將通過對比分析，讓讀者深刻理解ROS2的設計哲學。 DDS（Data Distribution Service）： 作為ROS2的核心通信中間件，DDS扮演著至關重要的角色。本書將詳細介紹DDS的工作原理，包括其發布/訂閱模型、服務、動作、參數服務器等核心概念。我們將深入剖析DDS的質量服務（Quality of Service, QoS）策略，例如可靠性（Reliability）、持久性（Durability）、期限（Liveliness）等，並闡述如何根據不同的應用場景靈活配置QoS，以滿足實時性、數據完整性等需求。 節點（Nodes）與通信機製： 詳細講解ROS2中節點的概念，如何創建、運行和管理節點。深入解析ROS2的通信模式：話題（Topics）、服務（Services）和動作（Actions）。我們將從源碼層麵分析它們的工作流程，以及如何使用C++和Python等語言實現節點的開發。 圖（Graph）與發現機製： ROS2如何構建和管理節點之間的通信圖？理解ROS2的運行時發現機製，以及它如何實現節點的動態連接和通信。 參數服務器（Parameter Server）與配置管理： 講解ROS2參數服務器的工作原理，如何動態地修改節點參數，以及它在機器人係統配置中的重要性。 構建係統（Build System）： 詳細介紹ROS2的構建係統——Colcon。從Colcon的工作流程、包（Package）的組織結構、CMakeLists.txt和setup.py文件的編寫，到如何處理依賴關係、構建和安裝ROS2包，我們將提供詳盡的指導和示例。 動作庫（Action Library）與執行流管理： 深入理解ROS2動作庫的設計，它如何實現長時間運行的任務，以及如何管理反饋和結果。我們將通過實例展示如何開發和使用自定義的動作。 ROS2的跨平颱能力： 介紹ROS2在Linux、macOS和Windows等不同操作係統上的支持情況，以及如何進行跨平颱開發和部署。 第二部分：ROS2實踐開發指南 在理解瞭ROS2的核心原理後，本部分將聚焦於實際的開發技能。我們將通過一係列精心設計的實例，帶領讀者逐步掌握ROS2的開發流程和常用工具。 ROS2工作空間（Workspace）的搭建與管理： 從零開始，手把手指導讀者搭建ROS2開發環境，創建和管理工作空間，理解ROS2包的結構和命名規範。 C++與Python節點開發實戰： 提供大量C++和Python的節點開發示例，涵蓋話題發布/訂閱、服務調用/提供、動作客戶端/服務器等基本功能。我們將重點講解如何在實際項目中編寫健壯、高效的節點代碼，並演示如何處理迴調函數、綫程安全等問題。 消息（Messages）、服務（Services）和動作（Actions）的自定義： 學習如何根據項目需求定義自己的消息、服務和動作接口，並將其集成到ROS2係統中。 ROS2工具鏈的深入應用： `ros2`命令行工具： 詳細介紹`ros2 topic`, `ros2 service`, `ros2 node`, `ros2 param`, `ros2 bag` 等常用命令的用法，以及它們在調試和監控ROS2係統中的作用。 RViz2可視化工具： 講解如何使用RViz2來可視化機器人的傳感器數據、模型、路徑規劃結果等。我們將演示如何創建和配置RViz2插件，以及如何將其集成到復雜的機器人仿真環境中。 Gazebo/Ignition仿真環境： 詳細介紹如何使用Gazebo或Ignition仿真器來創建和模擬機器人環境，以及如何將ROS2節點集成到仿真器中。我們將演示如何配置機器人模型、傳感器、物理屬性，並進行仿真測試。 Qt Creator等IDE集成： 指導讀者如何將ROS2開發集成到常用的集成開發環境（IDE）中，以提高開發效率。 ROS2的參數化與配置： 深入探討ROS2的參數管理機製，包括靜態參數、動態參數、YAML配置文件等，並演示如何有效地管理和加載機器人係統的配置。 ROS2的日誌係統與調試技巧： 講解ROS2內置的日誌係統，如何設置不同的日誌級彆，以及如何利用日誌進行故障排查。 ROS2包的打包、分發與部署： 學習如何將自己的ROS2項目打包成可重用的ROS2包，以及如何進行安裝和部署。 ROS2的安全性（Security）： 介紹ROS2在安全性方麵的設計，包括節點認證、數據加密、訪問控製等，並演示如何在實際項目中啓用和配置ROS2的安全特性。 ROS2的實時性保證： 討論ROS2如何支持實時性要求，包括與RTOS（實時操作係統）的集成、DDS的實時配置等。 第三部分：ROS2在高級應用場景中的探索 在掌握瞭ROS2的基礎開發技能後，本部分將引導讀者探索ROS2在更廣泛、更復雜的機器人應用場景中的潛力。 機器人導航（Navigation2）： 深入剖析ROS2導航棧（Navigation2）的設計理念和核心組件，包括SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）、路徑規劃（Planning）、局部避障（Local Obstacle Avoidance）和行為樹（Behavior Trees）等。我們將通過實際案例，演示如何配置和使用Navigation2實現機器人的自主導航。 機器人感知（Perception）： 介紹ROS2在機器人感知領域的常用技術和庫，例如PCL（Point Cloud Library）的集成、OpenCV的應用、深度學習模型的部署等。我們將演示如何處理激光雷達點雲、相機圖像等傳感器數據，並提取有用的環境信息。 機器人控製（Control）： 探討ROS2在機器人運動控製領域的應用，包括PID控製、力/扭矩控製、軌跡跟蹤等。我們將展示如何實現機器人關節的精確控製。 多機器人協同（Multi-Robot Systems）： 介紹ROS2在支持多機器人協同工作方麵的能力，包括通信、任務分配、協調等方麵的挑戰與解決方案。 ROS2與雲計算的集成： 探討ROS2如何與AWS Robot Operating System (ROS) on AWS, Azure, Google Cloud等雲計算平颱進行集成，實現數據存儲、遠程監控、模型訓練等功能。 ROS2的性能優化與調優： 分享在實際項目中進行ROS2係統性能分析和優化的技巧，包括識彆性能瓶頸、優化通信、代碼重構等。 本書的目標不僅僅是教會讀者如何“使用”ROS2，更是要幫助讀者“理解”ROS2。我們相信，通過對ROS2核心原理的深入理解，結閤大量的實踐案例，讀者將能夠更加自信地應對各種機器人開發挑戰，並能夠根據實際需求靈活地設計和實現自己的機器人係統。無論您是初學者還是有一定ROS基礎的開發者，都能從本書中獲得寶貴的知識和啓發。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實操性強得令人驚喜，與其說是一本教程，不如說是一本詳盡的“故障排除手冊”。我最近在做一個需要進行精確路徑規劃的自主導航項目，遇到瞭一個棘手的定位漂移問題。我在嘗試瞭各種參數調整無果後，抱著試試看的心態翻到瞭關於SLAM與定位結閤的部分。作者沒有停留在傳統的AMCL介紹，而是深入講解瞭如何利用現代的傳感器融閤技術，特彆是結閤最新的因子圖優化方法來提升魯棒性。書裏提供的那套完整的環境搭建和調試流程，簡直是手把手的教學。我嚴格按照書中的步驟重新配置瞭我的傳感器數據流和TF樹，竟然奇跡般地解決瞭睏擾我兩周的精度問題。這種直接指嚮痛點的解決思路，體現瞭作者深厚的工程經驗，而不是空洞的理論堆砌。對於那些渴望快速將概念轉化為實際運行代碼的工程師來說，這本書的價值是不可估量的。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，學習機器學習算法與機器人控製相結閤是通往高級自動化的必經之路，但市麵上鮮有能將這兩個領域無縫銜接的書籍。這本書在後半部分專門闢齣章節講解ROS2環境下的機器學習部署，這點讓我眼前一亮。它沒有僅僅停留在TensorFlow或PyTorch模型的訓練上，而是重點關注瞭如何在嵌入式設備上進行模型優化、量化，並通過ROS2的消息機製高效地傳遞推理結果給控製模塊。我特彆關注瞭它關於強化學習在機器人決策方麵的應用實例。作者沒有采用過於簡化的玩具案例，而是提供瞭一個相對貼近實際的抓取任務示例，並詳細解釋瞭如何設計奬勵函數以及如何處理探索與利用的權衡。這種將算法的“黑箱”轉化為可解釋、可部署的流程，極大地降低瞭跨領域學習的門檻，讓偏控製背景的讀者也能信心滿滿地邁入AI驅動機器人的新時代。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當吸引人，那種帶有未來感的藍色調和簡潔的排版，一下子就能抓住搞機器人開發的讀者的眼球。我本來對手頭的ROS2項目有點力不從心，總覺得官方文檔裏零散的信息需要花費大量時間去整理和理解。這本書的齣現，簡直就像是為我搭建瞭一個堅實的學習框架。它不是那種高高在上的理論說教，而是充滿瞭實戰的智慧。比如，對於初學者而言，ROS2的節點間通信（DDS實現機製）常常讓人摸不著頭腦，但這本書通過細緻的圖示和代碼示例，把復雜的概念拆解得非常透徹。我尤其欣賞它對不同中間件（FastDDS、CycloneDDS）性能差異的對比分析，這在實際部署中太重要瞭，能夠幫助我們根據應用場景做齣更優化的選擇。讀完前幾章，我對ROS2的底層架構有瞭全新的認識，感覺自己不再是隻會調用API的“搬磚工”，而是真正理解瞭其設計哲學的工程師。這對於日後遇到疑難雜癥進行深層次調試，無疑是巨大的助力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值在於其對“方法論”的強調，而非僅僅是“工具箱”。它教會我的，是如何在不斷迭代的機器人技術棧中保持清晰的思路。在討論到構建大型、分布式ROS2係統時，書中強調瞭接口定義語言（IDL）的重要性以及如何利用代碼生成工具來確保不同語言節點間的兼容性和健壯性。這是一種從頂層設計齣發的思考方式，遠比僅僅學習如何編寫單個節點要深刻得多。它引導我去思考項目的可維護性、擴展性和安全性。每當我在麵對一個全新的機器人項目需求時，我都會習慣性地迴翻這本書，檢查我的架構設計是否遵循瞭這些被實踐驗證過的最佳實踐。它就像是一位經驗豐富的老前輩，在你走入歧途前及時拉你一把，確保你走在一條高效、可持續的開發道路上。

評分☆☆☆☆☆

從語言風格上來說，這本書的敘述方式非常嚴謹而富有邏輯性，讀起來有一種教科書的專業感，但又不失親切。作者在解釋那些抽象概念時，總是能找到一個非常恰當的比喻或類比。例如，講解ROS2的QoS（服務質量）策略時，它不僅僅是羅列齣Reliable、Best Effort這些選項，而是用現實世界中“快遞投遞”和“實時視頻流”的場景來區分它們的適用性，這種場景化的解釋方法極大地幫助我理解瞭不同策略背後的性能權衡與資源消耗。對於那些需要撰寫技術文檔或進行項目匯報的讀者，這本書提供的專業術語使用和概念組織方式，本身就是一份極好的範本。它讓我在解釋我的ROS2係統設計時，能夠使用更加準確和專業的語言，提升瞭整個團隊的技術交流效率。