机器人SLAM技术及其ROS系统应用_徐本连鲁明丽_9787111693031

本书是“十三五”江苏省高等学校重点教材。全书贯彻“理论与实际相结合，教学与实践相统一，紧跟当前SLAM研究重点”的思想，以ROS系统作为平台，以Turtlebot机器人为载体，以实际应用为纽带，在ROS系统中实现各种SLAM算法。
全书共分为5章。第1章介绍SLAM的基本定义、分类及其数学模型，对ROS系统进行简要描述，分析在ROS系统下基于激光特征点的SLAM技术和基于视觉的SLAM技术的特点。第2章详细分析一些典型的基于矢量的SLAM算法和基于随机有限集的SLAM算法的基本原理及其实现。第3章给出ROS系统的详细安装步骤以及部分常用的ROS系统基本操作命令，并以Turtlebot机器人为载体进行基础功能包的安装和测试。第4章首先介绍用于SLAM的ROS相关工具及其使用，然后分别介绍基于激光雷达的Gmapping、Hector SLAM、Cartographer的原理，以及在机器人Turtlebot上的算法实现。第5章介绍基于视觉的MonoSLAM、ORBSLAM2工作原理及其实现步骤，同时介绍多机器人视觉SLAM系统和地图融合实现过程。
本书可作为机器人工程、自动化、机械电子工程、智能制造工程等相关专业高年级本科生或者研究生的教材，也可供相关工程技术人员参考。

随着无人驾驶、机器人自主探测、智能物流配送等应用越来越广泛，定位与地图构建（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）作为这些应用的基础，成为目前的研究热点。SLAM相关的研究有很多，许多方法也得到了实际的应用，相应的出版物也较多，但关于所涉及的方法、技术的系统性与可操作性等方面的书籍仍然非常缺乏。
本书结合编者多年科研成果以及应用型本科课程教学经验撰写而成，内容新颖，覆盖面广，将科研成果分结构、分层次地融入到知识体系之中，同时还吸纳了国内外该领域的众多代表性成果。本书在注重理论知识的同时，以ROS系统作为平台，以Turtlebot机器人为载体，实现相应的SLAM算法，以求理论与实际相结合，紧跟当前SLAM的前沿研究成果。在讲解算法原理的同时，以实际应用为纽带，在ROS系统中实现相应算法，使读者能够快速地理解和掌握相关内容。本书可作为机器人工程、自动化、机械电子工程、智能制造工程等相关专业高年级本科生或者研究生的教材，也可供相关工程技术人员参考。
本书的编写队伍由具有科研与工程经验的一线教师组成。全书共分为5章，由徐本连教授统稿并审定。第1章介绍SLAM的基本定义、分类及其数学模型，对ROS系统进行简要描述，分析在ROS系统下基于激光特征点的SLAM技术和基于视觉的SLAM技术的特点，本章主要由徐本连教授完成。第2章详细分析一些典型的基于矢量的SLAM算法和基于随机有限集的SLAM算法的基本原理及其实现，本章主要由鲁明丽副教授、徐本连教授完成。第3章给出ROS系统的详细安装步骤以及部分常用的ROS系统基本操作命令，并以Turtlebot机器人为载体进行基础功能包的安装和测试，本章主要由鲁明丽副教授、赵彩虹副教授完成。第4章介绍用于SLAM的ROS相关工具及其使用，以及基于激光雷达的Gmapping、Hector、Cartographer的原理，并在机器人Turtlebot上对这三种算法进行功能实现，本章主要由鲁明丽副教授、袁儒鹏博士完成。第5章主要介绍基于视觉的MonoSLAM、ORBSLAM2工作原理及其实现步骤，同时介绍多机器人视觉SLAM系统和地图融合实现过程，本章主要由鲁明丽副教授、从金亮博士完成。施健、李震、孙士秦、赵康也参与了本书的编写。同时特别感谢清华大学王凌教授在百忙中审阅书稿并提出宝贵的修改建议。
由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，敬请广大读者批评指正。

编者

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