本书使用说明
前言
这本书，讲机器人操作系统（ROS），更讲机器人。
ROS缘起
2007 年，一群怀揣梦想的年轻人，正在斯坦福大学的机器人实验室里进行一场头脑风暴： 如果可以开发一款硬件足够强大的机器人，再搭配足够好用的软件系统，那么在此之上开发的应用功能就可以被快速分享了。例如，我做的自主导航功能你可以用，你做的物体抓取功能我也可以用，只需开发一个标准化的软硬件平台，在此之上的应用就会逐渐流行，这将打造机器人领域的一个全新“爆品”。'类似的原理造就了以计算机为平台的计算机时代，和以手机为平台的移动互联网时代，下一个以机器人为核心的智能机器人时代，是否也会遵循这样的逻辑？
将近20年过去了，以“事后诸葛亮”的视角来看，当时那群年轻人花重金打造的服务机器 人并没有走进千家万户。机器人不像计算机或手机，它需要和外界环境产生多种多样的交互，硬件形态非常难以统一，小到纳米医疗机器人、家用娱乐机器人，大到智能驾驶汽车、人形机器人，都是未来会并存的机器人形态。不过，当年遵循“提高机器人软件复用率”思想开发的机器人操作系统——ROS，在2010年开源之后快速发展，助推过去十几年机器人行业的繁荣，逐渐成为智能机器人开发的主流标准。
当然，ROS的快速发展也远超那群年轻人的预期，本来只是为一款家用服务机器人设计的 系统，被逐渐用于巡检、运输、农业等众多领域。需求越来越多，问题也越来越多，为了打造一款能够成为通用机器人标准化软件平台的“操作系统”，ROS 2在2014年第一次被提出，之后推出多个测试版本，并于2017年年底发布第一个正式版本。截至本书定稿时，ROS 2全新的稳定版本Jazzy Jalisco 发布，这也代表着ROS 2走向成熟。
智能机器人时代
在ROS 2快速迭代的同时，人工智能和机器人行业也发生了天翻地覆的变化。ChatGPT如 一声惊雷，掀开了人工智能的大模型时代。相比过去的深度学习，大模型有更大的模型规模，就像一个有更多神经元的大脑一样，更加聪明、稳定。在ChatGPT之后，全球涌现了数百种大模型，这些大模型快速与各行各业结合。在机器人领域，原本遭受诸多诟病的智能化问题，也因为大模型的出现，而拥有了新的可能。
同时，机器人正在从工厂走向生活，餐厅里有送餐机器人，酒店里有送物机器人，家里有 扫地机器人，路面上有自动驾驶汽车，再加上已然成为热点的人形机器人，机器人行业从底层硬件，到软件系统，再到智能化应用，正在逐渐成熟，智能机器人时代的序幕已经缓缓拉开。
我从2008年开始开发机器人，2011年接触ROS，2012年创办了“古月居”机器人社区， 2022 年开始打造RDK机器人开发者套件，亲眼见证了ROS与机器人行业的相伴快速成长，也 有幸和众多伙伴一起助推ROS在国内的普及应用。如今，“古月居”已经成为汇聚了200多万 名开发者的机器人社区，RDK也正成为智能机器人开发套件的首选，一个全新的智能机器人时 代正在向大家招手。
本书特色和内容
本书汇聚了我过去十几年的机器人开发经验，虽然将ROS作为贯穿全书的主线，但更重要 的是告诉所有读者：ROS既是开发机器人的软件平台，也是软件工具，在开发机器人时，不仅 要会用这个工具，还要懂机器人开发的诸多原理。所以，本书不仅会详细讲解ROS 2的基本概念，更会介绍如何将这些概念应用在机器人开发中，同时指导读者从零构建一个完整的机器人系统。
本书共有9章，分为三部分。
第一部分（第1~3章）介绍ROS 2基础原理：主要讲解ROS 2的发展历程、核心原理和组 件工具，提供大量的编程和使用示例，为读者全面展示ROS 2的基础原理和功能。
第二部分（第4~6章）介绍ROS 2机器人设计：主要讲解如何使用ROS 2设计一个仿真机 器人和实物机器人，有条件的读者甚至可以根据书中内容自己做一个机器人。
第三部分（第7~9章）介绍ROS 2机器人应用：主要讲解使用ROS 2开发机器人视觉识别、 地图构建和自主导航等众多应用的方法，让机器人不仅动得了，还能看懂和理解周围的环境，并且产生进一步的交互运动。
本书采用最新稳定版本ROS 2系统和全新一代的Gazebo机器人仿真平台，绝大部分功能 和源码可以在单独的计算机和Gazebo仿真平台上运行。同时，本书介绍实物机器人的搭建方法，并且在实物机器人上实现相应的功能。配套源码都加入了中文注释，同时针对核心内容提供C++和Python 两个版本，方便读者理解。
所以，本书不仅适合希望了解、学习、应用ROS 2的机器人初学者，也适合有一定经验的 机器人开发工程师，同时可以作为资深机器人开发者的参考手册。
致谢
本书的出版离不开众多“贵人”的帮助。感谢我的妻子薛先茹，谢谢你陪我辗转多地并一 直无条件支持我；感谢两个对世界充满好奇的小朋友胡敬然、胡泽然，是你们给了我前进的动力和思考的源泉；感谢电子工业出版社的支持，郑柳洁编辑为本书提供了很多宝贵建议，并组织推动本书顺利出版，张晶老师为本书的编排付出了大量心血；感谢本书的另一位作者李乔龙，配合我完成了全书的写作和修正工作；感谢当年斯坦福那群打造 ROS 的年轻人：Morgan Quigley、Brian Gerkey、Tully Foote 等，是你们大胆的想法和尝试，带来了机器人开发标准化的可能；感谢ROS机器人开发之路上一路同行的伙伴，我们都是智能机器人时代的创造者。要感谢的人太多，无法一一列举，但是我都铭记在心。
说明
为了方便读者阅读和学习本书，“古月居”机器人社区网站（guyuehome.com）专门设置 了一个主页（在导航栏中单击“图书”选项进入专属页面），供读者下载配套代码、查看操作指令，还可以学习很多配套的视频教程。
机器人系统错综复杂，ROS版本变化繁多，书中难免有不足和错误之处，欢迎读者朋友批 评指正，相关问题都可以在“古月居”机器人社区交流。
最后分享胡适先生的一句名言，愿你我共勉：怕什么真理无穷，进一寸有一寸的欢喜。
代码仓库
| 名称 | 链接 | 说明 |
|---|---|---|
| ros2_21_tutorials | https://gitee.com/guyuehome/ros2_21_tutorials | ros2 21讲上手代码 |
| originbot | https://gitee.com/guyuehome/originbot | originbot机器人端功能包仓库 |
| originbot_desktop | https://gitee.com/guyuehome/originbot_desktop | originbot电脑端功能包仓库 |
| originbot_controller | https://gitee.com/guyuehome/originbot_controller | originbot控制器源码仓库 |
下载代码
您可以通过以下命令克隆代码仓库：
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本章节后续内容说明
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