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| 內容簡介： |
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书是ROS智能机器人控制理实一体化教学配套实践教材，面向新型工业化时期智能及高端装备制造领域，结合新工科复合型专业技术人才综合能力培养的教学诉求，并融入作者十余载对基于ROS（Robot Operating System，机器人操作系统）的移动机器人开发实践及教学经验编写而成。全书共分为十个实验，从对移动机器人系统的基本认知开始，逐步深入到基于ROS的各类实践应用，整体遵循由浅入深、由基础到应用的逻辑顺序。具体而言，包括了机器人的基本组成、工作原理、ROS的基本操作和编程方法、读取传感器数据、控制机器人底盘运动等基础实践，同时还有机械臂物料搬运、移动机器人的视觉导引、视觉分拣、SLAM建图以及自主导航等高级应用实践，最后通过移动机器人码垛综合应用的实践展示了ROS在实际工业生产中的应用效果。本书为内容丰富、结构清晰、实用性强的机器人技术教程，既适合作为高等院校机器人工程、自动化等相关专业的教材，也可作为机器人爱好者和从业者的自学参考书，还可供行业、企业及机器人联盟和培训机构的相关技术人员参考。
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| 目錄：
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实验1 移动机器人系统认知 001
一、实验目的 002
二、实验原理 002
三、实验内容及流程 003
四、实验仪器及材料 003
五、实验步骤 003
六、实验小结 006
实验2 基于ROS系统的小乌龟仿真 009
一、实验目的 010
二、实验原理 010
三、实验内容及流程 011
四、实验仪器及材料 011
五、实验步骤 012
六、实验小结 014
实验3 基于ROS系统传感器数据读取 017
一、实验目的 018
二、实验原理 018
三、实验内容及流程 019
四、实验仪器及材料 020
五、实验步骤 020
六、实验小结 022
实验4 移动机器人底盘运动 025
一、实验目的 026
二、实验原理 026
三、实验内容及流程 027
四、实验仪器及材料 028
五、实验步骤 028
六、实验小结 030
实验5 机械臂物料搬运 033
一、实验目的 034
二、实验原理 034
三、实验内容及流程 035
四、实验仪器及材料 035
五、实验步骤 036
六、实验小结 039
实验6 移动机器人视觉导引 043
一、实验目的 044
二、实验原理 044
三、实验内容及流程 045
四、实验仪器及材料 045
五、实验步骤 046
六、实验小结 050
实验7 移动机器人视觉分拣 053
一、实验目的 054
二、实验原理 054
三、实验内容及流程 055
四、实验仪器及材料 055
五、实验步骤 056
六、实验小结 060
实验8 移动机器人SLAM建图 063
一、实验目的 064
二、实验原理 064
三、实验内容及流程 065
四、实验仪器及材料 066
五、实验步骤 066
六、实验小结 069
实验9 移动机器人SLAM自主导航 073
一、实验目的 074
二、实验原理 074
三、实验内容及流程 075
四、实验仪器及材料 076
五、实验步骤 076
六、实验小结 080
实验10 移动机器人码垛应用 083
一、实验目的 084
二、实验原理 084
三、实验内容及流程 085
四、实验仪器及材料 085
五、实验步骤 086
六、实验小结 089
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| 內容試閱：
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党的二十大报告指出，“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务”，要“加快构建新发展格局，着力推动高质量发展”。这标志着新质生产力的崛起，它以其高科技、高效能、高质量的特征，不仅摆脱了传统经济增长方式和生产力发展路径的束缚，更成为符合新发展理念的先进生产力质态。在此背景下，卓越工程师等新工科复合型专业技术人才的培养显得尤为重要，这将成为推动新质生产力发展的关键力量。本书着重把握科技革命和产业变革加速演进中的移动机器人这一重要环节，通过深入的教材体系设计、知识模块重构、案例任务驱动和数字资源赋能等系统化建设，推动移动机器人领域的创新与发展，培养具备高素质、高技能的战略性新兴产业人才。
移动机器人产业发展近年来呈现出迅猛的增长态势，其应用领域不断拓宽，市场规模持续扩大。据移动机器人（AGV/AMR）产业联盟，2023年中国移动机器人销售规模约为212亿元，同比增长14.59%；销售数量约为12.5万台，同比增长34.41%。
然而，目前我国智能移动机器人领域正面临综合素质高、技术全面、技能熟练的专业技术人才匮乏的严峻挑战。移动机器人技术涉及多个学科领域，包括机械、电子、计算机、人工智能等，其产业发展的速度往往超过人才培养的速度，现有的教育体系和培训机构在培养移动机器人领域的高质量人才方面还存在一定的滞后性，无法完全满足市场的快速变化。
在此背景下，教育的责任和使命注定了教育体系需要与时俱进，紧密对接产业前沿，培养具备跨学科知识、创新能力和实践经验的移动机器人领域人才。而现有同类教材往往缺乏足够的实践性和案例教学，在内容组织和结构安排上过于注重基础知识和细节，而忽略了对学生思维能力、创新能力和思政能力的培养。基于此，我们组织编写了本教材。
本书特点如下：
① 理论实践紧密结合，配套教材助力促进深度学习。本书与配套的理论教材《基于ROS的智能机器人控制》相辅相成，形成了一套完整的学习体系。实践教材侧重于ROS移动机器人开发中的实际应用，通过丰富的案例和项目，引导学生深入理解ROS的核心概念和操作技巧。而配套的理论教材则提供深入的理论知识和背景，为实践应用提供坚实的理论基础。学生可以在学习实践教材时，随时查阅配套的理论教材以获取更深入的理论支持；同样地，在学习理论教材时，也可以通过实践教材中的案例和项目来加深理解和记忆。
② 活页设计促进灵活实践，交流展示助力团队合作。本书采用独特的活页式设计，每个实验后的实验表格可以灵活拆下，学生可以在实验过程中随时记录数据、观察现象，并将实验表格作为学习成果进行展示和交流。既便于学生独立操作，又有助于知识的深度吸收与实践。
③ 内容讲解通俗化。本书以通俗易懂的语言，详细阐述了各实验步骤，不仅帮助学 生了解操作方法（知其然），更深入解释背后的原理（知其所以然），从而使得学生更好地 掌握实际操作技能。
本书由浙江师范大学兰虎、河海大学庄曙东和成都理工大学胡波主编，浙江师范大学 温建明担任主审。实验 1 由胡波编写，实验 2 由庄曙东编写，实验 3 由兰虎编写，实验 4 由天津职业技术师范大学毛福新编写，实验 5 由华中科技大学罗龙君编写，实验 6 由重庆 大学金翠红编写，实验 7 由重庆科技大学周明举编写，实验 8 由黄山学院郑小帆编写，实 验 9 由西北民族大学王叶南编写，实验 10 由北京启创远景科技有限公司张纪伟和宁波创 非凡工程技术研究有限公司董吉平共同编写。全书由兰虎统稿。
从目标决策、体系构建、内容重构、教学设计、案例遴选、形式呈现、合同签订、定 稿出版，本书的开发工作历时两年之久，衷心感谢参与本书编写的所有同仁的呕心付出！ 特别感谢中国高等教育学会高等教育科学研究规划课题 (23SZH0202)、天津市普通高等学 校本科教学质量与教学改革研究计划重点项目 (A231005501)、湖北省高等教育学会教育科 研课题 (2024ZX041)、华中科技大学教学研究项目 (2023152)、北京启创远景科技有限公司 等给予的经费支持！感谢宁波创非凡工程技术研究有限公司、金华慧研科技有限公司等给 予的教材资源支持！
由于编者水平有限，书中难免有不足之处，恳请读者批评指正，可将意见和建议反馈 至 E-mail：lanhu@zjnu.edu.cn。
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