本书主要分析ROS的核心功能实现原理，探讨基于ROS的智能机器人软件系统优化开发方法与实现技术。本书主要分为四部分：智能机器人发展现状和ROS基本框架;ROS核心功能包集实现原理及源码分析;基于ROS的服务、工业智能机器人开发;ROS优化及智能机器人软件展望。

　　周兴社，从事计算机专业教学30余年，主讲计算机操作系统、嵌入式计算系统、分布式计算系统等课程；早期主编过《计算机操作系统》教材，不少大学采用；担任计算机学院院长15年之久，兼任软件与微电子学院院长10年，曾任教育部计算机教学指导委员会委员、对计算机类高等教育有较深刻的认识和一定的研究；主持的“国际化工程型软件人才培养”获得国家教学成果二等奖；主持的“嵌入式系统创新人才培养模式”获得省教学成果一等奖；作为负责人之一的计算机操作系统课程为精品课程；教学团队为省级教学团队。

前言
第1章　智能机器人及其发展概述
1.1　智能机器人概念及其特点
1.2　智能机器人的组成
1.3　智能机器人的分类
第2章　ROS体系架构
2.1　ROS框架
2.2　ROS2.0框架
2.3　本章小结
第3章　ROS通信机制
3.1　ROS通信机制概述
3.2　基于主题的异步数据流通信
3.3　基于服务的同步RPC通信
3.4　基于参数服务器的数据传递
3.5　本章小结
第4章　ROS坐标变换体系及其实现
4.1　机器人运动学基本原理
4.2　ROS tf
4.3　tf原理分析
4.4　特定机器人的ROS tf应用实例
4.5　本章小结
第5章　ROS任务调度与有限状态机实现
5.1　ROS任务调度接口设计
5.2　ROS有限状态机的SMACH
5.3　本章小结
第6章　ROS运动规划及其实现
6.1　智能机器人运动控制概述
6.2　ROS MoveIt包介绍
6.3　运动规划库
6.4　RRT算法
6.5　本章小结
第7章　基于ROS的智能机器人系统开发方法
7.1　ROS实时化
7.2　遗产代码的ROS集成
7.3　机器人任务级编程
7.4　本章小结
第8章　基于ROS的服务智能机器人设计
8.1　服务智能机器人的基本情况
8.2　ROS导航功能包集介绍
8.3　基于ROS的服务智能机器人设计案例
8.4　本章小结
第9章　基于ROS的工业智能机器人设计
9.1　工业智能机器人及其软件开发挑战
9.2　ROS-Industrial
9.3　基于ROS-Industrial的工业智能机器人开发实例
9.4　本章小结
第10章　智能机器人软件平台及其未来发展
10.1　其他智能机器人软件平台
10.2　智能机器人软件未来的发展方向
10.3　云机器人软件平台
参考文献

　　前言
　　近年来，随着机电一体化、嵌入式系统及人工智能等科学技术的快速发展，智能机器人的研究与应用在全球范围内方兴未艾。在世界主要科技强国近年陆续出台的科技与产业发展规划中，工业、农业、服务、特种等各类智能机器人均作为核心技术受到了前所未有的重视，智能机器人应用已经成为衡量一个国家工业化和信息化发展水平的重要标志。
　　智能机器人具备的自主感知、运动规划、动作控制和协同活动等能力不仅取决于智能机器人所配置的硬件平台，也与其软件系统功能和性能密切相关。机器人操作系统是各类智能机器人的基础性运行与开发软件平台，其在屏蔽智能机器人异构硬件资源的基础上，支撑实现了智能机器人运行控制与管理，以及应用软件的开发，是构成各类智能机器人控制和任务软件系统的重要组成部分。
　　作为开放源码的机器人运行支撑软件和开发工具集，机器人操作系统ROS(Robot Operating System)不仅具有智能机器人的环境感知、运动控制、操作管理及多机协同等运行支撑功能，而且可以支持智能机器人应用软件和系统的功能验证、环境仿真及可视演示等高效开发活动。由于ROS具有分布式架构、多语言支持、易于扩展、持续发展等特点，其已成为各类智能机器人运行与开发的主流通用软件平台。本书主要分析ROS的核心功能实现原理，探讨基于ROS的智能机器人软件系统优化开发方法与实现技术，旨在为相关专业的本科生和研究生学习提供原理性教材，并为从事智能机器人技术研发、系统集成及领域应用的技术人员提供专业化的技术参考。
　　本书共分为10章，由周兴社统编和审核；杨刚负责第1和第10章的编写以及部分章节的完善；王岚参编了第2、3、7章，并整理了各章的图表；曾闹闹参编了第4、8章；张森参编了第5、9章；刘添福参编了第6章和第10章的部分内容；袁艺文参编了第5章的部分内容；闫小成参编了第6章的部分内容。在此，主编对各位参编者的贡献表示感谢，并感谢机械工业出版社编辑的辛勤工作。
　　我国在《经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中将智能机器人定位为战略性新兴产业，并提出大力发展工业机器人、服务机器人、手术机器人和军用机器人，推动人工智能技术应用；“国家创新驱动战略”将“智能制造与机器人”列为国家重大专项；《中国制造2025》将智能机器人列为核心技术。相信在未来十年，乃至更长的时间内，我国智能机器人技术与产业必将获得快速发展，智能机器人领域应用将会出现百花齐放的局面，从而促进工业进步，满足特种需求，服务人民生活。本书若能为此尽些绵薄之力，我们将会倍感欣慰。

　　1954年，美国人乔治·德沃尔制造出了世界上第一台可编程的机器人；1959年，德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出了第一台工业机器人，自此之后，机器人大体经历了如下三个发展阶段。第一代机器人称为示教再现型机器人，它是通过计算机控制一个多自由度的机械，并通过示教存储程序和信息，在工作时读取信息，发出指令，机器人就可以根据事先示教的结果，再现出同样的动作，如汽车点焊机器人只要对其示教点焊过程，它就总是重复同样的操作，不过因为其对于外界环境没有感知，因而操作力大小、点焊质量等均无从知晓。第二代机器人称为带感觉的机器人，通过为其配置各类传感器，其具有一定程度的力觉、触觉、视觉等感觉能力，如当搬运机器人抓住一样物体时，它就能自动感觉出实际的用力大小，并能通过视觉感受和识别出物体的形状、大小及其颜色。第三代机器人即智能机器人，目标是只需要告诉它做什么，而不用告诉它怎么做，它就能完成感知、运动、推理和人机交互等功能和机能，目前还只在局部有这种智能的概念和含义，随着科学技术的不断发展，智能的概念与内涵将会越来越丰富。
　　到目前为止，在世界范围内还没有一个统一的智能机器人的定义。1956年，马文·明斯基提出了他对智能机器的理解：“智能机器能够创建周围环境的抽象模型，一旦遇到问题，便能够从抽象模型中寻找解决方法”。该定义对此后30年智能机器人的研究方向产生了重要影响。
　　还有一种理解是智能机器人是具备某些与生物类似的智能能力且具有高度灵活性的自动化机器。大多数专家认为智能机器人至少要具备以下三个要素：一是感觉要素，用来认知周围的环境状态；二是运动要素，用来对外界做出反应性动作；三是思考要素，根据感觉要素所得到的信息，思考应采用什么样的动作。