آموزش رباتیک با استفاده از پایتون: طراحی، شبیه سازی، برنامه نویسی و نمونه سازی یک ربات خودمختار متحرک با استفاده از ROS،Opencv،Pcl و پایتون

فصل 1، شروع به کار با سیستم‌عامل ربات
آموزش رباتیک با استفاده از پایتون شامل 9 فصل است که نحوه ساخت یک ربات مستقل متحرک از ابتدا و برنامه‌ریزی آن را با استفاده از پایتون توضیح می‌دهد. ربات ذکر شده در این کتاب یک ربات خدماتی است که می‌توان از آن برای سرو غذا در منزل، هتل و رستوران استفاده کرد. کتاب با مفاهیم اولیه رباتیک شروع می‌شود و سپس به مدل‌سازی و شبیه‌سازی سه‌بعدی ربات می‌پردازد. پس از شبیه‌سازی موفق ربات، اجزای موردنیاز سخت‌افزاری جهت ساخت نمونه اولیه ربات موردبحث قرار می‌گیرد.
بخش نرم‌افزاری این ربات عمدتا با استفاده از زبان برنامه‌نویسی پایتون و فریم ورک‌های نرم‌افزاری مانند Robot Operating System (ROS) و OpenCV پیاده‌سازی شده است. می‌توانید کاربرد پایتون را از طراحی ربات تا ایجاد رابط کاربری ربات مشاهده کنید. شبیه‌ساز Gazebo برای شبیه‌سازی ربات و کتابخانه‌های بینایی ماشین مانند OpenCV، OpenNI و PCL برای پردازش داده‌های تصویر دوبعدی و سه‌بعدی استفاده می‌شود. هر فصل با تئوری کافی برای درک بخش کاربردی ارائه شده است. این کتاب توسط متخصصان این حوزه موردنقد و بررسی قرارگرفته و حاصل کار دست و علاقه آن‌ها به علم رباتیک است.
این کتاب برای چه کسی است
یادگیری رباتیک با استفاده از پایتون همراه خوبی برای کارآفرینانی است که می‌خواهند دامنه رباتیک خدمات را کشف کنند، حرفه‌ای‌هایی که می‌خواهند ویژگی‌های بیش تری را در ربات‌های خود پیاده‌سازی کنند، محققانی که می‌خواهند بیش تر در مورد رباتیک کاوش کنند و علاقه‌مندان یا دانش‌آموزانی که می‌خواهند رباتیک را یاد بگیرند. این کتاب یک راهنمای گام‌به‌گام را دنبال می‌کند که به‌راحتی می‌تواند توسط هر کسی ضبط شود.
آنچه این کتاب پوشش می‌دهد
فصل 1، شروع به کار با سیستم‌عامل ربات، مفاهیم اساسی ROS را توضیح می‌دهد که بستر اصلی برای برنامه‌نویسی ربات است.
فصل 2، درک مبانی ربات‌های دیفرانسیلی، مفاهیم اساسی یک ربات متحرک دیفرانسیلی را موردبحث قرار می‌دهد. مفاهیم سینماتیک و سینماتیک معکوس محرک (درایو) دیفرانسیلی هستند. این فصل به شما کمک می‌کند تا کنترل کننده محرک دیفرانسیلی را در نرم‌افزار پیاده‌سازی کنید.
فصل 3، مدل‌سازی ربات محرک دیفرانسیلی، محاسبه محدودیت‌های طراحی ربات و مدل‌سازی دوبعدی/سه‌بعدی این ربات متحرک را موردبحث قرار می‌دهد. مدل‌سازی دوبعدی/سه‌بعدی بر اساس مجموعه‌ای از الزامات ربات است. پس از تکمیل طراحی و مدل‌سازی ربات، خواننده پارامترهای طراحی شده را دریافت می‌کند که می‌تواند برای ایجاد یک شبیه‌سازی ربات استفاده شود.
فصل 4، شبیه‌سازی یک ربات محرک دیفرانسیلی با استفاده از ROS، یک شبیه‌ساز رباتی به نام Gazebo را معرفی می‌کند و به خوانندگان کمک می‌کند تا ربات خود را با استفاده از آن شبیه‌سازی کنند.
فصل 5، طراحی سخت‌افزار و مدار ChefBot، انتخاب اجزای مختلف موردنیاز سخت‌افزاری برای ساخت Chefbot را موردبحث قرار می‌دهد.
فصل 6، واسط عملگرها و حسگرها به کنترل کننده ربات، در مورد اتصال عملگرها و حسگرهای مختلف مورداستفاده در این ربات با کنترل کننده Tiva C Launchpad بحث می‌کند.
فصل 7، رابط بین حس‌گرهای بینایی با ROS، در مورد رابط حس‌گرهای مختلف بینایی مانند Kinect و Orbecc Astra که می‌توانند در Chefbot برای ناوبری مستقل استفاده شوند، بحث می‌کند.
فصل 8، ساخت سخت‌افزار ChefBot و یک پارچه‌سازی نرم‌افزار، ساخت کامل سخت‌افزار و نرم‌افزار ربات در ROS را به‌منظور پیاده‌سازی ناوبری مستقل موردبحث قرار می‌دهد.
فصل 9، طراحی رابط کاربری گرافیکی برای یک ربات با استفاده از Qt و Python، توسعه یک رابط کاربری گرافیکی را موردبحث قرار می‌دهد تا به ربات فرمان دهد تا به یک میز در یک محیط هتل مانند حرکت کند.
تا بیش ترین بهره را از این کتاب ببرید
کتاب همه‌چیز در مورد ساخت یک ربات است. برای شروع با این کتاب، باید چند سخت‌افزار داشته باشید. ربات را می‌توان از ابتدا ساخت یا می‌توانید یک ربات پیکربندی محرک دیفرانسیلی با بازخورد رمزگذار خریداری کنید. شما باید یک برد کنترلی مانند لانچ پد Texas instruments برای پردازش تعبیه‌شده بخرید و باید حداقل یک لپ‌تاپ/نت بوک برای کل پردازش ربات داشته باشید. در این کتاب، ما از Intel NUC برای پردازش ربات استفاده می‌کنیم، اندازه آن بسیار فشرده است و عملکرد بالایی ارائه می‌دهد. برای دید سه‌بعدی، شما باید یک حسگر سه‌بعدی مانند اسکنر لیزری، کینکت یا Orbecc Astra داشته باشید.
در بخش نرم‌افزار باید درک خوبی در کار با دستورات گنو/لینوکس داشته باشید و در پایتون نیز دانش خوبی داشته باشید. برای کار با نمونه‌ها باید Ubuntu 16.04 LTS را نصب کنید. اگر در ROS، OpenCV، OpenNI و PCL دانش دارید، این کمک خواهد کرد. برای این نمونه‌ها باید ROS Kinect/Melodic را نصب کنید.