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    【ROS2】amentについて

    Programming ROS2
    目次

    amentの概要

    amentはcatkinの進化形。※catkinはROS1時代のビルドシステム。

    複数のパッケージに分かれたアプリケーションのビルドを効率化するためのシステム。

    • パッケージを設定、ビルド、インストールするためのシステム　(例：CMakeやPython setuptools)
    • 依存関係を考慮し、パッケージを正しい順番でビルドするためのツール

    各パッケージは独立してビルドされ、他のパッケージがその成果物を利用できるように環境を整える。
    成果物が一般的な場所(例： /usr)にインストールされる場合、特別な設定は不要。

    amentコマンドラインツール

    パッケージのビルド、テスト、インストール、アンインストールを行うPythonツール。
    ワークスペース内のパッケージを順番にビルドする。異なるビルドシステムにも対応できる柔軟性を持つ。
    (異なるビルドシステム：現在はCMakeとPythonがサポートされている)

    ビルドタイプ：ament_cmake

    CMakeを使ってパッケージを簡単に作成するためのツール。

    • インクルードディレクトリやライブラリの情報を他のパッケージに伝える設定ファイルを自動生成。
      CMakeLists.txt
    • テストの登録を簡単にし、テスト結果をJUnit形式で出力。
    • PATHなどの環境変数を自動で拡張。
    • パッケージ情報を管理するリソースインデックスを作成。
    • アンインストール機能も利用可能。

    これらの機能はモジュール化されており、新しい機能を追加できる。

    ビルドタイプ：ament_python

      • ‘setup.py’を使用してsetuptoolsでパッケージをビルド
      • 標準のPythonパッケージビルドのワークフローを使用。
      • パッケージのマニュフェストをインストール先にコピー
      • 環境変数’PYTHONPATH’と’PATH’を拡張し、パッケージのPythonモジュールと実行可能ファイルを含める。

      環境設定

      • インストール先：一般的にFilesystem Hierarchy Standard(FHS)に従うべきですが、
        amentでは矯正されていない
      • 環境設定の必要性：パッケージがインストールされる場所によって、リソースを見つけるために環境を設定する必要があります。
      • パッケージ固有のスクリプト：各パッケージは、自分の環境設定に合わせたシェルスクリプトを提供できます。これらのスクリプトは<prefix>/share/<pkg-name>フォルダにあり、local_setup.*ファイルが環境変数を更新します。
      • amentツールの役割：インストール先のルートには、amentツールが生成する異なるシェルスクリプトがあります。local_setup.*ファイルは、すべてのパッケージの固有の設定ファイルを読み込みます。setup.*ファイルは、このインストール先の外にあるワークスペースも考慮し、その設定ファイルを読み込んでからlocal_setup.*ファイルを読み込みます。

      シンボリックリンクによるインストール (オプション)

      • 開発効率の向上： コードの変更、ビルド、インストール、実行を効率的に行うために、シンボリックリンクを利用することが重要です。通常、インストール時にはリソースをソーススペースから最終的なインストール場所にコピーしますが、amentではシンボリックリンクを使用するオプションを提供しています（プラットフォームがサポートしている場合）。
      • シンボリックリンクの利点:：ソーススペース内のリソースを変更し、インストールステップをスキップできるため、開発効率が向上します。
      • CMakeパッケージ:：install()関数をオーバーライドすることでシンボリックリンクを使用できます。
      • Pythonパッケージ： 開発モードを利用してパッケージをインストールします。
      • 有効化方法:：シンボリックリンクによるインストールはオプション機能であり、コマンドラインオプション--symlink-installを使用して明示的に有効にする必要があります。
      あわせて読みたい
      The build system “ament_cmake” and the meta build tool “ament_tools” Distilled design documents related to the ROS 2 effort

      実行例

      前提条件

      • Raspberry pi 4
      • ubuntu 22.04
      • ROS2 humble インストール済
      • colconインストール済
      • pythonでコーディングしていく

      開発専用のワークスペースというディレクトリ(trial_ws)を~/の直下に作る。

      cd ~/
mkdir trial_ws

      ROS2では、プログラムコードをパッケージ単位でまとめて扱う。
      パッケージは機能単位ごとにまとめて作る。
      パッケージはワークスペースの直下に作るディレクトリsrcに配置される。

      cd ~/trial_ws
mkdir src

      ターミナルでROS2のコマンドが使えるようにし、ROS2の環境設定をするため、次のコマンドを入力する。

      source /opt/ros/hubmle/setup.bash

      パッケージ ‘dummy_package’をsrcディレクトリの中に作る。

      cd src
ros2 pkg create --build-type ament_python dummy_package

      Pythonでコーディングしていくので、ament_python
      パッケージ名はdummy_package

      dummy_packageディレクトリ内に下記が作成されているか確認する。

      • dummy_package：パッケージと同名のディレクトリ
      • package.xml：ソースファイルをビルドするためのファイル
      • resource
      • setup.cfg
      • setup.py：ソースファイルをビルドするためのファイル
      • test

      colconでビルドする。　※colcon build するときは、必ずワークスペースで実行する

      cd ~/trial_ws
colcon build

      trial_wsの中を確認

      • build：作成されたディレクトリ
      • install：作成されたディレクトリ
      • log：作成されたディレクトリ
      • src：もともとあったディレクトリ

      ビルド後は、ワークスペースの環境変数が変わっているので、ワークスペースとターミナルの設定するため
      次のコマンドを入力する。このコマンドもワークスペースのディレクトリで入力する。
      今回は ~/trial_ws

      . install /setup.bush

      一連の流れ

      1. パッケージ作成
      2. Pythonのソースファイル作成
      3. setup.pyを書き換え
      4. package.xmlを書き換え
      5. ビルド
      Programming ROS2
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