1296.93 StatefulActionNode의 테스트 패턴
1. 개요
StatefulActionNode는 onStart(), onRunning(), onHalted() 세 콜백 메서드를 통해 다중 tick에 걸쳐 실행되는 비동기 액션 노드이다. 비동기 노드의 테스트는 동기 노드에 비해 복잡하며, RUNNING 상태의 유지와 전이, halt 처리, 비동기 콜백의 시뮬레이션 등을 포함한다.
2. 테스트 구조
2.1 기본 테스트 설정
#include <gtest/gtest.h>
#include <behaviortree_cpp/bt_factory.h>
#include <rclcpp/rclcpp.hpp>
class StatefulActionTest : public ::testing::Test
{
protected:
void SetUp() override
{
rclcpp::init(0, nullptr);
test_node_ =
rclcpp::Node::make_shared("test_node");
factory_ =
std::make_shared<BT::BehaviorTreeFactory>();
blackboard_ = BT::Blackboard::create();
registerNodes();
}
void TearDown() override
{
test_node_.reset();
factory_.reset();
rclcpp::shutdown();
}
void spinFor(std::chrono::milliseconds duration)
{
auto end = std::chrono::steady_clock::now() +
duration;
while (std::chrono::steady_clock::now() < end)
{
rclcpp::spin_some(test_node_);
std::this_thread::sleep_for(
std::chrono::milliseconds(10));
}
}
rclcpp::Node::SharedPtr test_node_;
std::shared_ptr<BT::BehaviorTreeFactory> factory_;
BT::Blackboard::Ptr blackboard_;
};
3. 테스트 패턴
3.1 패턴 1: 상태 전이 검증
RUNNING → SUCCESS 전이를 검증한다.
TEST_F(StatefulActionTest, RunningToSuccess)
{
auto tree = createTree("<MockAsyncAction "
"duration_ms=\"200\" result=\"SUCCESS\" />");
// 첫 번째 tick: RUNNING 반환
auto status = tree.tickOnce();
EXPECT_EQ(status, BT::NodeStatus::RUNNING);
// 작업 완료 대기
spinFor(std::chrono::milliseconds(300));
// 다음 tick: SUCCESS 반환
status = tree.tickOnce();
EXPECT_EQ(status, BT::NodeStatus::SUCCESS);
}
3.2 패턴 2: RUNNING 유지 검증
작업 완료 전에 RUNNING이 유지되는지 검증한다.
TEST_F(StatefulActionTest, MaintainsRunning)
{
auto tree = createTree("<MockAsyncAction "
"duration_ms=\"1000\" />");
// 여러 tick 동안 RUNNING 유지
for (int i = 0; i < 5; ++i)
{
auto status = tree.tickOnce();
EXPECT_EQ(status, BT::NodeStatus::RUNNING);
spinFor(std::chrono::milliseconds(50));
}
}
3.3 패턴 3: Halt 후 재시작
halt 호출 후 노드가 깨끗한 상태에서 재시작되는지 검증한다.
TEST_F(StatefulActionTest, HaltAndRestart)
{
auto tree = createTree("<MockAsyncAction "
"duration_ms=\"500\" />");
// 시작
auto status = tree.tickOnce();
EXPECT_EQ(status, BT::NodeStatus::RUNNING);
// Halt
tree.haltTree();
// 재시작
status = tree.tickOnce();
EXPECT_EQ(status, BT::NodeStatus::RUNNING);
// 완료 대기
spinFor(std::chrono::milliseconds(600));
status = tree.tickOnce();
EXPECT_EQ(status, BT::NodeStatus::SUCCESS);
}
3.4 패턴 4: 타임아웃 검증
TEST_F(StatefulActionTest, TimeoutCausesFailure)
{
auto tree = createTree(
"<MockAsyncAction duration_ms=\"5000\" "
"timeout_ms=\"500\" />");
auto status = tree.tickWhileRunning(
std::chrono::milliseconds(2000));
EXPECT_EQ(status, BT::NodeStatus::FAILURE);
}
3.5 패턴 5: 출력 포트 검증
비동기 작업 완료 후 출력 포트에 결과가 기록되는지 검증한다.
TEST_F(StatefulActionTest, OutputAfterCompletion)
{
blackboard_->set("target_alt", 15.0);
auto tree = createTree(
"<MockTakeoff target_altitude=\"{target_alt}\" "
"reached_altitude=\"{result_alt}\" />");
auto status = tree.tickWhileRunning();
EXPECT_EQ(status, BT::NodeStatus::SUCCESS);
double reached;
EXPECT_TRUE(blackboard_->get("result_alt", reached));
EXPECT_NEAR(reached, 15.0, 1.0);
}
3.6 패턴 6: 실패 후 오류 정보 검증
TEST_F(StatefulActionTest, ErrorInfoOnFailure)
{
auto tree = createTree(
"<MockAsyncAction force_failure=\"true\" "
"error_code=\"{err_code}\" "
"error_message=\"{err_msg}\" />");
auto status = tree.tickWhileRunning();
EXPECT_EQ(status, BT::NodeStatus::FAILURE);
int code;
std::string message;
EXPECT_TRUE(blackboard_->get("err_code", code));
EXPECT_TRUE(blackboard_->get("err_msg", message));
EXPECT_GT(code, 0);
EXPECT_FALSE(message.empty());
}
4. 모의 비동기 액션 노드
테스트 전용 모의 비동기 노드를 구현하여, 실제 외부 의존성 없이 다양한 시나리오를 시뮬레이션한다.
class MockAsyncAction : public BT::StatefulActionNode
{
public:
MockAsyncAction(const std::string& name,
const BT::NodeConfiguration& config)
: BT::StatefulActionNode(name, config)
{
}
static BT::PortsList providedPorts()
{
return {
BT::InputPort<int>("duration_ms", 100,
"모의 작업 시간 (ms)"),
BT::InputPort<std::string>("result",
"SUCCESS", "반환 결과"),
BT::InputPort<bool>("force_failure", false,
"강제 실패"),
BT::OutputPort<int>("error_code", "오류 코드"),
BT::OutputPort<std::string>("error_message",
"오류 메시지")
};
}
BT::NodeStatus onStart() override
{
int duration_ms;
getInput("duration_ms", duration_ms);
end_time_ = std::chrono::steady_clock::now() +
std::chrono::milliseconds(duration_ms);
return BT::NodeStatus::RUNNING;
}
BT::NodeStatus onRunning() override
{
bool force_failure;
getInput("force_failure", force_failure);
if (force_failure)
{
setOutput("error_code", 9999);
setOutput("error_message", "강제 실패");
return BT::NodeStatus::FAILURE;
}
if (std::chrono::steady_clock::now() >= end_time_)
{
return BT::NodeStatus::SUCCESS;
}
return BT::NodeStatus::RUNNING;
}
void onHalted() override
{
// 상태 초기화
}
private:
std::chrono::steady_clock::time_point end_time_;
};
5. 테스트 실행 도우미
tickWhileRunning의 사용자 정의 구현으로, 최대 대기 시간과 tick 간격을 제어한다.
BT::NodeStatus tickUntilComplete(
BT::Tree& tree,
std::chrono::milliseconds max_wait =
std::chrono::milliseconds(5000),
std::chrono::milliseconds tick_interval =
std::chrono::milliseconds(50))
{
auto deadline =
std::chrono::steady_clock::now() + max_wait;
BT::NodeStatus status = BT::NodeStatus::IDLE;
while (std::chrono::steady_clock::now() < deadline)
{
status = tree.tickOnce();
if (status != BT::NodeStatus::RUNNING)
{
return status;
}
rclcpp::spin_some(test_node_);
std::this_thread::sleep_for(tick_interval);
}
tree.haltTree();
return BT::NodeStatus::FAILURE;
}
6. 참고 문헌
- Colledanchise, M. and Ögren, P., “Behavior Trees in Robotics and AI: An Introduction,” CRC Press, 2018.
- Faconti, D. and Contributors, “BehaviorTree.CPP: A C++ library to build Behavior Trees,” GitHub Repository, https://github.com/BehaviorTree/BehaviorTree.CPP.
- Google, “Google Test User’s Guide,” https://google.github.io/googletest/.
버전: 2026-04-04