1317.47 PlanSys2의 빌드 시스템과 의존성 관리

1. 빌드 시스템의 개요

PlanSys2는 ROS2의 표준 빌드 도구인 colcon과 ament 빌드 시스템을 사용한다. 각 PlanSys2 패키지는 독립적인 CMakeLists.txt와 package.xml을 가지며, colcon build 명령을 통해 빌드된다. 이 빌드 시스템은 패키지 간의 의존성을 자동으로 해결하고, 올바른 빌드 순서를 결정하며, 병렬 빌드를 지원하여 빌드 효율성을 극대화한다(Martín et al., 2021).

2. ament 빌드 시스템

2.1 ament_cmake의 역할

PlanSys2의 모든 C++ 패키지는 ament_cmake 빌드 타입을 사용한다. ament_cmake는 CMake 위에 구축된 ROS2의 빌드 시스템으로, 패키지의 빌드, 설치, 테스트를 표준화된 방식으로 관리한다.

각 패키지의 CMakeLists.txt는 다음과 같은 구조를 가진다.

cmake_minimum_required(VERSION 3.16)
project(plansys2_domain_expert)

find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(rclcpp_lifecycle REQUIRED)
find_package(plansys2_core REQUIRED)
find_package(plansys2_msgs REQUIRED)

# 라이브러리 및 실행 파일 빌드
add_library(domain_expert_lib SHARED src/DomainExpertNode.cpp)
ament_target_dependencies(domain_expert_lib
  rclcpp rclcpp_lifecycle plansys2_core plansys2_msgs)

add_executable(domain_expert_node src/domain_expert_node.cpp)
target_link_libraries(domain_expert_node domain_expert_lib)

# 설치
install(TARGETS domain_expert_lib domain_expert_node
  LIBRARY DESTINATION lib
  RUNTIME DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})

ament_package()

2.2 package.xml의 의존성 선언

각 패키지의 package.xml 파일은 빌드 의존성, 실행 의존성, 테스트 의존성을 XML 형식으로 선언한다.

<package format="3">
  <name>plansys2_domain_expert</name>
  <version>2.0.0</version>
  <description>PlanSys2 Domain Expert Node</description>

  <buildtool_depend>ament_cmake</buildtool_depend>

  <depend>rclcpp</depend>
  <depend>rclcpp_lifecycle</depend>
  <depend>plansys2_core</depend>
  <depend>plansys2_msgs</depend>

  <test_depend>ament_lint_auto</test_depend>
  <test_depend>ament_cmake_gtest</test_depend>
</package>

<depend> 태그는 빌드 시점과 실행 시점 모두에서 필요한 의존성을 선언한다.

3. 패키지 간 의존성 구조

PlanSys2의 패키지 간 의존성 구조는 다음과 같은 계층을 형성한다.

plansys2_msgs (메시지 정의)
    ↑
plansys2_core (핵심 인터페이스)
    ↑
plansys2_domain_expert, plansys2_problem_expert,
plansys2_planner, plansys2_executor (핵심 노드)
    ↑
plansys2_popf_plan_solver (플래너 플러그인)
    ↑
plansys2_bringup (런치 및 구성)
plansys2_terminal (터미널 인터페이스)

화살표는 의존 방향을 나타내며, 하위 패키지가 상위 패키지에 의존한다. 이 계층 구조는 순환 의존성(circular dependency)을 방지하고, 최소 의존성 원칙을 준수한다.

4. 의존성 관리

4.1 rosdep을 통한 시스템 의존성 관리

PlanSys2의 외부 시스템 의존성(Boost, Coin-OR CLP 등)은 rosdep을 통해 관리된다. rosdep은 package.xml에 선언된 의존성을 시스템 패키지 관리자(apt)의 패키지 이름으로 변환하여 설치한다.

rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y

4.2 ROS2 패키지 의존성

PlanSys2가 의존하는 주요 ROS2 패키지는 다음과 같다.

5. colcon 빌드 도구

5.1 빌드 명령

colcon은 ROS2의 표준 빌드 도구로, 워크스페이스 내의 모든 패키지를 의존성 순서에 따라 빌드한다.

colcon build                          # 전체 빌드
colcon build --packages-select plansys2_planner  # 특정 패키지만 빌드
colcon build --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug  # 디버그 빌드

5.2 병렬 빌드

colcon은 의존성이 없는 패키지들을 자동으로 병렬 빌드한다. --parallel-workers 옵션을 통해 병렬 작업 수를 제어할 수 있으며, 기본값은 시스템의 CPU 코어 수이다.

5.3 테스트 실행

PlanSys2의 단위 테스트와 통합 테스트는 colcon test 명령으로 실행된다.

colcon test
colcon test-result --verbose

6. 지속적 통합(CI)

PlanSys2 프로젝트는 GitHub Actions를 통한 지속적 통합(Continuous Integration, CI) 파이프라인을 운용한다. 매 커밋과 풀 리퀘스트에 대해 빌드, 테스트, 정적 분석이 자동으로 수행되어, 코드 품질과 빌드 안정성이 지속적으로 검증된다. CI 환경에서는 지원되는 모든 ROS2 배포판에 대해 빌드와 테스트가 병렬로 실행된다(Martín et al., 2021).

참고 문헌

• Martín, F., Cañas, J. M., Ginés, J., & Fuentetaja, R. (2021). “PlanSys2: A Planning System Framework for ROS2.” IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS).
• Macenski, S., Foote, T., Gerkey, B., Lalancette, C., & Woodall, W. (2022). “Robot Operating System 2: Design, Architecture, and Uses in the Wild.” Science Robotics, 7(66), eabm6074.

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