3.6패키지·워크스페이스·colcon

지금까지는 노드 하나를 파일 하나로 실행해 봤습니다. 하지만 실제 로봇 소프트웨어는 노드, 런치 파일, 설정 파일, 메시지 정의가 수십 개씩 모입니다. 이 장에서는 이것들을 정리해 빌드하고, 다른 사람에게 전달하고, 실행할 때 지키는 약속을 다룹니다.

패키지 (Package)

패키지는 ROS2 소프트웨어를 담는 가장 작은 배포 단위입니다. 노드 코드, 런치 파일, 설정 파일 등을 한 폴더에 묶고 이름과 의존성 정보를 package.xml에 적어 둡니다.

• ros2 run <패키지> <실행파일> 에서 앞의 이름이 패키지 이름입니다.
• 한 패키지에는 노드가 여러 개 있어도 됩니다.
• 다른 패키지가 필요하면 package.xml에 의존성으로 적어 둡니다. 예를 들어 std_msgs의 메시지를 쓰는 노드는 std_msgs에 의존합니다.

워크스페이스 (Workspace)

워크스페이스는 여러 패키지의 소스를 모아 한 번에 빌드하는 작업 폴더입니다. 이름은 자유이지만 관례적으로 ros2_ws를 많이 씁니다. 이 교재도 ~/ros2_ws를 씁니다.

아래 파일 트리에서 항목을 눌러 각각의 역할을 확인해 보세요. 회색으로 표시된 폴더는 빌드하면 자동으로 생깁니다.

핵심만 표로 다시 묶으면 이렇습니다.

OVA의 VM에서 실제 워크스페이스를 열어 보면 이렇습니다.

ls ~/ros2_ws
ls ~/ros2_ws/src
find ~/ros2_ws/src/tiki_slam -type f
colcon list --base-paths ~/ros2_ws/src

• ① 워크스페이스 루트: 빌드된 상태라 build install log src 네 폴더가 모두 있습니다.
• ② src/: 패키지 소스는 tiki_navigation과 tiki_slam 두 폴더입니다.
• ③ 패키지 한 개의 내용: package.xml, CMakeLists.txt, 설정 config/, 런치 launch/
• ④ colcon list: 패키지 이름, 경로, 빌드 타입(ros.ament_cmake)

언더레이와 오버레이

ROS2 환경은 층(layer) 으로 쌓입니다.

• 언더레이(underlay): 바닥에 깔린 기본 환경. 보통 /opt/ros/humble에 설치된 ROS2 본체입니다.
• 오버레이(overlay): 그 위에 덮어 쌓은 내 워크스페이스. 언더레이를 건드리지 않고 패키지를 추가하거나, 같은 이름의 패키지를 대체할 수 있습니다.

환경을 적용하는 것이 source 입니다. 순서는 항상 언더레이 먼저, 오버레이 나중입니다.

source /opt/ros/humble/setup.bash     # 언더레이 (ROS2 본체)
source ~/ros2_ws/install/setup.bash   # 오버레이 (내 워크스페이스)

VM의 터미널은 이 두 줄이 이미 적용된 상태로 열립니다. 층이 어떻게 쌓였는지는 AMENT_PREFIX_PATH에서 보입니다.

echo $AMENT_PREFIX_PATH | tr ':' '\n'
ros2 pkg prefix tiki_slam
ros2 pkg prefix turtlesim
ros2 pkg executables turtlesim

• ① 오버레이 두 개: ~/ros2_ws/install/ 아래의 tiki_slam, tiki_navigation
• ② 언더레이 /opt/ros/humble: 목록의 맨 뒤에 있습니다. 앞에 있는 층이 먼저 검색됩니다.
• ③ ros2 pkg prefix: 패키지가 어느 층에 있는지 알려 줍니다. tiki_slam은 오버레이, turtlesim은 언더레이입니다.
• ④ ros2 pkg executables: ros2 run turtlesim <실행파일>에 쓸 수 있는 이름 네 개

공식 문서에 따르면 install/ 안에는 setup.bash와 local_setup.bash가 있는데 둘은 이렇게 다릅니다.

• local_setup.bash: 이 워크스페이스의 패키지만 추가합니다.
• setup.bash: 이 워크스페이스에 더해, 이전에 source한 환경도 함께 포함합니다.

초보 단계에서는 install/setup.bash를 쓰면 됩니다.

패키지 종류: ament_python과 ament_cmake

패키지는 빌드 타입에 따라 만드는 방식이 다릅니다.

ament_cmake 패키지는 package.xml과 CMakeLists.txt로 구성됩니다. 이 교육은 Python(rclpy)으로 진행하므로 ament_python만 직접 만듭니다. 다만 TIKI-MINI 구동 패키지처럼 다른 사람이 만든 패키지에는 C++ 패키지도 많으니, 두 종류가 있다는 것은 알아 두세요.

Python 패키지의 파일

ros2 pkg create --build-type ament_python my_first_pkg로 만들면 다음 구조가 생깁니다. (위 파일 트리 체험기와 같은 구조입니다.)

my_first_pkg/
├── package.xml            # 패키지 정보와 의존성
├── setup.py               # 설치 방법, 실행 파일 등록(entry_points)
├── setup.cfg              # 실행 파일 설치 위치
├── resource/
│   └── my_first_pkg       # 패키지 표식(빈 파일)
├── my_first_pkg/          # 파이썬 모듈 (코드는 여기에)
│   └── __init__.py
└── test/                  # 코드 스타일 검사 등 테스트

package.xml

패키지의 이름·버전·설명·라이선스·관리자와 의존성을 적는 XML 파일입니다. 의존성 태그 중 자주 쓰는 것은 이 정도입니다.

<exec_depend>rclpy</exec_depend>
<exec_depend>std_msgs</exec_depend>

VM에 설치된 turtlesim의 package.xml로 각 항목을 확인해 봅니다.

cat /opt/ros/humble/share/turtlesim/package.xml

• ① name과 version: 패키지 이름과 버전
• ② buildtool_depend: 빌드에 쓰는 도구. 여기서는 ament_cmake입니다.
• ③ depend: 빌드와 실행에 모두 필요한 패키지
• ④ build_type: 빌드 방식. ament_python 패키지라면 이 자리에 ament_python이 적힙니다.

exec_depend는 "실행할 때 필요한 패키지"입니다. ros2 pkg create에 --dependencies rclpy std_msgs 옵션을 주면 이 줄을 자동으로 넣어 주기도 하지만 직접 적어도 됩니다.

setup.py와 entry points

Python 파일을 ros2 run으로 실행하려면 "실행 파일 이름 = 모듈:함수" 형태로 등록해야 합니다. 이 등록 부분이 setup.py의 entry_points입니다.

entry_points={
    'console_scripts': [
        'talker = my_first_pkg.talker:main',
    ],
},

이 한 줄은 다음을 뜻합니다.

• talker: ros2 run my_first_pkg talker에서 쓰는 실행 파일 이름
• my_first_pkg.talker: my_first_pkg/talker.py 모듈
• main: 그 파일 안의 함수

노드 파일을 새로 만들었다면 반드시 여기에 등록하고 다시 빌드해야 합니다. 등록하지 않으면 ros2 run이 실행 파일을 찾지 못합니다.

colcon: 빌드 도구

colcon은 워크스페이스의 모든 패키지를 의존 순서에 맞춰 한 번에 빌드·테스트하는 도구입니다. 항상 워크스페이스 루트(예: ~/ros2_ws)에서 실행합니다. src/ 안에서 실행하면 그 자리에 build/, install/, log/가 생겨 버립니다.

cd ~/ros2_ws
colcon build                                # 모든 패키지 빌드
colcon build --packages-select my_first_pkg # 지정한 패키지만 빌드
colcon build --symlink-install              # Python 소스 수정 시 재빌드 불필요
colcon test                                 # 테스트 실행
colcon test-result --verbose                # 테스트 결과 자세히 보기

--symlink-install은 개발 중에 매우 편리하지만 만능은 아닙니다. 새 파일을 추가하거나 setup.py(entry points)·package.xml을 바꿨다면 다시 빌드해야 합니다.

의존성 설치: rosdep

rosdep은 받아온 패키지에 필요한 시스템 패키지를 한꺼번에 설치해 주는 도구입니다. 워크스페이스 루트에서 다음과 같이 씁니다.

rosdep install -i --from-path src --rosdistro humble -y

모두 설치되어 있으면 All required rosdeps installed successfully가 출력됩니다. 직접 작성한 간단한 패키지에서는 필요 없는 경우가 많지만 다른 사람의 패키지를 src/에 넣었을 때는 꼭 실행하세요.

전체 흐름

src/에 패키지 작성 → colcon build → source install/setup.bash → ros2 run <패키지> <실행파일>

코드를 고치고 다시 실행하는 반복 루프가 바로 이 흐름입니다. 3.7장에서 실제로 해 봅니다.

한눈에 정리

1. 패키지는 ROS2 소프트웨어의 배포 단위이고 package.xml에 이름과 의존성을 적는다.
2. 워크스페이스는 src/에 소스를 두고 빌드하면 build/ install/ log/가 생긴다. 직접 편집하는 곳은 src/뿐이다.
3. ROS2 본체(언더레이) 위에 내 워크스페이스(오버레이)를 쌓는다. source는 언더레이 먼저, 터미널마다 해야 한다.
4. Python 패키지(ament_python)는 setup.py의 entry_points에 등록해야 ros2 run으로 실행된다.
5. colcon build는 워크스페이스 루트에서 실행하고 --packages-select와 --symlink-install을 자주 쓴다.

확인 문제

다음 장

다음은 3.7장입니다. 이 장의 내용을 바탕으로 워크스페이스에 첫 패키지를 직접 만들고 빌드합니다.