08 第6.6節-第6.9節 Roomba用ROS1ドライバのROS2移行（2/2）

©Tamukoh Lab. Kyutech, Japan
Roomba⽤ROS1ドライバROS2移⾏
〜後編（6.6-6.9）〜
九州⼯業⼤学⼤学院⽣命体⼯学研究科
⼈間知能システム⼯学専攻
⼈間知能機械講座⽥向研究室
吉元裕真

1©Tamukoh Lab. Kyutech, Japan
このスライドは，近藤先⽣が書かれたROS2の解説書である
「ROS2で始めよう次世代ロボットプログラミング」 *を⽤いた，
九州⼯業⼤学⻄⽥研究室主催のROS2の勉強会⽤に作成したスライドを
⼀部変更したものです．
スライドの⽂章やコマンドは解説書からお借りしている部分が多数あります．
解説書と併せてお読みください．
* https://gihyo.jp/book/2019/978-4-297-10742-0

⽬次
第６章 Roomba⽤ROS1ドライバのROS2移⾏
6-1 RoombaとROSの歴史
6-2 シリアル通信ケーブルの⼊⼿
6-3 Roomba/CreateのROS1ドライバ
create_autonomy
6-4 拙作ROS2版create_autonomy
6-5 package.xmlの更新
6-6 メッセージ，サービス，アクション定義の更新
6-7 ビルドシステムの変更
6-8 ソースコードの更新
6-9 まとめ
本スライドで対応する部分

3
⽬的・⼿法
【⽬的】
既存のROS1パッケージのROS2対応の⽅法を学ぶ
【⼿法】
Roomba/CreateのROS1パッケージを
実際にROS2対応させてみる

4
やること
１．package.xmlの更新
２．メッセージ，サービス，アクション定義の更新
３．ビルドシステムの変更
４．ソースコードの更新
済
未
未
未

6-6 メッセージ，サービス，アクション定義の更新

6
ディレクトリ名
ROS2パッケージでは，各種メッセージ，サービス，アクション定義ファイルの
設置場所を，下記ディレクトリ名にする．
• msg︓メッセージ定義ファイルの設置ディレクトリ
• srv︓サービス定義ファイルの設置ディレクトリ
• action︓アクション定義ファイルの設置ディレクトリ

7
ソースコードの保存場所
メッセージ，サービス，アクション定義は，他のソースコードとは別のパッケージ
にしておくことが勧められる．
ビルドの簡単化のため（依存関係の解決）

8
package.xml
ü メッセージ，サービス，アクション定義ファイルを設置しているパッケージの場合，
rosidl_default_generatorsをbuildtool_dependタグに追加する．
ü メッセージ，サービス，アクションを呼び出すためのスタブコードが⾃動⽣成される．
ü member_of_groupタグは，メタパッケージのような親⼦関係に似たグループ関係を⽰す．
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
<buildtool_depend>ament_cmake<buildtool_depend>
<buildtool_depend>rosidl_default_generators</buildtool_depend>
<depend>std_msgs</depend>
<depend>common_tnterfaces</depend>
<exec_depend>rosidl_default_runtime</exec_depend>
<member_of_group>rosidl_interface_package</member_of_group>
~/ros2/src/create_autonomy/ca_msgs/package.xml（抜粋）

9
CMakelists.txt
ü メッセージ，サービス，アクション定義ファイルをrosidl_generate_interfacesマク
ロの引数に渡す．
ü DEPENDENCIES以下には定義ファイルで⽤いた依存パッケージを列挙する．
ü rosidl_generate_interfacesマクロを⽤いるには
find_package(rosidl_default_generators REQUIRED)を呼んでおく必要がある．
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rosidl_default_generators REQUIRED)
find_package(std_msgs REQUIRED)
find_package(common_interfaces REQUIRED)
rosidl_generate_interfaces(${PROJECT_NAME}
"msg/Bumper.msg"
"msg/ChargingState.msg"
"msg/DefineSong.msg"
"msg/Mode.msg"
"msg/PlaySong.msg"
DEPENDENCIES std_msgs
)
~/ros2/src/create_autonomy/ca_msgs/CMakelists.txt（抜粋）

6-7 ビルドシステムの変更

11
ビルドシステムの変更
ü ビルドシステムはROS1のcatkinからcolconに変更された．
ü colconはクライアントプログラミング⾔語に依存しないビルドツールの総称である．
ü C++⾔語パッケージの場合には，ament_cmakeなどのツールが呼び出されます．
ü ビルドツールには，テストツールの1つとしてソースコードの静的解析ツールも
統合されている．→ ament_lint_auto
ü ament_lint_autoは，パッケージごとに必要となる静的解析ツールを⾃動的に検出し，
ü 呼び出すように出来ています．

12
CMakeLists.txt
ü テストに関する記述は if (BUILD_TESTING) ... endif() で囲う必要がある．
ü BUILD_TESTING変数はROS2独⾃の変数ではなく，CMakeプロジェクトのテストを
⾏う標準関数CTestで⽤いられているものである．
17:
18:
19:
20:
if(BUILD_TESTING)
find_package(ament_lint_auto REQUIRED)
ament_lint_auto_find_test_dependencies()
endif()
~/ros2/src/create_autonomy/ca_msgs/CMakeLists.txt（抜粋）

13
ビルドの実施
ü package.xmlとCMakeLists.txtが揃えば，ビルドシステムを実⾏することができる．
ü 実⾏⽅法は，下記の通りである．
1:
2:
3:
4:
$ cd ~/ros2
$ colcon build # ビルドするコマンド
$ colcon test # 全てのテストを実行するコマンド
$ colcon test-result --all # テスト結果を集計するコマンド

14
テストコマンドについて-1
ü 各テストツールのコマンドを，単体のコマンドとして呼び出すことも可能である．
ü ament_***という名前で定義されている
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
$ ament_ # tabボタンを押下
AMENT_PREFIX_PATH ament_pclint
AMENT_SHELL ament_pep257
ament_append_value ament_pep8
ament_clang_format ament_prepend_unique_value
ament_copyright ament_pyflakes
ament_cppcheck ament_uncrustify
ament_cpplint ament_xmllint
ament_flake8 ament_zsh_to_array
ament_lint_cmake

15
テストコマンドについて-2
ament_cpplint
C++⾔語のソースコートがGoogle C++ スタイルガイドに従っているか判別する
ament_cppcheck
C++⾔語のソースコードの未定義の振る舞いや危険なコーディングを検出する静定解析を⾏う
ament_uncrustify
C++⾔語の⾃動フォーマットを⾏う
ament_lint_cmake
cmakeファイルのためのLintコマンドラインツール
ament_copyright
.c，.cc，.cpp，.cxx.，h，.hh，.hpp，.cmake，.pyの各スクリプトファイルの先頭に
ライセンス条項が記載されているか確認する

6-8 ソースコードの更新
今まで以上にソースコードの変更が多いので，
スライドでは説明のみを⾏います．
実際の変更はテキストを参照してください．

17
ヘッダファイルの更新
ü ROS2の名前空間では，メッセージ，サービス，アクションに対して
msg，srv，actionという固有の名前空間が与えられる．
→ メッセージ，サービス，アクションで同じ名前を使⽤しても，
名前空間が隔離されるため問題が起きない
ü ヘッダファイルの拡張⼦に.hではなく.hppを使うようになった
ü ファイル名にキャメルケースではなく，スネークケースを使うようになった
ROS1からの変更箇所

18
メンバ変数の更新
ROS2はC++14を使ってソースコードを書くことが推奨されているため，
⽣ポインタではなくスマートポインタ（std::unique_ptr，std::shared_ptr）を
使うことが望ましい

19
Publisher/Subscriber変数の更新
ROS2ではノードを実装する際，rclcpp::Nodeもしくはrclcpp::LifecycleNodeクラスを
継承することが推奨されている．
rclcpp::LifecycleNode
ライフサイクルに対応したノードクラス
メンバメソッドの「create_publisher」「create_subscription」を呼んで
Publisher/Subscriberを作成可能

20
Publisherのライフサイクル対応
ROS2では「ライフサイクル」という仕組みが導⼊された
→ 「初期化前」「スピン状態」などの『状態』を持てるようになり，
他のノードから監視・制御できるようになった
rclcpp::LifecycleNodeには，これらの状態遷移時に呼び出されるコールバックメソッドが
空実装されており，それらをオーバーライドすることで実際の処理を実装可能

22
スピン処理
スピン処理︓繰り返し処理
ROS1では，開発者がコーディングする必要があった．
→ 実装⽅法が開発者で異なり，品質に差が出ることが問題
ROS2では記述⽅法が標準化され，誰でも同じように書けるようになった．
→ 書き⽅がどんなノードでもほぼ同じになり，単純になった．
ループの品質が安定し，バグの混⼊を防ぐことができる．
→ create_wall_timerメソッドを使う

6-9 まとめ

24
まとめ
Roombaを題材に，ROS1ソースコードのROS2移⾏をステップバイステップで実施した．
ROS1のコードをROS2へ⾃動で変換してくれるようなツールはなく，
開発者が⾃⼒で移⾏作業を実施する必要がある．

http://www.brain.kyutech.ac.jp/~tamukoh/

08 第6.6節-第6.9節 Roomba用ROS1ドライバのROS2移行（2/2）

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to 08 第6.6節-第6.9節 Roomba用ROS1ドライバのROS2移行（2/2）

Similar to 08 第6.6節-第6.9節 Roomba用ROS1ドライバのROS2移行（2/2） (7)

More from Mori Ken

More from Mori Ken (10)

08 第6.6節-第6.9節 Roomba用ROS1ドライバのROS2移行（2/2）