環境

この記事は以下の環境で動いています。

項目	値
CPU	Core i5-8250U
Ubuntu	22.04
ROS2	Humble
Qt	5.15.3
SQLite	3.37.2

概要

ROS2にはcolcon testという強力なテストツールがあります。このツールでコードの不備を指摘することが出来ます。なかなか全機能OKの状態を維持するのは大変ですが、実行することでコードをクリーンな状態で保てます。

コードスタイルチェッカー

colcon testでは以下の8項目に対応しています。

pkg名	対象	説明
ament_cmake_copyright	c++/python/cmake	ライセンスなどの記載の確認
ament_cmake_cppcheck	c++	論理エラー（バッファオーバーフロー等）の検知
ament_cmake_cpplint	c++	コードスタイルチェッカー
ament_cmake_flake8	python	コードスタイルチェッカー
ament_cmake_lint_cmake	cmake	コードスタイルチェッカー
ament_cmake_pep257	python	pep257スタイルチェッカー
ament_cmake_uncrustify	c++	uncrustifyスタイルチェッカー
ament_cmake_xmllint	xml	コードスタイルチェッカー

unit_test

colcon testではgtestを使ったunit_testの実行に対応しています。

ソースコード

c++

今回は単純な足し算をするライブラリを含むpackageを作成します。これにたいしてコードスタイルチェッカーの適用ととgtestの記載をします。
コードチェッカーをパスするためにライセンスの記載なども行っています。

test_lecture/include/test_lecture/calculator.hpp

// Copyright 2024 project-srs.
//
// Use of this source code is governed by an MIT-style
// license that can be found in the LICENSE file or at
// https://opensource.org/licenses/MIT.

#pragma once

namespace test_lecture
{
int add(const int a, const int b);
}

test_lecture/src/calculator.cpp

// Copyright 2024 project-srs.
//
// Use of this source code is governed by an MIT-style
// license that can be found in the LICENSE file or at
// https://opensource.org/licenses/MIT.

#include <test_lecture/calculator.hpp>

int test_lecture::add(const int a, const int b)
{
  return a + b;
}

package.xml

テスト依存を記載します。ここでは今回のコードチェックで使う内容とgtestの依存を書きます。

test_lecture/package.xmlの一部

<package format="3">
  <buildtool_depend>ament_cmake</buildtool_depend>

  <test_depend>ament_lint_auto</test_depend>
  <test_depend>ament_lint_common</test_depend>
  <test_depend>ament_cmake_copyright</test_depend>
  <test_depend>ament_cmake_cppcheck</test_depend>
  <test_depend>ament_cmake_cpplint</test_depend>
  <test_depend>ament_cmake_lint_cmake</test_depend>
  <test_depend>ament_cmake_uncrustify</test_depend>
  <test_depend>ament_cmake_xmllint</test_depend>
  <test_depend>ament_cmake_gtest</test_depend>
  <export>
    <build_type>ament_cmake</build_type>
  </export>
</package>

CmakeLists

ライブラリのビルドに関連する部分です。

test_lecture/CMakeLists.txtの一部（ライブラリビルド関連部）

include_directories(include)
add_library(${PROJECT_NAME} SHARED
  src/calculator.cpp
)
ament_target_dependencies(${PROJECT_NAME}
  rclcpp
)

install(
  DIRECTORY include/
  DESTINATION include
)
ament_export_dependencies(rclcpp)
ament_export_libraries(${PROJECT_NAME})
ament_export_include_directories(include)
ament_export_targets(export_${PROJECT_NAME} HAS_LIBRARY_TARGET)

install(
  TARGETS ${PROJECT_NAME}
  EXPORT export_${PROJECT_NAME}
  ARCHIVE DESTINATION lib
  LIBRARY DESTINATION lib
  RUNTIME DESTINATION bin
  INCLUDES DESTINATION include
)

test_lecture/CMakeLists.txtの一部（テスト関連部）

if(BUILD_TESTING)
  find_package(ament_lint_auto REQUIRED)
  ament_lint_auto_find_test_dependencies()

  find_package(ament_cmake_gtest REQUIRED)
  ament_add_gtest(${PROJECT_NAME}_test
    test/calculator_test.cpp
  )
  target_include_directories(${PROJECT_NAME}_test PUBLIC
    $<BUILD_INTERFACE:${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include>
    $<INSTALL_INTERFACE:include>
  )
  target_link_libraries(${PROJECT_NAME}_test
    ${PROJECT_NAME}
  )
endif()

BUILD_TESTINGは通常のcolcon buildではtrueになっています。
find_package(ament_lint_auto REQUIRED)でpackage.xmlに記載したtest関連の依存をロードします。ament_lint_auto_find_test_dependencies()を記載することでcolcon test時にコードチェック系の実行をします。
- cmakeのテンプレートであるset(ament_cmake_copyright_FOUND TRUE)はament_cmake_copyrightでの、set(ament_cmake_cpplint_FOUND TRUE)はament_cmake_cpplintでのコピーライトのチェックを無効にするオプションです。コピーライトのチェックの判定が厳しいので無効にすることが多いと思われます。
ament_add_gtest()でgtestの実行の追加が出来ます。colcon buildではgtestのビルドはされますが、テストの実行はされません。

ビルド

source /opt/ros/humble/setup.bash
cd ros2_ws
colcon build

テストの実行

実行

source /opt/ros/humble/setup.bash
cd ros2_ws
colcon test

colcon test --packages-select test_lectureの様にpackageを指定してテスト実行もできます。
テストfailがあるpackageは出力で表示されます。
failの内容はros2_ws/log/test_{日時}/{package名}/stdout.txtやros2_ws/build/{package名}/Testing/{日時}/Test.xmlで確認できます。

補足

version2.7のcppcheckは実行が遅いという問題があるようで、デフォルトではcppcheckがスキップするようになっています。export AMENT_CPPCHECK_ALLOW_SLOW_VERSIONS=1の環境変数をセットするとスキップせずに実行します。
cppcheckは拡張子がh/cファイルはc言語として、hpp/cppファイルはc++言語として解釈されます。

コードフォーマットのかけ方

ament_cmake_flake8

pip install blackでインストール、black ./でカレントディレクトリ以下の対象ファイルでフォーマットを適用します。

ament_cmake_uncrustify

ament_uncrustify --reformatを実行することで、カレントディレクトリ以下の対象ファイルでフォーマットを適用します。

参考

目次ページへのリンク

ROS2講座の目次へのリンク

ROS2講座21 colcon testを実行する

環境

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