colconとは？初心者向けにやさしく解説するROSのビルドツール入門共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

colconとは何か

colconは ROS 2 の公式なビルドツールです。複数のパッケージを一度にビルドしたりテストを連携させたりできる特徴があります。以前は catkin_tools というツールが使われていましたが ROS 2 の時代には colcon が主流となりました。

なぜ colcon が必要なのか

ROS はたくさんのパッケージで構成されています。パッケージごとにビルド設定が違うこともあり、一括でビルドするのは難しい作業です。colcon はそれを見やすくし、ビルドの順序管理や依存関係の解決を助けてくれます。

基本の用語

ワークスペースは ROS のパッケージを集めて置く場所です。パッケージは実際のソースコードや設定ファイルのまとまりです。ビルドはソースコードをコンパイルして実行可能な形にする作業、インストールはビルド後にファイルを適切な場所へ配置する作業です。

インストールの基本

環境によって手順は異なりますが、共通するポイントは次の通りです。Python3 が必要です。colcon の拡張を入れることで機能が増えます。一般的な手順は以下の流れです。

<th>コマンド

説明
pip install -U colcon-common-extensions	colcon の基本的な拡張を追加します
source /opt/ros/foxy/setup.bash	ROS の環境を読み込みます
colcon build	ワークスペース内のすべてのパッケージをビルドします
colcon test	ビルド後のテストを実行します

実際の使い方の流れ

まずは空のワークスペースを作ります。次にパッケージの依存関係を解決しながらビルドします。ビルド中にエラーが出た場合はエラーメッセージを読み、該当するパッケージだけを再ビルドします。

初心者がつまずきやすい点

環境設定の違いや依存関係のバージョン差でエラーが出やすいです。公式のドキュメントを参照しつつ、実際に手を動かして学ぶのが近道です。コマンドを打つときは現在のディレクトリがワークスペースのルートになっているか確認しましょう。

まとめ

colconはROS 2 のビルドとテストを効率化する強力なツールです。はじめは基本的なコマンドだけ覚え、徐々に拡張機能やオプションを使って自分の環境にあったビルド手順を作っていきましょう。

colconの関連サジェスト解説

colcon build とは: colcon build とは、コマンドラインで複数のソフトウェアパッケージを一度にビルドするツールです。ROS 2でよく使われ、従来の catkin とは別の仕組みで、パッケージ間の依存関係を管理しながらビルドします。ワークスペースと呼ばれる作業場所には、ソースが入る src ディレクトリと、ビルド用の build、実行可能ファイルを集める install が作られます。colcon build を実行すると、パッケージを自動的に検出して順次ビルドします。完了後には build/、install/、log/ といったディレクトリが作られ、install の下には setup.bash や setup.zsh など、環境を設定するファイルが置かれます。これを source install/setup.bash として実行すると、作成したプログラムをコマンドとして使えるようになります。使い方の基本はシンプルです。ワークスペースのルートでコマンドを打つだけです。初心者はまず colcon build を試して、完了を待ってから source install/setup.bash を実行してみましょう。特定のパッケージだけをビルドしたい場合は、colcon build --packages-select パッケージ名のように指定します。さらに --merge-install をつけると、すべてのパッケージを1つの install ディレクトリにまとめられます。パッケージ一覧は colcon list、テストを実行したい場合は colcon test を使います。
colcon mixin とは: colcon mixin とは colcon というビルドツールで使える便利な仕組みの一つです。colcon は ROS などのソフトウェアをビルドするための道具で、パッケージごとにさまざまなオプションを指定して実行します。 mixin はこのオプションをあらかじめまとめた小さな設定ファイルの集まりで、特定のビルド設定をひとつの名前で呼び出せるようにします。つまり同じオプションの組み合わせを毎回手入力する手間を省けて、プロジェクト全体で一貫した設定を保てるのが利点です。使い方の要点は三つです。まず mixin ファイルを作成します。ファイルにはビルド時に使いたいオプションをまとめて書きます。次に colcon にこの mixin を認識させます。公式の手順に従って mixin を登録するだけです。最後にコマンド実行時に mixin 名を指定して適用します。複数の mixin を同時に使うことも可能で、用途に合わせて使い分けると便利です。具体的な例として、開発中は出力を増やすデバッグ用の設定を用意し、安定したリリースには最適化を有効にした設定を使うといった使い方ができます。大きなプロジェクトでは複数のパッケージで同じビルドオプションを再利用でき、作業の手間を減らしてミスを減らす効果があります。公式ドキュメントには mixin の作成手順や推奨される命名規則などが詳しく載っていますので、これを参考に自分のプロジェクトに合わせて作成するとよいです。

colconの同意語

ROSビルドツール: Robot Operating System（ROS）関連のパッケージをビルドするためのツールの総称。colconはこの分野で広く使われ、複数パッケージのビルドを一括で行えます。
ROS2ビルドツール: ROS2のパッケージビルドを行うツール。colconが代表的なツールとして採用されることが多いです。
マルチパッケージビルドツール: 複数のパッケージを同時にビルドする機能を持つツールのこと。colconはこの目的に適しています。
ワークスペースビルドツール: ROSのワークスペース内のパッケージ群をまとめてビルドするためのツール。colconはこの用途で使われます。
Colcon Core: colconの中核となるフレームワーク。ビルド処理の基本機能とプラグインの基盤を提供します。
colcon buildコマンド: colconを使ってパッケージをビルドする際に実行するメインのコマンド。
catkin_toolsの代替ツール: かつてROSのビルドツールとして使われていたcatkin_toolsの後継・代替として使われることが多いツール。

colconの対義語・反対語

手動ビルド: colconのような自動ビルドツールを使わず、個々のパッケージを手作業でビルドすること。依存解決やビルド順序を自分で管理する必要があり、ワークスペース全体の一括管理には向きません。
単一パッケージビルド: ワークスペース内の全体ではなく、特定の1つのパッケージだけを選んでビルドすること。総ビルド時間が短縮されますが、他パッケージとの連携を確認する必要があります。
直列ビルド: パッケージを並列ではなく順番に一つずつビルドする方法。ビルドを直列化して再現性を確保したい場合に有効ですが時間がかかることがあります。
プリビルド済みパッケージの使用: ソースからのビルドを行わず、すでにビルド済みのパッケージをそのまま使う運用。再コンパイルの必要がない場面で素早く動作させることができます。
別ツールでのビルド（例: catkin_make）: ROS 1向けのビルドツールなど、colcon以外の手段を用いてビルドすること。ROS2のcolconとは異なるエコシステムとなります。
ビルドなし: ソースコードをビルドせず、実行可能ファイルをそのまま使う状態。
ワークスペースを使わないビルド: colconのワークスペース機能を使わず、個別ディレクトリや単一パッケージだけを対象にビルドすること。
ROS2以外のビルド方法（CMake/Make中心）: COLCONはROS2のビルドオーケストレーターですが、それ以外の一般的なCMake/Make中心のビルド方法を使うこと。
パッケージ管理ツール経由のインストールのみ: aptや brew などのパッケージマネージャで提供されるビルド済みパッケージを使い、ソースからビルドを行わない運用。
依存解決を自動化しないビルド: colconは依存関係を自動で解決しますが、それを使わず手動で依存関係を解決してビルドすること。

colconの共起語

ROS 2: ロボティクス用ミドルウェアの第2世代。colconはROS 2の標準的なビルドツールとして広く使われます。
ワークスペース: 複数のパッケージをまとめて管理する作業領域。colconはこのワークスペース全体を対象にビルドします。
パッケージ: ROS 2の最小ビルド単位となるソースの集合。colconは複数のパッケージを一括で扱います。
ビルド: ソースコードから実行可能ファイルやライブラリを作る工程。colconがこの作業を自動化します。
colcon build: colconの基本コマンド。ワークスペース内のパッケージをビルドします。
colcon test: ビルド済みのコードのテストを実行するコマンドです。
colcon list: ワークスペース内のビルド対象パッケージを一覧表示します。
colcon install: ビルド結果をinstallスペースに配置するコマンドです。
colcon metadata: ビルド時に生成されるメタデータ。依存関係やビルド情報を管理します。
メタデータ: パッケージの依存関係やビルド情報を表すデータ。colconが参照します。
依存関係: あるパッケージが他のパッケージや外部ライブラリに依存する関係。colconはこれを解決します。
rosdep: ROSパッケージの外部依存を自動的にインストールするツール。colconは依存解決に利用します。
ament_cmake: ROS 2で広く使われるビルドシステムの一つ。CMakeベースのパッケージをビルドします。
CMake: ビルドシステムの一つ。ROS 2の多くのパッケージはCMakeLists.txtでビルド設定を記述します。
setup.bash: 環境設定用のスクリプト。ROS 2の環境を整えるためにソースします。
setup.sh: setup.bashのシェル版。環境設定を行うために使われます。
Python: colcon自体がPythonで実装されたツール。Python3が必要です。
並列ビルド: 複数のパッケージを同時にビルドしてビルド時間を短縮する機能です。
インストール: ビルド成果物をシステムの任意の場所に配置する作業。colcon installが対応します。
パッケージ.xml: ROSパッケージのメタデータを記述するファイル。依存関係などを定義します。
CMakeLists.txt: CMakeによるビルド指示を記述するファイル。パッケージのビルド設定を定義します。
環境変数: colconの動作やROS環境の設定を左右する変数群です。

colconの関連用語

colcon: ROS 2 のビルド・管理用ツール。ワークスペース内のパッケージを一括でビルド・テスト・インストールするためのプラグイン方式のコマンド群です。
ROS 2: Robot Operating System 2。ロボットソフトウェア開発のための次世代フレームワークで、colconを使ってパッケージをビルド・管理します。
ROS 1: Robot Operating System の旧世代。colcon は主に ROS 2 で用いられ、ROS 1 では catkin/rosbuild が主流でした。
ワークスペース: 複数の ROS パッケージをまとめて管理する作業領域。通常は src 配下にパッケージを配置します。
パッケージ: ROS の最小構成単位。名前、依存関係、ビルド情報を含むマニフェストファイルを持ちます。
package.xml: ROS のパッケージマニフェストファイル。依存関係・ライセンス・作者情報などを記述します。
package.yaml: ROS 2 で使われるパッケージマニフェスト形式。より柔軟にメタデータを表現します。
src: ワークスペース内のソースコードを格納するディレクトリ。パッケージはここから分岐します。
build: colcon がビルド時に作成するビルドディレクトリ。パッケージごとにサブディレクトリが作成されます。
install: ビルド後の成果物を配置するディレクトリ。環境を再現する際に setup.* をソースして使います。
log: ビルド時の標準出力・エラーログが保存されるディレクトリ。デバッグに役立ちます。
colcon build: コマンド。ワークスペース内のパッケージをビルドします。
colcon test: コマンド。ビルド済みパッケージのテストを実行します。
colcon list: コマンド。ビルド対象パッケージの一覧を表示します。
COLCON_IGNORE: 特定パッケージをビルド対象から除外するためのマーク。パッケージディレクトリに設定します。
colcon.meta: ビルド設定を記述するメタデータファイル。特定パッケージのビルドオプションを細かく制御します。
colcon-ros: ROS 2 対応のビルドプラグイン群。
colcon-core: colcon の中核機能を提供するパッケージ。基本的なコマンドの実装元です。
colcon-bundle: ROS 2 アプリケーションを展開パッケージとしてまとめるプラグイン。
ament_cmake: ROS 2 で最も一般的な CMake ベースのビルドシステム。CMakeLists.txt と package.xml を組み合わせてビルドします。
ament_python: Python パッケージをビルドするための ament のビルドシステム。Python ノードを含むパッケージに対応します。
catkin: ROS 1 のビルドシステム。ROS 2 へ移行する際の比較対象として知っておくと役立ちます。
cmake: クロスプラットフォームなビルドシステム。多くの ROS パッケージが依存関係解決とビルドに使用します。
rosdep: 依存関係を自動で解決・インストールするツール。OSごとのパッケージを自動で整えます。
setup.bash: ROS 2 環境を有効化するための Bash 用設定スクリプト。
setup.zsh: Zsh 用の setup スクリプト。環境設定を Zsh で有効化します。
symlink-install: colcon build のオプション。インストールディレクトリをシンボリックリンクで作成し、開発時の反映を高速化します。
COLCON_CURRENT_PREFIX: 現在ビルド中のインストール先のプレフィックスを指す環境変数。複数パッケージのビルド時に役立ちます。
ament_index: ROS 2 のリソース索引。パッケージのメタデータやリソースを検索可能にする仕組みです。