[로보틱스] Windows에 ROS 및 Gazebo Sim 개발 환경 세팅

이 글은 로봇 시뮬레이팅을 위해 윈도우에 ROS와 Gazebo Sim을 위한 개발 환경 세팅을 위한 글입니다.

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⚙️ 개발 환경

이번 글에서 사용할 버전은 다음과 같다. 이번 개발 환경은 Ubuntu의 가장 최신 LTS 버전인 24.04에서 사용할 수 있다.

• OS : Windows11 WSL2 Ubuntu 24.04 (LTS)
• ROS2 : Jazzy
• Gazebo : Harmonic (LTS)

아래 세팅 과정은 ROS2와 Gazebo의 공식 문서를 참고하여 정리하였다.

Binary Installation on Ubuntu — Gazebo harmonic documentation

Binary Installation on Ubuntu — Gazebo harmonic documentation

Ubuntu (deb packages) — ROS 2 Documentation: Jazzy documentation

Ubuntu (deb packages) — ROS 2 Documentation: Jazzy documentation

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🖥️ Ubuntu 24.04 설치

🛠️ WSL 활성화

WSL은 Windows Subsystem for Linux의 약자로, Windows 운영 체제 내에서 네이티브 Linux 환경을 실행할 수 있도록 해주는 기능이다. 별도의 가상 머신이나 듀얼 부팅 없이 Linux를 이용하여 개발 환경을 세팅하고 작업을 진행할 수 있다.

Windows에서 ROS와 Gazebo Sim을 사용하기 위해서는 WSL을 사용해야 한다.

(Windows에서도 ROS와 Gazebo Sim 설치가 가능하긴 하지만, 아직 실험용 버전이기 때문에 사용할 수 있는 기능이 제한적이며 설치 및 제약에 어려움이 많은 상황이다. 도전했다가 실패...하고 WSL로 돌아왔다...)

 

WSL 활성화를 위해서는 제어판 → 프로그램 → Windows 기능 켜기/끄기로 이동하여 아래 두 개의 기능을 활성화한다.

• Hyper-V
• Linux용 Windows 하위 시스템

제어판 > 프로그램 > Windows 기능 켜기/끄기

Hyper-V 및 Linux용 Winodws 하위 시스템 활성화

활성화 한 후, PC 재부팅을 진행한다. (만약 활성화되어 있었다면, 재부팅은 생략해도 된다.)

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🛠️ Ubuntu 24.04 설치

재부팅이 완료되면, PowerShell을 관리자 권한으로 실행한다. (혹은 pwsh를 관리자 권한으로 실행한다.)

PowerShell(혹은 pwsh) 관리자 권한 실행

그리고 아래 명령어를 입력해 WSL을 실행하고 Linux 배포판을 설치하는 데 필요한 기능을 활성화함과 동시에 Ubuntu 24.04 LTS 버전을 설치한다.

wsl --install -d Ubuntu-24.04

WSL 활성화 및 Ubuntu 설치

설치가 완료되면, 사용자 계정을 설정한다. 먼저 계정 이름을 입력하고, 설정할 비밀번호를 설정한다.

Ubuntu 설치 완료 후 사용자 계정 설정

사용자 계정 설정까지 완료되면, 방금 설정한 사용자 계정으로 Ubuntu로 접속된 것을 확인할 수 있다.

Ubuntu가 실행된 모습

여기까지 설정이 완료되었으면, 이제 PowerShell을 종료하고 터미널을 실행하여 Ubuntu 24.04을 열고 이후 과정을 진행한다.

터미널에서 Ubuntu 24.04로 탭을 연 모습

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🖥️ ROS2 및 Gazebo 설치

🛠️ ROS2 Jazzy 설치

방금 설치한 Ubuntu 24.04에 ROS2 Jazzy 버전을 설치한다.

먼저 sudo apt update 명령어를 실행해 패키지 서버로부터 패키지 목록을 갱신한다.

sudo apt update

그리고 아래 명령어를 통해 새로운 소프트웨어 저장소를 추가한다.

sudo apt install software-properties-common
sudo add-apt-repository universe

• software-properties-common : 소프트웨어 저장소(Repository) 관련 기능을 제공하는 패키지
• add-apt-repository : 새로운 소프트웨어 저장소를 시스템에 추가하는 명령어
• universe : 우분투에서 제공하는 대표적인 소프트웨어 저장소로, 커뮤니티에서 관리하는 오픈소스 패키지

새로운 저장소 추가가 완료되면, sudo apt update를 한 번 더 실행해 패키지 목록을 갱신한다.

sudo apt update

이후, 아래 명령어들을 한 줄씩 입력해 ROS2 저장소의 패키지 목록을 반영한다.

sudo apt install curl -y

export ROS_APT_SOURCE_VERSION=$(curl -s https://api.github.com/repos/ros-infrastructure/ros-apt-source/releases/latest | grep -F "tag_name" | awk -F\" '{print $4}')

curl -L -o /tmp/ros2-apt-source.deb "https://github.com/ros-infrastructure/ros-apt-source/releases/download/${ROS_APT_SOURCE_VERSION}/ros2-apt-source_${ROS_APT_SOURCE_VERSION}.$(. /etc/os-release && echo $VERSION_CODENAME)_all.deb"

sudo dpkg -i /tmp/ros2-apt-source.deb

sudo apt update

그리고 ROS2 Jazzy 버전을 설치한다. (용량은 대략 3GB 정도 된다.)

sudo apt install ros-jazzy-desktop

그리고 추가로 ros-dev-tools를 설치한다. 단순히 ROS를 실행한다면 설치하지 않아도 괜찮지만, 직접 개발을 하기 위해서는 필수로 설치해야 한다.

sudo apt update && sudo apt install ros-dev-tools

✅ ROS2 테스트

ROS가 정상적으로 설치되었는지 확인하는 과정이다. Ubuntu 터미널을 하나 추가로 열어서 총 2개의 터미널을 열어준다.

• A 터미널: Talker를 실행할 터미널
• B 터미널: Listener를 실행할 터미널

먼저 A 터미널에 아래 두 명령을 실행한다. ros2 명령을 사용하기 위해 setup 파일을 실행하고, C++로 작성된 demo_nodes.cpp 파일을 실행한다.

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
ros2 run demo_nodes_cpp talker

그리고 B 터미널에 아래 두 명령을 실행한다. 역시나 ros2 명령을 사용하기 위해 setup 파일을 실행하고, Python으로 작성된 demo_nodes.py 파일을 실행한다.

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
ros2 run demo_nodes_py listener

그럼 아래와 같이 하나의 터미널에서는 Publishing이 일어나고, 다른 하나에서는 Subscribe를 통해 받아오는 것을 알 수 있다.

Talker와 Listener Demo 파일을 실행한 모습

이렇게 ros2 명령어가 정상적으로 동작하면 설치가 잘 되었다고 할 수 있다. 정상적으로 설치가 완료되었으면 다음으로 넘어간다.

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🛠️ Gazebo sim 설치

이제 Gazebo Harmonic을 설치한다. 아래 명령어를 순서대로 실행해서 OSRF(Open Source Robotics Foundation)의 패키지 서명 키(GPG key)를 다운받아 저장한다.

sudo apt-get update

sudo apt-get install curl lsb-release gnupg

sudo curl https://packages.osrfoundation.org/gazebo.gpg --output /usr/share/keyrings/pkgs-osrf-archive-keyring.gpg

그리고 아래 명령어를 실행해서 OSRF의 Gazebo 패키지 저장소를 APT 소스 리스트에 등록하고, 패키지 목록을 갱신한다.

echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/pkgs-osrf-archive-keyring.gpg] https://packages.osrfoundation.org/gazebo/ubuntu-stable $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/gazebo-stable.list > /dev/null

sudo apt-get update

그리고 아래 명령을 실행해서 Gazebo Harmonic을 설치한다.

sudo apt-get install gz-harmonic

✅ Gazebo Sim 테스트

설치를 모두 완료했다면, 아래 명령어로 Gazebo Sim이 정상적으로 실행되는지 확인한다.

gz sim shapes.sdf

아래와 같은 화면이 뜨면 성공이다.

Gazebo Sim을 실행한 모습