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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fernsteuern eines sich innerhalb einer Fabrikinfrastruktur befindenden Roboters. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung, ein Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.
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Stand der Technik
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Die Offenlegungsschrift
EP 2 769 809 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines mobilen Roboters.
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Die Offenlegungsschrift
EP 2 894 532 A1 betrifft eine autonome Robotervorrichtung, eine Basisstation und ein Verfahren zum Betreiben derselben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein effizientes Konzept zum effizienten Fernsteuern eines Roboters bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
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Nach einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Fernsteuern eines sich innerhalb einer Fabrikinfrastruktur befindenden Roboters bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:
- Empfangen von Sicherheitsbedingungssignalen, welche zumindest eine Sicherheitsbedingung repräsentieren, welche erfüllt sein muss, damit der Roboter ferngesteuert werden darf,
- Prüfen, ob die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist,
- Erzeugen von Fernsteuersignalen zum Fernsteuern des Roboters basierend auf einem Ergebnis des Prüfens, ob die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist,
- Ausgeben der erzeugten Fernsteuersignale.
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Nach einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt auszuführen.
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Nach einem dritten Aspekt wird ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Befehle umfasst, die bei Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer, beispielsweise durch die Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt, diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
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Nach einem vierten Aspekt wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das Computerprogramm nach dem dritten Aspekt gespeichert ist.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis und schließt diese mit ein, dass die obige Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass vor einem Fernsteuern des Roboters geprüft wird, ob die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist. Sofern dies nicht der Fall sein sollte, wird insbesondere von einem Erzeugen von Fernsteuersignalen zum Fernsteuern des Roboters abgesehen. Nur wenn die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist, werden vorzugsweise die Fernsteuersignale erzeugt und ausgegeben.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass das Fernsteuern des Roboters sicher durchgeführt werden kann.
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Somit wird also insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein Konzept zum effizienten Fernsteuern eines Roboters bereitgestellt ist.
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In einer Ausführungsform umfassen die Fernsteuersignale Steuersignale zum Steuern einer Bewegung des Roboters.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass der Roboter effizient entfernt kontrolliert werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Roboter mehrere Arme, die insbesondere gelenkig miteinander verbunden sind.
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Nach einer Ausführungsform umfasst der Roboter einen Endeffektor, zum Beispiel einen Greifer.
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Der Roboter ist zum Beispiel ein mobiler Roboter. Ein mobiler Roboter umfasst zum Beispiel einen Antriebsmotor. Zum Beispiel umfasst der mobile Roboter ein oder mehrere Rollen bzw. Reifen, auf welchen er abrollen kann, um sich zu bewegen.
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Der Roboter ist zum Beispiel ein stationärer Roboter.
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Der Roboter umfasst zum Beispiel einen oder mehrere Umfeldsensoren.
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Ein Umfeldsensor im Sinne der Beschreibung ist beispielsweise einer der folgenden Umfeldsensoren: Radarsensor, Lidarsensor, Infrarotsensor, Videosensor, Ultraschallsensor und Magnetfeldsensor.
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Ein Roboter im Sinne der Beschreibung bezeichnet insbesondere einen Bewegungsautomaten, insbesondere einen universell einsetzbaren Bewegungsautomaten, umfassend zum Beispiel mehrere Achsen, deren Bewegungen zum Beispiel hinsichtlich Bewegungsfolge und zum Beispiel Wegen beziehungsweise Winkeln frei (das heißt insbesondere ohne mechanischen beziehungsweise menschlichen Eingriff) programmierbar und zum Beispiel gegebenenfalls sensorgeführt sind.
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Ein Roboter im Sinne der Beschreibung ist zum Beispiel mit Greifern und/oder Werkzeugen und/oder beispielsweise anderen Fertigungsmitteln ausrüstbar beziehungsweise ausgerüstet.
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Ein Roboter im Sinne der Beschreibung kann zum Beispiel Handhabungs- und/oder Fertigungsaufgaben ausführen.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zumindest eine Sicherheitsbedingung jeweils ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppen von Sicherheitsbedingungen ist: Vorliegen eines vorbestimmten Sicherheitsintegritätsniveaus (auf Englisch: „Safety Integrity Level“ SIL bzw. „Automotive Safety Integrity Level“ ASIL) von zumindest dem Roboter und einer Infrastruktur, insbesondere einschließlich einer Kommunikationsstrecke und/oder Kommunikationskomponenten, zum Fernsteuern eines Roboters, insbesondere bzgl. den Gesamtsystemen im Roboter und Infrastruktur sowie insbesondere Teilen; z.B. Komponenten, Algorithmen, Schnittstellen, usw., Vorliegen einer maximalen Latenzzeit einer Kommunikation zwischen dem Roboter und einer Fernsteuerungseinrichtung zum Fernsteuern des Roboters basierend auf den Fernsteuersignalen, Vorliegen eines vorbestimmten Computerschutzniveaus einer Vorrichtung zum Ausführen der Verfahrensschritte, Vorliegen von vorbestimmten Komponenten und/Algorithmen und/oder Kommunikationsmöglichkeiten, welche zur Ausführung der Verfahrensschritte verwendet werden, Vorliegen einer Redundanz und/oder Diversität bei vorbestimmten Komponenten und/Algorithmen und/oder Kommunikationsmöglichkeiten, welche zur Ausführung der Verfahrensschritte verwendet werden, Vorliegen von vorbestimmten Verfügbarkeitsangaben, welche eine Verfügbarkeit von vorbestimmten Komponenten und/Algorithmen und/oder Kommunikationsmöglichkeiten angeben, Vorliegen von vorbestimmten Qualitätskriterien der vorbestimmten Komponenten und/Algorithmen und/oder Kommunikationsmöglichkeiten, Vorliegen eines Plans, welcher Maßnahmen zur Reduktion von Fehlern und/oder Maßnahmen bei Ausfällen von vorbestimmten Komponenten und/oder Algorithmen und/oder Kommunikationsmöglichkeiten und/oder Maßnahmen zur Fehlanalysen und/oder Maßnahmen bei Fehlinterpretationen umfasst, Vorliegen eines oder mehrerer Fallback-Szenarien, Vorliegen einer vorbestimmten Funktion, Vorliegen einer vorbestimmten Verkehrssituation, Vorliegen eines vorbestimmten Wetters, maximal mögliche Zeit für eine jeweilige Durchführung respektive Ausführung eines Verfahrensschrittes oder mehrerer Verfahrensschritte, Vorliegen eines Prüfergebnisses, dass Elemente respektive Funktionen, welche zur Ausführung des Verfahrens verwendet werden, momentan fehlerfrei funktionieren.
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Eine Kommunikationsstrecke ist zum Beispiel eine Kommunikationsstrecke zwischen der Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt und dem Roboter. Eine Kommunikationsstrecke umfasst zum Beispiel einen oder mehrere Kommunikationskanäle.
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In einer Ausführungsform ist eine Komponente, welche zur Ausführung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt verwendet wird, ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Komponenten: Umfeldsensor, Roboter, Fabrikinfrastruktur, Fernsteuerungseinrichtung, Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt, Robotersystem, insbesondere Antriebssystem, Kupplungssystem, Bremssystem, Kommunikationsschnittstelle des Roboters respektive der Fabrikinfrastruktur, Prozessor, Eingang, Ausgang der Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt.
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In einer Ausführungsform ist eine Funktion, welche zur Ausführung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt verwendet wird, ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Funktionen: Fernsteuerungsfunktion, Kommunikationsfunktion zwischen dem Roboter und der Fabrikinfrastruktur respektive der Fernsteuerungseinrichtung, Auswertefunktion von Umfeldsensordaten eines Umfeldsensors, Planungsfunktion, insbesondere Fahrplanungsfunktion, Verkehrsanalysefunktion.
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Ein Computerschutzniveau definiert insbesondere folgendes: aktivierte Firewall und/oder gültiges Verschlüsselungszertifikat zur Verschlüsselung einer Kommunikation zwischen dem Roboter und der Infrastruktur, insbesondere Fabrikinfrastruktur, respektive der Fernsteuerungseinrichtung und/oder aktiviertes Virenprogramm mit aktuellen Virensignaturen und/oder Vorliegen eines Schutzes, insbesondere eines mechanischen Schutzes, insbesondere eines Einbruchsschutzes, des Computers, insbesondere der Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt, respektive der Fernsteuerungseinrichtung und/oder Vorliegen einer Prüfungsmöglichkeit, dass Signale, insbesondere Fernsteuerungssignale respektive Umgebungssignale, korrekt, also fehlerfrei, übertragen wurden.
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Ein Algorithmus umfasst zum Beispiel das Computerprogramm nach dem dritten Aspekt.
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Dadurch, dass insbesondere geprüft wird, dass eine Redundanz und/oder Diversität bei vorbestimmten Komponenten und/oder Algorithmen und/oder Kommunikationsmöglichkeiten vorliegt, wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass bei Ausfall der entsprechenden Komponente, zum Beispiel eines Rechners, respektive des entsprechenden Algorithmus respektive der entsprechenden Kommunikationsmöglichkeit trotzdem eine sichere Funktion ausgeführt werden kann.
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Um sicherzustellen, dass Ergebnisse korrekt sind, können diese nach einer Ausführungsform zum Beispiel mehrmals berechnet werden, entsprechende Ergebnisse miteinander verglichen werden können. Nur bei Übereinstimmung der Ergebnisse wird zum Beispiel bestimmt, dass die Ergebnisse korrekt sind. Wenn mehrmals eine ungerade Zahl ist, so kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass bestimmt wird, dass das Ergebnis entsprechend der höchsten Anzahl an gleichen Ergebnissen korrekt ist.
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Nur, wenn bestimmt werden kann, dass das Ergebnis korrekt ist, werden zum Beispiel Fernsteuersignale erzeugt.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fernsteuersignale nur dann erzeugt werden, wenn die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Prüfen, ob die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist, vor und/oder nach und/oder während eines oder mehrerer vorbestimmter Verfahrensschritte durchgeführt wird.
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Insbesondere wird dadurch der technische Vorteil bewirkt, dass effizient sichergestellt werden kann, dass bestimmte Voraussetzungen, vorliegend die Sicherheitsbedingung, für ein Fernsteuern des Roboters vor und/oder nach und/oder während des Durchführens der entsprechenden Verfahrensschritte erfüllt sind. Somit wird also insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass, wenn die Sicherheitsbedingung erfüllt ist, dann das Fernsteuern des Roboters sicher möglich ist.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass nach Ausgeben der Fernsteuersignale ein Fernsteuern des Roboters basierend auf den ausgegebenen Fernsteuersignalen überprüft wird, um einen Fehler zu detektieren, wobei bei Detektion eines Fehlers Kommunikationsnachrichtensignale erzeugt und ausgegeben werden, welche eine an ein Endgerät zu sendende Kommunikationsnachricht repräsentieren, welche eine Warnung und/oder einen Hinweis und/oder eine Handlungsempfehlung umfasst.
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Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein Nutzer des Endgeräts effizient informiert werden kann darüber, dass ein Fehler aufgetreten ist beziehungsweise, was der Nutzer des Endgeräts in diesem Fall tun sollte.
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Ein Endgerät ist zum Beispiel ein mobiles Endgerät, insbesondere ein Mobiltelefon.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ausgeben der Kommunikationsnachrichtensignale ein Senden der Kommunikationsnachrichtensignale über ein Kommunikationsnetzwerk, insbesondere über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk, an das Endgerät umfasst.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass nach Ausgeben der Fernsteuersignale ein Fernsteuern des Roboters basierend auf den ausgegebenen Fernsteuersignalen überprüft wird, um einen Fehler zu detektieren, wobei bei Detektion eines Fehlers Kommunikationssystemsteuersignale zum Steuern eines sich innerhalb der Fabrikinfrastruktur befindenden Kommunikationssystems erzeugt und ausgegeben werden derart, dass bei einem Steuern des Kommunikationssystems basierend auf den erzeugten Kommunikationssystemsteuersignalen dieses eine Warnung und/oder einen Hinweis und/oder eine Handlungsempfehlung ausgibt.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass Personen, die sich innerhalb der Fabrikinfrastruktur befinden, effizient über das Auftreten eines Fehlers informiert werden können beziehungsweise, dass die Personen effizient darüber informiert werden können, was sie in einem solchen Fall tun sollen.
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Ein Kommunikationssystem umfasst gemäß einer Ausführungsform einen oder mehrere Signalgeber. Ein Signalgeber ist zum Beispiel ein optischer Signalgeber, ein akustischer Signalgeber oder ein haptischer Signalgeber. Die Signalgeber sind zum Beispiel zumindest teilweise unterschiedlich beziehungsweise verschieden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Kommunikationssystem einen oder mehrere Bildschirme beziehungsweise Anzeigeeinrichtungen.
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Zum Beispiel ist ein akustischer Signalgeber ein Lautsprecher.
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Die einzelnen Elemente des Kommunikationssystems, also insbesondere die Signalgeber respektive die Bildschirme beziehungsweise Anzeigeeinrichtungen, sind gemäß einer Ausführungsform räumlich verteilt innerhalb der Fabrikinfrastruktur angeordnet.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass nach Ausgeben der Fernsteuersignale ein Fernsteuern des Roboters basierend auf den ausgegebenen Fernsteuersignalen überprüft wird, um einen Fehler zu detektieren, wobei bei Detektion eines Fehlers das Fernsteuern abgebrochen wird oder Notfallfernsteuersignale zum Fernsteuern des Roboters in einem Notfall erzeugt und ausgegeben werden.
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Die Notfallfernsteuersignale sind zum Beispiel derart, dass bei einem Fernsteuern der Quer- und/oder Längsführung des Roboters basierend auf den Notfallfernsteuersignalen der Roboter in einen sicheren Zustand überführt wird, insbesondere angehalten wird.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Überprüfen des Fernsteuerns das Prüfen umfasst, ob die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist, wobei festgelegt wird, dass ein Ergebnis, welches angibt, dass die zumindest eine Sicherheitsbedingung nicht erfüllt ist, ein Fehler ist.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass effizient darauf reagiert werden kann, wenn während des Fernsteuerns des Roboters basierend auf den erzeugten Fernsteuersignalen die zumindest eine Sicherheitsbedingung nicht mehr erfüllt ist.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Überprüfen des Fernsteuerns das Prüfen umfasst, ob die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist, wobei festgelegt wird, dass ein Ergebnis, welches angibt, dass die zumindest eine Sicherheitsbedingung nicht erfüllt ist, ein Fehler ist.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass effizient darauf reagiert werden kann, wenn während des Fernsteuerns des Roboters basierend auf den erzeugten Fernsteuersignalen die zumindest eine Sicherheitsbedingung nicht mehr erfüllt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Umgebungssignale verarbeitet werden, um einen momentanen Zustand der Umgebung zu ermitteln und/oder einen zukünftigen Zustand der Umgebung zu prädizieren, wobei die Fernsteuersignale basierend auf dem momentanen Zustand respektive zukünftigen Zustand erzeugt werden.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Fernsteuersignale effizient erzeugt werden können. Insbesondere wird dadurch der technische Vorteil bewirkt, dass eine Umgebung des Roboters beim Erzeugen der Fernsteuersignale effizient berücksichtigt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Zustand eine oder mehrere der folgenden Informationen umfasst: Position und/oder Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung zumindest eines Objekts, Position und/oder Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung zumindest eines Verkehrsteilnehmers, Signalbild einer Lichtsignalanlage.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass besonders geeignete Informationen verwendet werden für das Erzeugen der Fernsteuersignale.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Roboteraufgabensignale empfangen werden, welche eine vorgegebene Aufgabe signalisieren, welche der Roboter ausführen soll, wobei ermittelt wird, ob, und wenn ja, wie die vorgegebene Aufgabe durch den Roboter ausgeführt werden kann, wobei die Fernsteuersignale basierend auf einem Ergebnis des Ermittelns erzeugt werden.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Fernsteuersignale effizient erzeugt werden können.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass basierend auf der Umgebung des Roboters geprüft wird, ob eine aktuelle Verkehrssituation ein Fernsteuern des Roboters zulässt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Fernsteuersignale basierend auf einem Ergebnis des Prüfens, ob die aktuelle Verkehrssituation ein Fernsteuern zulässt, erzeugt respektive ausgegeben werden.
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Beispielsweise wird von einem Fernsteuern des Roboters abgesehen, wenn die aktuelle Verkehrssituation kein Fernsteuern zulässt.
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Dadurch kann zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt werden, dass andere Verkehrsteilnehmer im Umfeld des Roboters nicht gefährdet respektive verletzt werden.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein oder mehrere Verfahrensschritte bis auf die Schritte des Erzeugens und Ausgebens der Fernsteuersignale roboterintern und/oder wobei ein oder mehrere Verfahrensschritte roboterextern, insbesondere in einer Infrastruktur, vorzugsweise in einer Cloud-Infrastruktur, ausgeführt werden.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die entsprechenden Verfahrensschritte effizient redundant durchgeführt werden können. Dies kann insbesondere in vorteilhafter Weise eine Sicherheit weiter steigern.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein oder mehrere Verfahrensschritte dokumentiert, insbesondere in einer Blockchain dokumentiert, werden.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass auch nach Durch- oder Ausführung des Verfahrens dieses nachträglich analysiert werden kann aufgrund der Dokumentation. Das Dokumentieren in einer Blockchain weist insbesondere den technischen Vorteil auf, dass die Dokumentation manipulations- und fälschungssicher ist.
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Eine Blockchain (auch Block Chain, englisch für Blockkette) ist insbesondere eine kontinuierlich erweiterbare Liste von Datensätzen, „Blöcke“ genannt, die mittels eines oder mehrerer kryptographischer Verfahren miteinander verkettet sind. Jeder Block enthält dabei insbesondere einen kryptographisch sicheren Hash (Streuwert) des vorhergehenden Blocks, insbesondere einen Zeitstempel und insbesondere Transaktionsdaten.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Ausgeben der erzeugten Fernsteuersignale ein Senden der Fernsteuersignale über ein Kommunikationsnetzwerk, insbesondere über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk, an den Roboter.
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Nach einer Ausführungsform umfasst das Verfahren nach dem ersten Aspekt ein Fernsteuern des Roboters basierend auf den erzeugten Fernsteuersignalen.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass überprüft wird, ob eine Gesamtheit aus Roboter und aus am Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche beteiligter Fabrikinfrastruktur einschließlich einer Kommunikation zwischen Infrastruktur und Roboter sicher ist, so dass der Roboter und/oder eine lokale und/oder eine globale Infrastruktur und/oder eine Kommunikation zwischen Roboter und Infrastruktur entsprechend überprüft werden. Die Fernsteuersignale werden insbesondere basierend auf einem Ergebnis des Überprüfens erzeugt.
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Das heißt also insbesondere, dass die Komponenten, welche bei der Ausführung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt verwendet werden, auf Sicherheit überprüft werden, also ob diese bestimmte Sicherheitsbedingungen erfüllen, bevor der Eingriff in den Fahrbetrieb durchgeführt wird, also der Roboter ferngesteuert wird.
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Wichtige, respektive abhängige Kriterien sind zum Beispiel eine oder mehrere der vorstehend beschriebenen Sicherheitsbedingungen.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fernsteuersignale Anpassungssignale zum Anpassen zumindest einer Robotereinstellung einer Robotereinrichtung des Roboters umfassen.
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Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die zumindest eine Robotereinstellung effizient entfernt angepasst werden kann.
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Die zumindest eine Robotereinrichtung ist zum Beispiel jeweils ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Robotereinrichtungen: Antriebssystem, Antriebsmotor, insbesondere Elektromotor, Greifer, Arm, Schrittmotor, Lenkungssystem, Bremssystem, Beleuchtungseinrichtung, Umfeldsensor.
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Die zumindest eine Robotereinstellung ist zum Beispiel jeweils ein Element ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Robotereinstellungen: Antriebsparameter des Antriebssystems, insbesondere Geschwindigkeit, maximale Greifkraft des Greifers, maximaler Bewegungsradius (Einflussarea bzw. Einflussbereichs, also maximale Reichweite) eines Arms, maximaler Verstellweg des Schrittmotors, Soll-Richtung bzw. Trajektorie, welche mittels des Lenkungssystems erzielt werden soll, maximale bzw. minimale Verzögerung des Bremssystems, Beleuchtungsparameter der Beleuchtungseinrichtung, insbesondere die Angabe, welche der Beleuchtungsmittel der Beleuchtungseinrichtung aktiviert sein soll bzw. deaktiviert sein soll, Ausrichtung des Umfeldsensors.
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Das heißt also, dass die Fernsteuersignale nicht notwendigerweise eine Bewegung des Roboters steuern müssen, sondern einen oder mehrere Roboterparameter respektive Robotereinstellung anpassen können.
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Der Begriff „Infrastruktur“, wie er vor- und/oder nachstehend verwendet wird, umfasst zum Beispiel die Fabrikinfrastruktur und/oder eine Cloud-Infrastruktur.
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Die Fabrikinfrastruktur umfasst gemäß einer Ausführungsform ein oder mehrere Gebäude und/oder ein oder mehrere Hallen.
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Die Fabrikinfrastruktur umfasst zum Beispiel eine Fertigungsanlage.
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Die Fabrikinfrastruktur umfasst zum Beispiel eine Lagerhalle.
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Die Fabrikinfrastruktur umfasst zum Beispiel einen oder mehrere Umfeldsensoren, welche räumlich verteilt innerhalb der Fabrikinfrastruktur angeordnet sind.
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Die jeweiligen Umfeldsensoren der Fabrikinfrastruktur erfassen zum Beispiel ihr jeweiliges Umfeld und stellen der jeweiligen Erfassung entsprechende Umfeldsensordaten bereit.
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Die Umgebungssignale umfassen zum Beispiel die Umfeldsensordaten respektive basieren auf diesen.
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Dass sich der Roboter innerhalb der Fabrikinfrastruktur befindet, kann zum Beispiel bedeuten, dass sich der Roboter innerhalb eines Gebäudes beziehungsweise einer Halle befindet oder außerhalb.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren nach dem ersten Aspekt ein computerimplementiertes Verfahren ist.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt mittels der Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt aus- oder durchgeführt wird.
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Vorrichtungsmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden Verfahrensmerkmalen und umgekehrt. Das heißt also insbesondere, dass sich technische Funktionen der Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt analog aus entsprechenden technischen Funktionalitäten des Verfahrens nach dem ersten Aspekt und umgekehrt ergeben.
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Die Formulierung „zumindest ein(e)“ steht insbesondere für „ein(e) oder mehrere“.
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Die Abkürzung „bzw.“ steht für „beziehungsweise“, was insbesondere für „respektive“ steht.
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Die Formulierung „respektive“ steht insbesondere für „und/oder“.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Fernsteuern eines Roboters,
- 2 eine Vorrichtung,
- 3 ein maschinenlesbares Speichermedium und
- 4 ein Roboter innerhalb einer Fabrikinfrastruktur.
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Fernsteuern eines Roboters.
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Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- Empfangen 101 von Sicherheitsbedingungssignalen, welche zumindest eine Sicherheitsbedingung repräsentieren, welche erfüllt sein muss, damit der Roboter ferngesteuert werden darf,
- Prüfen 103, ob die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist,
- Erzeugen 105 von Fernsteuersignalen zum Fernsteuern des Roboters basierend auf einem Ergebnis des Prüfens, ob die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist,
- Ausgeben 107 der erzeugten Fernsteuersignale.
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In einer weiteren, nicht gezeigten Ausführungsform umfasst das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt einen Schritt eines Bestimmens, dass ein Roboter ferngesteuert werden soll.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Anforderungssignale empfangen werden, welche eine Anforderung nach einem Fernsteuern eines Roboters repräsentieren.
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Ansprechend auf den Empfang der Anforderungssignale wird gemäß einer Ausführungsform bestimmt, dass ein Roboter ferngesteuert werden soll.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass Situationssignale empfangen werden, welche eine Situation repräsentieren, in welcher sich ein Roboter befindet. Die Situationssignale werden gemäß einer Ausführungsform verarbeitet, um zu ermitteln, ob der Roboter ferngesteuert werden muss. Sofern ermittelt wird, dass der Roboter ferngesteuert werden muss, wird gemäß einer Ausführungsform bestimmt, dass der Roboter ferngesteuert werden soll.
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Zum Beispiel kann sich der Roboter in einer Situation befinden, welche der Roboter selbstständig nicht auflösen bzw. bewältigen kann. Dann wird zum Beispiel bestimmt, dass der Roboter ferngesteuert werden soll.
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Das Ergebnis des Prüfens gibt zum Beispiel an, dass die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist. Das Ergebnis des Prüfens gibt zum Beispiel an, dass die zumindest eine Sicherheitsbedingung nicht erfüllt ist.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fernsteuersignale nur dann erzeugt werden, wenn das Ergebnis des Prüfens angibt, dass die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass von einem Erzeugen von Fernsteuersignalen abgesehen wird, wenn das Ergebnis des Prüfens angibt, dass die zumindest eine Sicherheitsbedingung nicht erfüllt ist.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ausgeben 107 umfasst, dass die erzeugten Fernsteuersignale über ein Kommunikationsnetzwerk, insbesondere über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk, an den Roboter gesendet werden.
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Nach einer Ausführungsform umfasst das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt einen Schritt eines Fernsteuerns des Roboters basierend auf den ausgegebenen Fernsteuersignalen.
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In einer Ausführungsform werden Fahrtroutensignale empfangen, welche eine Soll-Fahrtroute des Roboters repräsentieren. Die Fernsteuersignale werden zum Beispiel basierend auf der Soll-Fahrtroute erzeugt. Das Prüfen, ob die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist, wird zum Beispiel basierend auf der Soll-Fahrtroute durchgeführt. Zum Beispiel wird basierend auf den Umgebungssignalen geprüft, ob die Soll-Fahrtroute durch den Roboter abgefahren werden kann. Die Fernsteuersignale werden zum Beispiel basierend auf einem Ergebnis des Prüfens basierend auf den Umgebungssignalen, ob die Soll-Fahrtroute durch den Roboter abgefahren werden kann. Sofern nein, werden insbesondere keine Fernsteuersignale erzeugt. Sofern ja, werden zum Beispiel Fernsteuersignale erzeugt.
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2 zeigt eine Vorrichtung 201.
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Die Vorrichtung 201 ist eingerichtet, alle Schritte des Verfahrens nach dem ersten Aspekt auszuführen.
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Die Vorrichtung 201 umfasst einen Eingang, welcher eingerichtet ist, die Sicherheitsbedingungssignale zu empfangen.
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Die Vorrichtung 201 umfasst weiter einen Prozessor 205, welcher eingerichtet ist, zu prüfen, ob die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist.
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Der Prozessor 205 ist in einer weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsform insbesondere eingerichtet, zu bestimmen, dass ein Roboter ferngesteuert werden soll.
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Der Prozessor 205 ist weiter eingerichtet, die Fernsteuersignale zu erzeugen.
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Die Vorrichtung 201 umfasst weiter einen Ausgang 207, welcher eingerichtet ist, die erzeugten Fernsteuersignale auszugeben.
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Nach einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 201 eine Fernsteuerungseinrichtung, welche eingerichtet ist, basierend auf den ausgegebenen Fernsteuersignalen den Roboter fernzusteuern.
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Allgemein werden Signale, welche empfangen werden, mittels des Eingangs 203 empfangen. Der Eingang 203 ist also insbesondere eingerichtet, die entsprechenden Signale zu empfangen.
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Allgemein werden Signale, welche ausgegeben werden, mittels des Ausgangs 207 ausgegeben. Der Ausgang 207 ist also insbesondere eingerichtet, die entsprechenden Signale auszugeben.
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Nach einer Ausführungsform sind anstelle des einen Prozessors 205 mehrere Prozessoren vorgesehen.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Prozessor 205 eingerichtet ist, die vor- und/oder nachstehend beschriebenen Schritte des Erzeugens und des Prüfens auszuführen.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein oder mehrere Verfahrensschritte bis auf die Schritte des Erzeugens und Ausgebens der Fernsteuersignale roboterintern und/oder wobei ein oder mehrere Verfahrensschritte roboterextern, insbesondere in einer Infrastruktur, vorzugsweise in einer Cloud-Infrastruktur, ausgeführt werden.
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Die Vorrichtung 201 ist zum Beispiel Teil einer Infrastruktur, insbesondere Cloud-Infrastruktur, oder des Roboters.
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Für eine redundante Ausführung der entsprechenden Verfahrensschritte kann nach einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass mehrere Vorrichtungen 201 vorgesehen sind, so dass zum Beispiel sowohl der Roboter eine Vorrichtung 201 umfasst als auch die Infrastruktur, insbesondere die Cloud-Infrastruktur.
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3 zeigt ein maschinenlesbares Speichermedium 301.
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Auf dem maschinenlesbaren Speichermedium 301 ist ein Computerprogramm 303 gespeichert, welches Befehle umfasst, die bei Ausführung des Computerprogramms 303 durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist eine Infrastruktur oder ist ein Infrastruktursystem vorgesehen, welche respektive welches zum Beispiel die Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt umfasst.
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4 zeigt einen Roboter 401, welcher sich innerhalb einer Fabrikinfrastruktur 403 befindet.
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Die Fabrikinfrastruktur 403 umfasst ein erstes Gebäude 405 und umfasst ein zweites Gebäude 407.
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Innerhalb der Fabrikinfrastruktur 403 ist eine erste Videokamera 409 umfassend einen Videosensor (nicht gezeigt) und ist eine zweite Videokamera 411 umfassend einen Videosensor (nicht gezeigt) räumlich verteilt angeordnet.
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Weiter umfasst die Fabrikinfrastruktur 403 eine erste drahtlose Kommunikationsschnittstelle 413.
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Der Roboter 401 umfasst eine dritte Videokamera 415 umfassend einen Videosensor (nicht gezeigt) und umfasst eine vierte Videokamera 417 umfassend einen Videosensor (nicht gezeigt).
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Der Roboter 401 umfasst weiter eine zweite drahtlose Kommunikationsschnittstelle 419.
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Der Roboter 401 umfasst einen ersten Arm 421 und umfasst einen zweiten Arm 423 und umfasst einen dritten Arm 425, welche gelenkig untereinander verbunden sind.
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Am dritten Arm 425 ist ein Greifer 427 als ein Beispiel für einen Endeffektor angeordnet.
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Der Roboter 401 umfasst eine Plattform 429, auf welcher die drei Arme 421, 423, 425 sowie die dritte und vierte Videokamera 415, 417 und die zweite drahtlose Kommunikationsschnittstelle 419 angeordnet sind.
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Unterhalb der Plattform 429, welche auch als eine Trägerplatte bezeichnet werden kann, sind mehrere Rollen oder Reifen 431 angeordnet, sodass der Roboter 401 ein mobiler Roboter ist und innerhalb der Fabrikinfrastruktur 403 fahren kann.
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Weiter ist eine Cloud-Infrastruktur 433 vorgesehen.
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Sowohl die Fabrikinfrastruktur 403 als auch der Roboter 401 können über ihre jeweilige drahtlose Kommunikationsschnittstelle mit der Cloud-Infrastruktur 433 kommunizieren.
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Zum Beispiel wird gemäß einer Ausführungsform ein oder mehrere Schritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt in die Cloud-Infrastruktur 433 ausgelagert.
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Innerhalb der Fabrikinfrastruktur 403 befindet sich zum Beispiel eine Person 435, welche sich im Umfeld beziehungsweise in der Umgebung des Roboters 401 aufhält.
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Das hier beschriebene Konzept sieht unter anderem insbesondere vor, dass der Roboter 401 durch eine Unterstützung einer Infrastruktur umfassend die Cloud-Infrastruktur 433 und die Fabrikinfrastruktur 403 ferngesteuert wird.
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Nach einer Ausführungsform ist eine Voraussetzung für das Fernsteuern respektive für den Eingriff, dass das Fernsteuern sicher ist. „Sicher“ bedeutet im Sinne der Beschreibung insbesondere „safe“ und „secure“. Diese beiden englischen Begriffe werden zwar ins Deutsche üblicherweise mit „sicher“ übersetzt. Dennoch haben diese im Englischen eine teilweise unterschiedliche Bedeutung.
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Der Begriff „safe“ ist insbesondere auf das Thema Unfall und Unfallvermeidung gerichtet. Ein Fernsteuern, was „safe“ ist, bewirkt insbesondere, dass eine Wahrscheinlichkeit für einen Unfall bzw. eine Kollision kleiner oder kleiner-gleich einem vorbestimmten Wahrscheinlichkeitsschwellwert ist.
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Der Begriff „secure“ ist insbesondere auf das Thema Computerschutz bzw. Hackerschutz gerichtet, also insbesondere wie sicher ist in eine (Computer-Infrastruktur und/oder eine Kommunikationsinfrastruktur, insbesondere eine Kommunikationsstrecke zwischen Roboter und einer Fernsteuerungseinrichtung zum Fernsteuern eines Roboters, vor unbefugten Zugriffen bzw. vor Datenmanipulationen durch Dritte („Hacker“) gesichert.
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Ein Fernsteuern, was „secure“ ist, hat also insbesondere als Grundlage einen angemessenen und ausreichenden Computerschutz bzw. Hackerschutz.
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Zum Beispiel wird gemäß einer Ausführungsform überprüft, ob die Gesamtheit aus Roboter und am Verfahren nach dem ersten Aspekt beteiligter Infrastruktur einschließlich einer Kommunikation zwischen Infrastruktur und Roboter aktuell für das hier beschriebene Konzept „Infrastruktursupport“ bzw. „Support von Infrastruktur“ sicher ist. Das heißt also insbesondere, dass der Roboter und/oder eine lokale und/oder eine globale Infrastruktur und/oder eine Kommunikation entsprechend überprüft werden. Die Fernsteuersignale werden insbesondere basierend auf einem Ergebnis des Überprüfens erzeugt.
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Das heißt also insbesondere, dass die Komponenten, welche bei der Ausführung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt verwendet werden, auf Sicherheit überprüft werden, also ob diese bestimmte Sicherheitsbedingungen erfüllen, bevor der Eingriff in einen Betrieb, insbesondere Fahrbetrieb, durchgeführt wird, also der Roboter ferngesteuert wird.
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Wichtige, respektive abhängige Kriterien sind zum Beispiel eine oder mehrere der vorstehend beschriebenen Sicherheitsbedingungen.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum einen das Gesamtsystem (Roboter, Infrastruktur, Kommunikationsstrecke, Cloud ...) hinsichtlich der Sicherheitsbedingung überprüft wird.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass auch die einzelnen Teile hinsichtlich eines Erfüllens der Sicherheitsbedingung überprüft werden. Dies insbesondere vor einem Fernsteuern des Roboters.
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Der oder die Schritte des Überprüfens werden dabei in einer Ausführungsform roboterintern und/oder roboterextern, insbesondere in einer Infrastruktur, ausgeführt.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der oder die Schritte des Prüfens im Nachgang, also zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise regelmäßig, überprüft werden. Zum Beispiel werden der oder die Schritte des Überprüfens im Nachgang mit einer vorbestimmten Frequenz, beispielsweise alle 100 ms, überprüft.
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Beispielsweise findet dieses Überprüfen, also das Überprüfen, ob die zumindest eine Sicherheitsbedingung erfüllt ist, gemäß einer Ausführungsform vor und/oder nach und/oder während eines oder mehrerer vorbestimmter Verfahrensschritte statt.
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Nach einer Ausführungsform wird das Überprüfen bei Problemen durch- oder ausgeführt.
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In einer Ausführungsform ist ein Aufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen Roboter und Infrastruktur, welche insbesondere die Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt umfasst, vorgesehen.
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Die Infrastruktur umfasst gemäß einer Ausführungsform eine lokale Infrastruktur.
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Die Infrastruktur umfasst gemäß einer Ausführungsform eine globale Infrastruktur; vorzugsweise eine Cloud-Infrastruktur.
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In einer Ausführungsform wird geprüft, ob die Funktionalität „Infrastruktursupport“ bereitgestellt werden kann.
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In einer Ausführungsform wird geprüft, ob die Infrastruktur funktional bereit ist und/oder zur Verfügung steht für das Fernsteuern.
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In einer Ausführungsform wird geprüft, ob der Roboter funktional bereit ist und/oder zur Verfügung steht für das Fernsteuern.
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In einer Ausführungsform wird geprüft, ob der Service respektive die Funktionalität „Infrastruktursupport“ für den nach der Funktionalität anfragenden Roboter freigegeben ist. Dies sowohl insbesondere auf Roboterebene, Infrastrukturebene, Serviceebene.
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In einer Ausführungsform sind ein Ermitteln und/oder ein Empfangen (und insbesondere ein Übertragen) von Robotermöglichkeiten (Die vor- und/oder nachstehend beschriebenen Roboterparameter) (zum Beispiel maximal mögliche Beschleunigung respektive Geschwindigkeit, usw.) vorgesehen Zum Beispiel werden Roboterparameter vom Roboter gesendet. Das heißt also, dass zum Beispiel vom Roboter gesendete Roboterparameter empfangen werden.
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Zum Beispiel werden Roboterparameter aus der Cloud, insbesondere von einem Cloud-Server, gesendet. Das heißt also, dass zum Beispiel von der Cloud, insbesondere von einem Cloud-Server, gesendete Roboterparameter empfangen werden.
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Wenn dies nicht möglich ist (z.B. wegen fehlenden Daten), dann wird zum Beispiel eine definierte Standardkonfiguration (vorzugsweise eine Notfall-Konfiguration) verwendet.
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In einer Ausführungsform ist ein Überprüfen vorgesehen, ob die Verkehrssituation es zulässt, dass der Roboter ferngesteuert werden kann. Vorzugsweise läuft dieses Überprüfen kontinuierlich, also dauerhaft - d.h., auch schon bevor einer entsprechenden Anfrage, also unabhängig von einer Anfrage.
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Das Berechnen respektive Ermitteln wird zum Beispiel im Roboter und/oder in der Infrastruktur durchgeführt. Wenn dies sowohl im Roboter als auch in der Infrastruktur durchgeführt wird, kann dadurch in vorteilhafter Weise eine Redundanz bewirkt werden, was eine Sicherheit erhöhen kann.
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Sofern das Fernsteuern möglich ist, wird zum Beispiel der Roboter entfernt ferngesteuert. Die Übernahme Roboterführung erfolgt also durch die Infrastruktur. Intelligenz, Entscheidung und Kontrolle liegen bei der Infrastruktur Vorzugsweise wird der Prozess des Fernsteuerns dabei weiterhin überprüft.
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Die Überprüfung wird dabei gemäß einer oder mehrerer der folgenden Möglichkeiten durchgeführt:
- Im Roboter, in der Infrastruktur oder sowohl im Roboter als auch in der Infrastruktur, wobei letzteres in vorteilhafter Weise eine Redundanz bewirken kann, was eine Sicherheit erhöhen kann.
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In einer weiteren Ausführungsform wird vor einem Losfahren des Roboters die Umgebung des Roboters durch die Infrastruktur (insbesondere zusätzlich zum Roboter) analysiert und erst nach einem Senden eines Startbefehls der Infrastruktur das Fernsteuern bzw. Losfahren des Roboters gestartet.
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In einer weiteren Ausführungsform gibt die Infrastruktur bei Problemen / möglichen gefährlichen Situationen Hinweise / Anweisungen an weitere Verkehrsteilnehmer. Vor allem an Fußgänger. Die Hinweise können dabei z.B. durch Audio, Anzeigen usw. ausgegeben werden. Weiterhin sind Hinweise (an verknüpfte / bekannte), insbesondere mobile, Endgeräte möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2769809 A1 [0002]
- EP 2894532 A1 [0003]
