KR20190006979A

KR20190006979A - 로봇 제어용 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20190006979A
Application number: KR1020187033972A
Authority: KR
Inventors: 비요른 피치; 사미 하다딘
Original assignee: 프랜카 에미카 게엠바하
Priority date: 2016-04-24
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2019-01-21
Also published as: KR102150887B1; JP2019514709A; CN109070348B; US20190091863A1; JP6743178B2; DE102016005026B3; US11059175B2; SG11201808697VA; EP3448632A1; CN109070348A; EP3448632B1; DK3448632T3; WO2017186599A1

Abstract

본 발명은 로봇을 제어하는 시스템에 관한 것이다. 하나 이상의 센서(100)들에 의해 포착된 로봇(102)의 현재 상태 ZUS(t)를 나타내는 데이터 DAT(t)를 제공하는 인터페이스(101); 인터페이스(101)에 연결되어, 데이터 DAT(t)와 로봇(102)에 독점적으로 허용된 상태들을 나타내는 소정의 상태 공간( Z ) 또는 상태 공간( Z )의 경계를 기반으로 ZUS(t) ∈ Z 가 유지되는지 검토하는 데 제1 알고리즘을 사용하도록 설정되어, ZUS(t)

Z a인 경우 제1 정지 신호(Sig1)를 생성하는 제1 프로세서(103); 데이터 링크(104)를 통해 제1 프로세서(103)에 연결되어, 유닛(105)이 제1 정지 신호(Sig1)을 수신하거나 유닛(105)이 데이터 링크(104)가 차단을 파악하면 제2 정지 신호를 생성하는, 제2 정지 신호(Sig2)를 생성하는 기능을 하는 유닛(105); 인터페이스(101) 및 제1 프로세서(103) 또는 제1 프로세서(103)에만 연결되어, 데이터 DAT(t)와 소정의 상태 공간( Z' ) 또는 상태 공간( Z' )의 경계를 기반으로 ZUS(t) ∈ Z' 가 유지되는지 검토하는 데 제2 알고리즘을 사용하도록 설정되어, ZUS(t)

Z' 인 경우 제1 프로세서(103)과 유닛(105) 간의 데이터 링크(104)를 차단하도록 차단 유닛(114)을 촉발시키는 제2 프로세서(106); 유닛(105)에 연결되어, 제2 정지 신호(Sig2)가 존재할 때 로봇(102)가 소정의 안전 상태로 진입하도록 제어/조절하는, 로봇(102)을 제어하는 제어 유닛(107)을 포함하여 구성된다.

Description

로봇 제어용 시스템 및 방법

본 발명은 로봇 제어용 시스템 및 발명에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 시스템을 가지는 로봇에도 관련된다. 본 발명 시스템과 방법은 특히 로봇의 작동 중의 기능적 안전성을 향상시키는 역할을 한다.

현재, (하나 이상의 로봇 조작기(manipulator) 등의) 가동부(movable part)들을 가지는 로봇은 로봇이 인간과 상호작용하여 과업을 완수하는 분야에 사용이 확대되고 있다. 이에 따라 로봇을 높은 기능적 안전성과 높은 안전 무결성(safety integrity)을 가지도록 설계할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 작동 중에 로봇의 기능적 안전성과 안전 무결성을 향상시킬 수 있는 로봇의 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 독립 청구항들의 특징들로 명확해질 것이다. 유용한 추가적 개발사항들과 실시예들은 종속 청구항들의 주제이다. 본 발명의 다른 특징, 가능한 응용, 및 이점들은 도면들에 도시된 본 발명의 예시적 실시예의 설명과 함께 이하의 설명으로 명확해질 것이다.

본 발명의 제1 국면(aspect)은 로봇을 제어하는 시스템에 관련된다. 로봇은 하나 이상의 센서들에 포착(capture)되어 로봇의 현재 상태 ZUS(t)를 나타내는 데이터 DAT(t)를 제공하는 인터페이스와, 인터페이스에 연결되고 데이터 DAT(t)와 로봇에 독점적으로(exclusively) 허용된 상태들을 나타내는 소정의(prescribed) 상태 공간(state space; Z )을 기반으로 ZUS(t) ∈ Z 가 유지되는지 여부를 검토하는 데 제1 알고리즘을 사용하여 ZUS(t)

Z 인 경우 제1 정지 신호를 생성하도록 설정된 제1 프로세서와, 데이터 링크를 통해 제1 프로세서에 연결되어 유닛이 제1 정지 신호를 수신하거나 데이터 링크가 차단되었을 때 제2 정지 신호를 생성하는 유닛과, 인터페이스 및 제1 프로세서에 연결되거나 제1 프로세서에만 연결되어 데이터 DAT(t)와 소정의 상태 공간( Z' )을 기반으로 ZUS(t) ∈ Z' 가 유지되는지 여부를 검토하는 데 제2 알고리즘을 사용하여 ZUS(t)

Z' 인 경우 제1 프로세서와 유닛 간의 데이터 링크를 차단하도록 설정된 제2 프로세서와, 그리고 유닛에 연결되어 제2 정지 신호가 존재할 때 로봇을 소정의 안전 상태로 진입하도록 제어하는 제어 유닛을 구비한다.

여기서 "로봇의 현재 상태 ZUS(t)"라는 용어는 광의로 이해된다. 이는 특히 로봇의 정적 및/또는 동적, 기계적 및/또는 전기적 현재 상태 ZUS(t)를 포함한다. 이 용어는 또한 로봇이 그 환경과 기계적 또는 전기적으로 상호작용하는 상태들도 포함한다. 현재 상태 ZUS(t)를 규정하는 매개변수들을 포착하여 해당 데이터 DAT(t)를 생성하는 대응 센서들은 종래기술로 알려져 있다. 특히 현재 상태 ZUS(t)는 개별적인 상태 변수(state parameter)들을 가지는 다차원 벡터(multidimensional vector)로 이해되어야 한다. 데이터 DAT(t)는 상태 ZUS(t)를 규정하는 상태 변수들의 값을 나타낸다. 현재 상태 ZUS(t)와 연계 데이터 DAT(t)들은 모두, t가 시간을 나타낼 때 시간 종속적(time dependent)이다.

현재 상태 ZUS(t)를 규정하는 데이터 DAT(t)는 인터페이스를 통해 제1 프로세서에 제공된다. 추가적으로 제1 프로세서는 상태 공간( Z ) 또는 상태 공간( Z )의 경계(boundary)를 제공 받는데, 상태 공간( Z )은 로봇에 독점적으로 허용된 상태들을 나타낸다. 상태 공간( Z )은 또한 허용된 상태들의 변수 기술(parametric description)로서 제1 프로세서에 제공될 수 있다. 제1 프로세서는 데이터 DAT(t)와 소정의 상태 공간( Z )을 기반으로 현재 상태 ZUS(t)가 상태 공간( Z )의 원소(element)인지 여부를 검토하는 제1 알고리즘을 실행한다. 이 검토로 현재 상태 ZUS(t)가 상태 공간( Z )의 원소가 아니라는 것이 파악되면 제1 정지 신호가 생성된다. 제1 정지 신호는 바람직하기로 전기적 또는 광학적 신호이다.

제1 프로세서는 제2 정지 신호를 생성하기 위해 데이터 링크를 통해 유닛에 더 연결된다. 이 데이터 링크는 바람직하기로 전기적 및 광학적 신호들의 신호 경로를 설정(routing)하도록 설계된다. 이 데이터 링크는 바람직하기로 이더넷 연결로 설계된다. 특히, 이 데이터 링크는 제1 프로세서에 의해 생성된 제1 정지 신호를 유닛으로 전송하도록 설정 및 설계된다. 본 발명에 따르면, 유닛은 제1 프로세서에 의해 송신된 제1 정지 신호를 수신하거나 제1 프로세서로의 데이터 링크가 차단되었다고 판단되면 유닛이 제2 정지 신호를 생성하도록 추가적으로 설계 및 설정된다. 이를 위해, 유닛은 예를 들어 보안 데이터 프로토콜을 통한 데이터 전송을 기반으로 제1 프로세서와 유닛 간에 차단되지 않은(uninterrupted) 데이터 링크가 존재하는지 감시하도록 설계된다.

본 발명에 따르면, 제2 정지 신호가 로봇의 제어 유닛으로 전송되어 제어 유닛이 로봇을 안전 상태로 제어하도록 촉발(prompt)시킨다. 여기서 제어 유닛은 특히 액튜에이터에 구동되는 로봇의 구성요소들의 액튜에이터들을 제어한다. 바람직하기로, 제어 유닛은 전체 로봇들의 중앙 제어 유닛이며, 이에 따라 로봇들의 모든 제어 가능한 기능과 상태들을 제어 또는 조절한다. 제어 유닛은 예를 들어 액튜에이터들에 국부적으로 할당된 제어 전자 유닛들을 각각 가지는 국부적으로 분포된(locally distributed) 제어 유닛들을 더 구비할 수 있다.

여기서 "안전 상태(safe state)"라는 용어는 광의로 이해된다. 예를 들어 로봇의 모든 가동부들을 소정 위치로 제동(braking)하거나 로봇의 모든 가동부들을 위치의 사전설정없이 정지(standstill)(상태)로 제동하거나 또는 로봇의 가동부들의 이동 속도를 소정의 속도로 감속시키는 것 등을 포함한다. 추가적으로 "안전 상태"는 안전한 전기 및/또는 데이터 관련 상태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 정지 신호를 수신한 다음, 제어 유닛이 데이터 백업 및/또는 로봇 시스템 등의 특정한 하부 유닛(subunit)들의 전기적 차단을 유도할 수 있다. 한 변형예에서는, 제2 정지 신호가 로봇의 액튜에이터 유닛들로 전송된다. 안전 상태는 바람직하기로 로봇의 과업(task)에 따라 사전 설정되고, 바람직하기로 안전 상태에서는 로봇이 그 환경이나 로봇 자체에 대해 어떤 위험도 가하지 않는다는 조건을 충족시킨다.

본 발명에 따르면, 제2 프로세서는 인터페이스 및 제1 프로세서 또는 제1 프로세서에만 연결되어, 제2 프로세서가 인터페이스 또는 제1 프로세서로부터도 현재 상태 ZUS(t)를 규정하는 데이터 DAT(t)를 수신한다. 제2 프로세서는 소정의 상태 공간( Z' )을 기반으로 현재 상태 ZUS(t)가 상태 공간( Z' )의 원소인가 여부를 검토하는 데 사용되는 제2 알고리즘을 실행한다. 현재 상태ZUS(t)가 상태 공간( Z' )의 원소가 아닌 것으로 판단되면, 제2 프로세서는 제1 프로세서와 유닛 간의 데이터 링크의 차단(interruption)을 촉발(prompt)시킨다. 이를 위해, 제2 프로세서는 바람직하기로 예를 들어 스위치 등 바람직하기로 데이터 링크를 물리적으로 차단하는 차단 부품을 제어한다. 데이터 링크의 물리적 차단 대신, 데이터 링크의 모든 전선들에 소정의 고정 전위(fixed potential)에 대한 단락 회로를 생성함으로써 데이터 링크를 차단할 수도 있다.

상태 공간( Z 및 Z' )들은 바람직하기로 제1 프로세서 및 제2 프로세서에 의한 상태 ZUS(t)의 검토가 일관된 결과를 나타낼 것을 보장하도록 선택된다. 상태 공간 Z 는 Z' 와 동일할 수도 있다.

본 발명 시스템의 유용한 추가적 개선은 제2 프로세서가 제1 알고리즘의 실행을 감시하도록 제1 프로세서에 대해 설정되는 것을 특징으로 하는데, 제2 프로세서가 제1 알고리즘의 잘못된 실행(faulty execution)을 파악하면 바람직하기로 제1 프로세서와 유닛 간의 데이터 링크를 차단한다.

제2 프로세서에 의한 제1 프로세서의 감시는 바람직하기로 제1 프로세서가 제1 알고리즘을 실행하는지 여부를 첫째로 감시하는 단계와 함께 제1 프로세서가 제1 알고리즘을 잘못(fault) 없이 실행하는지 여부를 둘째로 감시하는 단계를 포함한다. (예를 들어 알고리즘이 잘못을 겪거나 프로세서가 손상되어) 제1 프로세서에 의해 제1 알고리즘이 실행되지 않는 경우나 제1 프로세서에 의해 제1 알고리즘이 잘못된 실행의 경우, 제1 프로세서와 유닛 간의 데이터 링크가 바람직하기로 제1 프로세서에 의해 차단된다. 전술한 바와 같이, 이 경우는 제2 정지 신호를 생성하고, 결과적으로 로봇이 안전 상태로 전환된다(assume).

본 발명 시스템의 유용한 추가적 개선은 제1 프로세서가 제2 알고리즘의 실행을 감시하도록 제2 프로세서에 대해 설정되는 것을 특징으로 하는데, 제1 프로세서가 제2 알고리즘의 잘못된 실행(바람직하기로 실행되지 않음을 포함)을 파악하면 제1 정지 신호 또는 경고 신호를 생성한다. 제1 정지 신호가 생성되면 유닛으로 전송하고, 여기서 제2 정지 신호가 생성되며, 이에 따라 로봇이 안전 상태로 전환된다. 바람직하기로 경고 신호가 출력 유닛으로 전송되는데, 이는 경고 신호를 출력하기 위해 광학적 및/또는 음향적으로 인식 가능한 신호들을 출력하도록 설정 및 설계되어 있다. 이 추가적 개선에서의 제2 프로세서가 제2 알고리즘의 실행의 잘못에 따라 제1 프로세서와 유닛 간의 데이터 링크를 차단하면, 로봇의 제어는 기능적으로 안전하다. 이 추가적 개선에서 제2 프로세서에 의한 제2 알고리즘의 실행이 잘못이 일어났지만 제1 프로세서와 유닛 간의 데이터 링크의 차단이 이뤄지지 않으면, 이는 제1 프로세서에 검출되고, 제1 프로세서가 제1 정지 신호를 생성하여 데이터 링크를 통해 유닛으로 전송하고, 유닛이 로봇을 안전 상태로 전환하도록 촉발하는 제2 정지 신호를 생성한다.

본 발명의 유용한 추가적 개선은 제2 프로세서에 의해 제어되어 제1 프로세서와 유닛 간의 데이터 링크를 차단하는 스위치의 존재를 특징으로 한다. 이 스위치는 바람직하기로 전기적 또는 광학적 스위치로 설계된다. 데이터 링크의 차단에 대응하는 스위칭 상태에서, 스위치는 또한 전기 데이터 선의 단락 회로를 생성할 수 있다. 데이터 링크는 바람직하기로 스위치에 의해 물리적으로 차단된다. 데이터 링크는 바람직하기로 대칭 엔코딩된(symmetrically encoded) 데이터 링크이다. 이러한 데이터 링크들은 안전한 데이터 전송을 보장한다.

제2 프로세서는 바람직하기로 기본적인 제1 프로세서의 연장으로 제공되는 예를 들어 플러그인(plug-in) 카드 또는 확장 모듈 등으로 유닛 상에 배치된다.

본 발명 시스템의 특히 유용한 추가적 개선은 제2 프로세서의 제2 칩셋(chip set)이 PCI, PCI-X 또는 PCIe 연결 또는 유사한 기술적 해법으로 제1 프로세서의 제1 칩셋에 연결되는 것을 특징으로 한다. 여기서 "PCI(Peripherical Component Interconnect: 주변 장치 연결)"라는 용어는 주변 장치들을 프로세서의 칩셋에 연결하는 버스 규격(bus standard)을 지칭한다. 제2 프로세서는 바람직하기로 제1 프로세서의 메인보드 상에 삽입되는 PCI 카드 상에 배치된다. 제1 및 제2 칩셋은 바람직하기로 통합 프로세서 칩 상에 배치된다.

또한 바람직하기로, 제1 및 제2 프로세서는 다른 프로세서 방식들이다.

또한 바람직하기로, 제1 알고리듬과 제2 알고리듬은 다른 알고리듬들이거나 동일한 알고리즘 내에서 적어도 달리 프로그래밍 된 것이다. 다른 프로세서 방식들 또는 달리 실행되는 알고리즘들에 의해 로봇을 제어하는 시스템의 기능적 안전성이 현저히 향상될 수 있다. 제1 알고리즘과 제2 알고리즘이 다르면, 이는 일방적으로 다른 상태 공간( Z 및 Z' )들을 요구한다. 전술한 바와 같이, 이들은 바람직하기로, 제1 프로세서와 제2 프로세서에 의한 상태 ZUS(t)의 검토가 일관된 결과를 나타낼 것을 보장하도록 선택된다.

특히 본 발명 시스템은 간단하고 비용 효율적인 시스템에 의해 기능적 안전성에 대한 로봇 제어의 지속적으로 증가하고 있는 요건들을 충족할 수 있게 해준다.

제1 프로세서가 PCI 카드로 설계되면 특히 다음 이점들이 얻어진다:

1. 케이블이 필요 없으므로 설치 노력이 절감되고, 통합적인 에너지 공급이 사용될 수 있다.

2. 추가적 연결들이 필요 없으므로 예를 들어 이더넷 연결 등 다른 연결들과 혼동될 우려가 없다.

3. 높은 데이터 처리량(throughput)이 가능하여 현저한 시간 지연 없이 복잡한 데이터의 교환이 가능하고, 이에 따라 복잡한 안전 검토가 가능하며, 그리고

4. 두 프로세서들(제1 및 제2 프로세서)의 사용에 의한 높은 데이터 처리량으로 연산 능력의 향상이 가능하다.

제1 프로세서와 유닛 간의 연결은 바람직하기로 이더넷 연결로 구현된다. 로봇 제어를 위한 필드버스의 이더넷 컨트롤러는 바람직하기로 제2 프로세서 상에 배치되지만, 논리적으로 제1 프로세서에 할당된다. 이에 따라 제1 프로세서로부터 표준 컨트롤러가 사용될 수 있어, 데이터 링크를 위해 제1 프로세서 상에 사용되는 소프트웨어에 변경이 필요 없다(투명 연결: transparent coupling). 제2 프로세서에 의해 제어되는 아날로그 스위치가 바람직하기로 제1 프로세서와 유닛 간의 이더넷 연결을 차단하도록 구비된다. 이 아날로그 스위치는 이더넷 연결을 물리적으로 차단할 수 있다. 이에 따라, 이더넷 컨트롤러(의 이상)에 의한 스위치 오프(switch-off)의 누락(bypassing)이 불가능하다. 아날로그 스위치가 제2 프로세서로 제어되므로, 시스템 내의 제2 채널에 대한 실제 독립적인 하드웨어 경로가 가능하다. 이에 따라 로봇 제어를 위한 안전 데이터 패키지들의 분산 연산(distributed computing)을 수행하는 해법에 비해 짧은 로딩 시간이 걸린다. 안전 신호는 제1 프로세서와 유닛 간의 통신을 스위치 오프, 즉 차단함으로써 생성된다. 제2 프로세서는 바람직하기로 버스 사이클 내에 제어 유닛에 출력 데이터를 제공할 필요가 없다. 특히 본 발명 시스템은 로봇의 안전 스위치 차단을 간단한 방식으로 처리하도록 해준다. 연결 케이블 내의 잘못으로 야기되었을 수도 있으므로 로봇은 어떤 이유로건 통신이 차단된 경우를 처리해야 한다. (본 발명에 따르면) 이 경우 로봇이 자동으로 안전 상태로 전환된다.

본 발명 시스템은 전체적으로 향상된 기능적 안전성으로 로봇의 제어를 가능하게 한다.

본 발명의 다른 국면은 전술한 시스템을 가지는 로봇에 관련된다.

본 발명의 다른 국면은 로봇을 (안전하게) 제어하는 방법에 관련된다. 본 발명 방법은 다음 단계들을 구비한다.

한 단계에서, 하나 이상의 센서들로 포착된 로봇의 현재 상태 ZUS(t)를 나타내는 데이터 DAT(t)가 인터페이스에 의해 제공된다. 다른 단계에서, 제1 프로세서 상에서 실행되는 제1 알고리즘이 데이터 DAT(t)와 로봇에 독점적으로 허용된 상태들을 나타내는 소정의 상태 공간( Z ) 또는 상태 공간( Z )에 대한 경계를 기반으로 ZUS(t) ∈ Z 가 유지되는지 검토하는 데 사용되어 ZUS(t)

Z 인 경우 제1 정지 신호(Sig1)가 생성된다. 다른 단계에서, 제1 프로세서와 데이터 링크로 연결된 유닛이, 유닛이 제1 정지 신호(Sig1)을 수신하거나 데이터 링크가 차단되었을 때 제2 정지 신호(Sig2)를 생성한다. 다른 단계에서, 인터페이스와 제1 프로세서 또는 제1 프로세서에만 연결된 제2 프로세서가 제2 프로세서 상에서 실행되는 제2 알고리즘을 사용하여 데이터 DAT(t)와 소정의 상태 공간( Z' )를 기반으로 ZUS(t) ∈ Z' 가 유지되는지 검토하여 ZUS(t)

Z' 의 경우 제1 프로세서와 유닛 간의 데이터 링크가 차단된다. 다른 단계에서, 유닛에 연결된 로봇을 제어하는 제어 유닛이 제2 정지 신호(Sig2)가 제어 유닛에 존재할 때 로봇을 소정의 안전 상태로 제어한다.

본 발명 방법의 이점과 유용한 추가적 개선들은 본 발명 시스템에 관한 설명들의 동일 또는 유사한 (부분의) 참조로 명확해질 것이다.

본 발명의 목적은 또한 데이터 처리 장치를 가지는 컴퓨터 시스템에 의해서도 달성되는데, 데이터 처리 장치는 전술한 방법이 데이터 처리 장치 상에서 실행되도록 설계된다.

또한, 본 발명의 목적은 전자적으로 판독 가능한 제어 신호들을 가지는 디지털 저장 매체에 의해서도 달성되는데, 제어 신호들은 전술한 바와 같은 방식으로 실행되는 프로그램 가능한 컴퓨터 시스템과 상호작용할 수 있다.

본 발명의 목적은 또한 프로그램 코드가 데이터 처리 장치 상에서 실행되었을 때 전술한 방법을 실행하는 기계 판독 가능한 매체 상에 저장된 프로그램 코드를 가지는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해서도 달성된다.

마지막으로, 본 발명은 또한 프로그램이 데이터 처리 상에서 작동될 때 전술한 방법을 실행하는 프로그램 코드를 가지는 컴퓨터 프로그램에도 관련된다. 이를 위해 데이터 처리 장치는 종래기술에 알려진 어떤 컴퓨터 시스템으로 설계될 수 있다.

다른 이점, 특징, 그리고 상세는 가능한 경우 도면들을 참조하여 상세히 설명된 적어도 하나의 예시적 실시예의 설명으로 명확해질 것이다. 유사한(like, similar and/or analogue) 부분들은 유사한 참조번호로 지시되었다.
도 1은 본 발명 시스템의 한 변형예의 개략 블록도를 도시한다.

도 1은 로봇(102)을 제어하는 본 발명 시스템의 한 변형예의 개략 블록도를 도시한다. 여기서 로봇(102)은 액튜에이터로 구동되는 다(multi-)부재(member)의 로봇 조작기(robot manipulator)를 가진다. 시스템은 몇 개의 센서(100)들로 포착(capture)되어 로봇 조작기의 현재 상태 ZUS(t)를 나타내는 데이터 DAT(t)를 제공하는 인터페이스(101)를 더 구비한다. 이 실시예에서, 상태 ZUS(t)는 로봇 조작기의 개별 부재들과 개별 부재 상에서 외측으로 작용하는 렌치(wrench)들의 파지력(force) 및 토크와 함께, 개별 부재들의 위치, 방향, 속도 및 가속을 나타낸다.

인터페이스(101)은 제1 프로세서(103)에 연결된다. 이에 따라 현재 상태 ZUS(t)를 나타내는 데이터 DAT(t)는 제1 프로세서(103)에 제공된다. 제1 프로세서(103)는 제공된 데이터 DAT(t)와 로봇(102) 또는 로봇 조작기에 독점적으로(exclusively) 허용된 상태들을 나타내는 소정의 상태 공간( Z )에 기반하여 현재 상태 ZUS(t)가 상태 공간( Z )의 원소(∈)인가: ZUS(t) ∈ Z 여부를 검토하는 제1 알고리즘을 실행한다. 여기서 ZUS(t)

Z 라고 판단되면 제1 전기적 정지 신호(Sig1)가 생성된다.

시스템은 또한 데이터 링크(104)를 통해 제1 프로세서(103)에 연결되어 제2 전기적 정지 신호(Sig2)를 생성하는 기능을 하는 유닛(105)을 더 구비하는데, 여기서 제2 정지 신호(Sig2)는 유닛(105)이 제1 정지 신호(Sig1)를 수신하거나 유닛(105)이 데이터 링크(104)의 차단을 파악했을 때 유닛에 의해 생성된다.

인터페이스(101)는 또한 제1 프로세서(103)와 다른 칩셋 또는 다른 프로세서 아키텍처를 가지는 제2 프로세서(106)에 연결된다. 이에 따라 제1 프로세서(103)와 제2 프로세서(106)는 다른 설계를 가진다. 인터페이스(101)는 (제1 프로세서와) 동시에 제2 프로세서(106)에도 데이터 DAT(t)를 제공한다. 제2 프로세서(106)는 데이터 DAT(t)와 소정의 상태 공간( Z' )을 기반으로 ZUS(t) ∈ Z' 가 유지되는지 검토하는 데 제2 알고리즘을 사용하여 ZUS(t)

Z' 인 경우, 아날로그 스위치(114)를 제어하여 제1 프로세서(103)과 유닛(105) 간의 데이터 링크(104)를 차단한다. 제1 알고리즘은 제2 알고리즘과 다르지만 두 알고리즘들은 전술한 검토를 수행한다.

마지막으로, 시스템은 유닛(105)에 연결되어 로봇(102)을 제어하는 제어 유닛(102)을 구비하는데, 이는 제2 정지 신호(Sig2)를 수신했을 때 로봇(102)이 소정의 안전 상태로 진입하도록 제어한다.

(이상에서) 본 발명이 바람직한 예시적 실시예들을 통해 상세히 도시 및 설명되었으나, 본 발명은 개시된 예들에 한정되지 않으며 당업계의 통상의 기술을 가진 자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 다양한 변형예들을 도출할 수 있을 것이다. 이에 따라 복수의 가능한 변형예들이 존재하는 것으로 이해되어야 한다. 또한 예로 제시된 실시예들은 본 발명의 범위, 가능한 응용분야, 또는 구성을 어떤 식으로건 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되는 단순한 예이다. 전술한 설명 및 도면의 설명은 오히려 당업계의 통상의 기술을 가진 자가 예시적 실시예들을 구체적으로 구현할 수 있게 하는 것으로, 당업계의 통상의 기술을 가진 자는 개시된 발명적 개념을 알고 나면 청구항들과 상세한 설명에 설명된 바와 같은 그 법적 등가물로 규정되는 범위를 벗어나지 않고도 예를 들어 예시적 실시예에 언급된 개별적 요소들의 기능 또는 배치에 대해 여러 가지 변경을 가할 수 있을 것이다.

100 : 센서 101 : 인터페이스
102 : 로봇 103 : 제1 프로세서
104 : 제1 프로세서와 유닛 간의 데이터 링크
105 : 유닛 106 : 제2 프로세서
107 : 제어 유닛 114 차단 유닛/스위치

Claims

로봇(102)을 제어하는 시스템으로,
- 하나 이상의 센서(100)들에 의해 포착된 로봇(102)의 현재 상태 ZUS(t)를 나타내는 데이터 DAT(t)를 제공하는 인터페이스(101),
- 인터페이스(101)에 연결되어, 데이터 DAT(t)와 로봇(102)에 독점적으로 허용된 상태들을 나타내는 소정의 상태 공간( Z ) 또는 상태 공간( Z )의 경계를 기반으로 ZUS(t) ∈ Z 가 유지되는지 검토하는 데 제1 알고리즘을 사용하도록 설정되어, ZUS(t)
Z 인 경우 제1 정지 신호(Sig1)를 생성하는 제1 프로세서(103),
- 데이터 링크(104)를 통해 제1 프로세서(103)에 연결되어, 유닛(105)이 제1 정지 신호(Sig1)을 수신하거나 유닛(105)이 데이터 링크(104)가 차단을 파악하면 제2 정지 신호를 생성하는, 제2 정지 신호(Sig2)를 생성하는 기능을 하는 유닛(105),
- 인터페이스(101) 및 제1 프로세서(103) 또는 제1 프로세서(103)에만 연결되어, 데이터 DAT(t)와 소정의 상태 공간( Z' ) 또는 상태 공간( Z' )의 경계를 기반으로 ZUS(t) ∈ Z' 가 유지되는지 검토하는 데 제2 알고리즘을 사용하도록 설정되어, ZUS(t)
Z' 인 경우 제1 프로세서(103)과 유닛(105) 간의 데이터 링크(104)를 차단하도록 차단 유닛(114)을 촉발시키는 제2 프로세서(106), 및
- 유닛(105)에 연결되어, 제2 정지 신호(Sig2)가 존재할 때 로봇(102)이 소정의 안전 상태로 진입하도록 제어하는, 로봇(102) 제어용 제어 유닛(107)을 구비하는 로봇 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,
제2 프로세서(106)가 제1 프로세서(103) 상의 제1 알고리즘의 실행을 감시하도록 설정되어, 제2 프로세서(106)가 제1 알고리즘의 잘못된 실행을 파악하면 데이터 링크(104)를 차단시키는 로봇 제어 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
제1 프로세서(103)가 제2 프로세서(106) 상의 제2 알고리즘의 실행을 감시하도록 설정되어, 제2 프로세서(103)가 제2 알고리즘의 잘못된 실행을 파악하면 제1 정지 신호(Sig1) 및/또는 경고 신호를 생성하는 로봇 제어 시스템.
제 3 항에 있어서,
광학적 및/또는 음향적 신호로 경고 신호를 출력하도록 설정 및 설계된 출력 유닛을 더 구비하는 로봇 제어 시스템.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
차단 유닛(114)이 제2 프로세서(106)에 의해 제어되는 스위치인 로봇 제어 시스템.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
제2 프로세서(106)의 제2 칩셋이 제1 프로세서(103)의 제1 칩셋과 PCI, PCI-X 또는 PCIe 연결을 통해 연결되는 로봇 제어 시스템.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 프로세서(103)와 제2 프로세서(106)가 다른 프로세서 방식인 로봇 제어 시스템.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 알고리즘과 제2 알고리즘이 다른 알고리즘인 로봇 제어 시스템.
로봇(102)을 제어하는 방법으로,
인터페이스(101)에 의해, 하나 이상의 센서(100)들로 포착된 로봇(102)의 현재 상태 ZUS(t)를 나타내는 데이터 DAT(t)를 제공하는 단계,
제1 프로세서(103) 상에서 실행되는 제1 알고리즘을 사용하여, 데이터 DAT(t)와 로봇(102)에 독점적으로 허용된 상태들을 나타내는 소정의 상태 공간( Z ) 또는 상태 공간( Z )의 경계를 기반으로 ZUS(t) ∈ Z 가 유지되는지 여부를 검토하여, ZUS(t)
Z 인 경우 제1 정지 신호(Sig1)가 생성되는 단계,
데이터 링크(104)를 통해 제1 프로세서(103)에 연결된 유닛(105)에 의해, 유닛(105)이 제1 정지 신호(Sig1)을 수신하거나 데이터 링크(104)가 차단되었을 때 제2 정지 신호를 생성하는, 제2 정지 신호(Sig2)를 생성하는 단계,
인터페이스(101) 및 제1 프로세서(103) 또는 제1 프로세서(103) 만에 연결된 제2 프로세서(106)에 의해, 제2 프로세서(106) 상에서 실행되는 제2 알고리즘을 사용하여 데이터 DAT(t)와 로봇(102)에 소정의 상태 공간( Z ) 또는 상태 공간( Z' )의 경계를 기반으로 ZUS(t) ∈ Z' 가 유지되는지 여부를 검토하여, ZUS(t)
Z' 인 경우 제1 프로세서(103)와 유닛(105) 간의 데이터 링크(104)가 차단되는 단계, 및
유닛(105)에 연결되어 로봇(102)을 제어하는 제어 유닛(107)에 의해, 제어 유닛(107)로부터의 제2 정지 신호(Sig2)가 존재할 때 로봇(102)을 소정의 안전 상태로 제어/조정하는 단계를 구비하는 로봇 제어 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 제어 시스템을 구비하는 로봇.