WO2017186596A1 - Steuerung eines robotersystems - Google Patents

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WO2017186596A1
WO2017186596A1 PCT/EP2017/059558 EP2017059558W WO2017186596A1 WO 2017186596 A1 WO2017186596 A1 WO 2017186596A1 EP 2017059558 W EP2017059558 W EP 2017059558W WO 2017186596 A1 WO2017186596 A1 WO 2017186596A1
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Sami Haddadin
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    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1694—Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40311—Real time simulation

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a robot system and a robot system.
  • the robot system comprises a robot with actuator-drivable
  • Components sensors for detecting a current state of the robot, a central control unit that executes a current control program for controlling and coordinating the robot system, one or more user interfaces, wherein the
  • User interfaces and the control unit for changing the current control program are set up during its execution in a modified control program, and one or more processor units that perform Services for the central control unit.
  • the robot, the sensors, the central control unit, the user interfaces and the processor units communicate with each other via a possibly time-varying dynamic data network.
  • the object of the invention is to provide an improved method for controlling a robot system as well as a robot system having an increased, i.
  • a first aspect of the invention relates to a method for controlling a
  • current robot state Z robo (t) is understood broadly in the present context, which includes mechanical, dynamic, electrical, data-related time-dependent states of the robot, etc. Furthermore, the term encompasses time-independent states of the robot, such as its mechanical
  • the control unit ZSE is advantageously designed as a computer or processor, which controls and coordinates the robot system with all its components on the basis of the current control program SP (t).
  • a current control program SP (t) is understood herein to mean a sequence of instructions satisfying the rules of a particular control programming language
  • the control program SP (t) may comprise auxiliary control programs, so-called “apps” (application software).
  • processor units PE is understood in a broad sense in this case, basically comprising all units with their own processor, ie their own data processing, which in the broadest sense provides a "service” for the robot system or for one or more of its components. These services are referred to herein as services MPS r . They depend in particular on the type of the respective processor units PE r .
  • Components of the robot system exclusively process incoming data, For example, display the data or its processing results, or based on the ZSE and / or other components of the
  • Robotics incoming data generate an action, a service, etc.
  • processor units fall in particular output units for the output of optical, tactical and or acoustic information.
  • a processor unit PE r from the control unit ZSE and / or other components of the robot system is able to process incoming data and transmit the result of the processing to the control unit ZSE and / or to the other components.
  • Robot system for further processing.
  • a processor unit PE r exclusively generate data itself, which are transmitted to the control unit ZSE and / or other components of the robot system.
  • this category for example, all sensor systems that capture measurement data, possibly preprocessing, and transmit via their own interface to the control unit ZSE and / or other components of the robot system.
  • User interfaces NS P are advantageous with a screen / display and a
  • the user interfaces NS P are advantageous, for example
  • Control program which is always denoted by SP (t), beginning with the time ti given by the control program SP * (t for t> ti).
  • the robot, the first sensors Sf, the central control unit ZSE, the user interfaces NS P and the processor units PE r may be over one dynamic and / or time-varying data network ZW connected to each other, so that a corresponding data communication between the components of the robot system can take place.
  • the individual components of the robot system communicate via electrical and / or optical data lines.
  • the robot ROBO can assume robot states Z ROBO , where: Z ROBO e Z j . obo> tota i and Z j -obo, totai defines a state space that defines the set of all possible
  • Specifying robot states and further wherein a state space Z is specified, which defines the set of all allowed robot states Z ROB0RERLAUBT , where: Z ROB0RERLAUBT e
  • the first sensors SU can assume sensor states Z S1 , where: Z S] i e defines a state space indicating the set of all possible sensor states, and where further a state space is predetermined, which defines the set of all permitted sensor states Z S i X Allowed , where: Z S i X permits e
  • control unit ZSE can assume control unit states Z Z5E , where Z ZSE e Zj, SE> toUl i and Zj, SE> tota i defines a state space indicating the set of all possible control unit states, and furthermore a state space
  • Zzs E hoisted is given, which defines the set of all allowed control unit states ZzSE, allowed, where: Z ZSE ate e Zj.sE, criaubt and c: Zjs Ettotat
  • the user interfaces NS P can assume user interface states Z NSIP , where Z NS , P ⁇ r defines a state space indicating the set of all possible user interface states, and further including a state space is given, the allowed user interface states
  • ZN .P allows defined, whereW: Z N s, p, allows £ And Zj] S, p, allows ⁇ jVS, p, total.
  • the processor units PE R can assume processor states ⁇ > , where: Z PE R e Zj> E , r , t "tai and ⁇ ⁇ > ⁇ > ⁇ defines a state space indicating the set of all possible processor states, and where Furthermore, a state space Zj> E) r) is given, which defines the permitted processor states Z PR ⁇ er , where: Z PE ⁇ er i eubt e and ⁇ Z_p E , r , totai-
  • processor state is going far in the present case understood understood understood. It includes, for example, all electrical, mechanical, temperature-dependent, data-technical, operational, etc. states of the
  • the services MPS r can assume service states Z MPSyr , where: Z M ps, r £ ZMPs, r, totai and defines a state space indicating the set of all possible service states, and where further a state space is specified, which defines the set of all permitted service states Z MPSyry allow , where: Z MPSyry allows e and
  • service state is understood broadly, for example, including all electrical, mechanical, temperature-dependent, data-technical, operational, etc. states of a service MPS r that are technically detectable.
  • the data network DN can possibly assume dynamic and / or time-variant data network states Z data , where Z data e defines a state space indicating the set of all possible data network states, and furthermore a state space is specified, which defines the set of all allowed data network states Z data aubt , where: Z data aubt e
  • data network state is understood broadly in the present case, for example comprising all electrical, mechanical, temperature-dependent, data-technical, operational, etc. states of the data network DN which are technically detectable.
  • the proposed method comprises the following steps: during the execution of the respective current control program SP (t) predictive checking whether a complete execution of the current control program SP (t) leads to an error state, the error state being defined such that the complete execution of the current Control program SP (t) to a
  • Robot state Z robo leads, for which applies: Z robo and / or
  • Controller Z ZSE leads, for which applies: Z ZSE ⁇ £ and or
  • Processor state Z PE r leads, for which: Z PR r t p R>r> i he exerts a and / or
  • Z MPSyr i 2iMPs, r, e r can and / or
  • User interface state Z NSyP results in: Z NSyP and / or - data network state Z data (t), for which the following applies: Z data t Z ⁇ u, and if, in the checking, such an error condition is being preambled, performing one or more of the actions listed below: automatically changing the current control program SP (t) so that no error condition is determined upon renewed predictive testing, and
  • the proposed method thus carries out a preliminary check for each current control program SP (t) as to whether an execution of the complete or the current control program SP (t) still to be processed leads to an error state.
  • a modified current control program SP (t) does not have to be executed completely, so that this test has a predicative character. It is therefore not necessary to wait until the current control program SP (t) generates an error when it is executed, but these possible error states can be corrected with the present
  • Procedure already be recognized. This ensures in particular that the robot system does not come into a safety-endangering state. This is particularly advantageous for robotic systems that include a robot that interacts with humans and / or dynamic environments.
  • This predictive check is advantageously carried out parallel to the time for carrying out the current control program SP (t) and advantageously in particular for the part of the control program that has not yet been processed.
  • this check is for the entire modified current one
  • Control program SP (t) to be executed by the robot ROBO. This makes it possible to specify the state spaces optimized for the task or action that can be executed by a robot, and thus for a specific task or action-dependent task Definition of error states.
  • control program SP (t) is introspective, i. the control program SP (t) knows its own structure and can modify it.
  • the data network state Z data takes into account one or more of the following parameters: a physical availability of the components: robot ROBO, first
  • the processor state Z PE, r takes into account one or more of the following parameters:
  • the service state Z M ps, r takes into account one or more of the following parameters:
  • the invention further relates to a computer system, with a
  • Data processing device wherein the data processing device is configured such that a method described above on a
  • Data processing device is executed.
  • the invention further relates to a digital storage medium with electronically readable control signals, wherein the control signals so with a programmable
  • Computer system can cooperate, that one described above
  • the invention further relates to a computer program product with on one
  • machine-readable carrier stored program code for performing a method described above, when the program code on a
  • Data processing device is executed.
  • the invention further relates to a computer program with program codes for
  • the data processing device can be configured as any known from the prior art computer system.
  • Control unit ZSE which has a current control program SP (t) for controlling the
  • the robot ROBO can assume robot states Z robo , where: Zrobo £ Z-obo, totai and Z j -obo, totai defines a state space indicating the set of all possible robot states, and where furthermore a state space is defined, which defines the set of all permitted robot states Z robo r allowed, where the following applies: Z robo permits e jobo auibti and tyrobo, deafen! ⁇ Z 'yebofakü-
  • the first sensors SU can assume sensor states Z S1 , where: Z S] i e defines a state space indicating the set of all possible sensor states, and where further a state space is predetermined, which defines the set of all permitted sensor states Z S i X Allowed , where: Z S i X permits e
  • control unit ZSE can assume control unit states Z Z5E , where Z ZSE e Zj, SE> toUl i and Zj, SE> tota i defines a state space indicating the set of all possible control unit states, and furthermore a state space ZzsE, raised is, which defines the set of all allowed control unit states ZzSE, allowed, where: Z Z sE, he eubt eS, he hwbt and
  • the user interfaces NS P can assume user interface states Z NSiP , where: Z NS , P e defines a state space indicating the set of all possible user interface states, and further including a state space is given, the allowed user interface states
  • the processor units PE r 205 can process states Z r assuming that: Z PE r e Zj> E , r , t "tai and ⁇ ⁇ > ⁇ > ⁇ defines a state space indicating the set of all possible processor states, and where further a
  • Z PRtrubt defines, where: Z PE , r , ⁇ ⁇ ⁇ , ⁇ , ⁇ ⁇ ⁇ * ⁇ and ZpE, r, eriatAt Zj> E>r> Ma i.
  • the services can assume MPS r service states Z MPS , r , where Z M ps, r £ ZMPs, r, totai and defines a state space that defines the set of all possible Indicates service conditions, and where furthermore a state space is defined, which defines the set of all permitted service states Z MPS ⁇ er i aubt , where:
  • the data network ZW can assume data network states Z data , where: Z data £ and ⁇ ⁇ define a state space indicating the set of all possible data network states, and furthermore a state space is specified, which defines the set of all allowed data network states Z data , where:
  • the control unit ZSE of the proposed robot system is further configured and configured such that the following steps are carried out.
  • a predictive check is made as to whether a complete execution of the current control program SP (t) results in an error condition, the error condition being defined such that execution of the current control program SP (t ) to a
  • Robot state Z robo leads, for which applies: Z robo t ⁇ erkuM and / or
  • Processor state Z r leads to the following: Z r t Z ⁇ Rirterhmbt and / or
  • control unit initiates an execution of one or more of the following actions: automatically changing the current control program SP (t) such that no error condition is determined in a renewed predicating check, and
  • Fig. 1 is a flowchart of a proposed method
  • Fig. 2 is a schematic representation of a proposed robot system.
  • the robot ROBO 201 can assume robot states Z robo , where: Z robo e Z j . obo> tota i and Z j . obo> , otal defines a state space that determines the set of all possible
  • the first sensors 57, 202 can assume sensor states Z S i , where: Z S i e Z i, i, totai and Z U totai defines a state space that defines the set of all possible sensor states Z S i
  • a state space is predetermined, which defines the set of all allowed sensor states Z S i X Allowed , where: Z S i X allows ZjSl, i, erhubtl and ⁇ ZjSl, i, total
  • the control unit ZSE 203 may assume control unit states Z Z5E , where: Z Z5E ⁇ r zsE, totai and ZzsE, totai defines a state space indicating the set of all possible control unit states, and where further a state space
  • the user interfaces NS P 204 may accept user interface states Z NSiP , where: Z NS , P e defines a state space indicating the set of all possible user interface states, and further wherein a state space Z j vs, P , is defined, defines the allowed user interface state Z p est ,
  • Z N s, P gives £ ZyS, P, allows And Zj] S, p, allows ⁇ Zjs / s, p, total.
  • the processor units PE r 205 may assume processor states Z PE , r , where: Z PE r e Zj> E , r , t "tai and Zj> E, r , t" tai defines a state space indicating the set of all possible processor states , and where furthermore a state space Zj> E) r) allowed is defined, which defines permitted processor states Z PRr r , where: Z PEtrubt e and
  • Z-PE, r allows ⁇ Z > E t r, total.
  • the services MPS r may assume service states Z M ps, r , where: Z M ps, r £ and a state space defines the set of all possible
  • the data network ZW 206 may assume data network states Z data , where Z data e and ⁇ , ⁇ defines a state space that defines the set of all possible ones
  • Specifying data network states and further wherein a state space is defined, which defines the set of all allowed data network states Z data aubt , where:
  • a predictive check is made during or before execution of the respective current control program SP (t) as to whether execution of the current control program SP (t) results in an error condition, the error condition being defined such that execution of the current control program SP (t) to a
  • Robot state Z robo leads, for which applies: Z robo and / or
  • Control unit state Z ZSE leads, for which applies: Z ZE ⁇ £ and or
  • Processor state Z r leads to the following: Z r t Z ⁇ Rirterhmbt and / or
  • a following is carried out in a second step 102 of one or more of the following actions: automatic change (102a) of the current control program SP (t) such that in the case of a renewed predictive check (101) no error condition is detected, and executing the automatically changed accordingly control program
  • the method is triggered by each change of the current control program SP (t).
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a proposed robot system.
  • the robot system comprises the following components: a robot ROBO 201 with actuatable elements, first sensors SU 202 for acquiring a current one
  • the central control unit ZSE 203 and the User interfaces NS P 204 are for
  • the robot ROBO 201 can assume robot states Z robo , where: Z robo e Z j . obo> tota i and robo otai defines a state space that defines the set of all possible
  • the first sensors SU 202 can assume sensor states Z S1 , where: Z sl e and Z U totai define a state space that defines the set of all possible sensor states Z S1
  • control unit ZSE 203 can assume control unit states Z Z SE, where: Z Z SE C zs E , totai and Zzs E , totai defines a state space that defines the set of all possible
  • the user interfaces NS P 204 may accept user interface states Z NSIP , where: Z NStP e defines a state space indicating the set of all possible user interface states, and further defining a state space Zjvs, P , Manually Defined permitting allowed user interface states Z, where: Z N s, p, admits £ And Zj] S, p, allows ⁇ S, p, total.
  • the processor units PE R 205 can assume processor states ⁇ > , where: ZpE.r £ ⁇ ,, ⁇ and Zj> E) r> M ai defines a state space specifying the set of all possible processor states, and further wherein a state space Zj> E) r) allowed is given, which exercises allowed processor states Z PRtr defined, where: Z PEtr eubt e Zp E>r> deaf and
  • the services MPS r may assume service states Z M ps, r , where: Z M ps, r £ and a state space defines the set of all possible
  • the data network ZW 206 may assume data network states Z data , where Z data e and Z j ua otai defines a state space that defines the set of all possible
  • Specifying data network states and further wherein a state space is defined, which defines the set of all allowed data network states Z data aubt , where:
  • the central control unit ZSE 203 is configured in such a manner that during the execution of the respective current control program SP (t) a predicative check is carried out as to whether a complete execution of the current control program SP (t) leads to an error condition, the error condition being defined in this way is that complete execution of the current control program SP (t) to a
  • Robot state Z robo leads, for which applies: Z robo t ⁇ erkuM and / or
  • Control unit state Z ZSE leads, for the following applies: Z ZE ⁇ and or
  • Processor state Z r leads to the following: Z r t Z ⁇ Rirterhmbt and / or

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Steuerung eines Robotersystems sowie ein Robotersystem. Das Robotersystem umfasst folgende Komponenten: einen Roboter ROBO (201) mit aktorisch antreibbaren Elementen, erste Sensoren S1i (202) zur Erfassung eines aktuellen Roboterzustands, eine zentrale Steuereinheit ZSE (203), die ein aktuelles Steuerprogramm SP(t) zur Steuerung des Robotersystems ausführt, ein oder mehrere Nutzerschnittstellen NSp (204), ein oder mehrere Prozessoreinheiten PEr (205), die für die zentrale Steuereinheit ZSE (203) und/oder für eine oder mehrere der anderen Komponenten (201, 202, 204, 205, 206) des Robotersystems Services MPSr ausführen, wobei der Roboter ROBO (201), die ersten Sensoren S1i (202), die zentrale Steuereinheit ZSE (203), die Nutzerschnittstellen NSp (204) und die Prozessoreinheiten PEr (205) über ein Datennetz DN (206) miteinander kommunizieren. Die zentrale Steuereinheit ZSE (203) ist dazu eingerichtet und ausgeführt prädizierend zu Prüfen (101), ob ein Ausführen des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem Fehlerzustand führt. Sofern bei dem Prüfen (101) ein solcher Fehlerzustand prädiziert wird, erfolgt ein Ausführen (102) einer oder mehrerer Aktionen (102a-102e).

Description

Steuerung eines Robotersystems
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Robotersystems sowie ein Robotersystem.
Das Robotersystem umfasst vorliegend einen Roboter mit aktorisch antreibbaren
Komponenten, Sensoren zur Erfassung eines aktuellen Zustands des Roboters, eine zentrale Steuereinheit, die ein aktuelles Steuerprogramm zur Steuerung und Koordination des Robotersystems ausführt, ein oder mehrere Nutzerschnittstellen, wobei die
Nutzerschnittstellen und die Steuereinheit zur Änderung des aktuellen Steuerprogramms während dessen Ausführung in ein geändertes Steuerprogramm eingerichtet sind, und ein oder mehrere Prozessoreinheiten, die für die zentrale Steuereinheit Services ausführen. Der Roboter, die Sensoren, die zentrale Steuereinheit, die Nutzerschnittstellen und die Prozessoreinheiten kommunizieren dabei miteinander über ein möglicherweise zeitvariantes dynamisches Datennetz.
Insbesondere dann, wenn Roboter derartiger Robotersysteme mit den aktorisch antreibbaren Komponenten mit Menschen interagieren können, ist es zur Erhöhung der Sicherheit erforderlich, dass das aktuelle Steuerprogramm korrekt ausführbar und robust ist, und so gut wie keine Fehler aufweist, die zu ungewollten und für Menschen und/oder die Umgebung und/oder für den Roboter gefährlichen Zuständen des Roboters führen können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Steuerung eines Robotersystems sowie ein Robotersystem bereitzustellen, dass eine erhöhte, d.h.
verbesserte, Sicherheit bei der Ausführung eines Steuerprogramms aufweist. Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines
Robotersystems, wobei das Robotersystem folgende Komponenten umfasst: einen Roboter ROBO mit aktorisch antreibbaren Elementen, erste Sensoren 57, zur Erfassung eines aktuellen Roboterzustands Zmbo(t), mit i = 1, ..., I, eine zentrale Steuereinheit ZSE, die ein aktuelles Steuerprogramm SP(t) zur Steuerung und Koordination des
Robotersystems ausführt, ein oder mehrere Nutzerschnittstellen NSP, die gemeinsam mit der Steuereinheit zur Änderung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) während dessen Ausführung zu einer Zeit ti in ein geändertes Steuerprogramm SP(t) = SP*(t für t > ti) eingerichtet sind, mit p = 1, P, und ein oder mehrere Prozessoreinheiten PEn die für die zentrale Steuereinheit ZSE und/oder für eine oder mehrere der anderen Komponenten des Robotersystems Services MPSr ausführen, mit r = 1, R.
Der Begriff:„aktueller Roboterzustand Zrobo(t)" wird vorliegend weit gefasst verstanden. Er umfasst unter anderem mechanische, dynamische, elektrische, Daten-bezogene zeitabhängige Zustände des Roboters. Weiterhin umfasst der Begriff zeitunabhängige Zustände des Roboters, wie beispielsweise dessen mechanischen
Rüstzustand/Konfiguration, etc.
Die Steuereinheit ZSE ist vorteilhaft als Computer bzw. Prozessor ausgeführt, die auf Basis des aktuellen Steuerprogramms SP(t) das Robotersystem mit allen seinen genannten Komponenten steuert und koordiniert.
Unter dem Begriff:„ein aktuelles Steuerprogramm SP(t) " w\rd vorliegend eine den Regeln einer bestimmten Steuerprogrammiersprache genügende Folge von Anweisungen verstanden. Das Steuerprogramm SP(t) kann HilfsSteuerprogramme, sogenannte„Apps" (Anwendungssoftware), etc. umfassen.
Die zentrale Steuereinheit ZSE ist vorliegend mit ein oder mehrere Prozessoreinheiten PEr verbunden, die für die zentrale Steuereinheit ZSE Services MPSr ausführen, mit r = 1, R.
Der Begriff der„Prozessoreinheiten PE " wird vorliegend weit gefasst verstanden. Er umfasst grundsätzlich alle Einheiten mit einem eigenen Prozessor, d.h. einer eigenen Datenverarbeitung, die im weitesten Sinne eine„Dienstleistung" für das Robotersystem bzw. für eine oder mehrere seiner Komponenten erbringt. Diese Dienstleistungen werden vorliegend als Services MPSr bezeichnet. Sie hängen insbesondere von der Art der jeweiligen Prozessoreinheiten PEr ab.
So kann eine Prozessoreinheit PEr von der Steuereinheit ZSE und/oder anderen
Komponenten des Robotersystems kommende Daten ausschließlich weiterverarbeiten, beispielsweise die Daten oder deren Weiterverarbeitungsergebnisse anzeigen, oder auf Basis der von der Steuereinheit ZSE und/oder anderen Komponenten des
Robotersystems kommende Daten eine Aktion, einen Service erzeugen, etc. In diese Kategorie von Prozessoreinheiten fallen insbesondere Ausgabeeinheiten zur Ausgabe von optischen, taktischen und oder akustischen Informationen.
Weiterhin kann eine Prozessoreinheit PEr von der Steuereinheit ZSE und/oder anderen Komponenten des Robotersystems kommende Daten weiterverarbeiten und das Ergebnis der Weiterverarbeitung an die Steuereinheit ZSE und/oder an die anderen Komponenten übermitteln. In dieser Variante können beispielsweise mehrere verteilt angeordnete Prozessoreinheiten PErzur Bereitstellung einer erhöhten Rechenleistung
zusammengeschlossen werden, um beispielsweise komplexe Berechnungen in kurzer Zeit zu ermöglichen. In dieser Variante können weiterhin von verschiedenen
Prozessoreinheiten PEr zeitparallel verschiedenste Aufgabenstellungen gelöst werden, deren Ergebnisse an die Steuereinheit ZSE und/oder andere Komponenten des
Robotersystems zur weiteren Verarbeitung übermittelt werden.
Schließlich kann eine Prozessoreinheit PEr ausschließlich selbst Daten erzeugen, die an die Steuereinheit ZSE und/oder andere Komponenten des Robotersystems übermittelt werden. In diese Kategorie fallen beispielsweise alle Sensorsysteme, die Messdaten erfassen, gegebenenfalls vorverarbeiten, und über ihre eigene Schnittstelle an die Steuereinheit ZSE und/oder andere Komponenten des Robotersystems übermitteln.
Nutzerschnittstellen NSP sind vorteilhaft mit einem Bildschirm/Display und einer
Schnittstelle zur manuellen und/oder akustischen Eingabe von Daten und Informationen ausgestattet. Die Nutzerschnittstellen NSP sind vorteilhaft beispielsweise
Computerterminals, Notebooks, Smartphones. Nutzerschnittstellen NSP und die
Steuereinheit ZSE sind zur Änderung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) während dessen Ausführung zu einer Zeit ti in ein geändertes Steuerprogramm SP(t) = SP*(t für t > ti) eingerichtet, wobei über die Nutzerschnittstellen NSP eingegebene Änderungen vorteilhaft sequentiell in dem aktuellen Steuerprogramm SP(t) umgesetzt werden, mit p = 1, P. Die Formel: SP(t) = SP*(t für t > ti) bedeutet vorliegend, dass das aktuelle
Steuerprogramm, welches immer mit SP(t) bezeichnet wird, beginnend mit der Zeit ti durch das Steuerprogramm SP*(t für t > ti) gegeben ist.
Erfindungsgemäß sind der Roboter, die ersten Sensoren Sf, die zentrale Steuereinheit ZSE, die Nutzerschnittstellen NSP und die Prozessoreinheiten PEr über ein möglicherweise dynamisches und/oder zeitvariantes Datennetz ZW miteinander verbunden, sodass eine entsprechende Datenkommunikation zwischen den Komponenten des Robotersystems erfolgen kann. Vorteilhaft kommunizieren die einzelnen Komponenten des Robotersystems über elektrische und/oder optische Datenleitungen. Die die Zwischenkomponenten
ausgetauschten Daten sind vorteilhaft verschlüsselt.
Der Roboter ROBO kann erfindungsgemäß Roboterzustände ZROBO annehmen, wobei gilt: ZROBO e Zj.obo>totai und Zj-obo,totai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen
Roboterzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum Z vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Roboterzustände ZROB0RERLAUBT definiert, wobei gilt: ZROB0RERLAUBT e
Zj-obo,erlaubtl Und
Figure imgf000006_0001
Die ersten Sensoren SU können erfindungsgemäß Sensorzustände ZS1 annehmen, wobei gilt: ZS] i e
Figure imgf000006_0002
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Sensorzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
Figure imgf000006_0003
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Sensorzustände ZSiXerlaubt definiert, wobei gilt: ZSiXerlaubt e
ZjSl,i,erhubt Und
Figure imgf000006_0004
<Ξ ZjSl,i,total.
Die Steuereinheit ZSE kann erfindungsgemäß Steuereinheitszustände ZZ5E annehmen, wobei gilt: ZZSE e Zj,SE>toUli und Zj,SE>totai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Steuereinheitszustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
ZzsE,erhubt vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Steuereinheitszustände ZzSE,erlaubt definiert, wobei gilt: ZZSE aubt e Zj.sE,criaubt und
Figure imgf000006_0005
c: ZjsEttotat
Die Nutzerschnittstellen NSP können erfindungsgemäß Nutzerschnittstellenzustände ZNSIP annehmen, wobei gilt: ZNS,P <r
Figure imgf000006_0006
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Nutzerschnittstellenzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums
Figure imgf000006_0007
vorgegeben ist, der erlaubte Nutzerschnittstellenzustände
ZN .P, erlaubt definiert, WObei gilt: ZNs,p,erlaubt £
Figure imgf000006_0008
Und Zj]S,p,erlaubt <Ξ jVS,p,total.
Die Prozessoreinheiten PER können erfindungsgemäß Prozessorzustände Ζ £>Γ annehmen, wobei gilt: ZPE R e Zj>E,r,t„tai und ΖρΕ>Γ>ίοΜ einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Prozessorzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums Zj>E)r)erlaubt vorgegeben ist, der erlaubte Prozessorzustände ZPR^eriaubt definiert, wobei gilt: ZPE^eriaubt e und
Figure imgf000006_0009
< Z_pE,r,totai- Der Begriff„Prozessorzustand" wird vorliegend weit gefasst verstanden. Er umfasst beispielsweise alle elektrischen, mechanischen, temperaturabhängigen, datentechnischen, betrieblichen, etc. Zustände der
Prozessoreinheiten PEn die technisch erfassbar sind. Die Services MPSr können erfindungsgemäß Servicezustände ZMPSyr annehmen, wobei gilt: ZMps,r £ ZMPs,r,totai und
Figure imgf000007_0001
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Servicezustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
Figure imgf000007_0002
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Servicezustände ZMPSyryerlaubt definiert, wobei gilt: ZMPSyryerlaubt e und
Figure imgf000007_0003
Der Begriff„Servicezustand" wird vorliegend weit gefasst verstanden. Er umfasst beispielsweise alle elektrischen, mechanischen, temperaturabhängigen, datentechnischen, betrieblichen, etc. Zustände eines Service MPSr, die technisch erfassbar sind.
Das Datennetz DN kann erfindungsgemäß möglicherweise dynamische und/oder zeitvariante Datennetzzustände Zdata annehmen, wobei gilt: Zdata e
Figure imgf000007_0004
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Datennetzzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
Figure imgf000007_0005
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Datennetzzustände Zdata aubt definiert, wobei gilt: Zdata aubt e
Figure imgf000007_0006
Μα,Μαΐ· Der Begriff„Datennetzzustand" wird vorliegend weit gefasst verstanden. Er umfasst beispielsweise alle elektrischen, mechanischen, temperaturabhängigen, datentechnischen, betrieblichen, etc. Zustände des Datennetzes DN, die technisch erfassbar sind.
Das vorgeschlagene Verfahren umfasst folgende Schritte: während der Ausführung des jeweils aktuellen Steuerprogramms SP(t) prädizierendes Prüfen, ob eine vollständige Ausführung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem Fehlerzustand führt, wobei der Fehlerzustand derart definiert ist, dass das vollständige Ausführen des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem
Roboterzustand Zrobo führt, für den gilt: Zrobo und/oder
Sensorzustand Zslyi führt, für den gilt: Zslyi t
Figure imgf000007_0007
d/oder
Steuereinheitszustand ZZSE führt, für den gilt: ZZSE <£
Figure imgf000007_0008
und/oder
Prozessorzustand ZPE r führt, für den gilt: ZPR r t pR>r>eriaubt und/oder
Servicerzustand ZMPSyr führt, für den gilt: ZMPSyr i 2iMPs,r,eriaubt und/oder
Nutzerschnittstellenzustand ZNSyP führt, für den gilt: ZNSyP
Figure imgf000007_0009
und/oder - Datennetzzustand Zdata(t) führt, für den gilt: Zdata t Z^^^u, und sofern bei dem Prüfen ein solcher Fehlerzustand pradiziert wird, Ausführen einer oder mehrerer der nachfolgend aufgeführten Aktionen: automatisches Ändern des aktuellen Steuerprogramms SP(t) derart, dass bei einem erneuten prädizierenden Prüfen kein Fehlerzustand ermittelt wird, und
Ausführen des automatisch entsprechend geänderten Steuerprogramms SP(t),
Ausgeben einer Aufforderung zur Änderung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) an einer oder allen Nutzerschnittstellen NSP,
Ausgeben einer optischen oder akustischen Warnung,
- Stoppen der Ausführung des aktuellen Steuerprogramms SP(t),
Ansteuern des Roboters ROBO zur Einnahme eines vordefinierten Ruhezustands.
Das vorgeschlagene Verfahren führt somit für jedes aktuelle Steuerprogramms SP(t) eine pradizierende Prüfung aus, ob eine Ausführung des vollständigen bzw. des noch abzuarbeitenden aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem Fehlerzustand führt. Dabei muss ein geändertes aktuelles Steuerprogramm SP(t) nicht vollständig ausgeführt werden, so dass diese Prüfung einen prädizierenden Charakter hat. Es muss also nicht gewartet werden, bis das aktuelle Steuerprogramm SP(t) bei dessen Ausführung einen Fehler generiert, sondern diese möglichen Fehlerzustände können mit dem vorliegenden
Verfahren bereits vorher erkannt werden. Damit wird insbesondere sichergestellt, dass das Robotersystem in keinen sicherheitsgefährdenden Zustand kommt. Dies ist insbesondere von Vorteil für Robotersysteme die einen Roboter umfassen, der mit Menschen und/oder dynamischen Umgebungen interagiert.
Diese prädizierende Prüfung erfolgt vorteilhaft zeitparallel zur Durchführung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) und vorteilhaft insbesondere für den noch nicht bearbeiteten Teil des Steuerprogramms. In einer bevorzugten Alternative wird nach einer Änderung des aktuellen Steuerprogramms diese Prüfung für das gesamte geänderte aktuelle
Steuerprogramm ausgeführt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens zeichnet sich dadurch aUS, daSS die ZUStandSräUme
Figure imgf000008_0001
Zsii>erhubt, zSE,erhubt, ZMPS,r,erlaubt,
Zfiata,eriaubt abhängig von einer Aufgabe/Aktion vorgegeben werden, die mittels des
Steuerprogramms SP(t) vom Roboter ROBO ausgeführt werden soll. Dies ermöglicht eine auf die von einem Roboter ausführbare Aufgabe bzw. Aktion hin optimierte Vorgabe der Zustandsräume, und damit eine spezifische von der Aufgabe bzw. Aktion abhängige Definition von Fehlerzuständen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Steuerprogramm SP(t) introspektiv ist, d.h. dass das Steuerprogramm SP(t) seine eigene Struktur kennt und diese modifizieren kann.
Vorteilhaft berücksichtigt der Datennetzzustand Zdata einen oder mehrere der folgenden Parameter: - eine physikalische Verfügbarkeit der Komponenten: Roboter ROBO, erste
Sensoren SU, zentrale Steuereinheit ZSE, Nutzerschnittstellen NSP und
Prozessoreinheiten PEr im Datennetzes DN,
einen aktuellen Kommunikationszustand der Komponenten,
Daten- und Signallaufzeiten zwischen den Komponenten,
- zeitliche und kausale Beschränkungen eines Datenaustausches zwischen den
Komponenten.
Vorteilhaft berücksichtigt der Roboterzustand Zrobo einen oder mehrere der folgenden Parameter:
- eine aktuelle physikalische Konfiguration des Roboters ROBO,
einen dynamischen Zustand des Roboters ROBO,
einen elektrischen Zustand des Roboters ROBO,
lnteraktion/en des Roboters ROBO mit einer Umgebung. Vorteilhaft berücksichtigt der Prozessorzustand ZPE,r einen oder mehrere der folgenden Parameter:
aktuell auf der Prozessoreinheit ausgeführter Service oder Algorithmus, aktuelle Performance des auf der Prozessoreinheit ausgeführten Service oder Algorithmus,
- verfügbare Prozessorleistung der Prozessoreinheit,
aktuelle Auslastung der Prozessoreinheit,
verfügbare Arbeitsspeicher der Prozessoreinheit,
Zustand des Kontrollbusses der jeweiligen Prozessoreinheit,
Architektur der Prozessoreinheit,
- Befehlssatz der Prozessoreinheit,
Taktung der Prozessoreinheit. Vorteilhaft berücksichtigt der Servicezustand ZMps,r einen oder mehrere der folgenden Parameter:
eine aktuelle physikalische/mechanische Konfiguration des Roboters ROBO, einen dynamischen Zustand des Roboters ROBO,
einen elektrischen Zustand des Roboters ROBO,
lnteraktion/en des Roboters ROBO mit einer Umgebung.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computersystem, mit einer
Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass ein vorstehend beschriebenes Verfahren auf einer
Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein digitales Speichermedium mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, wobei die Steuersignale so mit einem programmierbaren
Computersystem zusammenwirken können, dass ein vorstehend beschriebenes
Verfahren ausgeführt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computer-Programm-Produkt mit auf einem
maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung eines vorstehend beschriebenen Verfahrens, wenn der Programmcode auf einer
Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computer-Programm mit Programmcodes zur
Durchführung eines vorstehend beschriebenen Verfahrens, wenn das Programm auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung abläuft. Dazu kann die Datenverarbeitungsvorrichtung als ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes Computersystem ausgestaltet sein.
Die Erfindung betrifft schließlich ein Robotersystem, das folgende Komponenten umfasst: einen Roboter ROBO mit aktorisch antreibbaren Elementen, erste Sensoren SU zur Erfassung eines aktuellen Roboterzustands Zmbo(t), mit i = 1, ..., I, eine zentrale
Steuereinheit ZSE, die ein aktuelles Steuerprogramm SP(t) zur Steuerung des
Robotersystems ausführt, ein oder mehrere Nutzerschnittstellen NSP, mit p = 1, P,e\v\ oder mehrere Prozessoreinheiten PEn die für die zentrale Steuereinheit ZSE und/oder für eine oder mehrere der anderen Komponenten des Robotersystems Services MPSr ausführen, mit r = l, R, wobei der Roboter ROBO, die ersten Sensoren SU , die zentrale Steuereinheit ZSE, die Nutzerschnittstellen NSP und die Prozessoreinheiten PEr über ein Datennetz ZW miteinander kommunizieren, und wobei die zentrale Steuereinheit ZSE und die Nutzerschnittstellen NSP zur Änderung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) während dessen Ausführung zu einer Zeit ti in ein geändertes Steuerprogramm SP(t) = SP*(t für t > ti) eingerichtet sind.
Erfindungsgemäß kann der Roboter ROBO Roboterzustände Zrobo annehmen, wobei gilt: Zrobo £ Z-obo,totai und Zj-obo,totai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Roboterzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
Figure imgf000011_0001
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Roboterzustände Zrob0rerlaubt definiert, wobei gilt: Zrob0rerlaubt e jobo Auibti Und Tyrobo, ertaubt !ΞΞ Z 'yebofakü-
Erfindungsgemäß können die ersten Sensoren SU Sensorzustände ZS1 annehmen, wobei gilt: ZS] i e
Figure imgf000011_0002
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Sensorzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
Figure imgf000011_0003
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Sensorzustände ZSiXerlaubt definiert, wobei gilt: ZSiXerlaubt e
ZjSl,i,erhubt Und
Figure imgf000011_0004
<Ξ Zjsijjotal.
Erfindungsgemäß kann die Steuereinheit ZSE Steuereinheitszustände ZZ5E annehmen, wobei gilt: ZZSE e Zj,SE>toUli und Zj,SE>totai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Steuereinheitszustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum ZzsE,erhubt vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Steuereinheitszustände ZzSE, erlaubt definiert, wobei gilt: ZZsE,eri ubt e zsE,erhwbt und
Figure imgf000011_0005
Erfindungsgemäß können die Nutzerschnittstellen NSP Nutzerschnittstellenzustände ZNSiP annehmen, wobei gilt: ZNS,P e
Figure imgf000011_0006
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Nutzerschnittstellenzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums
Figure imgf000011_0007
vorgegeben ist, der erlaubte Nutzerschnittstellenzustände
Z , erlaubt definiert, WObei gilt: ZNs,P,erlaubt £ Zj]S,P,erlaubt Und Zjs/s,p,erhubt <Ξ Zjs/s,p,total Erfindungsgemäß können die Prozessoreinheiten PEr 205 Prozessorzustände Z r annehmen, wobei gilt: ZPE r e Zj>E,r,t„tai und ΖρΕ>Γ>ίοΜ einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Prozessorzustände angibt, und wobei weiterhin ein
Zustandsraums Zj>E>r>erhlubt vorgegeben ist, der erlaubte Prozessorzustände ZPRtr aubt definiert, wobei gilt: ZPE,r,eriaubt ε Ζρ£ ,ίτίαΗ*< und ZpE,r,eriatAt Zj>E>r>Mai.
Erfindungsgemäß können die Services MPSr Servicezustände ZMPS,r annehmen, wobei gilt: ZMps,r £ ZMPs,r,totai und
Figure imgf000011_0008
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Servicezustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums
Figure imgf000012_0001
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Servicezustände ZMPS^eriaubt definiert, wobei gilt:
ZMPS.r.erlaubt E
Figure imgf000012_0002
<Ξ Zjips>r,total. Erfindungsgemäß kann das Datennetz ZW Datennetzzustände Zdata annehmen, wobei gilt: Zdata £ und Ζ αα einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Datennetzzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
Figure imgf000012_0003
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Datennetzzustände Zdata auht definiert, wobei gilt:
2 'data, erlaubt ^ Und _ΞΞ
Die Steuereinheit ZSE des vorgeschlagenen Robotersystems ist weiterhin derart ausgeführt und eingerichtet, dass folgende Schritte ausgeführt werden.
Während oder vor der Ausführung des jeweils aktuellen Steuerprogramms SP(t) erfolgt ein prädizierendes Prüfen, ob eine vollständige Ausführung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem Fehlerzustand führt, wobei der Fehlerzustand derart definiert ist, dass das Ausführen des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem
Roboterzustand Zrobo führt, für den gilt: Zrobo t ^^erkuM und/oder
Sensorzustand Zsu führt, für den gilt: Zs t
Figure imgf000012_0004
und/oder
- Steuereinheitszustand ZZSE führt, für den gilt: ZZ E <£
Figure imgf000012_0005
und/oder
Prozessorzustand Z r führt, für den gilt: Z r t Z^Rirterhmbt und/oder
Servicerzustand ZMPSrt. führt, für den gilt: ZMPSrt. t ZMPs,r,eriaubt und/oder
Nutzerschnittstellenzustand ZNSiP führt, für den gilt: ZNSiP t
Figure imgf000012_0006
und/oder - Datennetzzustand Zdata(t) führt, für den gilt: Zdata t
Figure imgf000012_0007
Sofern bei dem Prüfen ein solcher Fehlerzustand pradiziert wird, initiiert die Steuereinheit ein Ausführen einer oder mehrerer der nachfolgend aufgeführten Aktionen: automatisches Ändern des aktuellen Steuerprogramms SP(t) derart, dass bei einem erneuten prädizierenden Prüfen kein Fehlerzustand ermittelt wird, und
Ausführen des automatisch entsprechend geänderten Steuerprogramms SP(t),
Ausgeben einer Aufforderung zur Änderung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) an einer oder allen Nutzerschnittstellen NSP,
Ausgeben einer optischen oder akustischen Warnung,
- Stoppen der Ausführung des aktuellen Steuerprogramms SP(t),
Ansteuern des Roboters ROBO zur Einnahme eines vordefinierten
Ruhezustands. Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des vorgeschlagenen Robotersystems ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der zu dem vorgeschlagenen Verfahren gemachten Ausführungen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Ablaufschema eines vorgeschlagenen Verfahrens, und
Fig. 2 eine schematisierte Darstellung eines vorgeschlagenen Robotersystems.
Fig. 1 zeigt ein Ablaufschema eines vorgeschlagenen Verfahrens zur Steuerung eines Robotersystems, wobei das Robotersystem folgende Komponenten umfasst: einen Roboter ROBO 201 mit aktorisch antreibbaren Elementen, erste Sensoren 57, 202 zur Erfassung eines aktuellen Roboterzustands Zmbo(t), mit i = 1, ..., I, eine zentrale
Steuereinheit ZSE 203, die ein aktuelles Steuerprogramm SP(t) zur Steuerung des Robotersystems ausführt, ein oder mehrere Nutzerschnittstellen NSP 20A, mit p = 1, P, ein oder mehrere Prozessoreinheiten PEr, die für die zentrale Steuereinheit ZSE und/oder für eine oder mehrere der anderen Komponenten des Robotersystems Services MPSr ausführen, mit r = 1, R, wobei der Roboter, die ersten Sensoren 57, 202, die zentrale Steuereinheit ZSZs 203, die Nutzerschnittstellen NSP 204 und die Prozessoreinheiten PEr 205 über ein Datennetz Z 206 miteinander kommunizieren, und wobei die zentrale Steuereinheit ZSE 203 und die Nutzerschnittstellen NSP 204 zur Änderung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) während dessen Ausführung zu einer Zeit ti in ein geändertes Steuerprogramm SP(t) = SP*(t für t > ti) eingerichtet sind.
Der Roboter ROBO 201 kann Roboterzustände Zrobo annehmen, wobei gilt: Zrobo e Zj.obo>totai und Zj.obo>,otal einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen
Roboterzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum Z vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Roboterzustände Zrob0rerlaubt definiert, wobei gilt: Zrob0rerlaubt e
Zj-obo,erlaubtl Und
Figure imgf000013_0001
Die ersten Sensoren 57, 202 können Sensorzustände ZS i annehmen, wobei gilt: ZS i e Z$i,i,totai und Z Utotai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen
Sensorzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
Figure imgf000014_0001
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Sensorzustände ZSiXerlaubt definiert, wobei gilt: ZSiXerlaubt e ZjSl,i,erhubtl Und
Figure imgf000014_0002
<Ξ ZjSl,i,total-
Die Steuereinheit ZSE 203 kann Steuereinheitszustände ZZ5E annehmen, wobei gilt: ZZ5E <r zsE,totai und ZzsE,totai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Steuereinheitszustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
Figure imgf000014_0003
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Steuereinheitszustände ZZSErerlaubt definiert,
WObei gilt: ZzSE.erlaubt £ Zj.SE,erlaubtl Und Zj,SE,erlaubt <Ξ ZzSE,total.
Die Nutzerschnittstellen NSP 204 können Nutzerschnittstellenzustände ZNSiP annehmen, wobei gilt: ZNS,P e
Figure imgf000014_0004
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Nutzerschnittstellenzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums Zjvs,P,erMubt vorgegeben ist, der erlaubte Nutzerschnittstellenzustände Z p aubt definiert,
WObei gilt: ZNs,P,erlmibt £ ZyS,P,erlaubt Und Zj]S,p,erlaubt <Ξ Zjs/s,p,total.
Die Prozessoreinheiten PEr 205 können Prozessorzustände ZPE,r annehmen, wobei gilt: ZPE r e Zj>E,r,t„tai und Zj>E,r,t„tai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Prozessorzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums Zj>E)r)erlaubt vorgegeben ist, der erlaubte Prozessorzustände ZPRr r aubt definiert, wobei gilt: ZPEtr aubt e
Figure imgf000014_0005
und
Z-PE,r,erlaubt <Ξ Z >Etr,total. Die Services MPSr können Servicerzustände ZMps,r annehmen, wobei gilt: ZMps,r £
Figure imgf000014_0006
und einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen
Servicerzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums
Figure imgf000014_0007
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Servicerzustände ZMPS^eriaubt definiert, wobei gilt:
ZMPS.r.erl ubt E
Figure imgf000014_0008
<Ξ Zjips>r,total.
Das Datennetz ZW 206 kann Datennetzzustände Zdata annehmen, wobei gilt: Zdata e
Figure imgf000014_0009
und Μα,Μαΐ einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen
Datennetzzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Datennetzzustände Zdata aubt definiert, wobei gilt:
Zdata,erlaubt E Z ata erJuubt Und Z ata erJuubt !ΞΞ ζ '^Ιαία,ΜαΙ·
Das vorgeschlagene Verfahren umfasst folgende Schritte. In einem ersten Schritt 101 erfolgt während oder vor der Ausführung des jeweils aktuellen Steuerprogramms SP(t) ein prädizierendes Prüfen, ob ein Ausführen des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem Fehlerzustand führt, wobei der Fehlerzustand derart definiert ist, dass das Ausführen des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem
Roboterzustand Zrobo führt, für den gilt: Zrobo und/oder
Sensorzustand Zsu führt, für den gilt: Zs t
Figure imgf000015_0001
d/oder
Steuereinheitszustand ZZSE führt, für den gilt: ZZ E <£
Figure imgf000015_0002
und/oder
Prozessorzustand Z r führt, für den gilt: Z r t Z^Rirterhmbt und/oder
- Servicerzustand ZMPSrt. führt, für den gilt: ZMPSrt.
Figure imgf000015_0003
und/oder
Nutzerschnittstellenzustand ZNSP führt, für den gilt: ZNSiP t ZxstPterlaubt und/oder - Datennetzzustand Zdata(t) führt, für den gilt: Zdata
Figure imgf000015_0004
Sofern bei dem Prüfen 101 ein solcher Fehlerzustand prädiziert wird, erfolgt in einem zweiten Schritt ein Ausführen 102 einer oder mehrerer der nachfolgend aufgeführten Aktionen: automatisches Ändern (102a) des aktuellen Steuerprogramms SP(t) derart, dass bei einem erneuten prädizierenden Prüfen (101 ) kein Fehlerzustand ermittelt wird, und Ausführen des automatisch entsprechend geänderten Steuerprogramms
SP(t),
Ausgeben (102b) einer Aufforderung zur Änderung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) an einer oder allen Nutzerschnittstellen NSP,
Ausgeben (102c) einer optischen oder akustischen Warnung, - Stoppen (102d) der Ausführung des aktuellen Steuerprogramms SP(t),
Ansteuern (102e) des Roboters ROBO zur Einnahme eines vordefinierten Ruhezustands.
Vorteilhaft wird das Verfahren durch jede Änderung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) getriggert.
Fig. 2 zeigt eine schematisierte Darstellung eines vorgeschlagenen Robotersystems. Das Robotersystem umfasst folgende Komponenten: einen Roboter ROBO 201 mit aktorisch antreibbaren Elementen, erste Sensoren SU 202 zur Erfassung eines aktuellen
Roboterzustands Zrobo(t), mit i = 1, ..., I, eine zentrale Steuereinheit ZSE 203, die ein aktuelles Steuerprogramm SP(t) zur Steuerung des Robotersystems ausführt, ein oder mehrere Nutzerschnittstellen NSP 2QA mit p = 1, P, ein oder mehrere Prozessoreinheiten PE 205, die für die zentrale Steuereinheit ZSE 203 und/oder für eine oder mehrere der anderen Komponenten des Robotersystems 201 , 202, 204, 205, 206 Services MPSR ausführen, mit r = l, R. Die zentrale Steuereinheit ZSE 203 und die Nutzerschnittstellen NSP 204 sind zur
Änderung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) während dessen Ausführung zu einer Zeit tj in ein geändertes Steuerprogramm SP(t) = SP*(t für t > ti) eingerichtet.
Der Roboter 201 , die ersten Sensoren SU 202, die zentrale Steuereinheit ZSE 203, die Nutzerschnittstellen NSP 204 und die Prozessoreinheiten PER 205 kommunizieren über ein Datennetz DN 206 miteinander.
Der Roboter ROBO 201 kann Roboterzustände Zrobo annehmen, wobei gilt: Zrobo e Zj.obo>totai und robo otai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen
Roboterzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
Figure imgf000016_0001
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Roboterzustände Zrob0rerlaubt definiert, wobei gilt: Zrob0rerlaubt e
Zj-obo,erlaubtl Und
Figure imgf000016_0002
Die ersten Sensoren SU 202 können Sensorzustände ZS1 annehmen, wobei gilt: Zsl e und Z Utotai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen
Sensorzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
Figure imgf000016_0003
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Sensorzustände ZSiXerlaubt definiert, wobei gilt: ZSiXerlaubt e
ZjSl,i,erhubtl Und
Figure imgf000016_0004
<Ξ ZjSl,i,total- Die Steuereinheit ZSE 203 kann Steuereinheitszustände ZZSE annehmen, wobei gilt: ZZSE C zsE,totai und ZzsE,totai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen
Steuereinheitszustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
Figure imgf000016_0005
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Steuereinheitszustände ZZSErerlaubt definiert,
WObei gilt: ZzSE.erlaubt £ ZzSE,erhubtl Und
Figure imgf000016_0006
<Ξ ZzSE,total.
Die Nutzerschnittstellen NSP 204 können Nutzerschnittstellenzustände ZNSIP annehmen, wobei gilt: ZNStP e
Figure imgf000016_0007
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Nutzerschnittstellenzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums Zjvs,P,erMubt vorgegeben ist, der erlaubte Nutzerschnittstellenzustände Z perlaubt definiert, WObei gilt: ZNs,p,erlmibt £
Figure imgf000016_0008
Und Zj]S,p,erlaubt <Ξ S,p,total.
Die Prozessoreinheiten PER 205 können Prozessorzustände Ζ £>Γ annehmen, wobei gilt: ZpE.r £ ΖρΕ, ,ΐοίαΐ und Zj>E)r>Mai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Prozessorzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums Zj>E)r)erlaubt vorgegeben ist, der erlaubte Prozessorzustände ZPRtr aubt definiert, wobei gilt: ZPEtr aubt e ZpE>r>ertaubt und
Z-PE,r,erlaubt <Ξ ΊίϊΕ,τ, total.
Die Services MPSr können Servicerzustände ZMps,r annehmen, wobei gilt: ZMps,r £
Figure imgf000017_0001
und einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen
Servicerzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Servicerzustände ZMPS^eriaubt definiert, wobei gilt:
ZMPS.r.erl ubt ^ Z iPS,r,erlaubt Und ZjaPS,r,er}a bt <Ξ -MPS,r,total.
Das Datennetz ZW 206 kann Datennetzzustände Zdata annehmen, wobei gilt: Zdata e
Figure imgf000017_0003
und Zju a otai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen
Datennetzzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Datennetzzustände Zdata aubt definiert, wobei gilt:
2 'data, erlaubt
Figure imgf000017_0004
Die zentrale Steuereinheit ZSE 203 ist derart ausgeführt in eingerichtet ist, dass während der Ausführung des jeweils aktuellen Steuerprogramms SP(t) ein prädizierendes Prüfen erfolgt, ob eine vollständige Ausführung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem Fehlerzustand führt, wobei der Fehlerzustand derart definiert ist, dass das vollständige Ausführen des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem
Roboterzustand Zrobo führt, für den gilt: Zrobo t ^^erkuM und/oder
- Sensorzustand Zsu führt, für den gilt: Zs t
Figure imgf000017_0005
und/oder
Steuereinheitszustand ZZSE führt, für den gilt: ZZ E ί
Figure imgf000017_0006
und/oder
Prozessorzustand Z r führt, für den gilt: Z r t Z^Rirterhmbt und/oder
Servicerzustand ZMPSrt. führt, für den gilt: ZMPSrt. t MPs,r,eriaubt und/oder
Nutzerschnittstellenzustand ZNSP führt, für den gilt: ZNSiP t
Figure imgf000017_0007
und/oder - Datennetzzustand Zdata(t) führt, für den gilt: Zdata t
Figure imgf000017_0008
und sofern bei dem Prüfen ein solcher Fehlerzustand pradiziert wird, eine oder mehrere der nachfolgend aufgeführten Aktionen ausgeführt werden:
war
automatisches Ändern des aktuellen Steuerprogramms SP(t) derart, dass bei einem erneuten prädizierenden Prüfen kein Fehlerzustand ermittelt wird, und Ausführen des automatisch entsprechend geänderten Steuerprogramms SP(t), Ausgeben einer Aufforderung zur Änderung des aktuellen Steuerprogramms
SP(t) an einer oder allen Nutzerschnittstellen NSP,
Ausgeben einer optischen oder akustischen Warnung,
Stoppen der Ausführung des aktuellen Steuerprogramms SP(t), Ansteuern des Roboters ROBO zur Einnahme eines vordefinierten
Ruhezustands.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele
eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der
Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden
Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.
Bezugszeichenliste
101 Verfahrensschritt 102a-e Verfahrensschritte
201 Roboter
202 erste Sensoren
203 Steuereinheit
204 Nutzerschnittstellen
205 Prozessoreinheiten
206 Datennetz

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Robotersystems, wobei das Robotersystem umfasst folgende Komponenten:
einen Roboter ROBO (201 ) mit aktorisch antreibbaren Elementen,
erste Sensoren SU (202) zur Erfassung eines aktuellen Roboterzustands Zrobo(t), mit i = 1, ..., I,
eine zentrale Steuereinheit ZSE (203), die ein aktuelles Steuerprogramm SP(t) zur Steuerung des Robotersystems ausführt,
ein oder mehrere Nutzerschnittstellen NSP{2QA), mit p = 1, P,
ein oder mehrere Prozessoreinheiten PEr (205), die für die zentrale
Steuereinheit ZSE (203) und/oder für eine oder mehrere der anderen
Komponenten (201 , 202, 204, 205, 206) des Robotersystems Services MPSr ausführen, mit r = l, R,
- wobei der Roboter ROBO (201 ), die ersten Sensoren SU (202), die zentrale
Steuereinheit ZSE (203), die Nutzerschnittstellen NSP (204) und die
Prozessoreinheiten PEr (205) über ein Datennetz ZW (206) miteinander kommunizieren,
- wobei die zentrale Steuereinheit ZSE (203) und die Nutzerschnittstellen NSP (204) zur Änderung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) während dessen
Ausführung zu einer Zeit ti in ein geändertes Steuerprogramm SP(t) = SP*(t für t > ti) eingerichtet sind,
wobei der Roboter ROBO (201 ) Roboterzustände Zrobo annehmen kann, wobei gilt: Zrobo e Zj-obofotai und Zj.obo>totai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Roboterzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum robo,eriaubt vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Roboterzustände
Zrobo.erlauht definiert, WObei gilt. Zrobo eriaubt £ 7jjrobo,er}aubtt Und 7jjrobo,er}aubt Zj-obototab wobei die ersten Sensoren SU (202) Sensorzustände ZS1 annehmen können, wobei gilt: ZS] i e
Figure imgf000020_0001
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Sensorzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum Z$i,i,eriaubt vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Sensorzustände ZSiX erlaubt definiert, wobei gilt: Zslieriaubt e Z^1>i>ertaubt und Z^1>i>ertaubt < Ζ 1>1)(Μ>
wobei die Steuereinheit ZSE (203) Steuereinheitszustände ZZSE annehmen kann, wobei gilt: ZZSE £
Figure imgf000020_0002
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Steuereinheitszustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum Zj,SEier1aubt vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten
Steuereinheitszustände ZZSE aubt definiert, wobei gilt: ZZSE aubt e ZzSE>erbmbt und j,SE,erlaubt <Ξ
Figure imgf000021_0001
wobei die Nutzerschnittstellen NSP (204) Nutzerschnittstellenzustände ZNSyP annehmen können, wobei gilt: ZNS,P
Figure imgf000021_0002
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Nutzerschnittstellenzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums Z^StPterhmbt vorgegeben ist, der erlaubte Nutzerschnittstellenzustände ZNSyP aubt definiert, wobei gilt: ZNSyP aubt e
Figure imgf000021_0003
Und Zjs/s,p,erhubt <Ξ Zjs/s,P,total,
wobei die Prozessoreinheiten PEr (205) Prozessorzustände ZPEyr annehmen können, wobei gilt: ZPE r e Zj>E,r,t„tai und Zj>E,r,t„tai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Prozessorzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums ZpE>r>ertaubt vorgegeben ist, der erlaubte Prozessorzustände ZpR,r,eriaubt definiert, wobei gilt: ZPEyryeriaubt e Z >E>r,erhubt und
Figure imgf000021_0004
<Ξ Zj>E>r>totai, wobei die Services MPSr Servicezustände ZMPSyr annehmen können, wobei gilt: ZMps,r £ ZMPs,r,totai und
Figure imgf000021_0005
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Servicezustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums ZMPs, ,eriaubt vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Servicezustände
ZMPS,r,erlaubt definiert, wobei gilt: ZMpSyryeriaubt e Z Ps, ,er ubt und
Figure imgf000021_0006
wobei das Datennetz ZW (206) Datennetzzustände Zdata annehmen kann, wobei gilt: Zdata e Zjtata otai und Zjata oM einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Datennetzzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
Figure imgf000021_0007
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Datennetzzustände
Zdata.erlaubt definiert, WObei gilt. Zdata,erlaubt £ Zdota Und Ζί ίΞ Z atajotai, folgenden Schritten:
während oder vor der Ausführung des jeweils aktuellen Steuerprogramms SP(t) prädizierendes Prüfen (101 ), ob ein Ausführen des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem Fehlerzustand führt, wobei der Fehlerzustand derart definiert ist, dass das Ausführen des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem
o Roboterzustand Zrobo führt, für den gilt: Zrobo t 7ir bo>eAaubt und/oder o Sensorzustand Zslyi führt, für den gilt: Zslyi t _Z l>i>eriaubt und/oder o Steuereinheitszustand ZZSE führt, für den gilt: ZZSE <£
Figure imgf000021_0008
und/oder o Prozessorzustand ZPE r führt, für den gilt: ZPR r t ZpR>r>eriaubt und/oder o Servicerzustand ZMPSyr führt, für den gilt: ZMPSyr i MPs,r,eriaubt und/oder o Nutzerschnittstellenzustand ZNSyP führt, für den gilt: ZNSyP t
Figure imgf000021_0009
und/oder
o Datennetzzustand Zdata(t) führt, für den gilt: Zdata £ Z^^^u, sofern bei dem Prüfen (101 ) ein solcher Fehlerzustand prädiziert wird, Ausführen (102) einer oder mehrerer der nachfolgend aufgeführten Aktionen:
o automatisches Ändern (102a) des aktuellen Steuerprogramms SP(t) derart, dass bei einem erneuten prädizierenden Prüfen (101 ) kein
Fehlerzustand ermittelt wird, und Ausführen des automatisch entsprechend geänderten Steuerprogramms SP(t),
o Ausgeben (102b) einer Aufforderung zur Änderung des aktuellen
Steuerprogramms SP(t) an einer oder allen Nutzerschnittstellen NSP, o Ausgeben (102c) einer optischen oder akustischen Warnung,
o Stoppen (102d) der Ausführung des aktuellen Steuerprogramms SP(t), o Ansteuern (102e) des Roboters ROBO (201 ) zur Einnahme eines
vordefinierten Ruhezustands.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
bei dem die ZUStandSräUme
Zjvs abhängig von einer Aufgabe/Aktion vorgegeben werden, die mittels des Steuerprogramms SP(t) vom Roboter ROBO (201 ) ausgeführt werden soll.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem das Steuerprogramm SP(t) seine eigene Struktur kennt und diese modifizieren kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
bei dem der Datennetzzustand Zdata einen oder mehrere der folgenden Parameter berücksichtigt:
eine physikalische Verfügbarkeit der Komponenten: Roboter ROBO (201 ), erste Sensoren 57, (202), zentrale Steuereinheit ZSE (203), Nutzerschnittstellen NSP (204) und Prozessoreinheiten PEr (205) im Datennetzes DN (206),
einen aktuellen Kommunikationszustand der Komponenten (201-206), Daten- und Signallaufzeiten zwischen den Komponenten (201 -206), zeitliche und kausale Beschränkungen eines Datenaustausches zwischen den Komponenten (201 -206).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
bei dem der Roboterzustand Zrobo einen oder mehrere der folgenden Parameter berücksichtigt: eine aktuelle physikalische Konfiguration des Roboters ROBO (201 ), einen dynamischen Zustand des Roboters ROBO (201 ),
einen elektrischen Zustand des Roboters ROBO (201 ),
lnteraktion/en des Roboters ROBO (201 ) mit einer Umgebung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
bei dem der Prozessorzustand ZPE,r einen oder mehrere der folgenden Parameter berücksichtigt:
aktuell auf der Prozessoreinheit ausgeführter Service oder Algorithmus, aktuelle Performance des auf der Prozessoreinheit ausgeführten Service oder Algorithmus,
verfügbare Prozessorleistung der Prozessoreinheit,
aktuelle Auslastung der Prozessoreinheit,
verfügbare Arbeitsspeicher der Prozessoreinheit,
Zustand des Kontrollbusses der jeweiligen Prozessoreinheit,
Architektur der Prozessoreinheit,
Befehlssatz der Prozessoreinheit,
Taktung der Prozessoreinheit.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
bei dem der Servicezustand ZMPS,r einen oder mehrere der folgenden Parameter berücksichtigt:
eine aktuelle physikalische Konfiguration des Roboters ROBO (201 ), einen dynamischen Zustand des Roboters ROBO (201 ),
einen elektrischen Zustand des Roboters ROBO (201 ),
lnteraktion/en des Roboters ROBO (201 ) mit einer Umgebung.
Robotersystem umfassend folgende Komponenten:
einen Roboter ROBO (201 ) mit aktorisch antreibbaren Elementen,
erste Sensoren SU (202) zur Erfassung eines aktuellen Roboterzustands Zrobo(t), mit i = 1, ..., I,
eine zentrale Steuereinheit ZSE (203), die ein aktuelles Steuerprogramm SP(t) zur
Steuerung des Robotersystems ausführt,
ein oder mehrere Nutzerschnittstellen NSP{2QA), mit p = 1, P,
ein oder mehrere Prozessoreinheiten PEr (205), die für die zentrale Steuereinheit
ZSE (203) und/oder für eine oder mehrere der anderen Komponenten (201 , 202,
204, 205, 206) des Robotersystems Services MPSr ausführen, mit r = l, R, - wobei der Roboter ROBO (201 ), die ersten Sensoren 57, (202), die zentrale
Steuereinheit ZSE (203), die Nutzerschnittstellen NSP (204) und die
Prozessoreinheiten PEr (205) über ein Datennetz ZW (206) miteinander
kommunizieren,
- wobei die zentrale Steuereinheit ZSE (203) und die Nutzerschnittstellen NSP (204) zur Änderung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) während dessen Ausführung zu einer Zeit in ein geändertes Steuerprogramm SP(t) = SP*(t für t > ti) eingerichtet sind,
wobei der Roboter ROBO (201 ) Roboterzustände Zrobo annehmen kann, wobei gilt: Zrobo £ Z-obo,totai und Zj-obo,totai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Roboterzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum
robo,eriaubt vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Roboterzustände Zrobo aubt definiert, wobei gilt: Zrob0teriaubt e
Figure imgf000024_0001
c: Zj.0i,0)totai,
wobei die ersten Sensoren SU (202) Sensorzustände ZS1 annehmen können, wobei gilt: Zsu e Z$1>i>totai und
Figure imgf000024_0002
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Sensorzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum Z$i,i,eriaubt vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Sensorzustände ZSiXerlaubt definiert, wobei gilt: Zsl eriaubt e Z^1)i>ertmibt und Z^1)i>ertaubt < Z^!^^
wobei die Steuereinheit ZSE (203) Steuereinheitszustände ZZ5E annehmen kann, wobei gilt: ZZSE e Zj,SE>toUli und Zj,SE>totai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Steuereinheitszustände angibt, und wobei weiterhin ein
Zustandsraum
Figure imgf000024_0003
vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten
Steuereinheitszustände ZZSE aubt definiert, wobei gilt: ZZSE aubt e
Figure imgf000024_0004
und
Zj,SE,erlaubt <Ξ ZgSEjotal,
wobei die Nutzerschnittstellen NSP (204) Nutzerschnittstellenzustände ZNSiP annehmen können, wobei gilt: ZNS,P e
Figure imgf000024_0005
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Nutzerschnittstellenzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums
Figure imgf000024_0006
vorgegeben ist, der erlaubte
Nutzerschnittstellenzustände ZNS,p aubt definiert, wobei gilt: ZNS,p aubt e
Figure imgf000024_0007
und
Z_NS,p,erlaubt ίΞ Zj/s,p,total,
wobei die Prozessoreinheiten PEr (205) Prozessorzustände ZPE,r annehmen können, wobei gilt: ZPE r e Zj>E,r,t„tai und ZpE,r,t„tai einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Prozessorzustände angibt, und wobei weiterhin ein
Zustandsraums ΖρΕΛβΓ ιώ( vorgegeben ist, der erlaubte Prozessorzustände ZPRtr aubt definiert, wobei gilt: ZFEtrteriauht e und
Figure imgf000024_0008
C: Zj>E>r>Mai,
wobei die Services MPSr Servicezustände ZMPS,r annehmen können, wobei gilt: ZMps,r £
Figure imgf000024_0009
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Servicezustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraums vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Servicezustände ZMPS.r.erlaubt definiert, wobei gilt: ZMPS.r,eriaubt e MPs, ,er ubt und
Figure imgf000025_0001
wobei das Datennetz ZW (206) Datennetzzustände Zdata annehmen kann, wobei gilt: Zdata e
Figure imgf000025_0002
einen Zustandsraum definiert, der die Menge aller möglichen Datennetzzustände angibt, und wobei weiterhin ein Zustandsraum Zfiata,eriaubt vorgegeben ist, der die Menge aller erlaubten Datennetzzustände
Zdata.erlaubt definiert, WObei gilt. Zdata.erlaubt E Z ata,erlaubt Und 7j ata,er}aubt ίΞ Zjatafotält wobei die Steuereinheit ZSE (203) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass folgende Schritte ausgeführt werden:
o während oder vor der Ausführung des jeweils aktuellen Steuerprogramms SP(t) prädizierendes Prüfen (101 ), ob eine vollständige Ausführung des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem Fehlerzustand führt, wobei der Fehlerzustand derart definiert ist, dass das Ausführen des aktuellen Steuerprogramms SP(t) zu einem
■ Roboterzustand Zrobo führt, für den gilt: Zrobo und/oder
■ Sensorzustand ZSU führt, für den gilt: Zs t
Figure imgf000025_0003
d/oder
■ Steuereinheitszustand ZZSE führt, für den gilt: ZJSE i Z^SE>er ubt
und/oder
■ Prozessorzustand Z r führt, für den gilt: Z r t ZrR>r>erlaubt und/oder
■ Servicerzustand ZMPSr t. führt, für den gilt: ZMPSrt. 1 2iMPs,r,eriaubt und/oder
■ Nutzerschnittstellenzustand ZNSP führt, für den gilt: ZNSiP t
Figure imgf000025_0004
und/oder
■ Datennetzzustand Zdata(t) führt, für den gilt: Ζάαία £ Zaataie mbt, o sofern bei dem Prüfen (101 ) ein solcher Fehlerzustand prädiziert wird, Ausführen (102) einer oder mehrerer der nachfolgend aufgeführten Aktionen:
■ automatisches Ändern (102a) des aktuellen Steuerprogramms SP(t) derart, dass bei einem erneuten prädizierenden Prüfen (101 ) kein Fehlerzustand ermittelt wird, und Ausführen des automatisch entsprechend geänderten Steuerprogramms SP(t),
' Ausgeben (102b) einer Aufforderung zur Änderung des aktuellen
Steuerprogramms SP(t) an einer oder allen Nutzerschnittstellen NSP, ' Ausgeben (102c) einer optischen oder akustischen Warnung,
■ Stoppen (102d) der Ausführung des aktuellen Steuerprogramms SP(t),
Ansteuern (102e) des Roboters ROBO (201 ) zur Einnahme eines vordefinierten Ruhezustands.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113070906B (zh) * 2021-04-07 2022-04-26 北京云迹科技股份有限公司 服务机器人系统及其网络故障的诊断方法和诊断装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1598156A1 (de) * 2003-02-14 2005-11-23 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fehlerdetektor für mobilen roboter
US20110071679A1 (en) * 2009-09-22 2011-03-24 Gm Global Technology Operations,Inc. Embedded diagnostic, prognostic, and health management system and method for a humanoid robot
EP2671691A2 (de) * 2012-06-05 2013-12-11 KUKA Roboter GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Manipulatoranordnung
DE112014000700T5 (de) * 2013-02-06 2015-10-22 Mitsubishi Electric Corporation Interferenzprüfgerät

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58177294A (ja) * 1982-04-02 1983-10-17 オムロン株式会社 ロボツトの非常停止装置
JPS61123906A (ja) 1984-11-20 1986-06-11 Nissan Motor Co Ltd ロボツトの干渉防止処理システム
JPS63256384A (ja) 1987-04-13 1988-10-24 富士通株式会社 複腕協調ロボツト作業システムにおける干渉チエツク方式
JP2667710B2 (ja) 1989-06-01 1997-10-27 三菱電機株式会社 産業用ロボットの安全装置
WO1998024011A1 (fr) 1996-11-26 1998-06-04 Fanuc Ltd Dispositif de commande de robot ayant une fonction de simulation de route des operations
JP2001100805A (ja) * 1999-09-27 2001-04-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd ロボット制御装置
US6678582B2 (en) 2002-05-30 2004-01-13 Kuka Roboter Gmbh Method and control device for avoiding collisions between cooperating robots
JP2007233817A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Yaskawa Electric Corp 教示装置、コントローラ、自動機械システム、およびその無線通信方法
JP2009217713A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Daihen Corp ロボット制御システム
KR101104716B1 (ko) 2008-12-22 2012-01-10 한국전자통신연구원 네트워크 기반 로봇 제어를 위한 로봇 클라이언트 관리 시스템 및 그 방법
JP5704883B2 (ja) 2010-10-20 2015-04-22 多摩川精機株式会社 産業用ロボットの速度位置解析システム及び産業用ロボットの速度位置検出装置
JP5447451B2 (ja) 2011-08-08 2014-03-19 株式会社安川電機 ロボット
JP5628953B2 (ja) 2013-03-29 2014-11-19 ファナック株式会社 ガススプリングを備えた多関節ロボット、及びガススプリングの内圧を推定する方法
JP2017076334A (ja) * 2015-10-16 2017-04-20 株式会社日立製作所 管理サーバ及び管理システム及び管理方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1598156A1 (de) * 2003-02-14 2005-11-23 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fehlerdetektor für mobilen roboter
US20110071679A1 (en) * 2009-09-22 2011-03-24 Gm Global Technology Operations,Inc. Embedded diagnostic, prognostic, and health management system and method for a humanoid robot
EP2671691A2 (de) * 2012-06-05 2013-12-11 KUKA Roboter GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Manipulatoranordnung
DE112014000700T5 (de) * 2013-02-06 2015-10-22 Mitsubishi Electric Corporation Interferenzprüfgerät

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Publication number Publication date
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KR102150886B1 (ko) 2020-09-02

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