CN109070347A - 机器人***的控制 - Google Patents

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CN109070347A CN201780024624.9A CN201780024624A CN109070347A CN 109070347 A CN109070347 A CN 109070347A CN 201780024624 A CN201780024624 A CN 201780024624A CN 109070347 A CN109070347 A CN 109070347A
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Abstract

本发明涉及一种用于控制机器人***的方法和机器人***。机器人***包括以下部件：具有能够致动器驱动的元件的机器人ROBO(201)；用于检测当前机器人状态的第一传感器S1i(202)；执行用于控制机器人***的当前的控制程序SP(t)的中央控制单元ZSE(203)；一个或多个用户接口NSp(204)；一个或多个处理器单元PEr(205)，其为中央控制单元ZSE(203)和/或机器人***的一个或多个其他部件(201，202，203，204，205，206)执行服务MPSr，其中，机器人ROBO(201)、第一传感器S1i(202)、中央控制单元ZSE(203)、用户接口NSp(204)和处理器单元PEr(205)经数据网络DN(206)彼此通信。中央控制单元ZSE(203)设置用于检查(101)当前的控制程序SP(t)的执行是否导致错误状态。一旦在检查(101)过程中预测到错误状态，则执行(102)一个或多个动作(102a‑102e)。

Description

机器人***的控制
技术领域
本发明涉及一种用于控制机器人***的方法和一种机器人***。
发明内容
该机器人***包括具有能够致动器驱动的部件的机器人、用于检测机器人的当前的状态的传感器、执行用于控制和协调机器人***的当前的控制程序的中央控制单元、一个或多个用户接口和用于为中央控制单元执行服务的一个或多个处理器单元，其中，用户接口和控制单元设置用于使当前的控制程序在其执行过程中改变成变化后的控制程序。机器人、传感器、中央控制单元、用户接口和处理器单元经由可能随时间变化的动态数据网络彼此通信。
特别地，当这种机器人***的机器人通过能够致动器驱动的部件与人交互时，为了提高安全性所需要的是，当前的控制程序能够正确地实施并且是稳健的，并且不太会出现可能导致不期望的并且对于人和/或周围环境和/或机器人而言危险的状态的错误。
本发明的目的在于，提供一种改进的用于控制机器人***的方法以及一种机器人***，其在执行控制程序的过程中具有提高的(即，改善的)安全性。
本发明可以由独立权利要求的特征得出。有利的扩展方案和设计为从属权利要求的主题。本发明的其他特征、应用可能性以及优点可以由以下的描述以及对本发明的实施例(在附图中示出)的说明中得出。
本发明的第一个方面涉及一种用于控制机器人***的方法，其中，该机器人***包括以下部件：具有能够致动器驱动的元件的机器人ROBO；用于检测当前的机器人状态Zrobo(t)的第一传感器S1i，其中，i＝1，......，/；中央控制单元ZSE，其执行用于控制和协调机器人***的当前的控制程序SP(t)；一个或多个用户接口NSp，其和控制单元一起设置用于使当前的控制程序SP(t)在其在时间t1的执行过程中改变成变化后的控制程序SP(t)＝SP*(t为t＞t1)，其中，p＝1，......，P；和一个或多个处理器单元PEr，其为中央控制单元ZSE和/或机器人***的一个或多个其他的部件执行服务MPSr，其中，r＝1，...，R。
在发明中应广义地理解术语“当前的机器人状态Zrobo(t)”。其包括机械的、动态的、电气的、数据相关的与时间有关的机器人的状态。此外，该术语包括与时间无关的机器人的状态，例如其机械设置状态/配置等。
控制单元ZSE有利地实施为计算机或处理器，其基于当前的控制程序SP(t)控制和协调机器人***及其所有提及的部件。
在发明中，术语“当前的控制程序SP(t)”应理解为对满足特定控制编程语言的指令序列的调节。控制程序SP(t)可以包括辅助控制程序，所谓的“应用程序”(应用程序软件)等。
在本发明中，中央控制单元ZSE连接到一个或多个处理器单元PEr，其为中央控制单元ZSE执行服务MPSr，其中r＝1，...，R。
在本发明中，应广义地理解术语“处理器单元PEr”。其基本上包括具有自己的处理器(即，自己的数据处理)的所有单元，该处理器在最广泛的意义上理解成为机器人***或其一个或多个部件提供“服务”。这些服务在此称为服务MPSr。其特别是取决于各个的处理器单元PEr的类型。
因此，处理器单元PEr专门进一步处理来自控制单元ZSE和/或机器人***的其他部件的数据，例如显示数据或其进一步处理的结果，或基于来自控制单元ZSE和/或机器人***的其他部件的数据产生动作、服务等。特别地，用于输出光学、触觉和/或声学信息的输出单元属于该处理器单元的类别。
此外，处理器单元PEr可以进一步处理来自控制单元ZSE和/或机器人***的其他部件的数据，并将进一步处理的结果发送到控制单元ZSE和/或其他部件。在该变型中，例如，可以组合多个分布设置的处理器单元PEr以提供提高的计算能力，从而例如实现在短时间内进行复杂的计算。另外，在该变型中，时间上平行的各种不同的任务可以通过不同的处理器单元PEr来解决，其结果被传输到控制单元ZSE和/或机器人***的其他部件以进行进一步处理。
最后，处理器单元PEr专门自己生成数据，该数据被发送到控制单元ZSE和/或机器人***的其他部件。例如，属于该类别的有：检测、在必要时预处理测量数据并经过其自己的接口发送至控制单元ZSE和/或机器人***的其他部件的所有传感器***。
用户接口NSp有利地配备有屏幕/显示器和用于手动地和/或声学地输入数据和信息的接口。有利地，用户接口NSp是例如计算机终端、笔记本电脑、智能电话。用户接口NSp和控制单元ZSE设置用于使当前的控制程序SP(t)在其在时间t1的执行期间改变成变化后的控制程序SP(t)＝SP*(t为t＞t1)，其中，经由用户接口NSp输入的改变有利地依次转换为当前的控制程序SP(t)，其中，p＝1，...，P。在本发明中，公式：SP(t)＝SP*(t为t＞t1)意味着，始终用SP(t)表示的当前的控制程序从时间t1开始通过控制程序SP*(t为t＞t1)给出。
按照本发明，机器人、第一传感器S1i、中央控制单元ZSE、用户接口NSp和处理器单元PEr经由可能动态的和/或随时间变化的数据网络DN彼此连接，从而可以在机器人***的部件之间进行相应的数据通信。
有利地，机器人***的各个部件经由电数据导线和/或光数据导线通信。有利的是，对中间部件交换的数据加密。
按照本发明，机器人ROBO能够呈现机器人状态Zrobo，其中，Zrobo∈Z robo，total并且Z robo，total定义了给出所有可能的机器人状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的机器人状态Zrobo，erlaubt的集合的状态空间Z robo，erlaubt，其中，Zrobo，erlaubt∈Z robo，erlaubtl并且
按照本发明，第一传感器S1i能够呈现传感器状态ZS1，i，其中，ZS1，i∈Z S1，i，total并且Z S1，i，total定义了给出所有可能的传感器状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的传感器状态ZS1，i，erlaubt的集合的状态空间Z S1，i，erlaubt，其中，ZS1，i，erlaubt∈Z S1，i，erlaubtl并且
按照本发明，控制单元ZSE能够呈现控制单元状态ZZSE，其中，ZZSE∈Z ZSE，total并且Z ZSE，total定义了给出所有可能的控制单元状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的控制单元状态ZZSE，erlaubt的集合的状态空间Z ZSE，erlaubt，其中：ZZSE，erlaubt∈Z ZSE，erlaubtl并且
按照本发明，用户接口NSp能够呈现用户接口状态ZNS，p，其中，ZNS，p∈Z NS，p，total并且Z NS，p，total定义了给出所有可能的用户接口状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的用户接口状态ZNS，p，erlaubt的集合的状态空间Z NS，p，erlaubt，其中：ZNS，p，erlaubt∈Z NS，p，erlaubt并且
按照本发明，处理器单元PEr能够呈现处理器状态ZPE，r，其中，ZPE，r∈Z PE，r，total并且ZPE，r，total定义了给出所有可能的处理器状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的处理器状态ZPR，r，erlaubt的集合的状态空间Z PE，r，erlaubt，其中：ZPE，r，erlaubt∈Z PE，r，erlaubt并且在本发明中，应广义地理解术语“处理器状态”。其例如包括所有电气的、机械的、温度相关的、数据技术的、操作等的处理器单元PEr的状态，这些状态是技术上能够检测到的。
按照本发明，服务MPSr能够呈现服务状态ZMPS，r，其中，ZMPS，r∈Z MPS，r，total并且Z PS，r，total定义了给出所有可能的服务状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的服务状态ZMPS，r，erlaubt的集合的状态空间Z MPs，r，erlaubt，其中：ZMPS，r，erlaubt∈Z MPS，r，erlaubt并且 在本发明中，应广义地理解术语“服务状态”。其例如包括所有电气的、机械的、温度相关的、数据技术的、操作等的服务MPSr的状态，这些状态是技术上能够检测到的。
按照本发明，数据网络DN能够呈现可能动态的和/或随时间变化的数据网络状态Zdata，其中，Zdata∈Z data，total并且Z data，total定义了给出所有可能的数据网络状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的数据网络状态Zdata，erlaubt的集合的状态空间Z data，erlaubt，其中：Zdata，erlaubt∈Z data，erlaubt并且在本发明中应广义地理解术语“数据网络状态”。其例如包括所有电气的、机械的、温度相关的、数据技术的、操作等的数据网络DN的状态，这些状态是技术上能够检测到的。
本发明提出的方法包括以下步骤：在执行相应的当前的控制程序SP(t)期间预测性地检查当前的控制程序SP(t)的执行是否导致错误状态，其中，所述错误状态这样定义，即，当前的控制程序SP(t)的执行导致：
-机器人状态Zrobo，其中，和/或
-传感器状态ZS1，i，其中，和/或
-控制单元状态ZZSE，其中，和/或
-处理器状态ZPE，r，其中，和/或
-服务状态ZMPS，r，其中，和/或
-用户接口状态ZNS，p，其中，和/或
-数据网络状态Zdata(t)，其中，
并且一旦在该检查过程中预测到这类错误状态，则执行以下动作中的一个或多个：
-自动地改变当前的控制程序SP(t)，使得在再一次的预测性检查中确定没有错误状态，并且执行相应自动变化后的控制程序SP(t)，
-输出用于在一个或所有用户接口NSp处改变当前的控制程序SP(t)的请求，
-输出光学或声学的警告，
-停止当前的控制程序SP(t)的执行，
-驱使机器人ROBO以采取预定义的静止状态。
因此，所提出的方法对每个当前的控制程序SP(t)预测性地检查完整的或仍待处理的当前的控制信号SP(t)的执行是否导致错误状态。在这种情况下，不必完整地执行变化后的当前的控制程序SP(t)，以使得该测试具有预测的特性。因此，不必等到当前的控制程序SP(t)在其执行期间产生错误，而是该可能的错误状态可以通过所提出的方法在之前已经识别出来。因此特别是确保了机器人***将不会处于危及安全的状态。这对于包括与人和/或动态的周围环境交互的机器人的机器人***而言是特别有利的。
该预测性的检查优选在时间上平行于当前的控制程序SP(t)的实施而进行，并且特别有利的是，对于该控制程序的尚未处理的部分。在一个优选的替代方案中，在改变了当前的控制程序之后，对整个变化后的当前的控制程序进行检查。
本发明提出的方法的一个有利扩展方案的特征在于，状态空间Z robo，erlaubt，Z S1，i，erlaubt，Z ZSE，erlaubt，Z PR，r，erlaubt，Z MPS，r，erlaubt，Z NS，p，erlaubt，Z data，erlaubt取决于由机器人ROBO借助于控制程序SP(t)而执行的任务/动作。这实现了对能够由机器人执行的任务或动作进行优化的状态空间的预设，并因此实现了与任务或动作有关的、专门的错误状态的定义。
本发明提出的方法的一个有利扩展方案的特征在于，控制程序SP(t)是能够自我检查的，即，控制程序SP(t)能够认出自身的结构并可以修改自身的结构。
有利的是，数据状态Zdata考虑以下参数中的一个或多个：
-部件的物理可用性，所述部件为：在数据网络DN中的机器人ROBO、第一传感器S1i、中央控制单元ZSE、用户接口NSp和处理器单元PEr，
-所述部件的当前的通信状态，
-所述部件之间的数据和信号运行时间，
-所述部件之间数据交换的时间和因果限制。
有利的是，机器人状态Zrobo考虑以下参数中的一个或多个：
-机器人ROBO的当前的物理配置，
-机器人ROBO的动态的状态，
-机器人ROBO的电气的状态，
-机器人ROBO与周围环境的交互。
有利的是，处理器状态ZPE，r考虑以下参数中的一个或多个：
-当前在处理器单元上执行的服务或算法，
-在处理器单元上执行的服务或算法的当前的性能，
-处理器单元的可用的处理能力，
-处理器单元的当前的负荷，
-所述处理器单元的可用的内存，
-各处理器单元的控制总线的状态，
-处理器单元的架构，
-处理器单元的指令集，
-处理器单元的时钟。
有利的是，服务状态ZMPS，r考虑以下参数中的一个或多个：
-机器人ROBO的当前的物理配置，
-机器人ROBO的动态的状态，
-机器人ROBO的电气的状态，
-机器人ROBO与周围环境的交互。
本发明还涉及一种具有数据处理装置的计算机***，其中，该数据处理装置设计用于在该数据处理装置上执行上述方法。
本发明还涉及一种具有电子可读控制信号的数字存储介质，其中，控制信号与能够编程的计算机***协作，以执行如上所述的方法。
本发明还涉及一种具有存储在机器可读载体上的程序代码的计算机程序产品，用于当在数据处理装置上执行程序代码时执行如上所述的方法。
本发明还涉及一种具有程序代码的计算机程序，用于当在数据处理装置上运行该程序代码时执行如上所述的方法。为此，数据处理装置可以设计为现有技术中已知的任何计算机***。
最后，本发明还涉及一种机器人***，其包括以下部件：具有能够致动器驱动的元件的机器人ROBO；用于检测当前的机器人状态Zrobo(t)的第一传感器S1i，其中，i＝1，......，I；中央控制单元ZSE，其执行用于控制机器人***的当前的控制程序SP(t)；一个或多个用户接口NSp，其中，p＝1，...，P；一个或多个处理器单元PEr，其为中央控制单元ZSE和/或机器人***的一个或多个其他的部件执行服务MPSr，其中，r＝1，...，R，其中，机器人ROBO、第一传感器S1i、中央控制单元ZSE、用户接口NSp和处理器单元PEr经由数据网络DN彼此通信，并且其中，中央控制单元ZSE和用户接口NSp设置用于使当前的控制程序SP(t)在其在时间t1的执行期间改变成变化后的控制程序SP(t)＝SP*(t为t＞t1)。
按照本发明，机器人ROBO能够呈现机器人状态Zrobo，其中，Zrobo∈Z robo，total并且Z robo，total定义了给出所有可能的机器人状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的机器人状态Zrobo，erlaubt的集合的状态空间Z robo，erlaubt，其中，Zrobo，erlaubt∈Z robo，erlaubtl并且
按照本发明，第一传感器S1i能够呈现传感器状态ZS1，i，其中，ZS1，i∈Z S1，i，total并且Z S1，i，total定义了给出所有可能的传感器状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的传感器状态ZS1，i，erlaubt的集合的状态空间Z S1，i，erlaubt，其中，ZS1，i，erlaubt∈Z S1，i，erlaubtl并且
按照本发明，控制单元ZSE能够呈现控制单元状态ZZSE，其中，ZZSE∈Z ZSE，total并且Z ZSE，total定义了给出所有可能的控制单元状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的控制单元状态ZZSE，erlaubt的集合的状态空间Z ZSE，erlaubt，其中：ZZSE，erlaubt∈Z ZSE，erlaubtl并且
按照本发明，用户接口NSp能够呈现用户接口状态ZNS，p，其中，ZNS，p∈Z NS，p，total并且Z NS，p，total定义了给出所有可能的用户接口状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的用户接口状态ZNS，p，erlaubt的集合的状态空间Z NS，p，erlaubt，其中：ZNS，p，erlaubt∈Z NS，p，erlaubt并且
按照本发明，处理器单元PEr 205能够呈现处理器状态ZPE，r，其中，ZPE，r∈Z PE，r，total并且Z PE，r，total定义了给出所有可能的处理器状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的处理器状态ZPR，r，erlaubt的集合的状态空间Z PE，r，erlaubt，其中：ZPE，r，erlaubt∈Z PE，r，erlaubt并且
按照本发明，服务MPSr能够呈现服务状态ZMPS，r，其中，ZMPS，r∈Z MPS，r，total并且Z MPS，r，total定义了给出所有可能的服务状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的服务状态ZMPS，r，erlaubt的集合的状态空间Z MPS，r，relaubt，其中：ZMPS，r，erlaubt∈Z MPS，r，erlaubt并且
按照本发明，数据网络DN能够呈现数据网络状态Zdata，其中，Zdata∈Z data，total并且Z data，total定义了给出所有可能的数据网络状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的数据网络状态Zdata，erlaubt的集合的状态空间Z data，erlaubt，其中：Zdata，erlaubt∈Z data，erlaubt并且
另外，本发明提出的机器人***的控制单元ZSE实施和设置用于执行以下步骤。在执行相应的当前的控制程序SP(t)期间或之前预测性地检查当前的控制程序SP(t)的执行是否导致错误状态，其中，错误状态这样定义，即，该当前的控制程序SP(t)的执行导致：
-机器人状态Zrobo，其中，和/或
-传感器状态ZS1，i，其中，和/或
-控制单元状态ZZSE，其中，和/或
-处理器状态ZPE，r，其中，和/或
-服务状态ZMPS，r，其中，和/或
-用户接口状态ZNS，p，其中，和/或
-数据网络状态Zdata(t)，其中，
一旦在所述检查过程中预测到这类错误状态，则执行以下动作中的一个或多个：
-自动地改变当前的控制程序SP(t)，使得在再一次的预测性检查中确定没有错误状态，并且执行相应自动变化后的控制程序SP(t)，
-输出用于在一个或所有用户接口NSp处改变当前的控制程序SP(t)的请求，
-输出光学或声学的警告，
-停止当前的控制程序SP(t)的执行，
-驱使机器人ROBO以采取预定义的静止状态。
本发明所提出的机器人***的优点和有利的扩展方案可以由以上结合所提出的方法做出的陈述的相似和类似的转移而得出。
附图说明
其他的优点、特征和细节可以从以下描述中得出，其中，(在必要时参考附图)详细地描述了至少一个实施例。相同的、相似的和/或功能相同的部件设置有相同的附图标记。其中：
图1示出了所提出的方法的流程图，并且
图2使出了所提出的机器人***的示意图。
具体实施方式
图1示出了用于控制机器人***的按照本发明的方法的流程图。其中，机器人***包括以下部件：具有能够致动器驱动的元件的机器人ROBO 201；用于检测当前机器人状态Zrobo(t)的第一传感器S1i 202，其中，i＝1，......，I；中央控制单元ZSE 203，其执行用于控制机器人***的当前的控制程序SP(t)；一个或多个用户接口NSp 204，其中，p＝1，...，P；一个或多个处理器单元PEr，其为中央控制单元ZSE和/或机器人***的一个或多个其他部件执行服务MPSr，其中，r＝1，...，R，其中，机器人、第一传感器S1i 202、中央控制单元ZSE203、用户接口NSp 204和处理器单元PEr 205经由数据网络DN 206彼此通信，并且其中，中央控制单元ZSE 203和用户接口NSp 204设置用于使当前的控制程序SP(t)在其在时间t1的执行期间改变成变化后的控制程序SP(t)＝SP*(t为t＞t1)。
机器人ROBO 201能够呈现机器人状态Zrobo，其中，Zrobo∈Z robo，total并且Z robo，total定义了给出所有可能的机器人状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的机器人状态Zrobo，erlaubt的集合的状态空间Z robo，erlaubt，其中，Zrobo，erlaubt∈Z robo，erlaubtl并且
第一传感器S1i 202能够呈现传感器状态ZS1，i，其中，ZS1，i∈Z S1，i，total并且Z S1，i，total定义了给出所有可能的传感器状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的传感器状态ZS1，i，erlaubt的集合的状态空间Z S1，i，erlaubt，其中，ZS1，i，erlaubt∈Z S1，i，erlaubtl并且
控制单元ZSE 203能够呈现控制单元状态ZZSE，其中，ZZSE∈Z ZSE，total并且Z ZSE，total定义了给出所有可能的控制单元状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的控制单元状态ZZSE，erlaubt的集合的状态空间Z ZSE，erlaubt，其中：ZZSE，erlaubt∈Z ZSE，erlaubtl并且
用户接口NSp 204能够呈现用户接口状态ZNS，p，其中，ZNS，p∈Z NS，p，total并且Z NS，p，total定义了给出所有可能的用户接口状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的用户接口状态ZNS，p，erlaubt的集合的状态空间Z NS，p，erlaubt，其中：ZNS，p，erlaubt∈Z NS，p，erlaubt并且
处理器单元PEr 205能够呈现处理器状态ZPE，r，其中，ZPE，r∈Z PE，r，total并且Z PE，r，total定义了给出所有可能的处理器状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的处理器状态ZPR，r，erlaubt的集合的状态空间Z PE，r，relaubt，其中：ZPE，r，erlaubt∈Z PE，r，erlaubt并且
服务MPSr能够呈现服务状态ZMPS，r，其中，ZMPS，r∈Z MPS，r，total并且Z MPS，r，total定义了给出所有可能的服务状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的服务状态ZMPS，r，erlaubt的集合的状态空间Z MPS，r，erlaubt，其中：ZMPS，r，erlaubt∈Z MPS，r，erlaubt并且
数据网络DN 206能够呈现数据网络状态Zdata，其中，Zdata∈Z data，total并且Z data，total定义了给出所有可能的数据网络状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的数据网络状态Zdata，erlaubt的集合的状态空间Z data，erlaubt，其中：Zdata，erlaubt∈Z data，erlaubt并且
所提出的方法包括以下步骤。在第一步骤101中，在执行相应的当前的控制程序SP(t)期间或之前预测性地检查是否该当前的控制程序SP(t)的执行导致错误状态，其中，该错误状态这样定义，即，该当前的控制程序SP(t)的执行导致：
-机器人状态Zrobo，其中，和/或
-传感器状态ZS1，i，其中，和/或
-控制单元状态ZZSE，其中，和/或
-处理器状态ZPE，r，其中，和/或
-服务状态ZMPS，r，其中，和/或
-用户接口状态ZNS，p，其中，和/或
-数据网络状态Zdata(t)，其中，
一旦在检查101过程中预测到这类错误状态，则在第二步骤中执行102以下动作中的一个或多个：
-自动地改变(102a)该当前的控制程序SP(t)，使得在再一次的预测性检查(101)中确定没有错误状态，并且执行相应自动变化后的控制程序SP(t)，
-输出(102b)用于在一个或所有用户接口NSp处改变当前的控制程序SP(t)的请求，
-输出(102c)光学或声学的警告，
-停止(102d)该当前的控制程序SP(t)的执行，
-驱使(102e)机器人ROBO以采取预定义的静止状态。
有利地，通过当前的控制程序SP(t)的每次改变来触发该方法。
图2示出了所提出的机器人***的示意图。该机器人***包括以下部件：具有能够致动器驱动的元件的机器人ROBO 201；用于检测当前机器人状态Zrobo(t)的第一传感器S1i202，其中i＝1，......，I；中央控制单元ZSE 203，其执行用于控制机器人***的当前的控制程序SP(t)；一个或多个用户接口NSp204，其中p＝1，...，P；一个或多个处理器单元PEr，其为中央控制单元ZSE和/或机器人***的一个或多个其他部件201、202、203、204、205执行服务MPSr，其中，r＝1，...，R。
中央控制单元ZSE 203和用户接口NSp 204设置用于使当前的控制程序SP(t)在其在时间t1的执行期间改变成变化后的控制程序SP(t)＝SP*(t为t＞t1)。
机器人201、第一传感器S1i 202、中央控制单元ZSE 203、用户接口NSp 204和处理器单元PEr 205经由数据网络DN 206彼此通信
机器人ROBO 201能够呈现机器人状态Zrobo，其中，Zrobo∈Z robo，total并且Z robo，total定义了给出所有可能的机器人状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的机器人状态Zrobo，erlaubt的集合的状态空间Z robo，erlaubt，其中，Zrobo，erlaubt∈Z robo，erlaubtl并且
第一传感器S1i 202能够呈现传感器状态ZS1，i，其中，ZS1，i∈Z S1，i，total并且Z S1，i，total定义了给出所有可能的传感器状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的传感器状态ZS1，i，erlaubt的集合的状态空间Z S1，i，erlaubt，其中，ZS1，i，erlaubt∈Z S1，i，erlaubtl并且
控制单元ZSE 203能够呈现控制单元状态ZZSE，其中，ZZSE∈Z ZSE，total并且Z ZSE，total定义了给出所有可能的控制单元状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的控制单元状态ZZSE，erlaubt的集合的状态空间Z ZSE，erlaubt，其中：ZZSE，erlaubt∈Z ZSE，erlaubtl并且
用户接口NSp 204能够呈现用户接口状态ZNS，p，其中，ZNS，p∈Z NS，p，total并且Z Ns，p，total定义了给出所有可能的用户接口状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的用户接口状态ZNS，p，erlaubt的集合的状态空间Z NS，p，erlaubt，其中：ZNS，p，erlaubt∈Z NS，p，erlaubt并且
处理器单元PEr 205能够呈现处理器状态ZPE，r，其中，ZPE，r∈Z PE，r，total并且Z PE，r，total定义了给出所有可能的处理器状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的处理器状态ZPR，r，erlaubt的集合的状态空间Z PE，r，erlaubt，其中：ZPE，r，erlaubt∈Z PE，r，erlaubt并且
服务MPSr能够呈现服务状态ZMPS，r，其中，ZMPS，r∈Z MPS，r，total并且Z MPS，r，total定义了给出所有可能的服务状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的服务状态ZMPS，r，erlaubt的集合的状态空间Z MPS，r，erlaubt，其中：ZMPS，r，erlaubt∈Z MPS，r，erlaubt并且
数据网络DN 206能够呈现数据网络状态Zdata，其中，Zdata∈Z data，total并且Z data，total定义了给出所有可能的数据网络状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的数据网络状态Zdata，erlaubt的集合的状态空间Z data，erlaubt，其中：Zdata，erlaubt∈Z data，erlaubt并且
中央控制单元ZSE 203实施和设置用于：在执行相应的当前的控制程序SP(t)期间预测性检查是否该当前的控制程序SP(t)的执行导致错误状态，其中，该错误状态这样定义，即，该当前的控制程序SP(t)的执行导致：
-机器人状态Zrobo，其中，和/或
-传感器状态ZS1，i，其中，和/或
-控制单元状态ZZSE，其中，和/或
-处理器状态ZPE，r，其中，和/或
-服务状态ZMPS，r，其中，和/或
-用户接口状态ZNS，p，其中，和/或
-数据网络状态Zdata(t)，其中，
并且，一旦在检查过程中预测到这类错误状态，则执行以下动作中的一个或多个：
-自动地改变该当前的控制程序SP(t)，使得在再一次的预测性检查中确定没有错误状态，并且执行相应自动改变的控制程序SP(t)，
-输出用于在一个或所有用户接口NSp处改变当前的控制程序SP(t)的请求，
-输出光学或声学的警告，
-停止该当前的控制程序SP(t)的执行，
-驱使机器人ROBO以采取预定义的静止状态。
尽管本发明是通过优选实施方案而进一步说明和描述的，但是本发明并不由所公开的实例所限制，并且在不脱离本发明的保护范围的条件下，本领域技术人员能够推导出其他的变型。因此，还存在多种的变型可能。同样还清楚的是，示例性提及的实施方式实际上仅仅为示例，其并不以任何方式作为本发明的保护范围、应用可能性或配置的限定。更确切地，在不脱离由权力要求书及其法律等同物限定的保护范围的条件下，以上的描述和附图说明能够使本领域技术人员具体地转化示例性的实施方式，其中，本领域技术人员在获悉所公开的本发明构思的情况下能够例如对示例性实施方式中提及的各个元件的功能和设置进行多种多样的改变。
附图标记列表
101 方法步骤
102a-e 方法步骤
201 机器人
202 第一传感器
203 控制单元
204 用户接口
205 处理器单元
206 数据网络

Claims (8)

1.一种用于控制机器人***的方法，其中，所述机器人***包括以下部件：
-具有能够致动器驱动的元件的机器人ROBO(201)，
-用于检测当前的机器人状态Zrobo(t)的第一传感器S1i(202)，其中，i＝1，......，I，
-中央控制单元ZSE(203)，其执行用于控制所述机器人***的当前的控制程序SP(t)，
-一个或多个用户接口NSp(204)，其中，p＝1，...，P，
-一个或多个处理器单元PEr(205)，其为所述中央控制单元ZSE(203)和/或所述机器人***的一个或多个其他的部件(201，202，203，204，205，206)执行服务MPSr，其中，r＝1，...，R，
-其中，所述机器人ROBO(201)、所述第一传感器S1i(202)、所述中央控制单元ZSE(203)、所述用户接口NSp(204)和所述处理器单元PEr(205)经由数据网络DN(206)彼此通信，
-其中，所述中央控制单元ZSE(203)和所述用户接口NSp(204)设置用于使所述当前的控制程序SP(t)在其在时间t1的执行期间改变成变化后的控制程序SP(t)＝SP*(t为t＞t1)，
-其中，所述机器人ROBO(201)能够呈现机器人状态Zrobo，其中，Zrobo∈Z robo，total并且Z robo，total定义了给出所有可能的机器人状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的机器人状态Zrobo，erlaubt的集合的状态空间Z robo，erlaubt，其中，Zrobo，erlaubt∈Z robo，erlaubtl并且
-其中，所述第一传感器S1i(202)能够呈现传感器状态ZS1，i，其中，ZS1，i∈Z S1，i，total并且Z S1，i，total定义了给出所有可能的传感器状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的传感器状态ZS1，i，erlaubt的集合的状态空间Z S1，i，erlaubt，其中，ZS1，i，erlaubt∈Z S1，i，erlaubtl并且
-所述控制单元ZSE(203)能够呈现控制单元状态ZZSE，其中，ZZSE∈Z ZSE，total并且Z ZSE，total定义了给出所有可能的控制单元状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的控制单元状态ZZSE，erlaubt的集合的状态空间Z ZSE，erlaubt，其中：ZZSE，erlaubt∈Z ZSE，erlaubtl并且
-所述用户接口NSp(204)能够呈现用户接口状态ZNS，p，其中，ZNS，p∈Z NS，p，total并且Z NS，p，total定义了给出所有可能的用户接口状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的用户接口状态ZNS，p，erlaubt的集合的状态空间Z NS，p，erlaubt，其中：ZNS，p，erlaubt∈Z NS，p，erlaubt并且
-所述处理器单元PEr(205)能够呈现处理器状态ZPE，r，其中，ZPE，r∈Z PE，r，total并且Z PE，r，total定义了给出所有可能的处理器状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的处理器状态ZPR，r，erlaubt的集合的状态空间Z PE，r，erlaubt，其中：ZPE，r，erlaubt∈Z PE，r，erlaubt并且
-所述服务MPSr能够呈现服务状态ZMPS，r，其中，ZMPS，r∈Z MPS，r，total并且Z MPS，r，total定义了给出所有可能的服务状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的服务状态ZMPS，r，erlaubt的集合的状态空间Z MPS，r，erlaubt，其中：ZMPS，r，erlaubt∈Z MPS，r，erlaubt并且
-所述数据网络DN(206)能够呈现数据网络状态Zdata，其中，Zdata∈Z data，total并且Z data，total定义了给出所有可能的数据网络状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的数据网络状态Zdata，erlaubt的集合的状态空间Z data，erlaubt，其中：Zdata，erlaubt∈Z data，erlaubt并且
所述方法包括以下步骤：
-在执行相应的所述当前的控制程序SP(t)期间或之前预测性地检查(101)所述当前的控制程序SP(t)的执行是否导致错误状态，其中，所述错误状态这样定义，即，所述当前的控制程序SP(t)的执行导致：
-机器人状态Zrobo，其中，和/或
-传感器状态ZS1，i，其中，和/或
-控制单元状态ZZSE，其中，和/或
-处理器状态ZPE，r，其中，和/或
-服务状态ZMPS，r，其中，和/或
-用户接口状态ZNS，p，其中，和/或
-数据网络状态Zdata(t)，其中，
-一旦在所述检查(101)过程中预测到这类错误状态，则执行(102)以下动作中的一个或多个：
○自动地改变(102a)所述当前的控制程序SP(t)，使得在再一次的预测性检查(101)中确定没有错误状态，并且执行相应自动变化后的控制程序SP(t)，
○输出(102b)用于在一个或所有用户接口NSp处改变所述当前的控制程序SP(t)的请求，
○输出(102c)光学或声学的警告，
○停止(102d)所述当前的控制程序SP(t)的执行，
○驱使(102e)所述机器人ROBO(201)以采取预定义的静止状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述状态空间Z robo，erlaubt，Z S1，i，erlaubt，Z ZSE，erlaubt，Z PR，r，erlaubt，Z MPS，r，erlaubt，Z NS，p，erlaubt，Z data，erlaubt取决于由所述机器人ROBO(201)借助于所述控制程序SP(t)执行的任务/动作。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述控制程序SP(t)认出自身的结构并可以修改所述自身的结构。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述数据状态Zdata考虑以下参数中的一个或多个：
-所述部件的物理可用性，所述部件为：在所述数据网络DN(206)中的机器人ROBO(201)、第一传感器S1i(202)、中央控制单元ZSE(203)、用户接口NSp(204)和处理器单元PEr(205)，
-所述部件(201-206)的当前的通信状态，
-所述部件(201-206)之间的数据和信号运行时间，
-所述部件(201-206)之间数据交换的时间和因果限制。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述机器人状态Zrobo考虑以下参数中的一个或多个：
-所述机器人ROBO(201)的当前的物理配置，
-所述机器人ROBO(201)的动态的状态，
-所述机器人ROBO(201)的电气的状态，
-所述机器人ROBO(201)与周围环境的交互。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述处理器状态ZPE，r考虑以下参数中的一个或多个：
-当前在所述处理器单元上执行的服务或算法，
-在所述处理器单元上执行的服务或算法的当前的性能，
-所述处理器单元的可用的处理能力，
-所述处理器单元的当前的负荷，
-所述处理器单元的可用的内存，
-各所述处理器单元的控制总线的状态，
-所述处理器单元的架构，
-所述处理器单元的指令集，
-所述处理器单元的时钟。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述服务状态ZMPS，r考虑以下参数中的一个或多个：
-所述机器人ROBO(201)的当前的物理配置，
-所述机器人ROBO(201)的动态的状态，
-所述机器人ROBO(201)的电气的状态，
-所述机器人ROBO(201)与周围环境的交互。
8.一种机器人***，包括以下部件：
-具有能够致动器驱动的元件的机器人ROBO(201)，
-用于检测当前的机器人状态Zrobo(t)的第一传感器S1i(202)，其中，i＝1，......，I，
-中央控制单元ZSE(203)，其执行用于控制所述机器人***的当前的控制程序SP(t)，
-一个或多个用户接口NSp(204)，其中，p＝1，...，P，
-一个或多个处理器单元PEr(205)，其为所述中央控制单元ZSE(203)和/或所述机器人***的一个或多个其他的部件(201，202，203，204，205，206)执行服务MPSr，其中，r＝1，...，R，
-其中，所述机器人ROBO(201)、所述第一传感器S1i(202)、所述中央控制单元ZSE(203)、所述用户接口NSp(204)和所述处理器单元PEr(205)经由数据网络DN(206)彼此通信，
-其中，所述中央控制单元ZSE(203)和所述用户接口NSp(204)设置用于使所述当前的控制程序SP(t)在其在时间t1的执行期间改变成变化后的控制程序SP(t)＝SP*(t为t＞t1)，
-其中，所述机器人ROBO(201)能够呈现机器人状态Zrobo，其中，Zrobo∈Z robo，total并且Z robo，total定义了给出所有可能的机器人状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的机器人状态Zrobo，erlaubt的集合的状态空间Z robo，erlaubt，其中，Zrobo，erlaubt∈Z robo，erlaubtl并且
-其中，所述第一传感器S1i(202)能够呈现传感器状态ZS1，i，其中，ZS1，i∈Z S1，i，total并且Z S1，i，total定义了给出所有可能的传感器状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的传感器状态ZS1，i，erlaubt的集合的状态空间Z S1，i，erlaubt，其中，ZS1，i，erlaubt∈Z S1，i，erlaubtl并且
-所述控制单元ZSE(203)能够呈现控制单元状态ZZSE，其中，ZZSE∈Z ZSE，total并且Z ZSE，total定义了给出所有可能的控制单元状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的控制单元状态ZZSE，erlaubt的集合的状态空间Z ZSE，erlaubt，其中：ZZSE，erlaubt∈Z ZSE，erlaubtl并且
-所述用户接口NSp(204)能够呈现用户接口状态ZNS，p，其中，ZNS，p∈Z NS，p，total并且Z NS，p，total定义了给出所有可能的用户接口状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的用户接口状态ZNS，p，erlaubt的集合的状态空间Z NS，p，erlaubt，其中：ZNS，p，erlaubt∈Z NS，p，erlaubt并且
-所述处理器单元PEr(205)能够呈现处理器状态ZPE，r，其中，ZPE，r∈Z PE，r，total并且Z PE，r，total定义了给出所有可能的处理器状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的处理器状态ZPR，r，erlaubt的集合的状态空间Z PE，r，erlaubt，其中：ZPE，r，erlaubt∈Z PE，r，erlaubt并且
-所述服务MPSr能够呈现服务状态ZMPS，r，其中，ZMPS，r∈Z MPS，r，total并且Z MPS，r，total定义了给出所有可能的服务状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的服务状态ZMPS，r，erlaubt的集合的状态空间Z MPS，r，erlaubt，其中：ZMPS，r，erlaubt∈Z MPS，r，erlaubt并且
-所述数据网络DN(206)能够呈现数据网络状态Zdata，其中，Zdata∈Z data，total并且Z data，total定义了给出所有可能的数据网络状态的集合的状态空间，并且其中，还预设了定义所有允许的数据网络状态Zdata，erlaubt的集合的状态空间Z data，erlaubt，其中：Zdata，erlaubt∈Z data，erlaubt并且
-其中，所述控制单元ZSE(203)实施和设置用于执行以下步骤：
○在执行相应的所述当前的控制程序SP(t)期间或之前预测性地检查(101)所述当前的控制程序SP(t)的执行是否导致错误状态，其中，所述错误状态这样定义，即，所述当前的控制程序SP(t)的执行导致：
■机器人状态Zrobo，其中，和/或
■传感器状态ZS1，i，其中，和/或
■控制单元状态ZZSE，其中，和/或
■处理器状态ZPE，r，其中，和/或
■服务状态ZMPS，r，其中，和/或
■用户接口状态ZNS，p，其中，和/或
■数据网络状态Zdata(t)，其中，
○一旦在所述检查(101)过程中预测到这类错误状态，则执行(102)以下动作中的一个或多个：
■自动地改变(102a)所述当前的控制程序SP(t)，使得在再一次的预测性检查(101)中确定没有错误状态，并且执行相应自动变化后的控制程序SP(t)，
■输出(102b)用于在一个或所有用户接口NSp处改变所述当前的控制程序SP(t)的请求，
■输出(102c)光学或声学的警告，
■停止(102d)所述当前的控制程序SP(t)的执行，
■驱使(102e)所述机器人ROBO(201)以采取预定义的静止状态。
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