Prävention und Beseitigung von Fehlerursachen im Kontext von unbemannten Fahrzeugen

要約

移動ロボットは、ますます自律的になりつつあり、多様で未知の環境でも動作することができる。この柔軟性により、ロボットは独自に目標を達成し、厳密に定義された制御コードなしに動的に行動を適応させることができる。しかし、その自律的な行動は、各ロボットの行動を正確に監督し検証する人間のオペレータの影響力が限られているため、安全性と信頼性の保証を複雑にしている。ディペンダビリティの一側面である自律移動ロボットの安全性と信頼性を保証するためには、自律移動ロボットのミッションの計画と実行の両面における手法が必要である。本稿では、自律移動ロボットのミッション計画時の故障除去とミッション実行時の故障防止の2つのアプローチを示す。第一に、本アプローチは、ミッションの計画段階で適用される形式的検証に基づく概念から構成される。第二に、本アプローチは、ミッション実行時に適用されるルールベースのコンセプトから構成される。本アプローチを適用したユースケースを紹介し、2つのコンセプトがどのように補完し合い、ディペンダビリティのある側面に対してどのような貢献をするかについて議論する。 非人間的な自動車は、様々な非人間的な環境において、6つの自律性によって運用される。このような柔軟性により、Ziele eigenst’andig zu erf’ullen and ihre Handlungen dynamisch anzupassen ohne starr vorgegeben Steuerungscode.しかし、ロボットの動作の正確さと検証のために、自律的な動作は、安全性と動作の正確さだけでなく、動作の正確さにも影響します。そのため、安全性と耐久性を確保するための方法は、計画段階だけでなく運用段階でも必要となります。この章では、ミッション計画段階での異音発生とミッション実行段階での異音防止が未使用の車両を保護するための、二つの方法を示します。エラー検出は、ミッションの計画段階で使用される正式な検証に基づいています。フェラーリ防止は、ミッションの実施段階から適用される規則的なコンセプ トに基づく。そして、この2つの方法がどのように作用するのか、また、どのような形でミッションの様々な側面に貢献するのかについて議論する。

要約(オリジナル)

Mobile robots, becoming increasingly autonomous, are capable of operating in diverse and unknown environments. This flexibility allows them to fulfill goals independently and adapting their actions dynamically without rigidly predefined control codes. However, their autonomous behavior complicates guaranteeing safety and reliability due to the limited influence of a human operator to accurately supervise and verify each robot’s actions. To ensure autonomous mobile robot’s safety and reliability, which are aspects of dependability, methods are needed both in the planning and execution of missions for autonomous mobile robots. In this article, a twofold approach is presented that ensures fault removal in the context of mission planning and fault prevention during mission execution for autonomous mobile robots. First, the approach consists of a concept based on formal verification applied during the planning phase of missions. Second, the approach consists of a rule-based concept applied during mission execution. A use case applying the approach is presented, discussing how the two concepts complement each other and what contribution they make to certain aspects of dependability. Unbemannte Fahrzeuge sind durch zunehmende Autonomie in der Lage in unterschiedlichen unbekannten Umgebungen zu operieren. Diese Flexibilit\’at erm\’oglicht es ihnen Ziele eigenst\’andig zu erf\’ullen und ihre Handlungen dynamisch anzupassen ohne starr vorgegebenen Steuerungscode. Allerdings erschwert ihr autonomes Verhalten die Gew\’ahrleistung von Sicherheit und Zuverl\’assigkeit, bzw. der Verl\’asslichkeit, da der Einfluss eines menschlichen Bedieners zur genauen \’Uberwachung und Verifizierung der Aktionen jedes Roboters begrenzt ist. Daher werden Methoden sowohl in der Planung als auch in der Ausf\’uhrung von Missionen f\’ur unbemannte Fahrzeuge ben\’otigt, um die Sicherheit und Zuverl\’assigkeit dieser Fahrzeuge zu gew\’ahrleisten. In diesem Artikel wird ein zweistufiger Ansatz vorgestellt, der eine Fehlerbeseitigung w\’ahrend der Missionsplanung und eine Fehlerpr\’avention w\’ahrend der Missionsausf\’uhrung f\’ur unbemannte Fahrzeuge sicherstellt. Die Fehlerbeseitigung basiert auf formaler Verifikation, die w\’ahrend der Planungsphase der Missionen angewendet wird. Die Fehlerpr\’avention basiert auf einem regelbasierten Konzept, das w\’ahrend der Missionsausf\’uhrung angewendet wird. Der Ansatz wird an einem Beispiel angewendet und es wird diskutiert, wie die beiden Konzepte sich erg\’anzen und welchen Beitrag sie zu verschiedenen Aspekten der Verl\’asslichkeit leisten.

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