用于测试自主系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于测试自主系统（RE）的方法，关于所述自主系统（RE）存在虚拟映像（VE），所述虚拟映像包括自主组件的至少一个虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')），所述方法包括以下步骤：a)获取组件数据，其提供关于自主组件的至少一个虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）的移动的信息；b)在虚拟映像（VE）中创建可以在虚拟映像（VE）内移动的至少一个虚拟对象（DT(H)）；c)在虚拟映像（VE）中生成在至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）周围的语料库（C），所述语料库（C）限定一体积，所述体积不能被至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）或虚拟对象（DT(H)）进入；d)在虚拟映像（VE）中表示至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）的移动，所述移动受限制是因为不能进入的任何语料库（C）的体积；e)获取与至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）的移动相关的反应数据；f)考虑反应数据而评估至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）的移动的可行路线。本发明专利技术此外涉及一种自主系统。

A Method for Testing Autonomous Systems

The invention relates to a method for testing an autonomous system (RE). With respect to the existence of a virtual image (VE) of the autonomous system (RE), the virtual image includes at least one virtual image (DT (AC), DT (AC') of the autonomous component. The method comprises the following steps: a) acquiring component data, which provides at least one virtual image (DT (AC), DT (AC') of the autonomous component. Mobile information; b) Create at least one virtual object (DT (H) that can be moved within a virtual image (VE); c) Generate a corpus (C) around at least one virtual object (DT (H) or/or at least one component's virtual image (DT (AC), DT (AC') in a virtual image (VE), the corpus (C) is limited to one volume and the volume is not specified. Can be accessed by at least one autonomous component's virtual image (DT (AC), DT (AC') or virtual object (DT (H); d) represents at least one virtual object (DT (H) or/and at least one autonomous component's virtual image (DT (AC), DT (AC') movement in the virtual image (VE), which is restricted by the volume of any corpus (C) that cannot be accessed and at least one; Reaction data related to the movement of a virtual object (DT (H) or/or virtual image (DT (AC), DT (AC') of at least one autonomous component; f) Evaluate a feasible route for the movement of at least one virtual object (DT (H) or/or at least one virtual image (DT (AC), DT (AC') of at least one autonomous component in consideration of response data. The invention also relates to an autonomous system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测试自主系统的方法
本专利技术涉及一种用于测试自主系统的方法以及一种自主系统。
技术介绍
设置自动化系统、例如生产系统的过程可以被划分成：用于设计系统的规划阶段，用于实现系统的工程阶段，用于安装和测试系统的调试阶段，其中系统上线的生产阶段，以及与生产阶段并行运行的维护和优化阶段，其中所述系统被监督、优化，并且发生的故障被修理。在工业制造中，存在从传统、集中式的系统去向自主、分布式系统的趋势。自主的分布式系统包括组件、例如机器人，其受中央实例控制并且对于其动作具有某种程度的自主性。此外，传统装备与新技术相结合地被使用，所述新技术诸如智能机器人、CNC机器、3D打印机以及其它智能设备，其具有对于虚拟模拟或/和仿真环境的接口。因此，可以提供在现实世界及其虚拟映像之间的交互。因此用于这些制造系统的术语是网络-物理（Cyber-physical）制造系统。它运行在其中的IT平台上的该虚拟、数字拷贝通常被称为“数字工厂”。对于这些系统的规划、测试和操作，可以使用一种概念，其中对于现实或物理工厂，存在虚拟、数字的拷贝，其反映某个组件或组件群组的某些方面。该虚拟数字拷贝有时被称为数字对（digitaltwin）。基本的想法是探索或控制物理工厂的一些或全部组件的行为而不必实际地在物理组件上运行过程。在这些自主、分布式的系统中，在自主组件、例如机器人与人类合作者之间通常存在协作。然而，这承受危险，即不仅可能发生自主组件之间的碰撞，而且人类合作者还被自主组件伤到。本专利技术的一个目的是提供针对有效测试自主系统的可能性，特别是关于安全方面。
技术实现思路
这通过在独立权利要求中所公开的内容来解决。有利的实施例是从属权利要求的主题。本专利技术涉及一种用于测试自主系统的方法，对于所述自主系存在虚拟映像。所述虚拟映像包括自主组件的至少一个虚拟映像。例如，虚拟映像被设置为在提供处理能力的计算机上运行的自主系统的复制。对于该复制的输入可以包括例如架构、硬件，或例如源自现实工厂的传感器的数据。复制不要被理解为存在确切的拷贝，其示出自主系统的每一个单个细节。优选地，借助于虚拟映像运行的计算机的处理能力而在虚拟映像中仿真自主系统的某些方面。在一步骤中，获取组件数据，其提供与自主组件的至少一个虚拟映像的移动相关的信息，例如，模拟数据或来自现实自主系统的数据或其组合被馈送到虚拟映像中。在虚拟映像中，创建能够在虚拟映像（VE）内移动的至少一个虚拟对象，例如虚拟人类操作员。在虚拟映像中，在至少一个虚拟对象或/和至少一个组件的虚拟映像周围生成语料库。所述语料库限定一体积，所述体积既不能被至少一个自主组件的虚拟映像也不能被虚拟对象进入。例如，语料库在虚拟元素周围生成缓冲区，其然后可以用于计算。在虚拟映像中，至少一个虚拟对象或/和至少一个自主组件的虚拟映像的移动被表示。移动受限制，这是因为不能进入任何语料库的体积。例如，在该缓冲区的情况下，考虑到元素的实际、虚拟边界，碰撞将会发生在虚拟映像中的实际碰撞发生之前。获取与至少一个虚拟对象或/和至少一个自主组件的虚拟映像的移动相关的反应数据。例如，收集数据，针对虚拟对象所采取的哪些路径，易于发生碰撞。至少一个虚拟对象或/和至少一个自主组件的虚拟映像的移动的可行路线被评估。从而考虑反应数据。例如，反应数据被处理以确定诸如在某个时间所采取的路径之类的移动或/和用于生产任务等等的移动的可能路线。优选地，该语料库具有框或平行六面体的形状。这减少计算努力。根据有利的实施例，在虚拟对象或/和至少一个自主组件周围的语料库取决于对象或/和自主组件的速度的方向和大小而可变。在框形式的语料库的示例中，框的边缘在移动的方向上延长。它被延长的实际长度取决于速度的大小，优选取决于其平方。附加地或可替换地，实际长度还取决于传输时间和处理时间。因而，可注意由于往现实自主系统中的稍后传输所致的延迟时间，虚拟以及现实元素和安全缓冲器可以被安装的处理时间。本专利技术此外涉及对应的自主系统、计算机程序和数据载体。附图说明从结合附图所理解的后续描述和从属权利要求中，本专利技术的此外的实施例、特征和优点将变得显而易见，在所述附图中示出了：图1是往虚拟环境中以及从虚拟环境到现实环境的数据传递的示意图；图2是现实环境和虚拟环境的示意图，所述现实环境具有自主组件和人类合作者，所述虚拟环境表示交换数据的现实环境的拷贝；图3是被在移动方向上延伸的框所围绕的人类操作员的虚拟映像的示意图，所述虚拟映像移动向虚拟环境中的自主组件，所述虚拟环境具有生产系统的数字映像；图4是在自主对象的虚拟映像周围的语料库的示意图，所述语料库具有凹处以允许与人类合作者的交互，例如工件处置；图5是如图7那样的示意图，其中凹处被放大以促进交互；图6是一示意图，其示出了适合于人类工人的语料库，所述语料库由在躯干和四肢周围的框组合所形成。在以下描述中，将描述本专利技术及其实施例的各种方面。然而，本领域技术人员将理解的是，可以在具有其仅仅一些或全部方面的情况下实践实施例。为了解释的目的，具体细节和配置被阐明以便提供透彻理解。然而，对于本领域技术人员还将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践实施例。通常如下执行自主系统的测试：a）在系统进入生产阶段之前，以及b）当为了维护目的而已经开始生产的时候，或例如如果使用新软件更新、引入新组件等等的情况下。为了在系统已进入生产阶段之前的测试，没有任何来自现实系统的数据是可用的。因此，通过模拟所生成的或取自类似环境的人工数据被使用在虚拟环境VE中，以用于模拟系统中的过程，例如生产系统中的生产任务。该虚拟环境VE人工地重现尚不存在的现实环境RE，或已经存在的现实环境RE，或其某些方面。通常，虚拟环境VE中的、对现实环境中的现存或经规划的元素进行表示的元素被称为数字对。为了测试已经运行的系统，例如当新软件更新已经被安装的时候，可以取得来自现实系统或现实环境的实际数据。而且，数据的混合、实际数据和人工数据可以被用作输入数据，例如在当新组件被引入到系统中或任何误差和/或故障被注入到系统中用于测试目的时的情形中。利用这些输入或组件数据，可以在虚拟环境VE中模拟系统的行为。此外，虚拟对象DT(H)、例如人类或精妙的机器人被引入到虚拟环境VE中，其在自主组件AC、AC’的数字表示中间移动。因此，存在危险，即虚拟对象DT(H)将会在现实环境中受影响，例如如果发生碰撞的话，被自主组件伤到或损坏。在虚拟对象DT(H)周围，生成语料库C。根据实施例，语料库C具有框的简单形式。可替换地，通过如下而形成语料库：各种体积的复合，例如重构躯干和四肢。虚拟对象DT(H)在虚拟环境VE内移动。在对象H周围的框C人工地放大对象，并且因而为防止与数字对DT（AC）、DT（AC'）的碰撞提供缓冲区或防护，或者在系统的虚拟映像中所表示的系统的其它安装。因而，通过具有该人工放大的体积，可以测试并且确保：与人类合作者的碰撞将被所应用的碰撞检测过程或/和算法识别。此外，可以测试和安装在什么时间必须触发什么适当动作。因而，可以探索移动的可行路线。对于移动路线的示例是在数字对DT(AC)、DT(AC’)中间的、对于对象H而言有可能并且安全的路径，或者当与自主对象AC、AC'的数字对DT(AC)、DT(AC')协同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试自主系统（RE）的方法，关于所述自主系统（RE）存在虚拟映像（VE），所述虚拟映像包括自主组件的至少一个虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')），所述方法包括以下步骤：a)获取组件数据，其提供关于自主组件的至少一个虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）的移动的信息；b)在虚拟映像（VE）中创建能够在虚拟映像（VE）内移动的至少一个虚拟对象（DT(H)）；c)在虚拟映像（VE）中生成在至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）周围的语料库（C），所述语料库（C）限定一体积，所述体积不能被至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）或虚拟对象（DT(H)）进入；d)在虚拟映像（VE）中表示至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）的移动，所述移动受限制是因为不能进入任何语料库（C）的体积；e)获取与至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）的移动相关的反应数据；f)考虑反应数据而评估至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）的移动的可行路线。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.24 EP 16185489.81.一种用于测试自主系统（RE）的方法，关于所述自主系统（RE）存在虚拟映像（VE），所述虚拟映像包括自主组件的至少一个虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')），所述方法包括以下步骤：a)获取组件数据，其提供关于自主组件的至少一个虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）的移动的信息；b)在虚拟映像（VE）中创建能够在虚拟映像（VE）内移动的至少一个虚拟对象（DT(H)）；c)在虚拟映像（VE）中生成在至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）周围的语料库（C），所述语料库（C）限定一体积，所述体积不能被至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）或虚拟对象（DT(H)）进入；d)在虚拟映像（VE）中表示至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）的移动，所述移动受限制是因为不能进入任何语料库（C）的体积；e)获取与至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）的移动相关的反应数据；f)考虑反应数据而评估至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）的移动的可行路线。2.根据权利要求1所述的方法，其中用于评估移动的可行路线的一个准则是要避免在所述至少一个虚拟对象（DT(H)）与至少一个组件的虚拟映像（DT(AC)，DT(AC')）之间的碰撞。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中关于移动的所评估的可行路线的数据从自主系统的虚拟映像（VE）被传递到自主系统（RE）。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤a)中，通过以下中的至少一个来形成组件数据：-来自自主组件（AC，AC'）上或自主组件（AC，AC'）处的传感器的传感器数据；-来自自主系统（RE）的场所上或该处的传感器的传感器数据；-关于自主组件（AC，AC'）的移动的数据；-对自主组件（AC，AC'）的行为进行模拟的模拟数据；-通过虚拟映像（VE）内的移动所生成的虚拟现实数据，特别是当移动通过自主系统的虚拟映像（VE）的时候通过使用虚拟现实眼镜所创建的数据。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在至少一个虚拟对象（DT(H)）或/和至少一个自主组件的虚拟映像（DT(AC)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：F克劳特武尔姆，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE