Pr\'avention und Beseitigung von Fehlerursachen im Kontext von unbemannten Fahrzeugen

Autor:	Schnakenbeck, Aron, Sieber, Christoph, da Silva, Luis Miguel Vieira, Gehlhoff, Felix, Fay, Alexander
Rok vydání:	2024
Předmět:	Computer Science - Robotics Electrical Engineering and Systems Science - Systems and Control
Druh dokumentu:	Working Paper
Popis:	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. Comment: Language: German. Dieser Beitrag wird eingereicht in: "dtec.bw-Beitr\"age der Helmut-Schmidt-Universit\"at/Universit\"at der Bundeswehr Hamburg: Forschungsaktivit\"aten im Zentrum f\"ur Digitalisierungs- und Technologieforschung der Bundeswehr dtec.bw"
Databáze:	arXiv
Externí odkaz:	http://arxiv.org/abs/2407.02876 Zobrazit plný text záznamu View this record from Arxiv