DE102015221704A1

DE102015221704A1 - monitoring system

Info

Publication number: DE102015221704A1
Application number: DE102015221704.3A
Authority: DE
Inventors: Ralf Hofstetter; Christian Lasarczyk; Bojan Ferhadbegovic
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-05-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem (1), insbesondere Agrarüberwachungssystem, mit einem unbemannten Luftfahrzeug (3), das wenigstens einen Sensor zur Umgebungsüberwachung trägt. Es ist vorgesehen, dass das Luftfahrzeug (3) einen mit einem Traggas (12) gefüllten Auftriebskörper (11) aufweist, an/in welchem der wenigstens eine Sensor angeordnet ist, dass eine Landestation (2) für das Luftfahrzeug (3) vorhanden ist, und dass ein Seil (9) einendig an dem Luftfahrzeug (3) und anderendig an der Landestation (2) befestigt ist.The invention relates to a monitoring system (1), in particular an agricultural surveillance system, with an unmanned aerial vehicle (3) carrying at least one environmental monitoring sensor. It is provided that the aircraft (3) has a buoyancy body (11) filled with a carrier gas (12), on / in which the at least one sensor is arranged, that a landing station (2) for the aircraft (3) is present, and that a rope (9) is fixed at one end to the aircraft (3) and at the other end to the landing station (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem, insbesondere Agrarüberwachungssystem, mit einem unbemannten Luftfahrzeug, das wenigstens einen Sensor zur Umgebungsüberwachung trägt.The invention relates to a monitoring system, in particular agricultural surveillance system, with an unmanned aerial vehicle carrying at least one sensor for environmental monitoring.

Stand der TechnikState of the art

Überwachungssysteme mit unbemannten Luftfahrzeugen sind sowohl aus dem privaten als auch aus dem militärischen Anwendungsbereich bekannt. So offenbaren beispielsweise die Offenlegungsschriften DE 10 2010 038 661 A1 und DE 10 2013 019 098 B3 jeweils entsprechende Überwachungssysteme mit einem unbemannten Luftfahrzeug und mit einer Landestation für das Luftfahrzeug. Aufgabe dieser Systeme ist das Erfassen von Umgebungsdaten, wie beispielsweise der Bodenfeuchte in einem größeren Areal bei Agraranwendungen. Als problematisch erweist sich insbesondere das Preis-Leistungs-Verhältnis im Agrarbereich, da in der Regel das Luftfahrzeug oder die Landestation von einem Menschen gesteuert werden müssen. Darüber hinaus besteht bei dem bekannten System eine Absturzgefahr, die gegen eine Anbringung teurer Sensoren an dem Luftfahrzeug spricht. Die Kosten für eine konservative Flug-Drohne rechtfertigen darüber hinaus nicht den generierten Informationsnutzen für den Agrarbereich.Unmanned aerial vehicle surveillance systems are known both from the private and the military field of application. For example, the disclosures disclose DE 10 2010 038 661 A1 and DE 10 2013 019 098 B3 appropriate surveillance systems with an unmanned aerial vehicle and with a landing station for the aircraft. The task of these systems is to record environmental data, such as soil moisture in a larger area in agricultural applications. In particular, the price-performance ratio proves to be problematic in the agricultural sector, since usually the aircraft or the landing station must be controlled by one person. In addition, there is a risk of falling in the known system, which speaks against attachment of expensive sensors on the aircraft. In addition, the cost of a conservative airborne drone does not justify the generated information benefits for the agricultural sector.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Überwachungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Anwesenheit einer Person zum Steuern des Überwachungssystems nicht notwendig ist, die Umgebungsüberwachung auf dem Agrarfeld voll automatisierbar wird und das Verwenden auch empfindlicherer Sensoren sicher gewährleistet ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Luftfahrzeug einen mit einem Traggas gefüllten Auftriebskörper aufweist, an/in welchem der wenigstens eine Sensor angeordnet ist, und dass ein Seil einendig an dem Luftfahrzeug und anderendig an der Landestation befestigt ist. Bei dem Luftfahrzeug handelt es sich somit nicht um ein Luftfahrzeug, das durch Vorwärtstrieb seinen Auftrieb erhält, sondern durch das in dem Auftriebskörper befindlichen Traggas. Dadurch handelt es sich bei dem Luftfahrzeug um ein „leichter-als-Luft-Luftfahrzeug“. Derartige Luftfahrzeuge können schweben, ohne dass hierzu eine Antriebskraft bereitgestellt werden muss. Dadurch ist das Luftfahrzeug kostengünstig betreibbar. Durch das Seil wird gewährleistet, dass das Luftfahrzeug stets in einem durch das Seil zuverlässig gewährleisteten Abstand zu der Landestation angeordnet ist. Das Luftfahrzeug kann sich somit nicht von der Landestation über die Länge des Seils hinaus entfernen, wodurch sein Anwendungsbereich auf einfache Art und Weise mittels der Seillänge definierbar ist, und wobei ein Verlorengehen des Luftfahrzeugs ebenfalls sicher verhindert ist. Aufgrund der in der Luft herrschenden Strömungen wird das Luftfahrzeug im Betrieb um seine eigene Achse gedreht und verändert auch in Rahmen dessen, was das Seil zulässt, seine Position in Bezug auf die Landestation. Dadurch ist es möglich, mittels des Luftfahrzeugs und mittels nur eines an dem Luftfahrzeug angeordneten Sensors große Flächen des zu überwachenden Umfelds, insbesondere des Agrarfelds zu erfassen. Um die Informationsdichte zu erhöhen, kann jedoch vorgesehen sein, dass mehrere gleiche Sensoren an dem Luftfahrzeug angeordnet sind, die in unterschiedliche Richtungen weisen beziehungsweise ausgerichtet sind, um gleichzeitig Umgebungsdaten zu ermitteln. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass mindestens zwei unterschiedliche Sensoren an dem Luftfahrzeug, beispielsweise ein erster Sensor zur Bodenfeuchtebestimmung und ein zweiter Sensor zur Bodentemperaturbestimmung an dem Luftfahrzeug angeordnet sind.The monitoring system according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the presence of a person for controlling the monitoring system is not necessary, the environmental monitoring on the agricultural field is fully automated and the use of more sensitive sensors is guaranteed safe. According to the invention, this is achieved in that the aircraft has a buoyancy body filled with a carrier gas, on / in which the at least one sensor is arranged, and that a cable is fastened at one end to the aircraft and at the other end to the landing station. The aircraft is thus not an aircraft which is buoyed by forward drive, but rather by the carrier gas contained in the buoyant body. This makes the aircraft a lighter-than-air aircraft. Such aircraft can float without having to provide a driving force for this purpose. As a result, the aircraft is inexpensive to operate. The rope ensures that the aircraft is always located at a distance from the landing station reliably ensured by the cable. Thus, the aircraft can not move away from the landing station beyond the length of the rope, whereby its scope is easily definable by means of the length of the rope, and loss of the aircraft is also safely prevented. Due to the currents prevailing in the air, the aircraft is turned on its own axis during operation and also changes its position with respect to the landing station within the limits of what the rope allows. This makes it possible to detect large areas of the environment to be monitored, in particular the agricultural field, by means of the aircraft and by means of only one sensor arranged on the aircraft. In order to increase the information density, however, it may be provided that a plurality of identical sensors are arranged on the aircraft, which point in different directions or are aligned in order to simultaneously determine environmental data. It is particularly preferably provided that at least two different sensors on the aircraft, for example, a first sensor for soil moisture determination and a second sensor for soil temperature determination are arranged on the aircraft.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Landestation einen in/am Boden festlegbaren Fuß und eine Trägerplattform aufweist, wobei der Fuß und die Trägerplattform durch wenigstens eine starre Stütze beabstandet zueinander miteinander verbunden sind. Damit ist die Trägerplattform bei bestimmungsgemäßem Gebrauch oberhalb des Fuß und damit beabstandet zu dem Boden, der in dem zu überwachenden Feld liegt, angeordnet. Durch die starre Stütze wird erreicht, dass das Luftfahrzeug insbesondere oberhalb von Pflanzen oder Bäumen auf dem Feld auf der Trägerplattform absetzbar ist, und insofern sicher starten und landen kann. Besonders bevorzugt ist die Stütze teleskopierbar ausgebildet, sodass die Trägerplattform in mehreren unterschiedlichen Abständen zu dem Fuß arretierbar ist, sodass die Höhe der Trägerplattform an die jeweilige Betriebssituation auch anpassbar ist. Sobald die Trägerplattform bezüglich des Fuß arretiert ist, ist die Stütze wieder insgesamt starr und bietet eine sichere Halterung beziehungsweise Landestation für das Luftfahrzeug.According to a preferred development of the invention, it is provided that the landing station has a foot which can be fixed in / on the ground and a carrier platform, wherein the foot and the carrier platform are connected to one another by at least one rigid support. Thus, the carrier platform when used properly above the foot and thus spaced to the ground, which is located in the field to be monitored, arranged. The rigid support ensures that the aircraft can be placed on the support platform, in particular above plants or trees, in the field, and thus can safely take off and land. Particularly preferably, the support is telescopically designed, so that the support platform can be locked in several different distances to the foot, so that the height of the support platform to the respective operating situation is also adaptable. Once the support platform is locked with respect to the foot, the support is again generally rigid and provides a secure support or landing station for the aircraft.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Landestation eine Seilwinde aufweist, die zum Ablassen und Einholen des Luftfahrzeugs mit dem Seil verbunden ist. Dadurch ist es mittels der Landestation steuerbar, auf welcher Höhe das Luftfahrzeug und welche Entfernung das Luftfahrzeug maximal zu der Landestation einnehmen soll. Durch Ansteuern der Seilwinde in eine erste Richtung wird Seil zugegeben, um die Entfernung des Luftfahrzeugs zu der Landestation und damit auch die Höhe des Luftfahrzeugs zu vergrößern. Wird die Seilwinde in eine entgegengesetzte zweite Drehrichtung angesteuert, so rollte sie das Seil auf, verkürzt damit zur Verfügung stehende Seillänge und zieht das Luftfahrzeug zu der Landestation hin.Furthermore, it is preferably provided that the landing station has a winch, which is connected for discharging and retrieving the aircraft with the rope. This makes it possible by means of the landing station to control the height at which the aircraft and which distance the aircraft should take at most to the landing station. By driving the winch in a first direction, rope is added to increase the distance of the aircraft to the landing station and thus also the height of the aircraft. If the winch is driven in an opposite second direction of rotation, so she rolled up the rope, thus shortening available Standing rope length and pulls the aircraft to the landing station.

Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass das Luftfahrzeug eine Seilwinde beziehungsweise die Seilwinde aufweist, die zum Ablassen und zum Einholen des Luftfahrzeugs mit dem Seil verbunden ist. Dadurch kann die Landestation zwar verkleinert werden, jedoch ergibt sich dadurch auch der Nachteil, dass das Luftfahrzeug ein höheres Gewicht tragen muss. Jedoch kann unter gewissen Umständen das zusätzliche Gewicht auch zu einer Erhöhung der Stabilität des Luftfahrzeugs in der Luft führen. Ist nur eine Seilwinde entweder an der Landestation oder an dem Luftfahrzeug angeordnet, so ist das Seil bevorzugt mit seinem freien Ende an dem Luftfahrzeug beziehungsweise an der Landestation mittels einer Seilbefestigung sicher befestigt.Alternatively or additionally, it is preferably provided that the aircraft has a winch or the winch, which is connected to the draining and for retrieving the aircraft with the rope. As a result, the landing station can be downsized, but this also results in the disadvantage that the aircraft must carry a higher weight. However, under certain circumstances, the additional weight may also increase the stability of the aircraft in the air. If only a cable winch is arranged either at the landing station or at the aircraft, then the cable is preferably securely fastened with its free end to the aircraft or to the landing station by means of a cable attachment.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Landestation wenigstens eine Führungsschiene aufweist, entlang welcher die Seilwinde oder eine mit dem Seil verbundene Seilbefestigung verschiebbar gelagert sind. Dadurch ist es möglich, insbesondere im Betrieb das Luftfahrzeug in seiner Position zu beeinflussen. Durch Verschieben der Seilwinde oder der Seilbefestigung entlang der Führungsschiene wird erreicht, dass das der Landestation zugeordnete Ende des Seils verlagert wird, was entsprechend auch seiner Verlagerung des Luftfahrzeugs in der Luft führt.Furthermore, it is preferably provided that the landing station has at least one guide rail along which the cable winch or a cable attachment connected to the cable are displaceably mounted. This makes it possible to influence the aircraft in its position, in particular during operation. By moving the cable winch or the cable attachment along the guide rail is achieved that the landing station associated end of the rope is displaced, which also leads according to its displacement of the aircraft in the air.

Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Landestation wenigstens eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Seilwinde oder der Seilbefestigung entlang der Führungsschiene aufweist. Damit wird ein automatischer Betrieb des Überwachungssystems gewährleistet, bei welchem auch die Position des Luftfahrzeugs veränderbar ist. Insbesondere weist das Überwachungssystem ein Steuergerät auf, welches die wenigstens eine Seilwinde und die Antriebsvorrichtung ansteuert und insbesondere auch die Daten des wenigstens einen Sensors ausliest. Die Daten des Sensors können kabelgebunden oder per Funk von dem Sensor an die Landestation übertragen werden. Bei einer kabelgebundenen Lösung ist bevorzugt vorgesehen, dass entlang des Seils oder in das Seil integriert wenigstens eine elektrische Signalleitung verläuft. Die Antriebsvorrichtung weist bevorzugt einen Elektromotor zum Bereitstellen eines Antriebsdrehmoments auf.Particularly preferably, it is provided that the landing station has at least one drive device for moving the cable winch or the cable attachment along the guide rail. This ensures automatic operation of the monitoring system, in which the position of the aircraft can also be changed. In particular, the monitoring system has a control unit which activates the at least one cable winch and the drive device and in particular also reads out the data of the at least one sensor. The data of the sensor can be transmitted by cable or wirelessly from the sensor to the landing station. In the case of a wired solution, it is preferably provided that at least one electrical signal line runs along the cable or integrated into the cable. The drive device preferably has an electric motor for providing a drive torque.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Landestation wenigstens einen elektrischen Energiespeicher zum Betreiben der Seilwinde und/oder der Antriebsvorrichtung aufweist. Bei dem Energiespeicher, der insbesondere als wiederaufladbarer Energiespeicher ausgebildet ist, wird somit der Betrieb des Überwachungssystems auch unabhängig von einem lokalen Netzanschluss möglich. Es erleichtert den Betrieb des Überwachungssystems auf einem offenen Feld. Insbesondere kann ein Benutzer dabei selbst entscheiden, an welcher Stelle er die Landestation positionieren möchte.Furthermore, it is preferably provided that the landing station has at least one electrical energy store for operating the cable winch and / or the drive device. In the energy storage, which is designed in particular as a rechargeable energy storage, thus the operation of the monitoring system is also independent of a local grid connection possible. It facilitates the operation of the monitoring system in an open field. In particular, a user can decide for himself at which point he would like to position the landing station.

Besonders bevorzugt weist die Landestation wenigstens ein Solarmodul auf, das elektrische Energie erzeugt und insbesondere dem Energiespeicher zuführt. Particularly preferably, the landing station on at least one solar module, which generates electrical energy and in particular the energy storage supplies.

Dadurch wird der Energiespeicher durch Sonnenenergie im Betrieb aufgeladen und die Benutzungsdauer des Überwachungssystems wird erhöht.As a result, the energy storage is charged by solar energy during operation and the duration of use of the monitoring system is increased.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Luftfahrzeug als Luftballon ausgebildet ist. Dadurch ist eine besonders kostengünstige und konstruktiv einfachere Realisierung des Luftfahrzeugs gewährleistet. Insbesondere wird hierdurch ein besonders leichtes Luftfahrzeug geboten, das eine hohe Auftriebskraft ermöglicht.Particularly preferably, it is provided that the aircraft is designed as a balloon. This ensures a particularly cost-effective and structurally simpler implementation of the aircraft. In particular, this provides a particularly lightweight aircraft that allows a high buoyancy.

Alternativ ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Luftfahrzeug als Luftschiff ausgebildet ist und dazu wenigstens eine Antriebseinrichtung und/oder wenigstens eine Lenkeinrichtung aufweist. Durch die Ausbildung als Luftschiff ist das Luftfahrzeug gezielt lenkbar, sodass es eine gewünschte Position oberhalb des zu überwachenden Felds einnehmen kann. Insbesondere ist das zuvor bereits erwähnte Steuergerät dazu ausgebildet, dass die Antriebseinrichtung und/oder die Lenkeinrichtung derart anzusteuern, dass das Luftfahrzeug eine gewünschte Soll-Position einhält. Die Antriebseinrichtung oder die Lenkeinrichtung weisen bevorzugt jeweils wenigstens einen elektromotorischen oder elektromagnetischen Aktuator zur Bereitstellung der Antriebskraft oder der Lenkkraft auf.Alternatively, it is provided according to a preferred embodiment of the invention that the aircraft is designed as an airship and for this purpose has at least one drive device and / or at least one steering device. By training as an airship, the aircraft is specifically steered so that it can take a desired position above the field to be monitored. In particular, the previously mentioned control unit is designed to control the drive device and / or the steering device in such a way that the aircraft maintains a desired nominal position. The drive device or the steering device preferably each have at least one electromotive or electromagnetic actuator for providing the drive force or the steering force.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigenIn the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Show this

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines vorteilhaften Überwachungssystems, 1 A first embodiment of an advantageous monitoring system

2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Überwachungssystems und 2 A second embodiment of the monitoring system and

3 ein drittes Ausführungsbeispiel des Überwachungssystems jeweils in einer vereinfachten Darstellung. 3 A third embodiment of the monitoring system, each in a simplified representation.

1 zeigt in einer vereinfachten Seitenansicht ein Überwachungssystem 1, das eine Landestation 2 und ein Luftfahrzeug 3 umfasst. Die Landestation 2 weist einen Fuß 4‘ auf, der dazu ausgebildet ist, am oder im Boden beispielsweise eines zu überwachenden Feldes festlegbar ist. Der Fuß 4‘ wird von einer starren Stütze 4 gebildet, die an einem Ende den Fuß 4‘ und an einem anderen Ende eine Trägerplattform 5 aufweist. Auf der Trägerplattform 5 sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein elektrischer Energiespeicher 6, ein mit dem Energiespeicher 6 verbundenes Solarmodul 7 sowie eine Funktionseinheit 8 Seilwinde, angeordnet, wobei die Seilwinde elektromotorisch ausgebildet ist und insofern einen Elektromotor zu ihrem Antrieb aufweist. Mit der Seilwinde ist ein Seil 9 verbunden, das einendig auf der Seilwinde auf- beziehungsweise von der Seilwinde abrollbar ist, und anderendig durch eine Seilbefestigung 10 an dem Luftfahrzeug 3 befestigt ist. Das Luftfahrzeug 3 weist einen Auftriebskörper 11 auf, der mit einem Traggas 12, hier durch gewellte Linien angedeutet, gefüllt ist. Als Traggas wird bevorzugt nicht-explosives Helium verwendet, um die Sicherheit des Betriebs zu erhöhen. Das Traggas weist eine geringere Dichte als die umgebende Luft auf, sodass das Traggas 12 einen Auftrieb des Luftfahrzeugs 3 bewirkt, der dazu führt, dass das Seil 9 gespannt wird. Durch Ansteuern der Seilwinde 8 lässt sich damit das Luftfahrzeug 3 zu der Trägerplattform 5 einholen beziehungsweise von dieser ablassen, sodass es aufsteigt. Das Luftfahrzeug 3 trägt dabei eine Sensoreinrichtung 13 mit wenigstens einem Sensor, der beispielsweise als Feuchtigkeitssensor, Temperatursensor oder Kamerasensor ausgebildet ist. 1 shows in a simplified side view of a monitoring system 1 which is a landing station 2 and an aircraft 3 includes. The landing station 2 has a foot 4 ' on, which is designed to be fixed on or in the ground, for example, a field to be monitored. The foot 4 ' gets from a rigid prop 4 formed at one end of the foot 4 ' and at another end a support platform 5 having. On the carrier platform 5 are according to the present embodiment, an electrical energy storage 6 , one with the energy storage 6 connected solar module 7 as well as a functional unit 8th Winch, arranged, wherein the winch is formed by an electric motor and insofar has an electric motor to its drive. With the winch is a rope 9 connected, the unilaterally on the winch on or from the winch is unrolled, and at the other end by a cable attachment 10 on the aircraft 3 is attached. The aircraft 3 has a buoyancy body 11 on that with a carrying gas 12 , here indicated by wavy lines, is filled. Non-explosive helium is preferably used as the carrier gas in order to increase the safety of the operation. The carrier gas has a lower density than the surrounding air, so that the carrier gas 12 a buoyancy of the aircraft 3 causes, which causes the rope 9 is tense. By controlling the winch 8th it leaves the aircraft 3 to the vehicle platform 5 catch up or let it go, so that it ascends. The aircraft 3 carries a sensor device 13 with at least one sensor, which is designed, for example, as a moisture sensor, temperature sensor or camera sensor.

Die Landestation mit der Stütze 4 ermöglicht eine einfache Installation des Überwachungssystems 1 auf beziehungsweise über dem Boden, zum Schutz vor Tieren, landwirtschaftlichen Fahrzeugen und Menschen. Auf der Trägerplattform 5 sind die zum Betrieb notwendigen Funktionseinheiten, wie die Seilwinde, der Energiespeicher 6 oder das Solarmodul 7 angeordnet. Anstelle der Seilwinde kann selbstverständlich auch eine anders gestaltete Funktionseinheit, wie beispielsweise eine Seilfördereinrichtung, bei welcher als ein Seil nur gefördert, nicht jedoch auf- oder abgerollt wird, vorhanden sein. The landing station with the prop 4 allows easy installation of the monitoring system 1 on or above the ground, to protect against animals, agricultural vehicles and people. On the carrier platform 5 are the necessary functional units, such as the winch, the energy storage 6 or the solar module 7 arranged. Instead of the winch can of course also a differently designed functional unit, such as a rope conveyor, in which as a rope only promoted, but not up or unrolled, be present.

Das Seil 9 wirkt lagestabilisierend auf das Luftfahrzeug 3 und sichert dieses an der Landestation 2, sodass sich das Luftfahrzeug 3 maximal derart weit von der Landestation 2 entfernen kann, wie es die aktuell freie Länge des Seils 9 zulässt. Aufgrund der höhenbedingten Luftströmungen kann sich das Luftfahrzeug 3 um seine eigene Mittelachse drehen, ohne dass hierfür zusätzliche Antriebseinheiten notwendig sind. Dadurch kann der Sensor der Sensoreinrichtung 13 derart ausgebildet sein, dass er in einer vorbestimmten Richtung Daten erfasst, die von einer Senkrechten zum Boden abweicht. Durch das selbstständige Drehen des Luftfahrzeugs kann dadurch eine große Fläche des gewünschten Bereichs durch den Sensor beziehungsweise die Sensoreinrichtung 13 abgetastet werden. Ist durch die Sensoreinrichtung 13 sichergestellt, dass innerhalb des definierten Bereichs die gewünschten Daten gesammelt wurden, wird das Luftfahrzeug 3 bevorzugt wieder durch die Seilwinde oder eine anders geartete Funktionseinrichtung 8 eingeholt. Durch die Sensoreinrichtung 13 werden insbesondere Bodenfeuchte, Pflanzenwerte und die Umgebungstemperatur erfasst.The rope 9 acts to stabilize the position of the aircraft 3 and secures this at the landing station 2 so that the aircraft 3 at most so far from the landing station 2 can remove, as is the currently free length of the rope 9 allows. Due to the altitude-related air currents, the aircraft can 3 rotate around its own center axis, without the need for additional drive units are necessary. This allows the sensor of the sensor device 13 be formed so that it detects data in a predetermined direction, which deviates from a normal to the ground. As a result of the independent rotation of the aircraft, a large area of the desired area can thereby be generated by the sensor or the sensor device 13 be scanned. Is through the sensor device 13 Ensuring that the desired data has been collected within the defined area becomes the aircraft 3 preferably again by the winch or a different kind of functional device 8th obtained. Through the sensor device 13 In particular, soil moisture, plant values and the ambient temperature are recorded.

2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiels des Überwachungssystems in einer vereinfachten Seitenansicht. Aus 1 bereits bekannte Elemente sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird. 2 shows a further embodiment of the monitoring system in a simplified side view. Out 1 already known elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the above description.

Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist nunmehr vorgesehen, dass die Landestation 2 eine Schienenführung 14 aufweist, entlang welcher die Funktionseinheit 8 beziehungsweise die Seilwinde verschiebbar ist. Insbesondere ist dabei der Funktionseinheit 8 und/oder der Schienenführung 14 ein Aktor zugeordnet, welcher das Verschieben der Funktionseinheit 8 entlang der Schienenführung 14 übernimmt. Dadurch ist die Position des Luftfahrzeugs 3 variierbar. Durch die Schienenführung wird eine definierte Positionsänderung entlang des zu überwachenden Feldes ermöglicht. So können größere Flächen mit dem Überwachungssystem 1 einfach überwacht werden. Die Funktionseinheit 8 übernimmt dabei insbesondere beides, nämlich sowohl das Einholen und Ablassen des Luftfahrzeugs 3 als auch die horizontale beziehungsweise lineare Bewegung entlang der Schienenführung 14. Ansonsten entsprechen die Funktionen des Überwachungssystems 1 den zuvor beschriebenen Funktionen.In contrast to the previous embodiment is now provided that the landing station 2 a rail guide 14 along which the functional unit 8th or the winch is displaceable. In particular, while the functional unit 8th and / or the rail guide 14 an actuator associated with which the moving of the functional unit 8th along the rail guide 14 takes over. This is the position of the aircraft 3 variable. The rail guide allows a defined change of position along the field to be monitored. This allows larger areas with the surveillance system 1 easy to be monitored. The functional unit 8th in particular takes on both, namely both the loading and unloading of the aircraft 3 as well as the horizontal or linear movement along the rail guide 14 , Otherwise, the functions of the monitoring system are the same 1 the functions described above.

Die Schienenführung 14 kann dabei beispielsweise auf oder an der Trägerplattform 5 angeordnet sein. Auch kann vorgesehen sein, dass der Fuß 3 der Landestation 2 durch die Schienenführung 14 auf dem Boden gebildet ist. The rail guide 14 can, for example, on or at the carrier platform 5 be arranged. It can also be provided that the foot 3 the landing station 2 through the rail guide 14 is formed on the floor.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 2 ist vorgesehen, dass die Schienenführung 14 direkt auf dem Boden aufliegt und insbesondere daran befestigt ist, und dass auf der Schienenführung 14 die Funktionseinheit 8 verschiebbar gelagert ist. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Ausführungsform, bei welcher die Landestation durch die Funktionseinheit 8 und die Schienenführung 14 gebildet ist.According to the embodiment of 2 is provided that the rail guide 14 rests directly on the ground and in particular is attached to it, and that on the rail guide 14 the functional unit 8th is slidably mounted. This results in a particularly compact embodiment, in which the landing station through the functional unit 8th and the rail guide 14 is formed.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Überwachungssystems 1, das sich von dem Ausführungsbeispiel aus 1 dadurch unterscheidet, dass das Luftfahrzeug 3 als Luftschiff, vorliegend als Zeppelin ausgebildet ist. Dazu weist das Luftfahrzeug 3 eine Antriebseinrichtung 15 auf, beispielsweise in Form eines oder mehrerer Luftpropeller, sowie eine Lenkeinrichtung 16, die ein oder mehrere verschwenkbare Luftleitelemente aufweist. Durch die Antriebseinrichtung 15 und die Lenkeinrichtung 16 ist das Luftfahrzeug 3 gezielt an eine gewünschte Position und in eine gewünschte Ausrichtung überführbar. Die Bewegungsfreiheit des Luftfahrzeugs 3 wird in diesem Fall lediglich von dem Seil 9 beschränkt. Der Vorteil gegenüber dem Ausführungsbeispiel von 1 ist die Möglichkeit der gezielten Ausrichtung und Anordnung des Luftfahrzeugs 3 bei gleichzeitig voll autonomer Funktionsmöglichkeit. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel von 2 ist die Ausrichtung und Anordnung des Luftfahrzeugs 3 unabhängig oder zumindest im Wesentlichen unabhängig von Luftströmungen, sodass mittels des Überwachungssystems 1 gemäß des Ausführungsbeispiels von 3 jederzeit die Überwachung eines gewünschten Bereichs des Felds möglich ist. 3 shows a further embodiment of the monitoring system 1 that is different from the embodiment 1 this distinguishes that the aircraft 3 as an airship, in this case designed as Zeppelin. For this purpose, the aircraft 3 a drive device 15 on, for example in the form of one or more air propellers, as well as a steering device 16 having one or more pivotable air guide elements. By the drive device 15 and the steering device 16 is the aircraft 3 targeted to a desired Position and in a desired orientation feasible. The freedom of movement of the aircraft 3 In this case, only the rope is used 9 limited. The advantage over the embodiment of 1 is the possibility of targeted alignment and arrangement of the aircraft 3 at the same time fully autonomous functionality. In contrast to the embodiment of 2 is the orientation and arrangement of the aircraft 3 independent or at least substantially independent of air currents, so by means of the monitoring system 1 according to the embodiment of 3 at any time the monitoring of a desired area of the field is possible.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010038661 A1 [0002]
DE 102013019098 B3 [0002]

Claims

Monitoring system ( 1 ), in particular an agricultural surveillance system, with an unmanned aerial vehicle ( 3 ) bearing at least one environmental monitoring sensor, characterized in that the aircraft ( 3 ) one with a carrier gas ( 12 ) filled buoyant body ( 11 ), on / in which the at least one sensor is arranged, that a landing station ( 2 ) for the aircraft ( 3 ) and that a rope ( 9 ) at one end of the aircraft ( 3 ) and at the other end at the landing station ( 2 ) is attached.

Monitoring system according to claim 1, characterized in that the landing station ( 2 ) a foot fixable in / on the ground ( 4 ' ) and a support platform, wherein the foot ( 4 ' ) and the carrier platform ( 5 ) by at least rigid support ( 4 ) spaced apart from each other.

Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that the landing station ( 2 ) a functional unit ( 8th ), which is used for lowering and retrieving the aircraft ( 3 ) with the rope ( 9 ) connected is.

Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that the aircraft ( 3 ) a functional unit ( 8th ), which is used for lowering and retrieving the aircraft ( 3 ) with the rope ( 9 ) connected is.

Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that the landing station ( 2 ) at least one guide rail ( 14 ) along which the functional unit ( 8th ) or one with the rope ( 9 ) connected rope attachment ( 10 ) are mounted displaceably.

Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that the landing station ( 2 ) at least one drive device for moving the functional unit ( 8th ) or the rope attachment ( 10 ) along the guide rail ( 14 ) having.

Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that the landing station ( 2 ) at least one electrical energy store ( 6 ) for operating the functional unit ( 8th ) and / or the drive device.

Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that the landing station ( 2 ) at least one solar module ( 7 ) having.

Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that the aircraft ( 3 ) is designed as an air balloon.

Monitoring system according to one of the preceding claims, characterized in that the aircraft ( 3 ) is designed as an airship and at least one drive device ( 15 ) and / or at least one steering device ( 16 ) having.