DE102016002631A1

DE102016002631A1 - Verfahren zur Messung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern in der Zusammenführung der Anwendungen von autonom fliegenden Flugdrohnen, Analysesoftware sowie Sensorik zur Messung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern.

Info

Publication number: DE102016002631A1
Application number: DE102016002631.6A
Authority: DE
Inventors: Heinz-A. Krebs
Original assignee: Green Excellence GmbH
Current assignee: Green Excellence GmbH
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2017-09-07

Abstract

Aufgabe und Zielsetzung Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Messung (s. Zeichnung) zu beschreiben, welches mit einem geringen Aufwand an Kosten und Zeit ein optimales, sensorgesteuertes Messen, eine Verarbeitung und eine Visualisierung gewährleistet. Die Zielsetzung ist in einer kostengünstige Befliegung, in 3 dimensionalen Messungen – insbesondere in schwer zugänglichen Räumen (wie z. B. Straßenzügen, Schaltanlagen, Atomkraftwerken, ...) – und fallbezogen passgenauen, georeferenzierten, multidimensionalen Visualisierungen und Auswertungen zu sehen. Lösung Die Lösung besteht in einem neuartigen Verfahren zur Messung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern in der Zusammenführung der Anwendungen von autonom fliegenden Flugdrohnen (Multikoptern, Flächenfliegern oder Unmanned Aerial Vehicles UAV), von Steuerungs- und Analysesoftware sowie von Sensorik zur Messung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern. Anwendungsgebiete Die Anwendungsgebiete sind (hauptsächlich) in den Bereichen Energie, Transport, Aviation Industries, Logistik, Verteidigung, Industrie, Telekommunikation, Rundfunkbetreiber, Schienennetzbetreiber, Mobilfunkbetreiber und Behörden/Kontrollinstanzen zu sehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zur Messung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern in der Zusammenführung der Anwendungen von autonom fliegenden Flugdrohnen (Multikoptern, Flächenfliegern oder Unmanned Aerial Vehicles UAV), Steuerungs-, Analysesoftware sowie Sensorik zur Messung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern.
Gemäß nationalen Normen müssen die Betreiber von Betriebsmitteln, welche elektromagnetische Störungen verursachen können, gemäß dem „Gesetz über die elektromagnetische Verträglichkeit von Betriebsmitteln (§ 3 Begriffsbestimmungen EMVG)” für die Einhaltung der gesetzlich vorgeschrieben Grenzwerte Sorge tragen. Dies gilt ebenso für Geräte zur Überprüfung von Anlagen jedweder Art, welche elektrische, magnetische oder elektromagnetische Strahlungen aussenden (z. B. Rundfunkanlagen). Die Überprüfung der Einhaltung der gesetzlichen Grenzwerte wird aktuell durch die unter [0003] beschriebenen Verfahren realisiert.
Folgende Verfahren sind üblich: Die Messung erfolgt am Boden, von bemannten Fluggeräten manuell in punktueller, nicht kontinuierlicher (diskreter) Vorgehensweise. Diesen Methoden werden vor allem durch die Möglichkeiten der linearen (Strecke) und planaren (Fläche) sowie nicht kontinuierlichen Messmöglichkeiten Grenzen gesetzt. Die Kosten und der Zeitaufwand für diese Verfahren sind erheblich. Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass dreidimensionale Messungen in schwer zugänglichen Räumen (wie z. B. in Straßenzügen, Schaltanlagen, Atomkraftwerken, ...) ermöglicht werden, fallbezogene, passgenaue Visualisierungen und Auswertungen möglich sind sowie eine kontinuierliche, kostengünstige und schnellere Messung erfolgen kann.
Sämtliche bisherige Verfahren zur Messung haben den wesentlichen Nachteil dahingehend, dass sie hohe Kosten und Zeitaufwände verursachen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Messung zu beschreiben, welches mit einem geringen Aufwand an Kosten und Zeit ein optimales, sensorgesteuertes Messen, Verarbeiten und Visualisieren gewährleistet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Hautpanspruch 1 mit seinen Unteransprüchen realisiert wird.
Dabei wird ein neuartiges Verfahren zur Messung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern in der Zusammenführung der Anwendungen von Flugdrohnen, Steuerungs- und Analysesoftware sowie Sensorik so ausgeführt,

1. dass eine Messung mit Hilfe einer sensorgestützen Flugdrohne bekannter Bauart ausgeführt wird und dabei in einem Feldraum die Messdaten georefenziert erfasst werden und mit einer Datenübertragung zwischen Flugdrohne und einer Basis Station die Auswertung stattfinden kann,
2. dass die Flugdrohne mit mehreren Sensoren zur Messung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern z. B. vektoriellen Messdatenerfassung ausgerüstet wird,
3. dass die Flugdrohne mit einer Kombination aus z. B. satellitengesteuerter Navigation autonom oder teilautonom fliegt, mit der Möglichkeit eines manuellen Eingriffs in die Steuerung,
4. dass die Messungen kontinuierlich/diskontinuierlich erfolgen,
5. dass eine räumliche Visualisierung der Messdaten in geeigneter Form erfolgt,
6. dass schwer zugängliche Räume erreicht werden können,
7. dass Verzerrungen des Feldes durch Messapparaturen reduziert/minimiert werden,
8. dass verschiedene Frequenzbereiche im Raum gemessen und dargestellt werden.

Die Flugdrohne ist eine Trägerplattform in der Größe eines Modellfluggerätes bekannter Bauart, mit Flugeigenschaften wie Steig- und Sinkflug, Vorwärts-, Rückwarts- und Seitwärtsflug sowie Schwebeflug und Streckenflug (long distance flights).
Die Vorteile des Verfahrens im Rahmen der gewerblichen Anwendbarkeit liegen darin begründet, dass die Messung kostengünstig und mit einem geringem Zeitaufwand durchführbar ist sowie eine 3-D Darstellung der Messergebnisse liefert basierend auf der erfinderischen Tätigkeit und Neuigkeit des Planens des Gesamtmessung im Vorfeld der Messaufnahme im 3-dimensionalen Raum, durch autonomes Befliegen des Messraumes und der Datenaufnahme sowie der automatisierten Erstellung (georeferenziert) einer 3D-Darstellung der elektromagnetischen Felder.
Die kommerziellen Nutzung zeichnet sich aus durch kostengünstige Befliegungen, 3-dimensionale Messungen insbesondere in schwer zugänglichen Räumen (wie z. B. Straßenzüge, Schaltanlagen, Rückbau von Atomkraftwerken, ...), und fallbezogene, passgenaue georeferenzierte, multidimensionale Visualisierungen und Auswertungen.
Die gewerbliche Nutzung erfolgt hauptsächlich auf den Gebieten der Energie (Energieversorgungsunternehmen, Übertragungs-, Verteilernetzbetreiber), Aviation Industry (Flugzeuge, Airports, Lande- und Navigation-Systeme (Communication, Navigation and Surveillance)), Logistik (z. B. eMobilities), Verteidigung, Industrie, Telekommunikation, Funknetzausleuchtung für Funknetze (z. B.: Rundfunk (DAB Digital Audio Broadcast, DVB Digital Video Broadcasting), Fernsehen, Flug-, BOS(Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben)-Funk, Schienennetzbetreiber, Bestimmung von Antennencharakteristika wie z. B. Richtcharakeristik, Mobilfunkbetreiber, Telekom, Deutsche Bahn, Überprüfung von Überdeckungen (Mobilfunknetzen, Sonstige Funknetze wie WLAN Wireless Local Area Network, EMV Elektromagnetische Verträglichkeits-Messungen, Erkennen von Funkstörungen (Ortungen durch 3D-Visualsierung), Emissionsmessungen bei elektrischen Großgeräten (z. B. Züge, Großfahrzeuge, Converter Stations, Panzer, militärische Objekte, ...), Kontrollinstanzen wie z. B. BNetzA BundesNetzAgentur, PTB Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig, TÜV Technische Überwachungsverein, VDE Verein der Elektrotechnik/Elektronik-Prüfinstitut (Einhaltung von Grenzwerten Kalibrierung (ILS InstrumentenLandeSystem)).

Claims

Ein Verfahren zur Messung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern in der Zusammenführung der Anwendungen von autonom fliegenden Flugdrohnen (Multikoptern, Flächenfliegern oder Unmanned Aerial Vehicles UAV), Steuerungs-, Analysesoftware sowie Sensorik zur Messung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Messung mit Hilfe einer sensorgestützen Flugdrohne bekannter Bauart ausgeführt wird und dabei in einem Feldraum die Messdaten georefenziert erfasst werden und mit einer Datenübertragung zwischen Flugdrohne und einer Basis Station die Auswertung stattfinden kann.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Flugdrohne mit mehreren Sensoren zur Messung von elektrischen, magnetischen und elektromagnetischen Feldern z. B. vektoriellen Messdatenerfassung ausgerüstet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Flugdrohne mit einer Kombination aus z. B. satellitengesteuerter Navigation autonom oder teilautonom fliegt, mit der Möglichkeit eines manuellen Eingriffs in die Steuerung.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Messungen kontinuierlich/diskontinuierlich erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine räumliche Visualisierung der Messdaten in geeigneter Form erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass schwer zugängliche Räume erreicht werden können.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass Verzerrungen des Feldes durch Messapparaturen reduziert/minimiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Frequenzbereiche im Raum gemessen und dargestellt werden.