DE102017008820A1 - Method for automated landing of a drone - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Landen einer Drohne (1), welche zumindest eine zur Übertragung von Livebildern auf ein Anzeigegerät (4) eines Nutzers (3) der Drohne (1) ausgebildete Kamera (2) aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drohne (1) über ihren vorgesehenen Landeplatz (6) geflogen wird, wonach die Drohne (1) in einer Schwebephase verharrt, während welcher Bilder des vorgesehenen Landeplatzes (6) von der Kamera (2) aufgenommen und auf das Anzeigegerät (4) übertragen werden, wonach auf eine Landefreigabe des Nutzers (3) gewartet wird, wobei nach erfolgter Landefreigabe durch den Nutzer (3) die Drohne (1) automatisiert gelandet wird.The invention relates to a method for the automated landing of a drone (1), which has at least one camera (2) designed to transmit live images to a display device (4) of a user (3) of the drone (1). The inventive method is characterized in that the drone (1) is flown over its intended landing site (6), after which the drone (1) remains in a floating phase, during which images of the intended landing site (6) of the camera (2) and to the display device (4), after which a landing clearance of the user (3) is waited for, after landing being released by the user (3), the drone (1) is landed automatically.
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zum automatisierten Landen einer Drohne nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to methods for automated landing of a drone according to the closer defined in the preamble of
Aus der
Insbesondere das Landen von Drohnen stellt nach wie vor ein Problem dar, da es zu einer Kollision der Drohne beispielsweise mit Personen oder Gegenständen in dem Bereich, in dem die Drohne landen soll, kommen kann. Aus diesem Grund ist es über entsprechende Vorschriften geklärt, dass derjenige, der eine Drohne steuert, diese beim Landen in seinem Blickfeld haben muss. Diese aus Sicherheitsgründen sinnvolle Einschränkung stellt hinsichtlich der Nutzung und der Flexibilität einer Drohne jedoch einen Nachteil dar.In particular, the landing of drones is still a problem because it can lead to a collision of the drone, for example, with people or objects in the area in which the drone is to land. For this reason, it has been clarified by appropriate regulations that the person controlling a drone must have it in his field of vision when landing. However, this restriction, which makes sense for security reasons, represents a disadvantage with regard to the use and the flexibility of a drone.
Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum automatisierten Landen einer Drohne weiter zu verbessern, um insbesondere die Gefahr einer Kollision mit Gegenständen, Personen oder Tieren zuverlässig zu vermeiden, auch wenn kein direkter Sichtkontakt zwischen dem Landeplatz der Drohne und dem Nutzer der Drohne gegeben ist.It is therefore the object of the present invention to further improve a method for the automated landing of a drone, in order to reliably avoid in particular the risk of collision with objects, persons or animals, even if no direct visual contact between the landing site of the drone and the user the drone is given.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum automatisierten Landen einer Drohne mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention this object is achieved by a method for automated landing of a drone with the features in
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es so, dass die Drohne zumindest eine zur Übertragung von Livebildern auf ein Anzeigegerät eines Nutzers der Drohne ausgebildete Kamera aufweist. Diese Kamera kann beispielsweise schwenkbar im Bereich der Drohne angeordnet sein, sodass ein Blick beispielsweise nach vorne und nach unten entsprechend der Ansteuerung der Drohne möglich ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es so, dass die Drohne manuell oder automatisiert über ihren vorgesehenen Landeplatz geflogen wird. Die Drohne verharrt dann in einer Schwebephase, während welcher Bilder des vorgesehenen Landeplatzes von der Kamera aufgenommen und auf das Anzeigegerät übertragen werden. Jetzt wird auf eine Landefreigabe des Nutzers gewartet und erst nach erfolgter Landefreigabe durch den Nutzer wird die Drohne automatisiert gelandet.In the method according to the invention, the drone has at least one camera designed to transmit live images to a display device of a user of the drone. This camera, for example, can be arranged pivotably in the area of the drone so that it is possible, for example, to look forwards and downwards in accordance with the control of the drone. In the method according to the invention, it is the case that the drone is flown manually or automatically over its intended landing site. The drone then remains in a suspended phase, during which images of the intended landing site are taken by the camera and transmitted to the display device. Now it is waiting for a landing release of the user and only after landing permission by the user, the drone is landed automatically.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird so sichergestellt, dass der Nutzer bzw. Pilot der Drohne über die Livebilder in Echtzeit oder leicht zeitverzögert einen Einblick in den Landeplatz erhält. Wenn dieser Landeplatz frei ist, sollte er die Landefreigabe erteilen, sodass letztlich die Verantwortung für die Landung wieder beim Nutzer liegt. Hat dieser die Landefreigabe erteilt, dann erfolgt die Landung selbst automatisiert, um eine möglichst sichere und effiziente Landung der Drohne am vorgesehenen Ort zu gewährleisten. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht damit eine sehr sichere und effiziente Möglichkeit, eine Drohne automatisiert zu landen, und dabei den geplanten Landeplatz von einer Person aktiv beurteilen zu lassen, um die Gefahr von über die Sensoren der Drohne nicht erkannten oder falsch interpretierten Hindernissen oder dergleichen zuverlässig auszuschließen.The method according to the invention thus ensures that the user or pilot of the drone receives an insight into the landing site via the live images in real time or slightly delayed. If this landing site is vacant, it should give the landing clearance, so ultimately the responsibility for landing back to the user. Once the landing permission has been given, the landing itself is automated to ensure the safest and most efficient landing of the drone at the intended location. The inventive method thus allows a very safe and efficient way to land a drone automated, and thereby let the planned landing site by a person actively assess to reliably exclude the risk of not detected via the sensors of the drone or misinterpreted obstacles or the like ,
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es dabei so, dass die Schwebephase in sicherer Höhe über dem Landeplatz erfolgt. Unter einer sicheren Höhe im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist dabei eine Höhe zu verstehen, in welcher keine Kollision mit Fahrzeugen, Personen oder Tieren erfolgen kann. Eine sinnvolle Höhe wären beispielsweise mindestens 5 m über dem Landeplatz, sodass jede Art von üblichen Fahrzeugen notfalls unter der Drohne passieren kann, ohne dass es zu einer Kollision kommt.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, it is so that the floating phase takes place at a safe height above the landing field. In this context, a safe height in the sense of the present invention means a height in which no collision with vehicles, persons or animals can take place. A reasonable height, for example, would be at least 5 m above the landing site, so that any type of conventional vehicle can pass under the drone if necessary, without causing a collision.
Das Anzeigegerät, auf welches die Livebilder übertragen werden, kann gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Funktionsmodul zur Steuerung der Drohne umfassen. Die Steuerung kann also über das Anzeigegerät selbst erfolgen, was besonders einfach und effizient ist, um anhand der im Anzeigegerät angezeigten Bilder des vorgesehenen Landeplatzes die Drohne entsprechend zu steuern und die automatisierte Landung freizugeben. Ungeachtet dessen ist es selbstverständlich ebenso möglich, die Drohne auf andere Arte und Weise zu steuern, beispielsweise über eine Gestensteuerung oder dergleichen, wie dies aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt ist.The display device to which the live images are transmitted, according to a very advantageous development of the method according to the invention comprise a function module for controlling the drone. The control can thus take place via the display device itself, which is particularly simple and efficient in order to appropriately control the drone and release the automated landing on the basis of the images displayed in the display device of the intended landing site. Notwithstanding, it is of course also possible to control the drone in other ways, for example via a gesture control or the like, such as this is known from the general state of the art.
Als Anzeigegerät kann dabei gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee ein Smartphone Verwendung finden, welches der Nutzer einfach und effizient bei sich tragen kann.As a display device, according to a very advantageous development of the idea, a smartphone can be used which the user can carry easily and efficiently.
Die Livebilder können gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee entweder direkt zu dem Anzeigegerät übertragen werden oder mittelbar über einen Server. Die direkte Übertragung ist bei kleineren Abständen und Sichtkontakt zwischen dem Anzeigegerät und der Drohne außerordentlich schnell und effizient. Hierfür können beispielsweise Funkstandards wir Bluetooth, eine WLAN-Verbindung oder ähnliches Verwendung finden. Bei größeren Abständen ist die Übertragung über einen Server und beispielsweise ein Mobilfunkmodul zuverlässiger, sodass sich diese Variante für solche Anwendungsfälle anbietet. Insbesondere wenn über eine Bilderfassung der Bilder des vorgesehenen Landeplatzes bestimmte Unebenheiten markiert und eventuelle potenzielle Gegenstände, welche die Landung behindern könnten, hervorgehoben werden sollen, dann bietet sich die mittelbare Übertragung über einen Server an, da dieser entsprechend mehr Rechenkapazität zur Verfügung stellen kann, um eine Bilderfassung der Livebilder vorzunehmen und diese mit entsprechenden Informationen, beispielsweise farbigen Umrandungen von potenziellen Hindernissen oder dergleichen, aufzubereiten.The live images can be transmitted according to an advantageous development of the idea either directly to the display device or indirectly via a server. The direct transmission is extremely fast and efficient with smaller distances and visual contact between the display device and the drone. For this example, wireless standards, we can find Bluetooth, a wireless connection or similar use. For larger distances, the transmission via a server and, for example, a mobile radio module is more reliable, so that this variant is suitable for such applications. In particular, if marked on a picture frame of the images of the intended landing certain bumps and any potential items that could impede the landing to be highlighted, then offers the indirect transmission via a server, as this can provide correspondingly more computing capacity to make an image capture of the live images and prepare them with appropriate information, such as colored borders of potential obstacles or the like.
Ergänzend hierzu ist es möglich, dass gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Idee in dem Livebild Informationen von weiteren Sensoren angezeigt werden. Solche weiteren Sensoren können beispielsweise Infrarotsensoren oder die Verwendung einer Infrarotkamera sein. Hierdurch werden insbesondere Personen und Tiere sehr viel leichter wahrgenommen, beispielsweise auch bei Dunkelheit oder schlechten Sichtverhältnissen. Alternative Sensoren können beispielsweise Radar-, Lidar- oder Ultraschall-Sensoren sein. Auch weitere Sensoren bezüglich der Drohne selbst, beispielsweise ein Beschleunigungssensor, ein GPS-Sensor und/oder ein Höhensensor, können Informationen liefern, welche in dem Livebild des vorgesehenen Landeplatzes mit angezeigt werden können, um die Informationsdichte zu erhöhen und dem Nutzer der Drohne eine bessere Basis für seine Entscheidung zur Freigabe der Landung oder nicht zur Verfügung zu stellen.In addition, it is possible that according to an advantageous development of the idea in the live image information from other sensors are displayed. Such other sensors may be, for example, infrared sensors or the use of an infrared camera. As a result, in particular persons and animals are perceived much easier, for example, in the dark or poor visibility. Alternative sensors may be, for example, radar, lidar or ultrasonic sensors. Other sensors with respect to the drone itself, such as an acceleration sensor, a GPS sensor and / or a height sensor, can provide information that can be displayed in the live image of the proposed landing with to increase the information density and the user of the drone better Basis for his decision to release the landing or not to provide.
Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es ferner vorgesehen sein, dass in der Schwebephase eine Beleuchtungseinrichtung zum Ausleuchten des vorgesehenen Landeplatzes in der Drohne aktiviert wird, welche Licht im sichtbaren Spektrum und/oder im Infrarotspektrum aussendet. Über eine solche Beleuchtungseinrichtung, beispielsweise mit sichtbarem Licht und/oder Infrarotlicht, lässt sich auch bei Dunkelheit der vorgesehene Landeplatz ausleuchten und lässt sich durch die Kamera bzw. eine Infrarotkamera visualisieren. So kann also beispielsweise ein herkömmliches Bild und ein Nachtsichtbild getrennt oder kombiniert miteinander in dem Anzeigegerät zur Verfügung gestellt werden. In diesem Fall ist eine sichere und zuverlässige Landung der Drohne auch in der Dunkelheit oder schlechter Sicht möglich.According to a further very advantageous embodiment of the method according to the invention, it may further be provided that in the floating phase, a lighting device is activated for illuminating the intended landing site in the drone, which emits light in the visible spectrum and / or in the infrared spectrum. Such a lighting device, for example, with visible light and / or infrared light, can illuminate the intended landing site even in the dark and can be visualized by the camera or an infrared camera. Thus, for example, a conventional image and a night vision image can be provided separately or combined with each other in the display device. In this case, a safe and reliable landing of the drone is possible even in the dark or poor visibility.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden auch aus dem Ausführungsbeispiel deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the method according to the invention will become apparent from the remaining dependent claims and will be apparent from the embodiment, which is described below with reference to the figures.
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In der Darstellung der
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Während die Drohne
Mit dem Verfahren ist es möglich, die Drohne
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