DE102018102112A1 - Collision avoidance techniques between unmanned aerial vehicles by means of device-to-device radio communication - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein unbemanntes Luftfahrzeug, UAV (400), insbesondere Drohne, mit: einem Navigationsmodul (401), das ausgebildet ist, eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik des UAV (400) zu bestimmen; einem Funk-Sendemodul (402), das ausgebildet ist, Informationen (421) über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des UAV (400) an ein oder mehrere andere Objekte (420), insbesondere andere UAVs, innerhalb einer Funkreichweite des UAV (400) auszusenden, insbesondere über eine Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation; einem Funk-Empfangsmodul (403), das ausgebildet ist, ein Funksignal von zumindest einem anderen Objekt (420), insbesondere einem anderen UAV, zu empfangen, insbesondere über die Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation, wobei das Funksignal Informationen (422) über eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts (420) umfasst; und einer Funk-Steuerungsschnittstelle (404), die ausgebildet ist, die Informationen (422) über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts (420) an ein Steuermodul (500) zur Steuerung des UAV (400) zu übermitteln.

Figure DE102018102112A1_0000
The invention relates to an unmanned aerial vehicle, UAV (400), in particular a drone, comprising: a navigation module (401) configured to determine a current position and a current flight characteristic of the UAV (400); a radio transmission module (402) which is configured to transmit information (421) about the current position and the current flight characteristics of the UAV (400) to one or more other objects (420), in particular other UAVs, within a radio range of the UAV (400 ), in particular via a device-to-device, D2D, communication; a radio receiving module (403), which is configured to receive a radio signal from at least one other object (420), in particular another UAV, in particular via the device-to-device, D2D, communication, wherein the radio signal contains information (422 ) comprises a current position and a current flight characteristic of the at least one other object (420); and a radio control interface (404) configured to communicate the information (422) about the current position and the current flight characteristics of the at least one other object (420) to a control module (500) for controlling the UAV (400).
Figure DE102018102112A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Techniken zur Kollisionsvermeidung zwischen unbemannten Luftfahrzeugen („Unmaned Aerial Vehicles“, UAVs) mittels Gerät-zu-Gerät bzw. Device-to-Device, D2D, Kommunikation, d.h., erweiterter Sensorik. Insbesondere betrifft die Erfindung ein unbemanntes Luftfahrzeug, UAV, mit Kommunikationsmodulen zur Implementierung einer solchen D2D Kommunikation, ein Steuerungsmodul zur Steuerung eines derartigen UAVs und ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung basierend auf einer direkten, d.h. D2D Kommunikation.The present invention relates to techniques for unmanaged aerial vehicles (UAVs) via device-to-device, D2D, communication, i.e., advanced sensing. More particularly, the invention relates to an unmanned aerial vehicle, UAV, having communication modules for implementing such D2D communication, a control module for controlling such a UAV, and a method for collision avoidance based on a direct, i.e. D2D communication.

Je nach technischer Komplexität und Entwicklungsstand haben UAVs nur einen begrenzten Satz an Sensoren, um Hindernisse zu erkennen. Normalerweise haben die meisten UAVs (ab einer bestimmten Größe und technischen Komplexität bzw. Preisklasse) eine erste Ebene von Sensoren zum Boden hin, um die automatische Landung zu unterstützen. Die nächst höhere Ebene umfasst Sensoren an der Vorderseite, um Hindernisse im normalen Flug zu erkennen. Nur höher entwickelte (und damit teurere) Geräte haben eine dritte Ebene von Sensoren, die in mehr oder sogar alle Richtungen zeigen können.Depending on their technical complexity and level of development, UAVs have only a limited set of sensors to detect obstacles. Normally, most UAVs (over a certain size and technical complexity or price range) have a first level of sensors to the ground to assist the automatic landing. The next higher level includes sensors on the front to detect obstacles in normal flight. Only more advanced (and therefore more expensive) devices have a third level of sensors that can point in more or even all directions.

Diese Sensoren (der dritten Ebene) können den UAV-Piloten unterstützen, um einen Zusammenstoß mit feststehenden Hindernissen zu verhindern. Darüber hinaus arbeiten diese Sensoren - abhängig von der Qualität und Reichweite der Sensoren - während des Fluges als allgemeines Antikollisions-Warnsystem selbst bei sich schnell nähernden Objekten wie anderen UAV-Drohnen oder sogar Vögeln.These sensors (the third level) can assist the UAV pilot to prevent a collision with fixed obstacles. In addition, depending on the quality and range of the sensors, these sensors operate as a general anticollision warning system during flight even on fast approaching objects such as other UAV drones or even birds.

Aber selbst in einem voll ausgestatteten UAV mit Sensoren in allen Richtungen funktioniert dies aus zwei Gründen nur bedingt als Antikollisionsmittel: Die Sensoren haben nur eine begrenzte Reichweite; und wenn sie zu sensibel sind, können sie die Verwendung des UAV einschränken, wenn sie in der Nähe von Objekten fliegen. Ferner können UAVs auch so mit Blick auf spezifische Einsatzszenarien aufgebaut sein, dass sie Inspektionen zulassen, was ihre Antikollisionsfähigkeit in gewissem Maße einschränkt. But even in a fully equipped UAV with sensors in all directions, this only partially works as a means of anticollision for two reasons: the sensors have a limited range; and if they are too sensitive, they can restrict the use of the UAV when flying near objects. In addition, UAVs may also be designed with specific operational scenarios in mind to allow for inspections, thereby limiting their anticollision capabilities to some extent.

Heutige UAVs sind sehr schnell geworden und können - ähnlich wie jedes bewegte Objekt - nicht sofort stoppen, sondern brauchen zumindest eine gewisse Reichweite, um von voller Geschwindigkeit auf Null zu stoppen. Diese sogenannte Abbruchentfernung kann bereits den Sensorbereich überschreiten.Today's UAVs have become very fast and - like any moving object - can not immediately stop, but need at least a certain range to stop from full speed to zero. This so-called demolition distance can already exceed the sensor range.

Da es nicht selbstverständlich ist, dass UAVs Sensoren in alle Richtungen aufweisen, verschlimmert sich die Situation noch weiter. Mit Sensoren, die nur nach vorne zeigen, wird eine seitliche Annäherung von zwei UAVs durch die On-Board-Systeme nicht erkannt und beide UAVs können miteinander zusammenstoßen.Since it is not self-evident that UAVs have sensors in all directions, the situation worsens even further. With sensors pointing only forward, a lateral approach of two UAVs is not detected by the on-board systems and both UAVs may collide with each other.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Konzept zu schaffen, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, insbesondere ein Konzept zur verbesserten Kollisionsvermeidung zwischen UAVs, insbesondere Drohnen.It is the object of the present invention to provide a concept to solve the problems described above, in particular a concept for improved collision avoidance between UAVs, in particular drones.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is solved by the features of the independent claims. Advantageous forms of further education are the subject of the dependent claims.

Der nachfolgend beschriebene Mechanismus bezieht sich auf UAVs, da in diesem Zusammenhang die Anforderungen aufgrund des dreidimensionalen Charakters der Bewegungen im Vergleich zum terrestrischen Verkehr noch komplexer und anspruchsvoller sind. Das Prinzip, Sensoren mit weiter reichenden Mechanismen zu kombinieren, die durch spezifische Mobilkommunikationstechnologien angewendet werden, kann jedoch auch auf andere Situationen angewendet werden. Nichtsdestotrotz konzentriert sich die Beschreibung auf unbemannte Luftfahrzeuge, insbesondere Drohnen.The mechanism described below relates to UAVs, because in this context the requirements are even more complex and demanding due to the three-dimensional nature of the movements compared to terrestrial traffic. However, the principle of combining sensors with wider mechanisms used by specific mobile communication technologies can also be applied to other situations. Nonetheless, the description focuses on unmanned aerial vehicles, especially drones.

Eine grundlegende Idee der Anmeldung besteht darin, die UAVs mit weiteren elektronischen Systemen auszustatten, die es ermöglichen, dass UAVs sich gegenseitig erkennen und gegenseitig Daten austauschen können, um so ihre Flugbahnen zueinander zu koordinieren. Dabei ist es sinnvoll, die Koordination über eine zentrale Instanz zu vermeiden oder zumindest weitestgehend einzuschränken und den notwendigen Informationsfluss möglichst nur zwischen den betroffenen UAVs zu führen, um so die gesamte Kommunikation und damit den Aufwand so gering wie möglich zu halten.A basic idea of the application is to equip the UAVs with other electronic systems that allow UAVs to recognize each other and exchange data to coordinate their trajectories. It makes sense to avoid or at least limit the coordination via a central instance and to keep the necessary information flow only between the affected UAVs, so as to keep the entire communication and thus the effort as low as possible.

Die Steuerung von UAVs bzw. Drohnen über ein Mobilfunknetz (z.B. LTE, „Long Term Evolution“) ermöglicht Drohneneinsätze über größere Entfernungen ohne Sichtverbindung mit dem Piloten. Dabei besteht eine besondere Herausforderung darin, dass der Drohnenpilot nicht sehen kann, ob sich andere Drohnen in der Nähe seiner Drohne befinden und möglicherweise die Gefahr einer Kollision besteht. Mit dem hier vorgestellten Konzept der direkten („Device-To-Device“, D2D) Kommunikation können alle Drohnen mit einem Sender ausgestattet werden, der ihre momentane Position und ihr Flugverhalten an andere Drohnen in der näheren Umgebung sendet, so dass sich Kollisionen weitestgehend vermeiden lassen.The control of UAVs or drones over a cellular network (e.g., LTE, "Long Term Evolution") allows drone missions over long distances without line of sight with the pilot. One particular challenge is that the drone pilot can not see if other drones are near his drone and there is a potential for collision. With the concept of direct ("Device-to-Device", D2D) communication presented here, all drones can be equipped with a transmitter that transmits their current position and their flight behavior to other drones in the immediate vicinity, so that collisions are largely avoided to let.

Die im Folgenden vorgestellten Verfahren und Systeme können von verschiedener Art sein. Die einzelnen beschriebenen Elemente können durch Hardware- oder Softwarekomponenten realisiert sein, beispielsweise elektronische Komponenten, die durch verschiedene Technologien hergestellt werden können und zum Beispiel Halbleiterchips, ASICs, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, integrierte elektrische Schaltungen, elektrooptische Schaltungen und/oder passive Bauelemente umfassen.The methods and systems presented below may be of various types. The individual elements described may be hardware or software components be realized, for example, electronic components that can be produced by various technologies and include, for example, semiconductor chips, ASICs, microprocessors, digital signal processors, integrated electrical circuits, electro-optical circuits and / or passive components.

Die im Folgenden vorgestellten Drohnen oder allgemein unbemannte Systeme oder UAVs, werden weitgehend über ein drahtloses Mobilfunknetz gesteuert. Fliegen oder fahren sie in visueller Sichtlinie, werden sie typischerweise über WiFi von einem Piloten am Boden gesteuert, außerhalb der Sichtlinie kann der Pilot sie über Mobilfunknetze von Telekommunikationsanbietern steuern.The following introduced drones or general unmanned systems or UAVs, are largely controlled via a wireless mobile network. Fly or drive in visual line of sight, they are typically controlled via WiFi by a pilot on the ground, outside the line of sight, the pilot can control them via mobile networks of telecommunications providers.

In der folgenden Beschreibung bezieht sich der Ausdruck UAV auf ein unbemanntes Luftfahrzeug oder ein ferngesteuertes Flugobjekt. Im Folgenden werden unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) und Drohnen beschrieben. Ein UAV, allgemein bekannt als Drohne, unbemanntes Luftfahrzeugsystem (UAS), ferngesteuertes Luftfahrzeugsystem (RPAS), ferngesteuertes Fluggerät, ist ein Flugzeug ohne einen menschlichen Piloten an Bord. Ein UAV ist als ein motorbetriebenes, luftgestütztes Fahrzeug definiert, das keine menschliche Bedienungsperson trägt, aerodynamische Kräfte verwendet, um einen Fahrzeugauftrieb zu erzeugen, das autonom fliegen kann oder ferngesteuert werden kann, und das eine Nutzlast tragen kann. Der Flug von UAVs kann gemäß verschiedenen Automatisierungsgraden erfolgen: entweder mittels Fernsteuerung durch einen menschlichen Bediener bzw. Piloten oder vollständig oder zumindest teilweise autonom durch einen Bordcomputer.In the following description, the term UAV refers to an unmanned aerial vehicle or a remote controlled flying object. Unmanned aerial vehicles (UAVs) and drones are described below. A UAV, commonly known as a drone, unmanned aerial vehicle (UAS), remote-controlled aircraft (RPAS), remote-controlled aircraft, is an aircraft without a human pilot aboard. A UAV is defined as a powered, airborne vehicle that does not carry a human operator, uses aerodynamic forces to generate vehicle lift that can autonomously fly or be remotely controlled, and that can carry a payload. The flight of UAVs can take place according to different degrees of automation: either by remote control by a human operator or pilot or completely or at least partially autonomously by an on-board computer.

UAVs, wie sie im Folgenden beschrieben werden, können mit globalen GNSS-Empfängern (GPS, GLONASS, Galileo) ausgestattet sein, um ihre Position mit hoher Präzision (innerhalb weniger Meter) unter Verwendung eines entlang einer Sichtlinie übertragenen Zeitsignals von einem Satelliten zu bestimmen. Die GNSS-Empfänger können zur Bereitstellung von Position, Navigation oder zum Verfolgen der Position verwendet werden. Zusätzlich erlauben die empfangenen Signale dem elektronischen Empfänger, die aktuelle Ortszeit mit hoher Genauigkeit zu berechnen, was eine Zeitsynchronisation ermöglicht.UAVs, as described below, may be equipped with global GNSS receivers (GPS, GLONASS, Galileo) to determine their position with high precision (within a few meters) using a time signal transmitted along a line of sight from a satellite. The GNSS receivers can be used to provide position, navigation, or position tracking. In addition, the received signals allow the electronic receiver to calculate the current local time with high accuracy, allowing for time synchronization.

Die im Folgenden vorgestellten Geräte, Systeme und Verfahren sind dafür geeignet, Informationen über ein Kommunikationsnetzwerk zu übertragen. Ein solches Kommunikationsnetzwerk kann verschiedene Technologien und Netzwerkstandards umfassen, beispielsweise ein Mobilfunknetzwerk entsprechend der 5G Systemarchitektur. Die Informationen können mittels direkter Kommunikation zwischen zwei (oder mehreren) Geräten übertragen werden, ohne den Verkehr über das Netzwerk zu routen. Beispielsweise kann dazu die LTE-Direkt Technologie, auch unter der Abkürzung LTE-V2x (Long Term Evolution Vehicle-to-Everything) bekannt, verwendet werden oder der WLAN-Standard 801.11 p oder auch der Bluetooth-Standard.The devices, systems and methods presented below are capable of transmitting information over a communication network. Such a communication network may include various technologies and network standards, for example a mobile network according to the 5G system architecture. The information can be transmitted by direct communication between two (or more) devices without routing the traffic over the network. For example, the LTE-Direkt technology, also known by the abbreviation LTE-V2x (Long Term Evolution Vehicle-to-Everything), can be used, or the WLAN standard 801.11 p or even the Bluetooth standard.

Ein Konzept der Anmeldung besteht darin, alle oder zumindest einzelne UAVs bzw. Drohnen mit einem Sender auszustatten, der ihre momentane Position und ihr Flugverhalten an andere UAVs bzw. Drohnen in der näheren Umgebung sendet. Hierzu kann beispielsweise ein Kommunikationssystem genutzt werden, das bereits für den Straßenverkehr existiert. Dabei werden Fahrzeuge mit einem Sender für LTE-V2X oder IEEE 802.11p ausgestattet, mit dem ein Fahrzeug Daten an alle anderen Fahrzeuge in seiner Umgebung schicken kann. IEEE 802.11p ist ein Standard zur Erweiterung der IEEE-802.11-Norm, um die WLAN-Technik in Personen-Kraftfahrzeugen zu etablieren und eine zuverlässige Schnittstelle für Anwendungen intelligenter Verkehrssysteme zu schaffen. 802.11p wird als Grundstein für „Dedicated Short Range Communication“ (DSRC) im Frequenzband von 5,85 bis 5,925 GHz betrachtet. Ziel des neuen Funkstandards für intelligente Verkehrssysteme sind hauptsächlich Anwendungen im Bereich von kooperativen Systemen. Mit dem Einsatz von LTE-V2X (Long Term Evolution Vehicle-to-everything) tauschen Fahrzeuge direkt untereinander Informationen aus. Das ermöglicht geringe Latenzzeiten und bald Kommunikation in Echtzeit. Mobilfunk (LTE) regelt hierbei wann und welche Daten zwischen den Fahrzeugen (V2X) übertragen werden. Informationen zu potenziellen Gefahrensituationen haben Vorrang und werden besonders schnell an alle Personen und Autos in direkter Umgebung weitergeleitet. Parallel dazu senden und erhalten Verkehrsteilnehmer Informationen über das übergreifende Mobilfunknetz (LTE). So lassen sich Hindernisse oder Staus schon aus weiter Entfernung erkennen und umgehen.One concept of the application is to equip all or at least individual UAVs or drones with a transmitter which sends its current position and flight behavior to other UAVs or drones in the immediate vicinity. For this purpose, for example, a communication system can be used that already exists for road traffic. The vehicles are equipped with a transmitter for LTE-V2X or IEEE 802.11p, with which a vehicle can send data to all other vehicles in its environment. IEEE 802.11p is a standard to extend the IEEE 802.11 standard to establish wireless technology in passenger vehicles and to provide a reliable interface for intelligent traffic applications. 802.11p is considered the cornerstone of Dedicated Short Range Communication (DSRC) in the 5.85 to 5.925 GHz frequency band. The new radio standard for intelligent traffic systems is mainly aimed at applications in the field of cooperative systems. With the use of LTE-V2X (Long Term Evolution Vehicle-to-everything) vehicles exchange information directly with each other. This allows low latency and soon communication in real time. Mobile radio (LTE) regulates when and what data between the vehicles (V2X) are transmitted. Information about potential hazardous situations has priority and is forwarded very quickly to all persons and cars in the immediate vicinity. In parallel, road users send and receive information via the comprehensive mobile network (LTE). This way, obstacles or traffic jams can be detected and avoided even from far away.

In den ETSI-Standards „ETSI TS 102 637-2 Intelligent Transport Systems (ITS); Vehicular Communications; Basic Set of Applications; Part 2: Specification of Cooperative Awareness Basic Service“ und „ETSI TS 102 637-3 Intelligent Transport Systems (ITS); Vehicular Communications; Basic Set of Applications; Part 3: Specifications of Decentralized Environmental Notification Basic Service“ sind Formate für die Nachrichten und die darin enthaltenen Inhalte spezifiziert, die über LTE-V2X oder IEEE 802.11p zwischen Fahrzeugen ausgetauscht werden können. Ein solches System kann auch für UAVs bzw. Drohnen verwendet werden. Dazu werden die UAVs bzw. Drohnen mit LTE-Funkmodulen ausgerüstet, die sowohl über (normales) LTE (d.h. über die LTE Uu Luftschnittstelle) mit der Basisstation als auch mittels LTE-V2X untereinander kommunizieren können. Dann können sich die Drohnen gegenseitig über ihre aktuelle Position und ihr Flugverhalten informieren. Anschließend leitet jede Drohne die von benachbarten Drohnen empfangenen Informationen über LTE-Uu an ihren Piloten weiter.In the ETSI standards "ETSI TS 102 637-2 Intelligent Transport Systems (ITS); Vehicular Communications; Basic Set of Applications; Part 2: Specification of Cooperative Awareness Basic Service "and" ETSI TS 102 637-3 Intelligent Transport Systems (ITS); Vehicular Communications; Basic Set of Applications; Part 3: Specifications of Decentralized Environmental Notification Basic Service "specifies formats for the messages and the content they contain that can be exchanged between vehicles via LTE-V2X or IEEE 802.11p. Such a system can also be used for UAVs or drones. For this purpose, the UAVs or drones are equipped with LTE radio modules that can communicate with each other via (normal) LTE (ie via the LTE Uu air interface) with the base station as well as with LTE-V2X. Then the drones can mutually support each other to inform about their current position and their flight behavior. Each drone then forwards the information received from neighboring drones via LTE-Uu to its pilot.

Für den Einsatz bei UAVs bzw. Drohnen können die oben beschriebenen LTE-V2X und ETSI-Standards beispielsweise wie folgt modifiziert werden: Die Informationselemente der in den oben genannten ETSI-Standards spezifizieren Nachrichten sind teilweise spezifisch für Straßenfahrzeuge. Solche Informationselemente können daher entsprechend modifiziert und auf die Situation von Drohnen angepasst werden. LTE-V2X ermöglicht es, die Funkressourcen, die für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation benutzt werden, zu verwalten. Unter anderem können den Fahrzeugen Parameter mitgeteilt werden, die den Zugriff auf diese Funkressourcen abhängig vom Aufenthaltsort des Fahrzeugs regeln. Dabei werden Geo-Koordinaten mit Längen- und Breitengrad verwendet, jedoch ohne Höhenangaben. Letztere können für den Einsatz bei UAVs bzw. Drohnen ergänzt werden. Weiterhin weist die Ausbreitung von Mobilfunknetzen oberhalb der Antennen Besonderheiten und Abweichungen gegenüber der „normalen“ Versorgungssituation am Boden auf, so dass entsprechende situationsangepasste Erweiterungen der Signalisierung für LTE-V2X sinnvoll sind.For example, for use with UAVs or drones, the LTE-V2X and ETSI standards described above may be modified as follows: The information elements of the messages specified in the above ETSI standards are partially specific to road vehicles. Such information elements can therefore be modified accordingly and adapted to the situation of drones. LTE-V2X makes it possible to manage the radio resources used for vehicle-to-vehicle communication. Among other things, the vehicles may be informed of parameters that govern access to these radio resources depending on the location of the vehicle. Geo-coordinates with latitude and longitude are used, but without height information. The latter can be supplemented for use with UAVs or drones. Furthermore, the spread of mobile radio networks above the antennas has special features and deviations from the "normal" supply situation on the ground, so that corresponding situation-adapted extensions of the signaling for LTE-V2X make sense.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein unbemanntes Luftfahrzeug („Unmanned Aerial Vehicle“, UAV), insbesondere eine Drohne, mit: einem Navigationsmodul, das ausgebildet ist, eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik des UAV zu bestimmen; einem Funk-Sendemodul, das ausgebildet ist, Informationen über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des UAV an ein oder mehrere andere Objekte, insbesondere andere UAVs, innerhalb einer Funkreichweite des UAV auszusenden, insbesondere über eine Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation; einem Funk-Empfangsmodul, das ausgebildet ist, ein Funksignal von zumindest einem anderen Objekt, insbesondere einem anderen UAV, zu empfangen, insbesondere über die Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation, wobei das Funksignal Informationen über eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts umfasst; und einer Funk-Steuerungsschnittstelle, die ausgebildet ist, die Informationen über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts an ein Steuermodul zur Steuerung des UAV zu übermitteln.According to a first aspect, the invention relates to an unmanned aerial vehicle (UAV), in particular a drone, comprising: a navigation module, which is designed to determine a current position and a current flight characteristic of the UAV; a radio transmission module which is designed to transmit information about the current position and the current flight characteristics of the UAV to one or more other objects, in particular other UAVs, within a radio range of the UAV, in particular via a device-to-device, D2D, communication ; a radio receiving module which is adapted to receive a radio signal from at least one other object, in particular another UAV, in particular via the device-to-device, D2D, communication, wherein the radio signal information about a current position and a current flight characteristic the at least one other object comprises; and a radio control interface, which is configured to transmit the information about the current position and the current flight characteristic of the at least one other object to a control module for controlling the UAV.

Durch die Ausstattung des UAV mit einem Funk-Sendemodul und einem Funk-Empfangsmodul können sich UAVs gegenseitig erkennen und gegenseitig Daten austauschen, um so ihre Flugbahnen zueinander zu koordinieren. Durch die direkte Kommunikation (D2D Kommunikation) zwischen den UAVs kann eine Koordination über eine zentrale Instanz vermieden werden bzw. weitestgehend eingeschränkt werden. Der erforderliche Informationsfluss wird nur zwischen den betroffenen UAVs geführt, was die gesamte Kommunikation vereinfacht und damit den Aufwand, insbesondere zur Signalisierung, reduziert. Die Batterie kann geschont werden, was die Lebensdauer bzw. die Zeit zwischen zwei Batterieaufladungen des UAV erhöht und damit die Kundenzufriedenheit steigert.By providing the UAV with a radio transmitter module and a radio receiver module, UAVs can recognize each other and exchange data to coordinate their trajectories. Through direct communication (D2D communication) between the UAVs, coordination via a central instance can be avoided or restricted as far as possible. The required information flow is only conducted between the affected UAVs, which simplifies the entire communication and thus reduces the effort, in particular for signaling, reduced. The battery can be conserved, which increases the life or time between two battery charges of the UAV and thus increases customer satisfaction.

Gemäß einer Ausführungsform des UAV ist das Funk-Sendemodul ausgebildet, die Informationen gemäß den Funkstandards LTE-V2X und/oder IEEE 802.11p auszusenden; ist das Funk-Empfangsmodul ausgebildet, die Informationen gemäß den Funkstandards LTE-V2X und/oder IEEE 802.11p zu empfangen; und ist die Funk-Steuerungsschnittstelle als LTE Uu Luftschnittstelle ausgebildet.According to one embodiment of the UAV, the radio transmission module is designed to transmit the information according to the radio standards LTE-V2X and / or IEEE 802.11p; the radio reception module is adapted to receive the information according to the radio standards LTE-V2X and / or IEEE 802.11p; and the radio control interface is designed as an LTE Uu air interface.

Dies bringt den Vorteil, dass die Gerät-zu-Gerät (Device-to-Device) Kommunikation zwischen den UAVs über standardisierte Schnittstellen erfolgen kann, was den Aufwand für die technische Realisierung des Funk-Sendemoduls und des Funk-Empfangsmoduls reduziert. Auch der Aufwand für die technische Realisierung der Funk-Steuerungsschnittstelle reduziert sich, wenn auf eine standardisierte LTE Uu Luftschnittstelle zurückgegriffen werden kann. LTE-Uu hat zudem den Vorteil, dass eine großräumige Funkversorgung bereitgestellt werden kann, d.h. der Flugbereich ist nicht auf die Reichweite eines Funksenders, der vom Piloten mitgeführt werden kann, beschränkt.This has the advantage that the device-to-device communication between the UAVs can take place via standardized interfaces, which reduces the outlay for the technical implementation of the radio transmission module and the radio reception module. Also, the effort for the technical realization of the radio control interface is reduced, if one can fall back on a standardized LTE Uu air interface. LTE-Uu also has the advantage that a large-area radio coverage can be provided, i. the flight range is not limited to the range of a radio transmitter that can be carried by the pilot.

Gemäß einer Ausführungsform des UAV umfasst die aktuelle Position des UAV eine geographische Positionsangabe basierend auf Längen- und Breitengrad sowie eine zusätzliche Höhenangabe des UAV.According to one embodiment of the UAV, the current position of the UAV includes a geographical position indication based on latitude and longitude and an additional altitude specification of the UAV.

Dies bringt den Vorteil, dass die oben genannten Verfahren zur Gerät-zu-Gerät Kommunikation auf einfache Weise im Luftraum eingesetzt werden können. Die Positionsbestimmungsverfahren können in gleicher Weise arbeiten wie bei der Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation, wenn die zusätzliche Höhenkoordinate eingeführt wird, um zu bestimmen, ob sich ein erstes UAV in einer anderen Höhe befindet wie ein zweites UAV. Ohne diese zusätzliche Höhenkoordinate könnte ein Crash angezeigt werden, wo gar keiner vorliegt, etwa wenn zwei UAVs in unterschiedlicher Höhe zueinander fliegen.This has the advantage that the above-mentioned methods for device-to-device communication can be easily used in the airspace. The positioning methods may operate in the same manner as vehicle-to-vehicle communications when the additional altitude coordinate is introduced to determine if a first UAV is at a different altitude than a second UAV. Without this additional altitude coordinate, a crash could be displayed where none exist, such as when two UAVs are flying at different heights.

Gemäß einer Ausführungsform des UAV umfasst das Navigationsmodul Folgendes: ein Positionsbestimmungsmodul, insbesondere einen Globalen Satellitennavigationssystem (GNSS) Empfänger zur Bestimmung der geographischen Positionsangabe des UAV; und einen Höhensensor zur Bestimmung der Höhenangabe des UAV.According to one embodiment of the UAV, the navigation module comprises: a position determination module, in particular a Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver for determining the geographical Position specification of the UAV; and a height sensor for determining the altitude of the UAV.

Dies bringt den Vorteil, dass der üblicherweise in UAVs bereits vorhandene GPS-Empfänger auch für die neuen Kollisionsvermeidungsverfahren wie in dieser Anmeldung vorgestellt verwendet werden kann. In manchen UAVs befindet sich auch bereits ein Höhenmesser, der genutzt werden kann. Der Designaufwand reduziert sich damit. Es ist auch möglich, über die GPS-Signale eine Höhe des UAV zu bestimmen, falls kein Höhenmesser vorhanden sein sollte.This has the advantage that the GPS receiver already present in UAVs can also be used for the new collision avoidance methods as presented in this application. In some UAVs is already an altimeter, which can be used. The design effort is reduced. It is also possible to determine a height of the UAV via the GPS signals if no altimeter is present.

Gemäß einer Ausführungsform des UAV umfasst die aktuelle Flugcharakteristik des UAV Informationen über einen aktuellen Kurs des UAV und eine aktuelle Geschwindigkeit des UAV auf diesem Kurs.According to one embodiment of the UAV, the current flight characteristic of the UAV includes information about a current heading of the UAV and a current velocity of the UAV on that course.

Dies bringt den Vorteil, dass mit Hilfe dieser Informationen ein UAV oder ein Steuergerät des UAV auf einfache Weise bestimmen kann ob sich sein Kurs mit dem Kurs eines benachbarten Objekts, z.B. eines benachbarten UAVs möglicherweise kreuzen kann. Der Pilot des UAV kann dann anhand dieser Informationen einfache Gegenmaßnahmen ergreifen, z.B. Geschwindigkeit ändern oder den eigenen Kurs ändern, um zu verhindern, dass es zu einer Kollision kommt.This has the advantage that, with the aid of this information, a UAV or a controller of the UAV can easily determine whether its heading is consistent with the heading of an adjacent object, e.g. of a neighboring UAV may possibly cross. The pilot of the UAV can then use this information to take simple countermeasures, e.g. Change speed or change your own course to prevent a collision.

Gemäß einer Ausführungsform des UAV ist das Funk-Sendemodul ausgebildet, die Informationen über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des UAV periodisch auszusenden.According to one embodiment of the UAV, the radio transmission module is designed to transmit the information about the current position and the current flight characteristics of the UAV periodically.

Dies bringt den Vorteil, dass bei periodischer Aussendung die Batterie geschont wird. Die Periode kann so eingestellt werden, dass den benachbarten UAVs genügend Reaktionszeit gelassen wird, um ihr Flugverhalten zu ändern. Beispielsweise kann die Periode von einer Geschwindigkeit des UAV abhängen. Je höher die Geschwindigkeit, desto kleiner die Periode und umgekehrt.This has the advantage that the battery is spared during periodic emission. The period can be adjusted to allow the neighboring UAVs enough reaction time to change their flight behavior. For example, the period may depend on a speed of the UAV. The higher the speed, the smaller the period and vice versa.

Gemäß einer Ausführungsform des UAV ist das Funk-Sendemodul ausgebildet, die Funkreichweite des UAV einzustellen.According to one embodiment of the UAV, the radio transmission module is designed to adjust the radio range of the UAV.

Dies bringt den Vorteil, dass die Funksichtbarkeit des UAV variabel einstellbar ist. Damit kann das UAV bei hoher Geschwindigkeit eine höhere Funkreichweite einstellen, um schneller wahrgenommen zu werden und bei geringer Geschwindigkeit eine geringere Funkreichweite einstellen, um Leistung einzusparen. Dies erhöht die Kollisionssicherheit. This has the advantage that the radio visibility of the UAV is variably adjustable. This allows the UAV to set a higher radio range at high speed to be perceived faster and to set a lower radio range at low speed to save power. This increases the collision safety.

Die limitierte Reichweite - wie oben beschrieben- hat den weiteren Vorteil, dass nur begrenzt Frequenzressourcen im umliegenden Gebiet benutzt werden und Störungen oder Beeinträchtigungen anderer Sende/Empfangssysteme im gleichen Frequenzbereich damit kaum gegeben sein werden bzw. eine aufwendige Koordination nicht erforderlich ist.The limited range - as described above - has the further advantage that only limited frequency resources are used in the surrounding area and disturbances or impairments of other transmit / receive systems in the same frequency range will thus hardly be given or a complex coordination is not required.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das UAV ein Anti-Kollisionsmodul, das ausgebildet ist, eine Anti-Kollisionsteuerung des UAV basierend auf den Informationen des von dem zumindest einen anderen Objekt empfangenen Funksignals vorzunehmen.According to one embodiment, the UAV comprises an anti-collision module configured to perform an anti-collision control of the UAV based on the information of the radio signal received from the at least one other object.

Dies bringt den Vorteil, dass die Steuerung des UAV in Gefahrensituationen unabhängig vom Piloten ausgeführt werden kann, so dass sich aufgrund der Anti-Kollisionssteuerung im UAV die Reaktionszeit in kritischen Situationen verkürzt und die Kollisionssicherheit erhöht wird. Bei Nutzung der Gerät-zu-Gerät Kommunikation erhöht sich die Kollisionssicherheit gegenüber bisherigen Anti-Kollisionssteuerungen, welche allein auf Front- und Bodensensoren angewiesen sind.This has the advantage that the control of the UAV can be carried out in dangerous situations independently of the pilot, so that shortens due to the anti-collision control in the UAV, the reaction time in critical situations and collision safety is increased. When using the device-to-device communication increases the collision security compared to previous anti-collision controls, which rely solely on front and bottom sensors.

Gemäß einer Ausführungsform des UAV weist das Anti-Kollisionsmodul ferner eine Mehrzahl von Anti-Kollisions-Sensoren zum Erfassen von Hindernissen in einer Flugbahn des UAV auf und ist ausgebildet, zumindest einen Teil der Anti-Kollisions-Sensoren in einen Modus mit gegenüber einem Normalbetrieb reduzierter Leistungsaufnahme zu versetzen solange das Funk-Empfangsmodul kein Funksignal von anderen Objekten empfängt.According to an embodiment of the UAV, the anti-collision module further comprises a plurality of anti-collision sensors for detecting obstacles in a trajectory of the UAV and is configured to reduce at least a portion of the anti-collision sensors to a reduced-normal mode Power consumption as long as the radio receiving module receives no radio signal from other objects.

Dies bringt den Vorteil, dass sich die Batterielaufzeit des UAV erhöht, da die Anti-Kollisions-Sensoren abgeschaltet oder in einen Power-Down Mode versetzt werden können, wenn die D2D Kommunikation keine Objekte in der Nachbarschaft des UAV erkennt. Die D2D Kommunikation wirkt damit als zweite oder erweiterte Sensorik, um mögliche Kollisionssituationen zu erkennen, was die Kollisionssicherheit erhöht.This has the advantage of increasing the battery life of the UAV because the anti-collision sensors can be turned off or put into power-down mode when the D2D communication does not detect objects in the vicinity of the UAV. The D2D communication thus acts as a second or extended sensor to detect possible collision situations, which increases the collision safety.

Gemäß einer Ausführungsform des UAV umfasst das Funksignal von dem zumindest einen anderen Objekt Informationen über eine aktuelle Höhe und eine aktuelle Vertikalgeschwindigkeit des zumindest einen anderen Objekts; und das Anti-Kollisionsmodul ist ausgebildet, basierend auf der aktuellen Vertikalgeschwindigkeit und der aktuellen Höhe des zumindest einen anderen Objekts zu bestimmen, ob eine Kollision mit dem zumindest einen anderen Objekt möglich oder wahrscheinlich ist.According to an embodiment of the UAV, the radio signal from the at least one other object includes information about a current altitude and a current vertical speed of the at least one other object; and the anti-collision module is configured to determine, based on the current vertical velocity and the current altitude of the at least one other object, whether a collision with the at least one other object is possible or likely.

Dies bringt den Vorteil, dass mit den Daten zur Höhe und Vertikalgeschwindigkeit des anderen UAV auf einfache Weise bestimmt werden kann, ob eine Kollision bevorsteht. Ist die Höhe zweier UAVs unterschiedlich (abhängig von den Abmessungen der UAVs) und die Vertikalgeschwindigkeit des anderen Objekts Null, so kann das UAV seine eigene Vertikalgeschwindigkeit ebenfalls auf Null reduzieren, um eine Kollision zu vermeiden. Der Algorithmus zur Bestimmung einer möglichen Kollision vereinfacht sich, außerdem reduziert sich die Paketlänge der auszusendenden Daten, wenn nur Höhe und Vertikalgeschwindigkeit übertragen werden müssen. Alternativ kann das Funksignal auch nur die aktuelle Höhe umfassen, was die Paketlänge weiter reduziert. Das UAV kann dann die Vertikalgeschwindigkeit aus der Differenz zweier empfangener Höhenwerte bei bekanntem Sendezeitintervall bestimmen.This has the advantage that with the data on the height and vertical speed of the other UAV can be easily determined whether a collision is imminent. Is the height of two UAVs different (depending on the dimensions of the UAVs) and the vertical velocity of the other object zero, the UAV can also reduce its own vertical velocity to zero to avoid a collision. The algorithm for determining a possible collision is simplified, and the packet length of the data to be transmitted is reduced if only height and vertical speed have to be transmitted. Alternatively, the radio signal may include only the current altitude, which further reduces the packet length. The UAV can then determine the vertical speed from the difference between two received altitude values at a known transmission time interval.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Steuerungsmodul zur Steuerung eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV), insbesondere einer Drohne, mit: einer Funk-Steuerungsschnittstelle, die ausgebildet ist, von dem UAV Informationen über eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik zumindest eines anderen Objekts, insbesondere eines anderen UAVs, in einer Funkreichweite des UAV zu empfangen; einem Display, das ausgebildet ist, die empfangenen Informationen über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts einem Piloten zur Steuerung des UAV grafisch darzustellen; und einer Eingabe, die ausgebildet ist, Befehle des Piloten zur Steuerung des UAV zu erfassen und über die Funk-Steuerungsschnittstelle an das UAV zu übermitteln.According to a second aspect, the invention relates to a control module for controlling an unmanned aerial vehicle (UAV), in particular a drone, comprising: a radio control interface, which is configured to obtain from the UAV information about a current position and a current flight characteristic of at least one other object, in particular another UAV, to receive in a radio range of the UAV; a display configured to graphically display the received information about the current position and the current flight characteristics of the at least one other object to a pilot for controlling the UAV; and an input configured to capture commands from the pilot to control the UAV and to communicate via the radio control interface to the UAV.

Durch die Weiterleitung der Informationen über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik der anderen UAVs in Funkreichweite des UAVs an das Steuerungsmodul über die Steuerungsschnittstelle kann der Pilot am Steuerungsmodul auf einfache Weise ersehen, welche Objekte sich in Reichweite seines eigenen UAVs befinden und so rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen, um eine Kollision zu verhindern. Der Pilot kann über die Steuerungsschnittstelle Steuerungsbefehle an das UAV abgeben, um so die Flugbahn seines eigenen UAV gegenüber den Flugbahnen der anderen UAVs zu koordinieren. Damit erhöht sich die Kollisionssicherheit.By relaying the information about the current position and the current flight characteristics of the other UAVs within the radio range of the UAV to the control module via the control interface, the pilot at the control module can easily see which objects are within range of his own UAV and thus take timely countermeasures to prevent a collision. The pilot may provide control commands to the UAV via the control interface to coordinate the trajectory of his own UAV with the trajectories of the other UAVs. This increases the collision safety.

Gemäß einer Ausführungsform des Steuerungsmoduls umfasst die die aktuelle Position des UAV eine geographische Positionsangabe basierend auf Längen- und Breitengrad sowie eine zusätzliche Höhenangabe des UAV.According to one embodiment of the control module, the current position of the UAV comprises a geographical position specification based on latitude and longitude as well as an additional altitude specification of the UAV.

Dies bringt den Vorteil, dass die oben dargestellten Verfahren zur Gerät-zu-Gerät Kommunikation auf einfache Weise im Luftraum eingesetzt werden können. Die Positionsbestimmungsverfahren können in gleicher Weise arbeiten wie bei der Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation, wenn die zusätzliche Höhenkoordinate eingeführt wird, um zu bestimmen, ob sich ein erstes UAV in einer anderen Höhe befindet wie ein zweites UAV. Ohne diese zusätzliche Höhenkoordinate könnte ein Crash angezeigt werden, wo gar keiner vorliegt, etwa wenn zwei UAVs in unterschiedlicher Höhe zueinander fliegen.This has the advantage that the methods for device-to-device communication described above can be easily used in the airspace. The positioning methods may operate in the same manner as vehicle-to-vehicle communications when the additional altitude coordinate is introduced to determine if a first UAV is at a different altitude than a second UAV. Without this additional altitude coordinate, a crash could be displayed where none exist, such as when two UAVs are flying at different heights.

Gemäß einer Ausführungsform des Steuerungsmoduls umfasst die aktuelle Flugcharakteristik des UAV Informationen über einen aktuellen Kurs des UAV und eine aktuelle Geschwindigkeit des UAV auf diesem Kurs.According to one embodiment of the control module, the current flight characteristic of the UAV includes information about a current heading of the UAV and a current velocity of the UAV on that course.

Dies bringt den Vorteil, dass mit Hilfe dieser Informationen das Steuerungsmodul bzw. Steuerungsgerät des UAV auf einfache Weise bestimmen kann ob sich der Kurs seines UAV mit dem Kurs eines benachbarten Objekts, z.B. eines benachbarten UAVs möglicherweise kreuzen kann. Der Pilot des UAV kann dann anhand dieser Informationen einfache Gegenmaßnahmen ergreifen, z.B. Geschwindigkeit ändern oder den eigenen Kurs ändern, um zu verhindern, dass es zu einer Kollision kommt.This has the advantage that, with the aid of this information, the UAV control module or control device can easily determine whether the price of its UAV is equal to the price of a neighboring object, e.g. of a neighboring UAV may possibly cross. The pilot of the UAV can then use this information to take simple countermeasures, e.g. Change speed or change your own course to prevent a collision.

Gemäß einer Ausführungsform des Steuerungsmoduls ist das Display ausgebildet, Informationen über andere Objekte, welche sich in Kollisionsreichweite zu dem UAV befinden, mit einem Warnhinweis zu versehen.According to one embodiment of the control module, the display is designed to provide information about other objects, which are in collision range with the UAV, with a warning.

Dies bringt den Vorteil, dass dem Piloten auf einfache Weise signalisiert wird, wenn Kollisionsgefahr besteht, so dass er rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen kann, z.B. den eigenen Kurs ändern oder die Geschwindigkeit seines UAV reduzieren.This has the advantage that the pilot is easily signaled when there is a risk of collision, so that he can take timely countermeasures, e.g. Change your own course or reduce the speed of your UAV.

Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur funkbasierten Kollisionsdetektion eines unbemannten Luftfahrzeugs, UAV, insbesondere einer Drohne, mit folgenden Schritten: Bestimmen einer aktuellen Position und einer aktuellen Flugcharakteristik des UAV; Aussenden, insbesondere über eine Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation, von Informationen über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des UAV über eine Funkschnittstelle an andere Objekte, insbesondere andere UAVs, innerhalb einer Funkreichweite des UAV; Empfangen, insbesondere über die Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation, von Funksignalen von zumindest einem anderen Objekt, insbesondere zumindest einem anderen UAV, wobei die Funksignale Informationen über eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts umfassen; und Übermitteln der Informationen über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts an ein Steuermodul zur Steuerung des UAV.According to a third aspect, the invention relates to a method for radio-based collision detection of an unmanned aerial vehicle, UAV, in particular of a drone, comprising the following steps: determining a current position and a current flight characteristic of the UAV; Transmitting, in particular via a device-to-device, D2D, communication, information about the current position and the current flight characteristics of the UAV via a radio interface to other objects, in particular other UAVs, within a radio range of the UAV; Receiving, in particular via the device-to-device, D2D, communication, of radio signals from at least one other object, in particular at least one other UAV, wherein the radio signals comprise information about a current position and a current flight characteristic of the at least one other object; and transmitting the information about the current position and the current flight characteristic of the at least one other object to a control module for controlling the UAV.

Durch das Aussenden von Informationen über die Funkschnittstelle des UAV und das Empfangen von Informationen anderer UAVs über Funk gestattet das Verfahren eine gegenseitige Erkennung von UAVs bzw. Objekten, die in der Lage sind über D2D Kommunikation zu kommunizieren sowie einen Austausch von Daten zwischen diesen Objekten, um so ihre Flugbahnen zueinander zu koordinieren. Durch die direkte Kommunikation (D2D Kommunikation) zwischen den UAVs kann eine Koordination über eine zentrale Instanz vermieden werden bzw. weitestgehend eingeschränkt werden. Der erforderliche Informationsfluss wird nur zwischen den betroffenen UAVs geführt, was die gesamte Kommunikation vereinfacht und damit den Aufwand, insbesondere zur Signalisierung, reduziert. Die Batterie kann geschont werden, was die Lebensdauer bzw. die Zeit zwischen zwei Batterieaufladungen des UAV erhöht und damit die Kundenzufriedenheit steigert.By transmitting information via the radio interface of the UAV and receiving information from other UAVs by radio, the method allows mutual recognition UAVs or objects that are able to communicate via D2D communication as well as an exchange of data between these objects so as to coordinate their trajectories to each other. Through direct communication (D2D communication) between the UAVs, coordination via a central instance can be avoided or restricted as far as possible. The required information flow is only conducted between the affected UAVs, which simplifies the entire communication and thus reduces the effort, in particular for signaling, reduced. The battery can be conserved, which increases the life or time between two battery charges of the UAV and thus increases customer satisfaction.

Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines gewöhnlichen UAV 100 mit Sensoren in Fahrtrichtung 111 und zum Boden hin 112 und entsprechenden toten Winkeln 110 in den anderen Richtungen;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Kollisionsszenarios 200 der seitlichen Annäherung zweier UAVs 210, 220, welche nur mit Frontsensoren 211, 221 ausgestattet sind;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Szenarios 300 der seitlichen Annäherung zweier Drohnen 310, 320, welche nach D2D-Kommunikation einen Schnellcheck gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ausführen.
  • 4 eine schematische Darstellung eines UAVs 400 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
  • 5 eine schematische Darstellung eines Steuerungsmoduls 500 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform; und
  • 6 eine schematische Darstellung eines Verfahrens 600 zur Kollisionsvermeidung eines UAVs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Further embodiments will be explained with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of an ordinary UAV 100 with sensors in the direction of travel 111 and to the ground 112 and corresponding blind spots 110 in the other directions;
  • 2 a schematic representation of a collision scenario 200 the lateral approach of two UAVs 210 . 220 , which only with front sensors 211 . 221 are equipped;
  • 3 a schematic representation of a scenario 300 the lateral approach of two drones 310 . 320 which perform a quick check according to an exemplary embodiment after D2D communication.
  • 4 a schematic representation of a UAVs 400 according to an exemplary embodiment;
  • 5 a schematic representation of a control module 500 according to an exemplary embodiment; and
  • 6 a schematic representation of a method 600 for collision avoidance of a UAV according to an exemplary embodiment.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. It should be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the concept of the present invention. The following detailed description is therefore not to be understood in a limiting sense. Further, it should be understood that the features of the various embodiments described herein may be combined with each other unless specifically stated otherwise.

Die Aspekte und Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der Erfindung zu vermitteln. Für einen Fachmann kann es jedoch offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen mit einem geringeren Grad der spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form dargestellt, um das Beschreiben von einem oder mehreren Aspekten oder Ausführungsformen zu erleichtern. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.Aspects and embodiments will be described with reference to the drawings, wherein like reference numerals generally refer to like elements. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects of the invention. However, it will be apparent to one skilled in the art that one or more aspects or embodiments may be practiced with a lesser degree of specific details. In other instances, well-known structures and elements are shown in schematic form to facilitate describing one or more aspects or embodiments. It is understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the concept of the present invention.

Wenngleich ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt einer Ausführungsform bezüglich nur einer von mehreren Implementierungen offenbart worden sein mag, kann außerdem ein derartiges Merkmal oder ein derartiger Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie für eine gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann. Weiterhin sollen in dem Ausmaß, in dem die Ausdrücke „enthalten“, „haben“, „mit“ oder andere Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, solche Ausdrücke auf eine Weise ähnlich dem Ausdruck „umfassen“ einschließend sein. Die Ausdrücke „gekoppelt“ und „verbunden“ können zusammen mit Ableitungen davon verwendet worden sein. Es versteht sich, dass derartige Ausdrücke dazu verwendet werden, um anzugeben, dass zwei Elemente unabhängig davon miteinander kooperieren oder interagieren, ob sie in direktem physischem oder elektrischem Kontakt stehen oder nicht in direktem Kontakt miteinander stehen. Außerdem ist der Ausdruck „beispielhaft“ lediglich als ein Beispiel aufzufassen anstatt der Bezeichnung für das Beste oder Optimale. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen.Furthermore, while a particular feature or aspect of an embodiment may have been disclosed in terms of only one of several implementations, such feature or aspect may be combined with one or more other features or aspects of the other implementations, as for a given or particular one Application may be desirable and advantageous. Furthermore, to the extent that the terms "contain," "have," "with," or other variants thereof are used in either the detailed description or the claims, such terms are intended to include such terms in a manner similar to the term "comprising." The terms "coupled" and "connected" may have been used along with derivatives thereof. It should be understood that such terms are used to indicate that two elements independently cooperate or interact with each other, whether they are in direct physical or electrical contact or are not in direct contact with each other. In addition, the term "exemplary" is to be considered as an example only, rather than the term for the best or optimal. The following description is therefore not to be understood in a limiting sense.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines gewöhnlichen UAV 100 mit Sensoren in Fahrtrichtung 111 und zum Boden hin 112 und entsprechenden toten Winkeln 110 in den anderen Richtungen. Das UAV 100 ist nur mit einem begrenzten Satz an Sensoren 111, 112 ausgestattet, um Hindernisse zu erkennen. In diesem Beispiel umfasst das UAV 100 eine erste Ebene von Sensoren 112 zum Boden hin, um die automatische Landung zu unterstützen, und eine zweite Ebene von Sensoren 111 in Fahrtrichtung (in 1 nach rechts dargestellt), um Hindernisse im normalen Flug zu erkennen. Damit ergibt sich ein toter Winkel bzw. ein blinder Bereich 110, der durch die Sensoren nicht erfassbar ist, und in dem es zu Kollisionen kommen kann. 1 shows a schematic representation of a common UAV 100 with sensors in the direction of travel 111 and to the ground 112 and corresponding blind spots 110 in the other directions. The UAV 100 is only with a limited set of sensors 111 . 112 equipped to detect obstacles. In this example, the UAV includes 100 a first level of sensors 112 to the ground to support the automatic landing, and a second level of sensors 111 in direction of travel (in 1 to the right) to detect obstacles in normal flight. This results in a dead angle or a blind area 110 , which is not detectable by the sensors, and in which it can come to collisions.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Kollisionsszenarios 200 der seitlichen Annäherung zweier UAVs 210, 220, welche nur mit Frontsensoren 211, 221 ausgestattet sind. Wie oben zu 1 bereits beschrieben, entsteht ein toter Winkel bzw. ein blinder Bereich, der durch die Frontsensoren 211, 221 nicht erfassbar ist. Bei seitlicher Annäherung der beiden UAVs 210, 220 kommt es schließlich zur Kollision 230, da keine der Frontsensoren 211, 221 der beiden UAVs 210, 220 rechtzeitig eine Annäherung erkennt. 2 shows a schematic representation of a collision scenario 200 the lateral approach of two UAVs 210 . 220 , which only with front sensors 211 . 221 are equipped. As above 1 already described, creates a dead angle or a blind area, through the front sensors 211 . 221 is not detectable. With lateral approach of the two UAVs 210 . 220 finally it comes to a collision 230 , as none of the front sensors 211 . 221 of the two UAVs 210 . 220 recognize a rapprochement in time.

Gemäß dem in dieser Anmeldung vorgestellten Konzept sollen die UAVs 210, 220 mit weiteren elektronischen Systemen ausgestattet werden, die es ermöglichen, dass die UAVs 210, 220 sich gegenseitig erkennen und gegenseitig Daten austauschen können, um so ihre Flugbahnen zueinander zu koordinieren und die Kollision 230 zu vermeiden. Dazu werden die UAVs 210, 220 mit einem Sender ausgestattet, der ihre momentane Position und ihr Flugverhalten an die jeweils andere UAV sendet. Hierzu kann beispielsweise ein Kommunikationssystem genutzt werden, das bereits für den Straßenverkehr existiert. Dabei werden Fahrzeuge mit einem Sender für LTE-V2X oder IEEE 802.11p ausgestattet, mit dem ein Fahrzeug Daten an alle anderen Fahrzeuge in seiner Umgebung schicken kann. In den beiden oben erwähnten ETSI-Standards „ETSI TS 102 637-2 Intelligent Transport Systems (ITS); Vehicular Communications; Basic Set of Applications; Part 2: Specification of Cooperative Awareness Basic Service“ und „ETSI TS 102 637-3 Intelligent Transport Systems (ITS); Vehicular Communications; Basic Set of Applications; Part 3: Specifications of Decentralized Environmental Notification Basic Service“ sind Formate für die Nachrichten und die darin enthaltenen Inhalte spezifiziert, die über LTE-V2X oder IEEE 802.11p zwischen Fahrzeugen ausgetauscht werden können. Ein solches System kann für die beiden UAVs 210, 220 genutzt werden. Dazu werden die beiden UAVs 210, 220 mit LTE-Funkmodulen ausgerüstet, die sowohl über (normales) LTE (d.h. über die LTE Uu Luftschnittstelle) mit der Basisstation, d.h. dem Steuermodul des Piloten, als auch mittels LTE-V2X untereinander kommunizieren können. Dann können sich die beiden UAVs 210, 220 gegenseitig über ihre aktuelle Position und ihr Flugverhalten informieren. Anschließend leitet jedes UAV 210, 220 die von der benachbarten UAV empfangenen Informationen über LTE-Uu an seinen Piloten weiter. Alternativ kann diese Weiterleitung auch über WiFi erfolgen, allerdings ist die Reichweite der WiFi Funkzelle verhältnismäßig klein, so dass der Pilot unter Umständen nicht ohne Sichtverbindung fliegen kann.According to the concept presented in this application, the UAVs 210 . 220 be equipped with other electronic systems that allow the UAVs 210 . 220 recognize each other and can exchange data to coordinate their trajectories and the collision 230 to avoid. This will be the UAVs 210 . 220 equipped with a transmitter that sends its current position and flight behavior to the other UAV. For this purpose, for example, a communication system can be used that already exists for road traffic. The vehicles are equipped with a transmitter for LTE-V2X or IEEE 802.11p, with which a vehicle can send data to all other vehicles in its environment. In the two ETSI standards mentioned above "ETSI TS 102 637-2 Intelligent Transport Systems (ITS); Vehicular Communications; Basic Set of Applications; Part 2: Specification of Cooperative Awareness Basic Service "and" ETSI TS 102 637-3 Intelligent Transport Systems (ITS); Vehicular Communications; Basic Set of Applications; Part 3: Specifications of Decentralized Environmental Notification Basic Service "specifies formats for the messages and the content they contain that can be exchanged between vehicles via LTE-V2X or IEEE 802.11p. Such a system can be used for both UAVs 210 . 220 be used. These are the two UAVs 210 . 220 equipped with LTE radio modules that can communicate with each other via (normal) LTE (ie via the LTE Uu air interface) with the base station, ie the pilot control module, as well as with the LTE-V2X. Then the two UAVs can 210 . 220 inform each other about their current position and their flight behavior. Subsequently, each UAV directs 210 . 220 the information received from the neighboring UAV via LTE-Uu to its pilot. Alternatively, this forwarding can also be done via WiFi, however, the range of the WiFi radio cell is relatively small, so that the pilot may not fly without line of sight.

Für den Einsatz bei den UAVs 210, 220 können die oben beschriebenen LTE-V2X und ETSI-Standards beispielsweise an die spezifische Situation der UAVs, die sich im dreidimensionalen Raum bewegen, wie folgt angepasst werden: Die Informationselemente der in den oben genannten ETSI-Standards spezifizieren Nachrichten können daher entsprechend modifiziert werden und auf die Situation der UAVs 210, 220 angepasst werden. LTE-V2X ermöglicht es, die Funkressourcen, die für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation benutzt werden, zu verwalten. Unter anderem können den Fahrzeugen Parameter mitgeteilt werden, die den Zugriff auf diese Funkressourcen abhängig vom Aufenthaltsort des Fahrzeugs regeln. Dabei werden Geo-Koordinaten mit Längen- und Breitengrad verwendet, jedoch ohne Höhenangaben. Letztere werden für den Einsatz bei den UAVs 210, 220 ergänzt. Ferner sind situationsangepasste Erweiterungen sinnvoll, welche die Ausbreitung von Mobilfunknetzen oberhalb der Antennen berücksichtigen. Damit ergibt sich eine entsprechende Erweiterung der Signalisierung für LTE-V2X, mit der eine effiziente Kollisionsvermeidung zwischen den beiden UAVs 210, 220 möglich wird. Beispielhaft Ausführungen solcher Anpassungen werden im Folgenden beschrieben.For use with the UAVs 210 . 220 For example, the LTE-V2X and ETSI standards described above may be adapted to the specific situation of the UAVs moving in three-dimensional space as follows: The information elements of the messages specified in the above-mentioned ETSI standards may therefore be modified accordingly the situation of the UAVs 210 . 220 be adjusted. LTE-V2X makes it possible to manage the radio resources used for vehicle-to-vehicle communication. Among other things, the vehicles may be informed of parameters that govern access to these radio resources depending on the location of the vehicle. Geo-coordinates with latitude and longitude are used, but without height information. The latter are for use in the UAVs 210 . 220 added. Further, situation-adapted extensions make sense, which take into account the spread of mobile networks above the antennas. This results in a corresponding extension of the signaling for LTE-V2X, with the efficient collision avoidance between the two UAVs 210 . 220 becomes possible. Exemplary embodiments of such adjustments are described below.

Es wird im Folgenden angenommen, dass eine dieser Erweiterungen der LTE-V2X und ETSI-Standards zwischen den Herstellern als Standard für solche Kommunikation zwischen UAVs vereinbart wird.It is assumed below that one of these extensions of the LTE-V2X and ETSI standards is agreed between the manufacturers as standard for such communication between UAVs.

In einer beispielhaften Implementierung sendet jedes UAV 210, 220 periodisch, z.B. jede Sekunde, ein Signal aus. Angesichts der begrenzten Funkreichweite dieser Technologien oder der Möglichkeit, die Reichweite zu reduzieren (wie bei LTE-Direkt bzw. LTE-V2x), wird das Signal nur in einem begrenzten Bereich wie beispielsweise etwa 50-100 m in allen Richtungen um das UAV bemerkt. Bei einer realistischen Geschwindigkeit von etwa 10-20 m/s (d.h. 36-72 km/h) bietet dies eine elektronische Sichtbarkeit von jedem UAV für 5-10 Sekunden vor dem Kontakt mit anderen Objekten, die mit dieser Technologie ausgestattet sind.In an exemplary implementation, each UAV sends 210 . 220 periodically, eg every second, one signal off. Given the limited radio range of these technologies or the ability to reduce the range (as in LTE-Direkt or LTE-V2x), the signal is only noticed in a limited range such as 50-100 m in all directions around the UAV. At a realistic speed of about 10-20 m / s (ie 36-72 km / h), this provides electronic visibility of each UAV for 5-10 seconds prior to contact with other objects equipped with this technology.

Das oben beschriebene auszusendende Signal besteht beispielsweise aus der aktuellen Position (z. B. definiert durch GPS-Daten) einschließlich Höhe, Kursinformationen und Geschwindigkeit. Dadurch werden alle notwendigen Informationen über umliegende UAVs in naher Entfernung für jedes UAVs transparent, während diejenigen in größerer Entfernung nicht betroffen sind (need-to-know-Prinzip, d.h. nur notwendige Informationen werden weitergeleitet).For example, the signal to be transmitted described above is the current position (eg, defined by GPS data) including altitude, heading information, and speed. This makes all necessary information about surrounding UAVs in the near distance transparent for each UAV, while those at greater distances are not affected (need-to-know). Principle, ie only necessary information is forwarded).

Sobald eine solche D2D Kommunikation bzw. Sensorik angewendet wird, kann dieser erweiterte Bereich, der andere Objekte mit ähnlicher Technologie umfasst, für verschiedene Zwecke verwendet werden, insbesondere zur D2D-unterstützten Kollisionsvermeidung wie unten zu den 3 bis 6 näher beschrieben oder zur Energieoptimierung, wie im Folgenden dargestellt.Once such D2D communication or sensing is employed, this extended range, including other similar technology objects, can be used for a variety of purposes, particularly D2D-assisted collision avoidance as described below 3 to 6 described in more detail or for energy optimization, as shown below.

Die On-Board Sensor Technologie ist ein weiterer Stromverbraucher, der insbesondere für stromversorgte UAVs kritisch ist. Durch die zunehmende Anzahl von Sensoren sowie die Komplexität der Sensoren, welche das Erfassen einer vollen 360°-Sensorreichweite unterstützen, erhöht sich der Stromverbrauch. Die volle Funktionalität der Sensoren wird dabei in den meisten Fällen erst gar nicht benötigt. Durch die Kombination mit einer D2D-Kommunikation werden nur im Falle einer Rückmeldung über D2D die Sensoren vollständig aktiviert und sorgen aufgrund der implementierten Maßnahmen für eine Antikollision. Wenn keine Antwort über D2D erfolgt, werden sie auf den Modus „Niedriger Energieverbrauch“ bzw. Schlafmodus zurückgesetzt. Es kann sinnvoll sein, diese Sensoren nicht vollständig auszuschalten oder mindestens diejenigen in Flugrichtung aktiv zu halten, um für nicht mit D2D-Technologie ausgestattete Objekte vorbereitet zu sein.On-board sensor technology is another power consumer that is particularly critical for power-supplied UAVs. Increasing the number of sensors as well as the complexity of the sensors that assist in detecting a full 360 ° sensor range increases power consumption. The full functionality of the sensors is not needed in most cases. Due to the combination with a D2D communication, the sensors are only fully activated in the event of feedback via D2D and ensure an anti-collision due to the measures implemented. If there is no response via D2D, they will revert to Low Power or Sleep Mode. It may be useful not to completely turn off these sensors, or at least keep them active in the direction of flight, to be prepared for objects not equipped with D2D technology.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Szenarios 300 der seitlichen Annäherung zweier Drohnen 310, 320, welche nach D2D-Kommunikation einen Schnellcheck gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ausführen. In diesem Szenario befindet sich ein erstes UAV 310 in einer beispielhaften Höhe von 80 m und bewegt sich nur in horizontaler Richtung, nicht aber in vertikaler Richtung. Ein zweites UAV 320 befindet sich in einer beispielhaften Höhe von 50 m und bewegt sich ebenfalls nur in horizontaler Richtung, nicht aber in vertikaler Richtung, so dass keine Kollision zu erwarten ist. Mittels D2D Kommunikation tauschen die beiden UAVs 310, 320 entsprechende Informationen aus: UAV 310 informiert UAV 320 durch Aussenden eines Funksignals 311 über seine aktuelle Höhe (80 m) und seine aktuelle Vertikalgeschwindigkeit (0 m/s); und UAV 320 informiert UAV 310 durch Aussenden eines Funksignals 321 über seine aktuelle Höhe (50 m) und seine aktuelle Vertikalgeschwindigkeit (0 m/s). Damit können beide UAVs 310, 320 einen Schnellcheck ausführen, ob eine Kollision auftreten kann. 3 shows a schematic representation of a scenario 300 the lateral approach of two drones 310 . 320 which perform a quick check according to an exemplary embodiment after D2D communication. In this scenario, there is a first UAV 310 at an exemplary height of 80 m and moves only in the horizontal direction, but not in the vertical direction. A second UAV 320 is located at an exemplary height of 50 m and also moves only in the horizontal direction, but not in the vertical direction, so that no collision is expected. Using D2D communication exchange the two UAVs 310 . 320 corresponding information from: UAV 310 informs UAV 320 by sending a radio signal 311 about his current height ( 80 m) and its current vertical velocity ( 0 m / s); and UAV 320 informs UAV 310 by sending a radio signal 321 about its current altitude (50 m) and its current vertical speed (0 m / s). This allows both UAVs 310 . 320 perform a quick check to see if a collision can occur.

Die D2D Kommunikation kann nicht nur zum Erkennen von Objekten verwendet werden, indem eine Antwort bei Existenz eines solchen Objekts gegeben wird, sondern es kann in einer beispielhaften Implementierung ein sehr kleines Datenpaket bereitgestellt wird, das nur aus aktueller Höhe und vertikaler Bewegung besteht. Mit diesen Daten kann jedes UAV bzw. Drohne schnell überprüfen, ob das andere Objekt in der gleichen Höhe ist oder sein könnte, z.B. anhand der vertikalen Geschwindigkeitsanzeige wie in 3 dargestellt.Not only can the D2D communication be used to detect objects by giving an answer in the presence of such an object, but in an exemplary implementation a very small data packet consisting of current height and vertical motion only can be provided. With this data, each UAV or drone can quickly check whether the other object is or could be at the same altitude, for example, using the vertical speed indicator as in 3 shown.

Wenn der Erfassungsbereich bei D2D Kommunikation z.B. 50 m beträgt, bemerken sich zwei UAVs 310, 320 gegenseitig. Wenn das erste UAV 310 sich auf einer Höhe von 80 m bewegt und das zweite UAV 320 sich auf einer Höhe von 50 m bewegt und beide eine vertikale Geschwindigkeit von 0 km/h haben, besteht keine wirkliche Kollisionsgefahr, außer im Falle einer abrupten Änderung der momentanen Bewegung. Dies kann jedoch durch die oben beschriebene Sensorsteuerung vermieden werden, so dass in Kursberechnungen keine aufwendigen Mechanismen zur Kollisionsvermeidung gestartet werden müssen.For example, if the detection range for D2D communication is 50 m, then two UAVs will notice each other 310 . 320 each other. If the first UAV 310 moving at an altitude of 80 m and the second UAV 320 moving at a height of 50 m and both have a vertical speed of 0 km / h, there is no real risk of collision, except in the case of an abrupt change in the instantaneous movement. However, this can be avoided by the sensor control described above, so that no costly mechanisms for collision avoidance must be started in course calculations.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) 400, insbesondere einer Drohne, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Das UAV 400 implementiert die oben zu den 2 und 3 beschriebene D2D Kommunikation, und stellt damit eine effiziente Kollisionsvermeidung bereit. 4 shows a schematic representation of an unmanned aerial vehicle (UAV) 400 , in particular a drone, according to an exemplary embodiment. The UAV 400 implements the above to the 2 and 3 described D2D communication, thus providing an efficient collision avoidance.

Das UAV 400 umfasst ein Navigationsmodul 401, ein Funk-Sendemodul 402, ein Funk-Empfangsmodul 403 und eine Funk-Steuerungsschnittstelle 404. Das Navigationsmodul 401 ist ausgebildet, eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik des UAV 400 zu bestimmen. Zum Beispiel kann die aktuelle Position des UAV 400 über den Empfang eines Satellitensignals 411 von einem oder mehreren Satelliten 410 bestimmt werden. Die aktuelle Flugcharakteristik bzw. Flugverhalten umfasst einen Kurs, auf dem sich das UAV 400 aktuell befindet. Dieser kann beispielsweise durch Messung der Rotoreinstellungen und der momentanen Geschwindigkeit des UAV 400 bestimmt werden. Das Funk-Sendemodul 402 ist ausgebildet, Informationen 421 über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des UAV 400 an ein oder mehrere andere Objekte 420, insbesondere andere UAVs 420, innerhalb einer Funkreichweite des UAV 400 auszusenden, insbesondere über eine Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation. Das Funk-Empfangsmodul 403 ist ausgebildet, ein Funksignal von zumindest einem anderen Objekt 420, insbesondere einem anderen UAV 420, zu empfangen, insbesondere über die Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation. Das Funksignal umfasst Informationen 422 über eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts 420. Funk-Sendemodul 402 und Funk-Empfangsmodul 403 können als ein einzelner Transceiver realisiert sein, der sowohl Funksignale aussendet als auch empfängt. Obwohl in 4 der Einfachheit halber nur eine andere Drohne 420 dargestellt ist, können sich in der Funkreichweite des UAV 400 mehrere Objekte befinden. Das Funk-Sendemodul 402 kann Signale zu mehreren Objekten aussenden und das Funk-Empfangsmodul 403 kann gleichzeitig oder nacheinander Signal von mehreren Objekten, wie anderen UAVs oder Drohnen empfangen. Die Funk-Steuerungsschnittstelle 404 ist ausgebildet, die Informationen 422 über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts 420 an ein Steuermodul 500 zur Steuerung des UAV 400 zu übermitteln, z.B. ein Steuermodul 500 wie in 5 beschrieben. Die Übermittlung der Daten kann über LTE erfolgen oder über WiFi. Das Steuermodul 500 kann eine Fernbedienung sein, mit der ein Pilot 505 das UAV 400 steuern kann.The UAV 400 includes a navigation module 401 , a radio transmitter module 402 , a radio reception module 403 and a radio control interface 404 , The navigation module 401 is trained, a current position and a current flight characteristics of the UAV 400 to determine. For example, the current position of the UAV 400 about receiving a satellite signal 411 from one or more satellites 410 be determined. The current flight characteristics or flight behavior includes a course on which the UAV 400 currently located. This can be done, for example, by measuring the rotor settings and the current speed of the UAV 400 be determined. The wireless transmitter module 402 is trained information 421 about the current position and the current flight characteristics of the UAV 400 to one or more other objects 420 , in particular other UAVs 420 , within a radio range of the UAV 400 to be sent, in particular via a device-to-device, D2D, communication. The radio reception module 403 is formed, a radio signal from at least one other object 420 , especially another UAV 420 to receive, in particular via the device-to-device, D2D, communication. The radio signal comprises information 422 about a current position and a current flight characteristic of the at least one other object 420 , Wireless transmitter module 402 and radio reception module 403 may be implemented as a single transceiver that both transmits and receives radio signals. Although in 4 for simplicity, just another drone 420 may be in the radio range of the UAV 400 several objects are located. The wireless transmitter module 402 can send signals to multiple objects and the radio receiver module 403 can simultaneously or sequentially receive signal from multiple objects, such as other UAVs or drones. The radio control interface 404 is trained, the information 422 about the current position and the current flight characteristics of the at least one other object 420 to a control module 500 to control the UAV 400 to transmit, eg a control module 500 as in 5 described. The data can be transmitted via LTE or via WiFi. The control module 500 can be a remote control with which a pilot 505 the UAV 400 can control.

Das Funk-Sendemodul 402 kann die Informationen 421 beispielsweise gemäß einem der Funkstandards LTE-V2X oder IEEE 802.11p aussenden. Das Funk-Empfangsmodul 403 kann die Informationen 422 z.B. gemäß einem der Funkstandards LTE-V2X oder IEEE 802.11 p empfangen. Die beiden Funkstandards können die oben zu den 2 und 3 beschriebenen Erweiterungen aufweisen, um eine Anpassung an die Kommunikation im Luftraum zu realisieren. Die Funk-Steuerungsschnittstelle 404 kann z.B. als LTE Uu Luftschnittstelle ausgebildet sein oder alternativ als WiFi Schnittstelle.The wireless transmitter module 402 can the information 421 For example, according to one of the wireless standards LTE-V2X or IEEE 802.11p send out. The radio reception module 403 can the information 422 eg according to one of the radio standards LTE-V2X or IEEE 802.11 p. The two wireless standards can be the ones above 2 and 3 have extensions described in order to realize an adaptation to the communication in the airspace. The radio control interface 404 For example, it can be designed as an LTE Uu air interface or alternatively as a WiFi interface.

Die aktuelle Position des UAV 400 kann beispielsweise eine geographische Positionsangabe basierend auf Längen- und Breitengrad umfassen sowie eine zusätzliche Höhenangabe des UAV 400, um sich an die Navigation im dreidimensionalen Raum anzupassen. Das Navigationsmodul 401 kann ferner ein Positionsbestimmungsmodul, insbesondere einen Globalen Satellitennavigationssystem (GNSS) Empfänger aufweisen, um die geographische Positionsangabe des UAV 400 zu bestimmen. Optional kann das Navigationsmodul 401 einen Höhensensor zur Bestimmung der Höhenangabe des UAV 400 aufweisen. Der Höhenmesser kann die Höhenmessung z.B. barometrisch, mit Schall, mit Mikrowellen oder mit Laserstrahlen durchführen. Bei barometrischer Höhenmessung erfolgt die Messung der Flughöhe anhand des äußeren Luftdrucks.The current position of the UAV 400 may include, for example, a geographical position indication based on longitude and latitude and an additional altitude specification of the UAV 400 to adapt to navigation in three-dimensional space. The navigation module 401 In addition, a position determination module, in particular a Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver, can have the geographical position specification of the UAV 400 to determine. Optionally, the navigation module 401 a height sensor for determining the altitude of the UAV 400 respectively. The altimeter can perform the height measurement eg barometric, with sound, with microwaves or with laser beams. In the case of barometric altitude measurement, the altitude is measured on the basis of the external air pressure.

Die aktuelle Flugcharakteristik des UAV 400 kann Informationen über einen aktuellen Kurs des UAV 400 und eine aktuelle Geschwindigkeit des UAV 400 auf diesem Kurs umfassen. Im einfachsten Fall können Informationen 311 über eine aktuelle Höhe und eine aktuelle Vertikalgeschwindigkeit des UAVs 400 einem anderen UAV signalisiert werden, wie in 3 beschrieben. Die Informationen können zusätzlich eine Flugrichtung, beispielsweise anhand eines Kompasses (z.B. in Richtung Nord-Ost), sowie eine Horizontalgeschwindigkeit in dieser Flugrichtung anzeigen.The current flight characteristics of the UAV 400 can provide information about a current price of the UAV 400 and a current speed of the UAV 400 on this course. In the simplest case, information can be 311 about a current altitude and a current vertical speed of the UAV 400 be signaled to another UAV, as in 3 described. The information may additionally indicate a direction of flight, for example by means of a compass (eg in the direction north-east), as well as a horizontal speed in this direction of flight.

In einer Ausführung des UAV 400 kann das Funk-Sendemodul 402 die Informationen 421 über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des UAV 400 periodisch aussenden, z.B. jede Sekunde oder alle 2, 3, 4, 5 oder 10 Sekunden.In one version of the UAV 400 can the radio transmitter module 402 the information 421 about the current position and the current flight characteristics of the UAV 400 send out periodically, eg every second or every 2, 3, 4, 5 or 10 seconds.

Das UAV 400 oder das Funk-Sendemodul 402 des UAV 400 kann ferner ausgebildet sein, die Funkreichweite des UAV 400 selbst einzustellen, z.B. durch Leistungsregelung der Abstrahlung des D2D Funksignals an die anderen UAVs 420. Damit kann das UAV 400 seine Sichtweite einstellen. Beispielsweise kann es bei höherer Geschwindigkeit eine größere Funkreichweite einstellen, um auch von entfernteren Objekten wahrgenommen zu werden. Bei sehr geringer Geschwindigkeit oder einer Geschwindigkeit von Null kann das UAV 400 auch das Abstrahlen von Funksignalen einstellen, um damit Leistung zu sparen. Ferner kann das Funk-Empfangsmodul 403 in einer Ausführungsform seine Empfangsauflösung einstellen, um eine Reichweite empfangener Funksignale zu justieren.The UAV 400 or the radio transmitter module 402 of the UAV 400 may also be formed, the radio range of the UAV 400 to adjust itself, for example, by power control of the radiation of the D2D radio signal to the other UAVs 420 , This allows the UAV 400 to adjust his sight. For example, at higher speeds, it can set a larger radio range to be perceived even by more distant objects. At very low speed or zero speed, the UAV 400 also adjust the radiation of radio signals in order to save power. Furthermore, the radio reception module 403 in one embodiment, adjust its receive resolution to adjust a range of received radio signals.

Das UAV 400 kann ein Anti-Kollisionsmodul aufweisen, das ausgebildet ist, eine Anti-Kollisionsteuerung des UAV 400 basierend auf den Informationen 422 des von dem zumindest einen anderen Objekt 420 empfangenen Funksignals vorzunehmen. Das Anti-Kollisionsmodul kann eine Mehrzahl von Anti-Kollisions-Sensoren, z.B. Sensoren 111, 112 wie in 1 beschrieben oder Sensoren 211, 221 wie in 2 dargestellt, zum Erfassen von Hindernissen in einer Flugbahn des UAV 400 aufweisen. Das Anti-Kollisionsmodul kann alle oder zumindest einen Teil der Anti-Kollisions-Sensoren 111, 112, 211, 221 in einen Modus mit gegenüber einem Normalbetrieb reduzierter Leistungsaufnahme (Power-down Mode) versetzen solange das Funk-Empfangsmodul 403 kein Funksignal von anderen Objekten 420 empfängt bzw. sofern kein anderes Objekt in Funkreichweite detektiert wird. Damit kann sich die Leistungsaufnahme reduzieren lassen und die Lebensdauer erhöht sich.The UAV 400 may include an anti-collision module configured to provide anti-collision control of the UAV 400 based on the information 422 that of the at least one other object 420 received radio signal. The anti-collision module may include a plurality of anti-collision sensors, eg sensors 111 . 112 as in 1 described or sensors 211 . 221 as in 2 shown for detecting obstacles in a trajectory of the UAV 400 respectively. The anti-collision module can all or at least part of the anti-collision sensors 111 . 112 . 211 . 221 in a mode with reduced power consumption compared to a normal operation (power-down mode) as long as the radio receiving module 403 no radio signal from other objects 420 receives or if no other object is detected in radio range. This can reduce the power consumption and increase the service life.

Das Funksignal von dem zumindest einen anderen Objekt 420 kann Informationen 422, 321 über eine aktuelle Höhe und eine aktuelle Vertikalgeschwindigkeit des zumindest einen anderen Objekts 420, 320 umfassen, wie in 4 und 3 dargestellt. Das Anti-Kollisionsmodul kann mit diesen Informationen 422, 321, d.h. basierend auf der aktuellen Vertikalgeschwindigkeit und der aktuellen Höhe des zumindest einen anderen Objekts 420, 320, bestimmen ob eine Kollision mit dem zumindest einen anderen Objekt 420 möglich oder wahrscheinlich ist.The radio signal from the at least one other object 420 can information 422 . 321 about a current altitude and a current vertical speed of the at least one other object 420 . 320 include, as in 4 and 3 shown. The anti-collision module can handle this information 422 . 321 that is, based on the current vertical velocity and the current height of the at least one other object 420 . 320 , determine whether a collision with the at least one other object 420 possible or likely.

5 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuerungsmoduls 500 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Mit dem Steuerungsmodul 500 kann ein unbemanntes Luftfahrzeug, UAV 400 insbesondere eine Drohne gesteuert werden, beispielsweise eines der in den vorigen Figuren beschriebenen UAVs 100, 210, 220, 310, 320, 400. Das Steuerungsmodul 500 umfasst eine Funk-Steuerungsschnittstelle 501, die das Gegenstück zur oben zu 4 beschriebenen Funk-Steuerungsschnittstelle 404 darstellt, ein Display oder Bildschirm 502 und eine Eingabe 503, z.B. eine Tastatur oder eine Eingabemöglichkeit über den Bildschirm 502 wie bei Smartphones üblich. Die Eingabe 503 kann auch ein Steuerpult sein mit einem oder mehreren Steuerknüppeln oder Joysticks wie zur Steuerung von Drohnen üblich. 5 shows a schematic representation of a control module 500 according to an exemplary embodiment. With the control module 500 can be an unmanned aerial vehicle, UAV 400 In particular, a drone are controlled, for example, one of the UAVs described in the previous figures 100 . 210 . 220 . 310 . 320 . 400 , The control module 500 includes a radio control interface 501 which is the counterpart to the above 4 described radio control interface 404 represents a display or screen 502 and an input 503 , eg a keyboard or an input option via the screen 502 as usual with smartphones. The input 503 can also be a control panel with one or more joysticks or joysticks as is common for controlling drones.

Die Funk-Steuerungsschnittstelle 501 ist ausgebildet, von dem UAV 400 Informationen 510 über eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik zumindest eines anderen Objekts 420, insbesondere eines anderen UAVs, in einer Funkreichweite des UAV 400 zu empfangen. Das Display 502 ist ausgebildet, die empfangenen Informationen 510 über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts 420 dem Piloten 505 zur Steuerung des UAV 400 grafisch oder auf andere geeignete Art (akustisch, sensorisch, haptisch, in Textform) darzustellen 512. Die Eingabe 503 ist ausgebildet, Befehle 511 des Piloten 505 zur Steuerung des UAV 400 zu erfassen und über die Funk-Steuerungsschnittstelle 501 an das UAV 400 zu übermitteln.The radio control interface 501 is trained by the UAV 400 information 510 about a current position and a current flight characteristic of at least one other object 420 , in particular another UAV, in a radio range of the UAV 400 to recieve. the display 502 is trained, the information received 510 about the current position and the current flight characteristics of the at least one other object 420 the pilot 505 to control the UAV 400 graphically or in any other appropriate way (acoustic, sensory, haptic, textual) 512 , The input 503 is trained, commands 511 of the pilot 505 to control the UAV 400 and via the radio control interface 501 to the UAV 400 to convey.

Der Pilot 505 erhält also eine grafische Darstellung des Flugraums in dem sich das UAV 400 aufhält inklusive anderer Objekte wie anderer UAVs oder Drohnen und kann basierend auf dieser Information sein UAV 400 entsprechend steuern, um eine Kollision zu vermeiden.The pilot 505 So receives a graphical representation of the space in which the UAV 400 stops including other objects such as other UAVs or drones and can be UAV based on this information 400 control accordingly to avoid a collision.

Die aktuelle Position des UAV 400 kann z.B. eine geographische Positionsangabe basierend auf Längen- und Breitengrad sowie eine zusätzliche Höhenangabe des UAV 400 umfassen. Die aktuelle Flugcharakteristik des UAV 400 kann Informationen, z.B. Informationen 311 wie in 3 dargestellt, über einen aktuellen Kurs des UAV 400 und eine aktuelle Geschwindigkeit des UAV 400 auf diesem Kurs umfassen. Das Display 502 kann Informationen über andere Objekte 420, welche sich in Kollisionsreichweite zu dem UAV 400 befinden, mit einem Warnhinweis versehen, um den Piloten auf eine Gefahrensituation aufmerksam zu machen.The current position of the UAV 400 For example, a geographical position based on latitude and longitude and an additional altitude of the UAV 400 include. The current flight characteristics of the UAV 400 can provide information, eg information 311 as in 3 represented, over a current course of the UAV 400 and a current speed of the UAV 400 on this course. the display 502 can provide information about other objects 420 , which are in collision range to the UAV 400 provided with a warning to alert the pilot to a dangerous situation.

6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 600 zur Kollisionsvermeidung eines UAVs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Bei dem UAV handelt es sich um ein unbemanntes Luftfahrzeug, UAV 400 wie in 4 und 5 beschrieben, insbesondere eine Drohne. Zum Beispiel kann das UAV eines der in den vorigen Figuren beschriebenen UAVs 100, 210, 220, 310, 320, 400 sein. 6 shows a schematic representation of a method 600 for collision avoidance of a UAV according to an exemplary embodiment. The UAV is an unmanned aerial vehicle, UAV 400 as in 4 and 5 described, in particular a drone. For example, the UAV may be one of the UAVs described in the previous figures 100 . 210 . 220 . 310 . 320 . 400 his.

Das Verfahren 600 umfasst einen ersten Schritt 601: Bestimmen einer aktuellen Position und einer aktuellen Flugcharakteristik des UAV, z.B. wie oben zu 4 beschrieben.The procedure 600 includes a first step 601 : Determine a current position and a current flight characteristic of the UAV, eg as above 4 described.

Das Verfahren 600 umfasst einen zweiten Schritt 602: Aussenden, insbesondere über eine Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation, von Informationen über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des UAV über eine Funkschnittstelle an andere Objekte, insbesondere andere UAVs, innerhalb einer Funkreichweite des UAV, z.B. wie oben zu 4 beschrieben.The procedure 600 includes a second step 602 Transmission, in particular via a device-to-device, D2D, communication, of information about the current position and the current flight characteristics of the UAV via a radio interface to other objects, in particular other UAVs, within a radio range of the UAV, eg as above 4 described.

Das Verfahren 600 umfasst einen dritten Schritt 603: Empfangen, insbesondere über die Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation, von Funksignalen von zumindest einem anderen Objekt, insbesondere zumindest einem anderen UAV, wobei die Funksignale Informationen über eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts umfassen, z.B. wie oben zu 4 beschrieben.The procedure 600 includes a third step 603 : Receiving, in particular via the device-to-device, D2D, communication, of radio signals from at least one other object, in particular at least one other UAV, wherein the radio signals comprise information about a current position and a current flight characteristic of the at least one other object, eg as above 4 described.

Das Verfahren 600 umfasst einen vierten Schritt 604: Übermitteln der Informationen über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts an ein Steuermodul zur Steuerung des UAV, z.B. wie oben zu 4 beschrieben.The procedure 600 includes a fourth step 604 Transmission of the information about the current position and the current flight characteristics of the at least one other object to a control module for controlling the UAV, eg as above 4 described.

Die Schritte müssen nicht in der hier angegebenen Reihenfolge ausgeführt werden.The steps do not have to be performed in the order given here.

Das Verfahren 600 kann weitere Schritte umfassen, wie beispielsweise entsprechend denen oben zu den 4 und 5 beschriebenen Verfahrensschritten.The procedure 600 may include further steps, such as those corresponding to those above 4 and 5 described method steps.

Ein Aspekt der Erfindung umfasst auch ein Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen das zu 6 beschriebene Verfahren 600 oder die zu 3 bis 5 beschriebenen Vorgänge ausgeführt werden können, wenn das Produkt auf einem Computer läuft. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computergeeigneten nicht-transitorischen Medium gespeichert sein und computerlesbare Programmittel umfassen, die einen Computer veranlassen, das Verfahren 600 auszuführen.One aspect of the invention also includes a computer program product that can be loaded directly into the internal memory of a digital computer and includes software code portions that enable it 6 described method 600 or the too 3 to 5 can be performed when the product is running on a computer. The computer program product may be stored on a computer-suitable non-transitory medium and include computer readable program means for causing a computer to perform the method 600 perform.

Der Computer kann ein PC sein, beispielsweise ein PC eines Computernetzwerks. Der Computer kann als ein Chip, ein ASIC, ein Mikroprozessor oder ein Signalprozessor realisiert sein und in einem Computernetzwerk, beispielsweise in einem Kommunikationsnetz angeordnet sein.The computer may be a PC, for example a PC of a computer network. The computer may be implemented as a chip, an ASIC, a microprocessor or a signal processor and may be located in a computer network, for example in a communications network.

Es ist selbstverständlich, dass die Merkmale der verschiedenen beispielhaft hierin beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, außer wenn spezifisch anderweitig angegeben. Wie in der Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt müssen einzelne Elemente, die in Verbindung stehend dargestellt wurden, nicht direkt miteinander in Verbindung stehen; Zwischenelemente können zwischen den verbundenen Elementen vorgesehen sein. Ferner ist es selbstverständlich, dass Ausführungsformen der Erfindung in einzelnen Schaltungen, teilweise integrierten Schaltungen oder vollständig integrierten Schaltungen oder Programmiermitteln implementiert sein können. Der Begriff „beispielsweise“ ist lediglich als ein Beispiel gemeint und nicht als das Beste oder Optimale. Es wurden bestimmte Ausführungsformen hierin veranschaulicht und beschrieben, doch für den Fachmann ist es offensichtlich, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder gleichartigen Implementierungen anstelle der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen verwirklicht werden können, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.It is to be understood that the features of the various embodiments described herein by way of example may be combined with each other except as specifically stated otherwise. As shown in the specification and drawings, individual elements that have been shown to be related need not communicate directly with each other; Intermediate elements may be provided between the connected elements. Further, it is to be understood that embodiments of the invention may be implemented in discrete circuits, partially integrated circuits, or fully integrated circuits or programming means. The term "for example" is meant as an example only and not as the best or optimal. While particular embodiments have been illustrated and described herein, it will be apparent to those skilled in the art that a variety of alternative and / or similar implementations may be practiced instead of the illustrated and described embodiments without departing from the concept of the present invention.

Claims (15)

Unbemanntes Luftfahrzeug, UAV, (400) insbesondere Drohne, mit: einem Navigationsmodul (401), das ausgebildet ist, eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik des UAV (400) zu bestimmen; einem Funk-Sendemodul (402), das ausgebildet ist, Informationen (421) über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des UAV (400) an ein oder mehrere andere Objekte (420), insbesondere andere UAVs, innerhalb einer Funkreichweite des UAV (400) auszusenden, insbesondere über eine Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation; einem Funk-Empfangsmodul (403), das ausgebildet ist, ein Funksignal von zumindest einem anderen Objekt (420), insbesondere einem anderen UAV, zu empfangen, insbesondere über die Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation, wobei das Funksignal Informationen (422) über eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts (420) umfasst; und einer Funk-Steuerungsschnittstelle (404), die ausgebildet ist, die Informationen (422) über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts (420) an ein Steuermodul (500) zur Steuerung des UAV (400) zu übermitteln.Unmanned aerial vehicle, UAV, (400) in particular drone, with: a navigation module (401) configured to determine a current position and a current flight characteristic of the UAV (400); a radio transmission module (402) which is configured to transmit information (421) about the current position and the current flight characteristics of the UAV (400) to one or more other objects (420), in particular other UAVs, within a radio range of the UAV (400 ), in particular via a device-to-device, D2D, communication; a radio receiving module (403), which is configured to receive a radio signal from at least one other object (420), in particular another UAV, in particular via the device-to-device, D2D, communication, wherein the radio signal contains information (422 ) comprises a current position and a current flight characteristic of the at least one other object (420); and a radio control interface (404) configured to communicate the information (422) about the current position and the current flight characteristic of the at least one other object (420) to a control module (500) for controlling the UAV (400). UAV (400) nach Anspruch 1, wobei das Funk-Sendemodul (402) ausgebildet ist, die Informationen (421) gemäß den Funkstandards LTE-V2X und/oder IEEE 802.11p auszusenden; wobei das Funk-Empfangsmodul (403) ausgebildet ist, die Informationen (422) gemäß den Funkstandards LTE-V2X und/oder IEEE 802.11p zu empfangen; und wobei die Funk-Steuerungsschnittstelle (404) als LTE Uu Luftschnittstelle ausgebildet ist.UAV (400) after Claim 1 wherein the radio transmitter module (402) is adapted to transmit the information (421) according to the radio standards LTE-V2X and / or IEEE 802.11p; wherein the radio receiving module (403) is adapted to receive the information (422) according to the radio standards LTE-V2X and / or IEEE 802.11p; and wherein the radio control interface (404) is configured as an LTE Uu air interface. UAV (400) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die aktuelle Position des UAV (400) eine geographische Positionsangabe basierend auf Längen- und Breitengrad sowie eine zusätzliche Höhenangabe des UAV (400) umfasst.UAV (400) after Claim 1 or 2 wherein the current position of the UAV (400) comprises a geographic location indication based on latitude and longitude and an additional altitude indication of the UAV (400). UAV (400) nach Anspruch 3, wobei das Navigationsmodul (401) folgendes umfasst: ein Positionsbestimmungsmodul, insbesondere einen Globalen Satellitennavigationssystem (GNSS) Empfänger zur Bestimmung der geographischen Positionsangabe des UAV (400); und einen Höhensensor zur Bestimmung der Höhenangabe des UAV (400).UAV (400) after Claim 3 wherein the navigation module (401) comprises: a position determination module, in particular a Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver for determining the geographical position specification of the UAV (400); and a height sensor for determining altitude indication of the UAV (400). UAV (400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die aktuelle Flugcharakteristik des UAV (400) Informationen (311) über einen aktuellen Kurs des UAV (400) und eine aktuelle Geschwindigkeit des UAV (400) auf diesem Kurs umfasst.The UAV (400) of any one of the preceding claims, wherein the UAV current flight characteristic (400) includes information (311) about a current heading of the UAV (400) and a current velocity of the UAV (400) on that course. UAV (400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Funk-Sendemodul (402) ausgebildet ist, die Informationen (421) über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des UAV (400) periodisch auszusenden.The UAV (400) of any one of the preceding claims, wherein the radio transmitter module (402) is adapted to periodically transmit the information (421) about the current position and flight characteristics of the UAV (400). UAV (400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Funk-Sendemodul (402) ausgebildet ist, die Funkreichweite des UAV (400) einzustellen.The UAV (400) of any one of the preceding claims, wherein the radio transmitter module (402) is adapted to adjust the radio range of the UAV (400). UAV (400) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Anti-Kollisionsmodul das ausgebildet ist, eine Anti-Kollisionsteuerung des UAV (400) basierend auf den Informationen (422) des von dem zumindest einen anderen Objekt (420) empfangenen Funksignals vorzunehmen.A UAV (400) according to any one of the preceding claims, comprising an anti-collision module configured to perform anti-collision control of the UAV (400) based on the information (422) of the radio signal received by the at least one other object (420). UAV (400) nach Anspruch 8, wobei das Anti-Kollisionsmodul ferner eine Mehrzahl von Anti-Kollisions-Sensoren (111, 112) zum Erfassen von Hindernissen in einer Flugbahn des UAV (400) aufweist und ausgebildet ist, zumindest einen Teil der Anti-Kollisions-Sensoren (111, 112) in einen Modus mit gegenüber einem Normalbetrieb reduzierter Leistungsaufnahme zu versetzen solange das Funk-Empfangsmodul (403) kein Funksignal von anderen Objekten (420) empfängt.UAV (400) after Claim 8 wherein the anti-collision module further comprises a plurality of anti-collision sensors (111, 112) for detecting obstacles in a trajectory of the UAV (400) and configured to form at least a portion of the anti-collision sensors (111, 112 ) in a mode with reduced compared to a normal operation power consumption as long as the radio receiving module (403) receives no radio signal from other objects (420). UAV (400) nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Funksignal von dem zumindest einen anderen Objekt (420) Informationen (422, 321) über eine aktuelle Höhe und eine aktuelle Vertikalgeschwindigkeit des zumindest einen anderen Objekts (420, 320) umfasst; und wobei das Anti-Kollisionsmodul ausgebildet ist, basierend auf der aktuellen Vertikalgeschwindigkeit und der aktuellen Höhe des zumindest einen anderen Objekts (420, 320) zu bestimmen, ob eine Kollision mit dem zumindest einen anderen Objekt (420) möglich oder wahrscheinlich ist.UAV (400) after Claim 8 or 9 wherein the radio signal from the at least one other object (420) contains information (422, 321) about a current altitude and a current vertical speed of the at least one other object (420, 320); and wherein the anti-collision module is configured to determine, based on the current vertical velocity and the current altitude of the at least one other object (420, 320), whether a collision with the at least one other object (420) is possible or probable. Steuerungsmodul (500) zur Steuerung eines unbemannten Luftfahrzeugs, UAV (400) insbesondere einer Drohne, mit: einer Funk-Steuerungsschnittstelle (501), die ausgebildet ist, von dem UAV (400) Informationen (510) über eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik zumindest eines anderen Objekts (420), insbesondere eines anderen UAVs, in einer Funkreichweite des UAV (400) zu empfangen; einem Display (502), das ausgebildet ist, die empfangenen Informationen (510) über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts (420) einem Piloten (505) zur Steuerung des UAV (400) grafisch darzustellen (512); und einer Eingabe (503), die ausgebildet ist, Befehle (511) des Piloten (505) zur Steuerung des UAV (400) zu erfassen und über die Funk-Steuerungsschnittstelle (501) an das UAV (400) zu übermitteln.Control module (500) for controlling an unmanned aerial vehicle, UAV (400), in particular a drone, comprising: a radio control interface (501), which is configured to receive from the UAV (400) information (510) about a current position and a current flight characteristic of at least one other object (420), in particular another UAV, in a radio range of the UAV (400 ) to recieve; a display (502) configured to graph (512) the received information (510) about the current position and flight characteristics of the at least one other object (420) to a pilot (505) for controlling the UAV (400); and an input (503) configured to capture commands (511) of the pilot (505) for controlling the UAV (400) and to communicate via the radio control interface (501) to the UAV (400). Steuerungsmodul (500) nach Anspruch 11, wobei die aktuelle Position des UAV (400) eine geographische Positionsangabe basierend auf Längen- und Breitengrad sowie eine zusätzliche Höhenangabe des UAV (400) umfasst.Control module (500) after Claim 11 wherein the current position of the UAV (400) comprises a geographic location indication based on latitude and longitude and an additional altitude indication of the UAV (400). Steuerungsmodul (500) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die aktuelle Flugcharakteristik des UAV (400) Informationen (311) über einen aktuellen Kurs des UAV (400) und eine aktuelle Geschwindigkeit des UAV (400) auf diesem Kurs umfasst.Control module (500) according to one of Claims 11 or 12 wherein the current flight characteristic of the UAV (400) includes information (311) about a current heading of the UAV (400) and a current velocity of the UAV (400) on that course. Steuerungsmodul (500) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Display (502) ausgebildet ist, Informationen über andere Objekte (420) welche sich in Kollisionsreichweite zu dem UAV (400) befinden mit einem Warnhinweis zu versehen.Control module (500) according to one of Claims 11 to 13 wherein the display (502) is adapted to provide information about other objects (420) in collision reach to the UAV (400) with a warning. Verfahren (600) zur funkbasierten Kollisionsdetektion eines unbemannten Luftfahrzeugs, UAV (400), insbesondere einer Drohne, mit folgenden Schritten: Bestimmen (601) einer aktuellen Position und einer aktuellen Flugcharakteristik des UAV; Aussenden (602), insbesondere über eine Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation, von Informationen über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des UAV über eine Funkschnittstelle an andere Objekte, insbesondere andere UAVs, innerhalb einer Funkreichweite des UAV; Empfangen (603), insbesondere über die Gerät-zu-Gerät, D2D, Kommunikation, von Funksignalen von zumindest einem anderen Objekt, insbesondere zumindest einem anderen UAV, wobei die Funksignale Informationen über eine aktuelle Position und eine aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts umfassen; und Übermitteln (604) der Informationen über die aktuelle Position und die aktuelle Flugcharakteristik des zumindest einen anderen Objekts an ein Steuermodul zur Steuerung des UAV.A method (600) for radio-based collision detection of an unmanned aerial vehicle, UAV (400), in particular a drone, comprising the following steps: Determining (601) a current position and a current flight characteristic of the UAV; Transmitting (602), in particular via a device-to-device, D2D, communication, information about the current position and the current flight characteristics of the UAV via a radio interface to other objects, in particular other UAVs, within a radio range of the UAV; Receiving (603), in particular via the device-to-device, D2D, communication, of radio signals from at least one other object, in particular at least one other UAV, wherein the radio signals comprise information about a current position and a current flight characteristic of the at least one other object ; and Transmitting (604) the information about the current position and the current flight characteristic of the at least one other object to a control module for controlling the UAV.
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