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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Lokalisierung von Objekten. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Peilungsvorrichtung für ein Verfahren und für ein System zur Lokalisierung von Objekten sowie ein Set zur Nachrüstung einer tragbaren Vorrichtung zu einer Peilungsvorrichtung.
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Technologischer Hintergrund
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Moderne Klein- und Kleinst-UAVs (Unmanned Aerial Vehicle) sind technisch sehr ausgereift und werden für unterschiedlichste Zwecke im professionellen oder privaten Bereich eingesetzt. Bei unsachgemäßer Verwendung, ob erlaubt oder nicht erlaubt, bewusst oder unbewusst, können UAVs erhebliche Einschränkungen oder Bedrohungen des öffentlichen Lebens verursachen. So ist zunehmend zu beobachten, dass Kleinst-UAVs den Flugverkehr deutlich häufiger behindern als früher. Die Bedrohungsszenarien für das öffentliche Leben sind vielfältig und betreffen zum Beispiel Infrastruktur- und Industrieanlagen, ausgedehnte Energieversorgungsanlagen, private Liegenschaften und Großveranstaltungen.
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Bei Klein- und Kleinst-UAVs besteht ein Problem darin, dass diese sehr manövrierfähig und mit relativen hohen Geschwindigkeiten unterwegs sind und somit in kurzer Zeit relativ hohe Distanzen zurücklegen können. Aufgrund ihrer geringen Größe und Leistungsfähigkeit sind sie mit konventioneller Sensortechnik relativ schwer und häufig nur zu einem relativ späten Zeitpunkt detektierbar. Die zur Detektion benötigte hochauflösende Sensortechnik verursacht entsprechend hohe Kosten. Zudem muss diese Technik auch vor Ort verfügbar sein. Erschwerend kommt hinzu, dass eine feste oder teilmobile Detektionseinheit häufig nur relativ schwer ein großes Gelände beziehungsweise Gebiet von mehreren Quadratkilometern abdecken kann, vor allem, wenn sich in dem zu überwachenden Gebiet die Geländehöhe ändert oder Gebäude vorhanden sind, welche die freie Sicht einschränken.
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Aus der
DE 10 2014 000 436 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Positionsdaten eines Zielobjekts in einem Referenzsystem bekannt. In dem Verfahren wird ein dreidimensionales Referenzmodell der Umgebung des Zielobjekts zur Verfügung gestellt. Positionsdaten werden von zumindest einer ersten und einer zweiten Beobachtungsposition bestimmt. Für die Bestimmung der Positionsdaten wird ein erstes Bild der Umgebung des Zielobjekts von einer ersten Beobachtungsposition aus erfasst und das erste erfasste Bild wird mit dem Referenzmodell abgeglichen und Positionsdaten der ersten Beobachtungsposition werden relativ zum Referenzmodell bestimmt. Ferner wird ein zweites Bild der Umgebung des Zielobjekts von der zweiten Beobachtungsposition aus erfasst und das zweite erfasste Bild wird mit dem ersten Bild oder mit dem Referenzmodell abgeglichen und es werden Positionsdaten der zweiten Beobachtungsposition relativ zum ersten Bild beziehungsweise relativ zum Referenzmodell erzeugt. Es werden dann Punkte auf dem Zielobjekt im ersten und zweiten Bild markiert und die dreidimensionalen Koordinaten des Punktes auf dem Zielobjekt werden als dessen Positionsdaten relativ zum Referenzmodell bestimmt.
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Die
WO 2010/080189 A2 offenbart ein semiaktives Laserzielsystem. Ein Laserpuls wird von einem Benutzer ausgesendet und an einem Zielobjekt reflektiert. Der reflektierte Laserstrahl wird erfasst, sodass die Position des Zielobjekts bestimmt werden kann.
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Zur Detektion von Klein- und Kleinst-UAVS werden aktuell unterschiedliche Systeme erforscht. Zum Einsatz kommen unter Anderem aktive und passive Radarsysteme, opto-elektronische Systeme für den sichtbaren und Infrarotbereich, Laserscanner, akustische Detektionssysteme, Systeme, welche die UAV-Kommunikationssignale auflösen und EMV-Detektionssysteme. Diesen Detektionssystemen ist gemeinsam, dass sie fest installiert sind oder zumindest so groß sind, dass eine größere Transportvorrichtung benötigt wird, um diese Systeme geeignet in Position zu bringen.
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Darstellung der Erfindung: Aufgabe, Lösung, Vorteile
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur Lokalisierung von Objekten bereitzustellen, welche mit moderatem technischen Aufwand umzusetzen sind und mit denen spontan eine temporäre, mobile und großflächige Nutzung, wie beispielsweise bei Großveranstaltungen, möglich ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Peilungsvorrichtung für ein Verfahren und für ein System zur Lokalisierung von Objekten, sowie ein Set zur Nachrüstung einer tragbaren Vorrichtung und ein Computerprogrammprodukt bereitzustellen, mit denen die vorgenannten Vorteile erhalten werden.
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Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ein Verfahren zur Lokalisierung von Objekten vorgeschlagen, wobei sich mindestens zwei menschliche Beobachter in einem Überwachungsgebiet befinden, wobei jedem Beobachter eine von ihm getragene tragbare Peilungsvorrichtung zugeordnet ist, wobei jede Peilungsvorrichtung Positionssensoren zur Ermittlung von Positionsinformationen und Richtungssensoren zur Ermittlung von Richtungsinformationen umfasst, mit den Schritten:
- a) Visuelles Erkennen eines Objekts durch mindestens einen der Beobachter,
- b) Zumindest approximative Ausrichtung von mindestens zwei zugeordneten Peilungsvorrichtungen durch die jeweiligen Beobachter entlang einer gedachten Verbindungslinie vom jeweiligen Beobachter zu dem erkannten Objekt,
- c) Ermittlung von Positionsinformationen über die Positionen der ausgerichteten Peilungsvorrichtungen durch die Positionssensoren,
- d) Ermittlung von Richtungsinformationen über die Ausrichtung der ausgerichteten Peilungsvorrichtungen durch die Richtungssensoren,
- e) Übermittlung der Positionsinformationen und der Richtungsinformationen von mindestens zwei ausgerichteten Peilungsvorrichtungen an eine Recheneinheit, und
- f) Ermittlung eines Ortes des Objektes aus den übermittelten Positionsinformationen und Richtungsinformationen durch die Recheneinheit.
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Das Objekt kann jedes Objekt sein, welches sich in einer Umgebung mit wenig oder keinen markanten Punkten bewegt. Das Objekt kann beispielsweise ein Mensch auf See oder in der Wüste sein. Bevorzugt ist das Objekt ein Flugobjekt.
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Bei den Flugobjekten, welche mit dem Verfahren lokalisiert werden können, kann es sich um jegliche Art von bemannten oder unbemannten Flugobjekten handeln. Bevorzugt handelt es sich bei den Flugobjekten jedoch um sogenannte UAVs (Unmanned Aerial Vehicles), weiter bevorzugt um Klein- und Kleinst-UAVs, insbesondere Klein- und Kleinstdrohnen.
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In einem ersten verfahrensgemäßen Schritt wird ein Objekt visuell durch mindestens einen der menschlichen Beobachter erkannt. Mit anderen Worten nimmt mindestens einer der Beobachter das Objekt mit seinen Augen wahr und erkennt, dass es sich um ein Objekt handelt, dessen Position verfahrensgemäß zu lokalisieren ist.
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In einem weiteren Schritt werden mindestens zwei zugeordnete Peilungsvorrichtungen durch die jeweiligen Beobachter entlang einer gedachten Verbindungslinie vom jeweiligen Beobachter zum erkannten Objekt approximativ ausgerichtet. Die Ausrichtung erfolgt durch den die Peilungsvorrichtung tragenden Beobachter. Bei der gedachten Verbindungslinie kann es sich um die direkte Sichtlinie vom jeweiligen Beobachter zu dem erkannten Objekt handelt. Jedoch ist es auch möglich, dass die direkte Sichtlinie durch Einrichtungen wie beispielsweise Gebäude, Bäume etc. unterbrochen ist. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Beobachter seine ihm zugeordnete Peilungsvorrichtung entlang einer Verbindungslinie von ihm zu einem von ihm vermuteten Ort des Objekts ausrichtet.
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Einer approximative Ausrichtung liegt bevorzugt dann vor, wenn der Winkelabstand der ausgerichteten Peilungsvorrichtung zu der Verbindungslinie weniger als ±10°, weiter bevorzugt weniger als ±5°, insbesondere bevorzugt weniger als ±2°, beträgt.
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Von den Positionssensoren und Richtungssensoren ermittelte Positionsinformationen und Richtungsinformationen werden an eine Recheneinheit übermittelt, welche, bevorzugt unter Verwendung eines entsprechenden Algorithmus, den wahrscheinlichsten Ort des Objektes aus den Positionsinformationen und Richtungsinformationen ermittelt, insbesondere berechnet.
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Die Erfindung macht sich den Umstand zu Nutze, dass die aufwändige Signalverarbeitung, die von einem technischen System realisiert werden muss, um festzustellen, ob es sich bei einem Objekt um ein zu lokalisierendes Objekt, wie beispielsweise ein UAV, eine Drohne oder Kleinstdrohe, oder um einem Vogel oder um ein sonstiges natürliches Objekt handelt, für einen Menschen meistens kein Problem darstellt. Für einen Menschen ist es aber häufig ein Problem, zu beschreiben, wo sich das mit den Augen wahrgenommene Objekt befindet, vor allem, wenn es sich nur wenig vom Hintergrund abhebt und keine markanten Gebäude oder Gegenstände im Blickfeld sind. Derartige Situationen können beispielsweise auf See eintreten, oder wenn das Objekt unter einem großen Höhenwinkel in der Luft positioniert ist. In einem solchen Fall könnte eine typische Aussage eines menschlichen Beobachters sein „da oben rechts“ kombiniert mit einem Fingerzeig in die entsprechende Richtung. Diese Informationen würden zwar einen anderen Menschen in unmittelbarer Nähe dazu befähigen, das Objekt ebenfalls zu erkennen, für ein technisches System ist diese Art der Informationsübermittlung jedoch ungeeignet, wenn es darum geht, ein Objekt exakt im dreidimensionalen Raum zu lokalisieren beziehungsweise dessen genaue Position oder Ort über der Zeit einem Leitsystem zur Verfügung zu stellen.
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Die Erfindung stellt somit eine passende Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Verfügung, die es ermöglicht, die relativ ausgefeilte menschliche Sensorik und Aktorik des Menschen in ein übergeordnetes technisches Lokalisierungsverfahren und Lokalisierungssystem einzubringen. Es wird insbesondere die Fähigkeit des Menschen genutzt, ein Objekt schnell und zutreffend visuell zu erkennen und zu identifizieren.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl als eigenständiges Verfahren als auch in Kombination mit bekannten Lokalisierungsverfahren durchgeführt werden. Die Erfindung ermöglicht deshalb auch, die Lokalisierungswahrscheinlichkeit beziehungsweise die Präzision der Ortsbestimmung sowie das Tracking von Objekten im Verbund mit stationären oder teilmobilen Verfahren und Systemen weiter zu verbessern. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass es keiner aufwändigen Schulung der eingesetzten menschlichen Beobachter bedarf, sondern dass diese nach einer kurzen Einweisung das erfindungsgemäße Verfahren relativ einfach durchführen können.
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Vorteilhaft ist im Rahmen des Verfahrens die Verwendung von mindestens zwei Peilungsvorrichtungen, wobei die mindestens zwei Peilungsvorrichtungen Positionssensoren zur Ermittlung von Positionsinformationen und Richtungssensoren zur Ermittlung von Richtungsinformationen aufweisen. Die Peilungsvorrichtungen übernehmen die Übersetzung der typisch menschlichen Ortsangaben, wie beispielsweise das Zeigen mit einem Finger, in ein für eine Recheneinheit lesbares und verständliches Datenformat.
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Die mittels der Peilungsvorrichtungen ermittelten Informationen, das heißt die Positionsinformationen betreffend die Position der jeweiligen Peilungsvorrichtung und die Richtungsinformationen betreffend die Ausrichtung der jeweiligen Peilungsvorrichtung, insbesondere betreffend die Richtung der gedachte Verbindungslinie von dem jeweiligen Beobachter zu dem Objekt, werden dann von der Recheneinheit zur Ermittlung des wahrscheinlichsten Ortes des Objekts verwendet.
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Beispielsweise kann die Recheneinheit aus den Positionsinformationen und aus den Richtungsinformationen den Verlauf der gedachten Verbindungslinien zwischen den jeweiligen Beobachtern und dem Objekt berechnen. Durch Bestimmung des minimalen Abstands der so ermittelten Verbindungslinien kann dann der Ort des Objekts bestimmt werden. Auch andere Verfahren, insbesondere Optimierungsverfahren, können zur Bestimmung des Ortes des Objektes aus den Richtungs- und Positionsinformationen angewendet werden.
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Je mehr Peilungsvorrichtungen zudem im Rahmen des Verfahrens verwendet werden, desto genauer kann der Ort des Objekts bestimmt werden.
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Der Vorteil der Verwendung einer, bevorzugt zentralen, Recheneinheit besteht darin, dass sich die menschlichen Beobachter innerhalb des Überwachungsgebietes nicht sehen müssen, um das Verfahren durchzuführen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Überwachungsgebiet ein Gebiet mit einer Großveranstaltung, wie beispielsweise ein Fußballstadion oder ein Festplatz, ist.
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Bevorzugt ist die Recheneinheit eine eigenständige Recheneinheit. Jedoch ist es grundsätzlich auch möglich, dass die Recheneinheit in eine oder mehrere der Peilungsvorrichtungen integriert ist.
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Die Übermittlung von Informationen, insbesondere von Positions- und Richtungsinformationen, kann zwischen den Peilungsvorrichtungen und/oder zwischen den Peilungsvorrichtungen und der Recheneinheit unidirektional und/oder bidirektional erfolgen. Die Informationen können drahtlos übermittelt werden, beispielsweise über ein Funknetz, ein WLAN-Netz, ein Mobilfunknetz oder über eine Nahdistanz-Funkübertragung wie z.B. Bluetooth.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass nach der Ermittlung des Ortes des Objektes, insbesondere des Flugobjekts, gemäß Schritt f) eine Aktion, bevorzugt ein Starten einer Abfangdrohne und/oder ein Einfangen und/oder ein Abschuss des Objektes und/oder ein Starten einer Bildaufzeichnung, durchgeführt wird. Eine weitere mögliche Aktion ist das Starten einer Bilderkennungssoftware, welche aus der Bildaufzeichnung des Objektes weitere Informationen zu dem Objekt ermittelt. Die Aktion kann auch darin bestehen, dass die weitere Bewegung des Objekts, insbesondere die weitere Flugstrecke des Flugobjektes, überwacht beziehungsweise getrackt wird.
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Bevorzugt kann das Verfahren im Rahmen eines Führungsinformationssystem eingesetzt werden. Im militärischen Umfeld wird ein Führungsinformationssystem je nach Leistungsfähigkeit, um ein genaues Lagebild zu erzielen, mit den folgenden Akronymen belegt:
- C2 Command & Control
- C3 Command, Control & Communication
- C4 Command, Control, Communication & Computers
- C4ISR Command, Control, Communication, Computers, Intelligence, Surveillance and Reconnaissance
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um eine Möglichkeit, mit Hilfe des Menschen relativ einfach Informationen über die zeitabhängige Position eines Objekts in ein Leitsystem einzuspeisen, das C4-Fähigkeiten besitzt.
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Mit Vorteil kann vorgesehen sein, dass jede der zugeordneten Peilungsvorrichtungen mit einem Kopf und/oder einem Arm, insbesondere einer Hand, des jeweiligen Beobachters verbunden ist, und/oder von dem jeweiligen Beobachter in der Hand getragen wird.
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Durch diese Maßnahme wird die approximative Ausrichtung der zugeordneten Peilungsvorrichtung durch den jeweiligen Beobachter entlang der gedachten Verbindungslinie vom jeweiligen Beobachter zu dem erkannten Objekt wesentlich vereinfacht. So kann die approximative Ausrichtung der Peilungsvorrichtung schon darin bestehen, dass der mindestens eine Beobachter seinen Kopf in Richtung des Objektes dreht beziehungsweise ausrichtet oder dass er den Arm beziehungsweise die Hand in diese Richtung ausstreckt.
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Mit diesem Vorgehen zur zumindest approximativen Ausrichtung der zugeordneten Peilungsvorrichtungen wird die relativ ausgefeilte menschliche Sensorik und der Aktorik des Menschen ausgenutzt, um einen Ort des Objektes zu ermitteln.
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Bevorzugt sind die Peilungsvorrichtungen als Zeigestab, und/oder als Schlagstock, und/oder als Taschenlampe, und/oder als Mobiltelefon, insbesondere als Smartphone, und/oder als Smartwatch, und/oder als Datenbrille, und/oder als Fernglas, und/oder als Fernrohr, und/oder als Zielfernrohr ausgebildet.
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Grundsätzlich kann die Peilungsvorrichtung in jeder Form ausgestaltet sein, welche tragbar ist und welche von einem Beobachter schnell und einfach zumindest approximativ auf ein Objekt ausgerichtet werden kann.
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Beispielsweise kann eine als Zielfernrohr ausgestaltete Peilungsvorrichtung Teil einer Schußwaffe, insbesondere eines Gewehres, sein. Ist die Peilungsvorrichtung als Datenbrille ausgebildet, so kann es sich auch um sogenannte Smart-Glasses handeln.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die approximative Ausrichtung der zugeordneten Peilungsvorrichtung durch Zeigen des jeweiligen Beobachters in Richtung des Objektes mit der Peilungsvorrichtung erfolgt.
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Das Zeigen auf einen Gegenstand ist eine natürliche menschliche Geste zur Übermittlung von Richtungsinformationen, welche schnell und mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann. Die approximative Ausrichtung der Peilungsvorrichtung kann daher besonders schnell und genau nach der visuellen Erkennung des Objektes erfolgen.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die Beobachter ihre gegenseitigen Abstände voneinander und/oder einen Winkel zwischen den gedachten Verbindungslinien vom jeweiligen Beobachter zu dem erkannten Objekt maximieren.
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Eine hohe Lokalisierungsgenauigkeit kann insbesondere erhalten werden, wenn der Winkel zwischen den gedachten Verbindungslinien vom jeweiligen Beobachter zu dem erkannten Objekt ca. 90° entspricht.
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Je größer die gegenseitigen Abstände der menschlichen Beobachter voneinander sind, umso genauer kann die Recheneinheit aus den ihr übermittelten Positions- und Richtungsinformationen den Ort des Objektes bestimmen.
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Bevorzugt befinden sich mindestens drei, weiter insbesondere bevorzugt mindestens zehn, ganz besonders bevorzugt mindestens zwanzig, menschliche Beobachter in dem Überwachungsgebiet.
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Sind mehrere menschliche Beobachter in dem Überwachungsgebiet angeordnet, so ist es vorteilhaft, wenn eine größtmögliche Anzahl der menschlichen Beobachter ihre Peilungsvorrichtung entlang der gedachten Verbindungslinie von dem jeweiligen Beobachter zu dem erkannten Objekt ausrichten und die Positionsinformationen und die Richtungsinformationen von den ausgerichteten Peilungsvorrichtungen an die Recheneinheit übermittelt werden.
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Bevorzugt übermittelt mindestens ein Beobachter nach dem visuellen Erkennen des Objektes der Recheneinheit und/oder den weiteren Beobachtern ein Aktivierungssignal, weiter bevorzugt mittels der ihm zugeordneten Peilungsvorrichtung, wobei die Recheneinheit beim Empfang des Aktivierungssignals das Verfahren startet.
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Mit anderen Worten teilt der mindestens eine Beobachter mit dem Aktivierungssignal der Recheneinheit mit, dass ein unbekanntes Objekt gesichtet wurde, so dass die Recheneinheit in einen Bereitschaftsmodus geschaltet werden kann, um die Richtungsinformationen und Positionsinformationen der Peilungsvorrichtungen zu empfangen und den Ort des Objektes zu ermitteln. Wird das Aktivierungssignal an die weiteren Beobachter übermittelt, so ist dieses für diese das Zeichen, nach dem vom ersten Beobachter visuell erkannten Objekt zu suchen und ebenfalls ihre Peilungsvorrichtungen auf das Objekt zu richten. Für die Übermittlung des Aktivierungssignals kann an der Peilungsvorrichtung eine entsprechende Eingabevorrichtung, wie beispielsweise ein Knopf oder ähnliches, vorgesehen sein, welche der Beobachter betätigt, sobald er das Objekt visuell erkannt hat. Das Aktivierungssignal ist bevorzugt ein elektronisches Signal.
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Das Aktivierungssignal kann der Beobachter auch mittels einer Spracheingabe erzeugen. Wenn die Peilungsvorrichtung eine Kamera und ein Display, insbesondere ein Display mit Touchfunktion, wie insbesondere bei Smartphones oder Tablets bekannt, aufweist, kann der Beobachter, welcher das Objekt visuell erkannt hat, durch Berühren des Displays, insbesondere durch Berühren der Position des Objektes auf dem Display, ein entsprechendes Aktivierungssignal auslösen.
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Mit weiterem Vorteil übermittelt die Recheneinheit, bevorzugt nach Empfang des Aktivierungssignals, den Beobachtern ein Hinweissignal, um die Beobachter über ein visuell erkanntes Objekt zu informieren.
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Die Kommunikation zwischen den Peilungsvorrichtungen und der Recheneinheit ist daher bevorzugt bidirektional ausgestaltet. Ist ein Aktivierungssignal bei der Recheneinheit eingegangen, so sendet diese ein Hinweissignal an die Peilungsvorrichtungen der weiteren Beobachter. Das Hinweissignal kann ein akustisches, optisches oder taktiles Signal sein, welches die weiteren Beobachter anregt, das von dem ersten Beobachter visuell erkannte Objekt ebenfalls visuell zu suchen und anschließend die ihnen zugeordneten Peilungsvorrichtung entlang der jeweiligen gedachten Verbindungslinie zu dem Objekt auszurichten. Durch Vorsehen eines Hinweissignals wird in kurzer Zeit eine größtmögliche Anzahl von Beobachtern über das Vorhandensein eines Objektes informiert, sodass diese Beobachter innerhalb einer kurzen Zeitspanne nach der ersten visuellen Erkennung des Objektes ihre Peilungsvorrichtungen in Richtung des Objekts ausrichten können. Hierdurch wird eine schnelle und verhältnismäßig präzise Ortung des Objektes ermöglicht.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Beobachter nach der zumindest approximativen Ausrichtung der ihm zugeordneten Peilungsvorrichtung ein Bestätigungssignal, bevorzugt mittels der ihm zugeordneten Peilungsvorrichtung, an die Recheneinheit übermittelt, um die Ausrichtung zu bestätigen, wobei die Recheneinheit weiter bevorzugt aus den nach Erhalt des und/oder der Bestätigungssignale übermittelten Positionsinformationen und Richtungsinformationen den Ort des Objektes ermittelt.
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Durch die Übermittlung eines Bestätigungssignals, welches mit einem Tasten- oder Knopfdruck, über eine Spracheingabe oder mittels Berühren eines Displays mit Touchfunktion erfolgen kann, wird der Recheneinheit mitgeteilt, dass die entsprechende Peilungsvorrichtung zumindest approximativ auf das Objekt ausgerichtet ist. Es wird dadurch möglich, dass nur Richtungs- und Positionsinformationen derjenigen Peilungsvorrichtungen von der Recheneinheit zur Ermittlung des Ortes des Objektes ausgewertet werden, welche mit ausreichender Genauigkeit auf das Objekt ausgerichtet sind.
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Dabei verwendet die Recheneinheit bevorzugt nur die Positionsinformationen und Richtungsinformationen derjenigen Peilungsvorrichtungen, von welchen ein Bestätigungssignal übermittelt wurde.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass die mindestens zwei Beobachter die ihnen zugeordneten Peilungsvorrichtungen im Wesentlichen kontinuierlich entlang der jeweils gedachten Verbindungslinie vom jeweiligen Beobachter zu dem erkannten Objekt zumindest approximativ ausrichten, sodass der Ort des Objektes im Wesentlichen kontinuierlich ermittelt wird.
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Die somit kontinuierlich ermittelten Informationen über den Ort und gegebenenfalls über die Bewegungsrichtung des Objektes können vorteilhaft zur Weiterverfolgung des Objektes verwendet werden.
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Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass jede Peilungsvorrichtung einen Zeitmesser umfasst, wobei die Richtungsinformationen und/oder Positionsinformationen kontinuierlich ermittelt, insbesondere abgetastet, werden, wobei die ermittelten, insbesondere abgetasteten, Positionsinformationen und/oder die ermittelten, insbesondere abgetasteten, Richtungsinformationen mit einem Zeitstempel versehen werden.
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Die Ermittlung der Positions- und Richtungsinformationen kann somit diskret oder zeitlich kontinuierlich erfolgen. Aufgrund der oft hohen Geschwindigkeiten der zu lokalisierenden Objekte, insbesondere der Flugobjekte, kann die Genauigkeit der Ermittlung des Ortes des Objektes gesteigert werden, wenn die Richtungsinformationen und Positionsinformationen der verschiedenen zugeordneten Peilungsvorrichtungen möglichst zum gleichen Zeitpunkt, insbesondere im Millisekundenbereich, ermittelt werden. Je weiter die Richtungs- und Positionsinformationen zeitlich auseinander liegen, umso größer ist die Unsicherheit in der Ortsbestimmung des Objektes. Unterscheiden sich die Richtungs- und Positionsinformationen deutlich bezüglich des Zeitpunktes ist eine Interpolation der gewonnenen und ausgewerteten Informationen durch der Recheneinheit notwendig. Insbesondere wird durch Versehen der Positionsinformationen und Richtungsinformationen mit einem Zeitstempel eine kontinuierliche Verfolgung beziehungsweise ein kontinuierliches Tracking des Objektes möglich.
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Bevorzugt werden in Schritt e) des Verfahrens zusätzlich Zeitinformationen, insbesondere mit einem Zeitstempel versehene Positionsinformationen und/oder Richtungsinformationen, von mindestens zwei ausgerichteten Peilungsvorrichtungen an die Recheneinheit übermittelt.
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Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass die Zeitmesser der Peilungsvorrichtungen untereinander und/oder mit einem Zeitmesser der Recheneinheit synchronisiert werden und/oder an eine hochpräzise Uhr, z.B. GPS oder einen terrestrischen Zeitzeichensender wie DCF77 angekoppelt werden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Positionsinformationen geografische Koordinaten und/oder relative Koordinaten zu einem oder mehreren Bezugspunkten sind, und/oder dass die Richtungsinformationen einen Azimutwinkel und/oder einen Höhenwinkel umfassen.
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Die Verwendung von relativen Koordinaten für die Positionsinformationen ist insbesondere dann von Vorteil, wenn sich einer der Beobachter innerhalb eines Gebäudes, zum Beispiel innerhalb eines Flughafentowers, befindet. Es ist in solchen Fällen häufig nicht ohne weiteres möglich, geografische Koordinaten, beispielsweise durch Nutzung von GPS-Signalen, zur Positionsbestimmung der dem Beobachter zugeordneten Peilungsvorrichtung zu ermitteln. Eine Möglichkeit, dieses Problem zu umgehen, ist, dass die Person über eine entsprechende Eingabeschnittstelle, zum Beispiel über einen Tabletcomputer, der über eine Bluetooth-Schnittstelle mit der Peilungsvorrichtung verbunden sein kann, die eigene Position direkt eingibt. Diese Positionsinformationen können dann mit den Richtungsinformationen der Peilungsvorrichtung in der Recheneinheit verrechnet werden.
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Beispielsweise kann der entsprechende Beobachter eingeben, in welchem Gebäude oder in welchem Raum eines Gebäudes er sich befindet. Für die Eingabe der Positionsinformationen kann auch eine Spracheingabe verwendet werden. Ferner können sogenannte Augmented-Reality-Verfahren zur Eingabe der Positionsinformationen genutzt werden.
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Augmented-Reality-Verfahren können auch für weitere Aspekte des Verfahrens zur Lokalisierung von Objekten verwendet werden, insbesondere wenn die Peilungsvorrichtung als Tabletcomputer oder als Smartphone oder als Datenbrille ausgebildet ist. Beispielsweise kann die approximative Ausrichtung mittels Augmented-Reality-Verfahren verbessert werden. Wenn beispielsweise bereits zwei Peilungsvorrichtungen approximativ ausgerichtet sind, kann die Recheneinheit einen Ort für das zu lokalisierende Objekt ermitteln. Dieser ermittelte Ort kann dann auf dem Display der als Tabletcomputer oder als Smartphone oder als Datenbrille ausgebildeten Peilungsvorrichtungen derjenigen Beobachter, welche die Peilungsvorrichtung noch nicht ausgerichtet haben, in eine Aufnahme der Umgebung, insbesondere des Überwachungsgebiets, eingeblendet werden. Dies ermöglicht ein schnelles visuelles Erkennen und anschließende Ausrichtung der Peilungsvorrichtungen durch diese Beobachter. Auch kann zur Übermittlung des bevorzugt vorgesehenen Hinweissignals ein Augmented-Reality-Verfahren eingesetzt werden.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Positionssensoren einen GPS-Sensor und/oder ein WLAN-Modul und/oder ein Mobilfunkmodul und/oder eine inertiale Messeinheit umfassen, und/oder dass die Richtungssensoren einen Neigungssensor oder Lagesensor und bevorzugt einen magnetischen und/oder einen optoelektronischen Kompass umfassen.
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Bevorzugt können daher zur Ermittlung der Positionsinformationen GPS-Signale und/oder WLAN-Signale und/oder Funkzellensignale genutzt werden.
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Zur Ermittlung der Positionsinformationen und/oder der Richtungsinformationen können zudem Augmented-Reality-Verfahren eingesetzt werden.
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Sollten sich Beobachter innerhalb von Gebäuden befinden, so ist es vorteilhaft, wenn die Positionssensoren zudem eine inertiale Navigationseinheit oder ein anderes Indoor-Lokalisierungssystem umfassen.
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Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Positions- und Richtungsinformationen eine Entfernung zwischen der Peilungsvorrichtung und dem Objekt beinhalten. Beispielsweise kann die Peilungsvorrichtung einen Distanzmesser aufweisen, wie beispielsweise eine Radarvorrichtung oder eine Lidarvorrichtung.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Recheneinheit aus den, insbesondere mit einem Zeitstempel versehenen, Positionsinformationen und Richtungsinformationen eine Plausibilität ermittelt, dass die Peilungsvorrichtung entlang der gedachten Verbindungslinie vom jeweiligen Beobachter zu dem erkannten Objekt ausgerichtet ist.
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So kann die Recheneinheit Positionsinformationen und Richtungsinformationen von der Ermittlung des Ortes des Objektes ausschließen, wenn nur eine geringe Plausibilität vorliegt, dass die jeweilige Peilungsvorrichtung auf das Objekt ausgerichtet ist. Beispielsweise ist es möglich, dass ein Beobachter die ihm zugeordnete Peilungsvorrichtung kurzzeitig nicht entlang der gedachten Verbindungslinie zwischen ihm und dem Objekt ausgerichtet hat, beispielsweise weil der Beobachter kurzzeitig seinen Arm und die mit dem Arm verbundene Peilungsvorrichtung gesenkt hat. Auch ist es möglich, dass der Beobachter durch äußere Einflüsse von der Ausrichtung der Peilungsvorrichtung abgehalten wird. Indikatoren für eine geringe Plausibilität können beispielsweise kurzzeitige und/oder schnelle, abrupte Änderungen der Positions- und/oder Richtungsinformationen sein.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die zugeordnete Peilungsvorrichtung vom jeweiligen Beobachter auf einen vermuteten Ort ausgerichtet wird, wenn das Objekt für den Beobachter nicht sichtbar ist.
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Beispielsweise kann sich das Objekt, insbesondere kurzzeitig, hinter einem Gebäude oder einem Baum befinden oder aus anderen Gründen für den Beobachter nicht sichtbar sein. Der Beobachter kann jedoch zumindest über einen kürzeren Zeitraum die Peilungsvorrichtung auf einen vermuteten Ort, das heißt zumindest approximativ entlang einer Verbindungslinie zwischen ihm und dem vermuteten Ort des Objektes ausrichten. Die auf diese Weise ermittelten Richtungsinformationen können zur Ermittlung des Ortes des Objektes von der Recheneinheit genutzt werden. Hierfür wird insbesondere die Fähigkeit von menschlichen Beobachters genutzt, intuitiv die weitere Bahn eines Objekts, insbesondere die weitere Flugbahn eines Flugobjektes, vorherzusagen. Ferner wird die Fähigkeit genutzt, für die Vorhersage der Bahn, insbesondere der Flugbahn, zusätzliche Informationen zu nutzen. Ist beispielsweise die für die Verdeckung der Sichtlinie verantwortliche Einrichtung, wie beispielsweise das Gebäude oder der Baum, räumlich nur gering ausgedehnt, so wird durch die Ausrichtung der Peilungsvorrichtung auf diese Einrichtung die Ermittlung des Ortes nicht wesentlich verschlechtert. Sobald sich das Objekt wieder hinter dem Baum oder dem Gebäude hervorbewegt, kann dieses von dem jeweiligen Beobachter sofort wieder direkt gesehen werden und er kann die ihm zugeordnete Peilungsvorrichtung ohne abrupte Sprünge auf das dann erneut visuell erkennbare Objekt ausrichten.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Beobachter seinen Standort und damit die Position der ihm zugeordneten Peilungsvorrichtung wechselt, wenn das Objekt für den Beobachter nicht sichtbar ist.
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Beispielsweise kann ein Beobachter seinen Standort verlassen, sodass seine Sicht auf das Objekt nicht mehr durch ein Hindernis wie einen Baum oder ein Gebäude verdeckt wird.
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Für eine maschinelle Beobachtungseinheit, selbst wenn diese mobil ist, stellt dies eine große Herausforderung dar.
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Bevorzugt werden Änderungen eines Standorts eines Beobachters, insbesondere während er ein Objekt verfolgt, von der Recheneinheit dynamisch erfasst, so dass die Positionsinformationen kontinuierlich angepasst werden können.
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Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Orte mehrerer Objekte gleichzeitig ermittelt werden.
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Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in einem System zur Lokalisierung von Objekten, umfassend mindestens zwei tragbare Peilungsvorrichtungen und eine Recheneinheit, wobei das System zur Durchführung eines vorbeschriebenen Verfahrens ausgebildet ist, wobei jede der Peilungsvorrichtungen Positionssensoren zur Ermittlung von Positionsinformationen und Richtungssensoren zur Ermittlung von Richtungsinformationen umfasst, und wobei die Recheneinheit ausgebildet ist, aus durch die Peilungsvorrichtungen ermittelten Positionsinformationen und Richtungsinformationen den Ort eines Objektes zu ermitteln.
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Sämtliche technische Merkmale und mit diesen erzielte Vorteile des vorbeschriebenen Verfahrens sind in analoger Weise auf das System übertragbar.
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Die Recheneinheit kann eine zentrale Recheneinheit oder Leitstellenrecheneinheit sein, sie kann jedoch auch in mindestens eine der Peilungsvorrichtungen integriert sein.
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Bevorzugt umfasst das System eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation, insbesondere zur Informations- oder Datenübermittlung, zwischen den Peilungsvorrichtungen und/oder der Recheneinheit.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kommunikationsschnittstelle zu einer bidirektionalen Kommunikation ausgebildet ist.
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Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kommunikationsschnittstelle eine drahtlose Schnittstelle, insbesondere eine WLAN-Schnittstelle und/oder ein Mobilfunknetz, ist.
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Eine noch weitere Lösung der Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Peilungsvorrichtung für ein vorbeschriebenes Verfahren beziehungsweise für ein vorbeschriebenes System, wobei die Peilungsvorrichtung Positionssensoren zur Ermittlung von Positionsinformationen und Richtungssensoren zur Ermittlung von Richtungsinformationen aufweist.
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Bevorzugt ist die Peilungsvorrichtung als Zeigestab und/oder als Schlagstock und/oder als Taschenlampe und/oder als Mobiltelefon, insbesondere als Smartphone, und/oder als Smartwatch, und/oder als Datenbrille, und/oder als Fernglas, und/oder als Fernrohr, und/oder als Zielfernrohr ausgebildet.
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Grundsätzlich sind alle technischen Ausführungsformen für die Peilungsvorrichtung denkbar, soweit diese für einen menschlichen Beobachter tragbar und leicht auf ein Objekt ausrichtbar ist. In jedem Fall umfasst die Peilungsvorrichtung Positionssensoren und Richtungssensoren.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Peilungsvorrichtung eine richtungsgebende Komponente aufweist. Dies kann dadurch realisiert werden, dass die Peilungsvorrichtung eine längliche Ausgestaltung aufweist.
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Um möglichst zusätzliche Ausrüstung zu vermeiden, kann die Peilungsvorrichtung als klassischer Schlagstock oder als Taschenlampe, insbesondere Hochleistungstaschenlampe, ausgebildet und elektronisch aufgerüstet werden.
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Gegebenenfalls kann der Schlagstock oder die Hochleistungstaschenlampe durch Anbringung eines Zusatzmoduls zu einer erfindungsgemäßen Peilungsvorrichtung ausgebildet werden.
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Ferner ist es möglich, dass die Peilungsvorrichtung als Zielfernrohr oder als Schusswaffe mit einem Zielfernrohr ausgebildet ist. Im Stand der Technik sind sogenannte smarte Zielfernrohre mit integriertem Laserdistanzsensor und Neigungssensor bekannt. Nützliche Informationen werden dem Beobachter in die Zieloptik eingeblendet. Wenn ein derartiges Zielfernrohr zusätzlich mit Positionssensoren zur Ermittlung der Position des Zielfernrohrs beziehungsweise der Schusswaffe, mit Sensoren zur Ermittlung eines Azimutwinkels sowie bevorzugt mit einem, insbesondere hochgenauen und/oder synchronisierten, Zeitmesser und einer Kommunikationsschnittstelle ergänzt wird, so wird dadurch eine für die Erfindung geeignete Peilungsvorrichtung erhalten. Entsprechend können auch Ferngläser mit Entfernungsmesser und/oder Ballistikrechner als Peilungsvorrichtung ausgestaltet werden. Der Vorteil der Ausgestaltung der Peilungsvorrichtung auf Basis eines Fernglases oder Fernrohrs besteht darin, dass die Detektionsreichweite des menschlichen Auges deutlich gesteigert werden kann.
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Der geringste technische Zusatzaufwand für die Realisierung einer Peilungsvorrichtung besteht darin, ein Mobilfunktelefon, insbesondere ein Smartphone, als Peilungsvorrichtung zu nutzen. In Smartphones sind typischerweise häufig bereits Lagesensoren, Magnetfeldsensoren und GPS-Sensoren integriert. Auch eine passende Kommunikationsschnittstelle ist mit hoher Wahrscheinlichkeit bei einem Smartphone bereits vorhanden. Die einfachste Möglichkeit zur Nutzung des Smartphones als Peilungsvorrichtung wäre zum Beispiel, das Objekt mit dem Smartphone in der Hand und dem ausgestreckten Arm anzupeilen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Beobachter das Objekt mit der meist in Smartphones vorhandenen Kamera verfolgt.
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Die Sensordaten, insbesondere die Positionsinformationen und/oder die Richtungsinformationen, können mit einem Zeitstempel versehen werden. Die Positionsinformationen und/oder die Richtungsinformationen können über eine Kommunikationsschnittstelle an die, bevorzugt zentrale, Recheneinheit übertragen werden. Ferner kann ein Feedback-Kanal, beispielsweise für die Übermittlung eines Hinweissignales von der Recheneinheit an die Peilungsvorrichtung vorgesehen sein.
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Bevorzugt ist eine Software vorgesehen, welche auf einer Datenverarbeitungseinheit der Peilungsvorrichtung ausgeführt wird. Wenn die Peilungsvorrichtung ein Smartphone ist, kann die Software als sogenannte Application oder App ausgebildet sein.
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Ist die Peilungsvorrichtung als Smartphone ausgebildet, so ergibt sich als ein weiterer Vorteil, dass mehrere Objekte, beispielsweise ein Drohnenschwarm, getrackt werden können. Dies lässt sich zum Beispiel derart realisieren, indem ein Kamerabild des Smartphones auf dem Display des Smartphones oder auf einem Display der Recheneinheit oder eines weiteren Tabletcomputers gespiegelt wird. Auf diesem wird dann vom Benutzer und/oder von einer Leitstelle das jeweils visuell erkannte Objekt des Drohnenschwarms markiert. Die Peilungsvorrichtung umfasst daher bevorzugt eine Kamera und/oder einen Bildschirm und/oder einen Touchscreen.
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Ferner kann die Peilungsvorrichtung einen Laserpointer aufweisen. Ein Laserpointer ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn dem Beobachter ein visuelles Feedback gegeben werden soll, ob er die Peilungsvorrichtung mit einer ausreichend approximativen Genauigkeit entlang der gedachten Verbindungslinie zwischen ihm und dem Objekt ausgerichtet hat. Ist das Objekt insbesondere ein größeres Objekt, so kann der Beobachter anhand der Reflektion des Laserstrahls an dem Objekt unmittelbar erkennen, dass er eine ausreichende Ausrichtung der Peilungsvorrichtung erzielt hat. Anschließend kann der Beobachter, wie bereits im Zusammenhang mit dem vorbeschriebenen Verfahren erläutert, ein Bestätigungssignal an die Recheneinheit senden.
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Eine noch weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Sets zur Nachrüstung einer tragbaren Vorrichtung zu einer, insbesondere vorbeschriebenen, Peilungsvorrichtung für ein vorbeschriebenes System beziehungsweise für ein vorbeschriebenes Verfahren. Das Nachrüstset umfasst vorteilhafterweise Positionssensoren zur Ermittlung von Positionsinformationen und Richtungssensoren zur Ermittlung von Richtungsinformationen und ferner eine Sende- und Empfangseinrichtung für eine Kommunikationsschnittstelle. Bevorzugt kann das Set einen, insbesondere hochgenauen und/oder synchronisierten oder synchronisierbaren, Zeitmesser umfassen.
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Bevorzugt weist das Set eine Möglichkeit zur Synchronisation des Zeitmessers mit weiteren Zeitmessern anderer Sets und/oder einer, insbesondere zentralen, Recheneinheit auf.
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Beispielsweise kann mit dem Set ein Schlagstock oder eine Taschenlampe zu einer erfindungsgemäßen Peilungsvorrichtung nachgerüstet werden.
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Eine noch weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe liegt in der Bereitstellung eines Computerprogrammprodukts, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren auszuführen.
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Der Computer kann dabei die Recheneinheit und/oder die Datenverarbeitungseinheit mindestens einer der Peilungsvorrichtungen sein.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird nachstehend näher anhand der Figuren erläutert.
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Es zeigen:
- 1 Ein System zur Lokalisierung von Objekten eingesetzt in einem Verfahren zur Lokalisierung von Flugobjekten,
- 2 eine als Smartphone ausgebildete Peilungsvorrichtung,
- 3 eine mittels einem Set zu einer Peilungsvorrichtung nachgerüstete Taschenlampe, und
- 4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Lokalisierung von Objekten.
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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Anhand 1 wird ein Verfahren 100 zur Lokalisierung von Objekten 15 unter der Verwendung eines Systems 200 zur Lokalisierung von Objekten 15 beschrieben. In dem Beispiel ist das Objekt 15 als Flugobjekt 15a ausgebildet. Verfahrensgemäß befinden sich mindestens zwei menschliche Beobachter 10a, 10b, 10c in einem Überwachungsgebiet 11. Jedem Beobachter 10a, 10b, 10c ist eine von ihm getragene, tragbare Peilungsvorrichtung 12a, 12b, 12c zugeordnet. Jede der Peilungsvorrichtungen 12a, 12b, 12c umfasst Positionssensoren 13 sowie Richtungssensoren 14. Nähert sich ein Flugobjekt 15a dem Überwachungsgebiet 11, so wird dieses durch mindestens einen der Beobachter 10a, 10b, 10c, beispielsweise durch den Beobachter 10a, visuell erkannt. Nachdem der Beobachter 10a das Flugobjekt 15a visuell erkannt hat, sendet dieser über eine Kommunikationsschnittstelle 16, welche als drahtlose Kommunikationsschnittstelle 16a ausgebildet ist, ein Aktivierungssignal 17 an eine zentrale Recheneinheit 18 des Systems 200.
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Direkt anschließend an die Übermittlung des Aktivierungssignals 17 richtet der Beobachter 10a die ihm zugeordnete Peilungsvorrichtung 12a entlang einer gedachten Verbindungslinie 19a vom Beobachter 10a zu dem erkannten Flugobjekt 15a zumindest approximativ auf. Die Recheneinheit 18 übermittelt nach dem Erhalt des Aktivierungssignals 17 über die Kommunikationsschnittstelle 16 an die weiteren menschlichen Beobachter 10b, 10c ein Hinweissignal 20 über die diesen Beobachtern zugeordneten Peilungsvorrichtungen 12b, 12c, um die Beobachter 10b, 10c über das visuell erkannte Flugobjekt 15a zu informieren. Das Hinweissignal 20 wird von den Peilungsvorrichtungen 12b, 12c beispielsweise als visuelles, akustisches oder taktiles Signal angezeigt. Die weiteren Beobachter 10b, 10c halten anschließend Ausschau nach dem von dem ersten Beobachter 10a erkannten Flugobjekt 15a und richten, nachdem sie ebenfalls das Flugobjekt 15a visuell erkannt haben, ihre zugeordneten Peilungsvorrichtungen 12b, 12c entlang der gedachten Verbindungslinien 19b, 19c vom jeweiligen Beobachter 10b, 10c zu dem erkannten Flugobjekt 15a aus. Sobald die menschlichen Beobachter 10a, 10b, 10c ihre zugeordneten Peilungsvorrichtungen 12a, 12b, 12c mit einer ausreichenden Genauigkeit approximativ entlang der jeweiligen gedachten Verbindungslinie 19a, 19b, 19c ausgerichtet haben, senden die Beobachter 10a, 10b, 10c über die Kommunikationsstelle 16 ein Bestätigungssignal 21 an die Recheneinheit 18. Die Peilungsvorrichtungen 12a, 12b, 12c übersenden über die Kommunikationsschnittstelle 16 Positionsinformationen über die Position der jeweiligen Peilungsvorrichtung 12a, 12b, 12c innerhalb des Überwachungsgebietes 11 sowie Richtungsinformationen, vorteilhaft mit Zeitstempel, über die gedachte Verbindungslinie 19a, 19b, 10c zwischen dem jeweiligen Beobachter 10a, 10b, 10c und dem Flugobjekt 15a. Die Positionsinformationen können beispielsweise mittels in die Peilungsvorrichtungen 12a, 12b, 12c integrierten GPS-Sensoren 22 (Outdoor) und/oder Inertialsensoren (Indoor) ermittelt werden und geografische Koordinaten beinhalten. Die Richtungsinformationen umfassen einen Azimutwinkel und einen Höhenwinkel und werden beispielsweise mittels in die Peilungsvorrichtungen 12a, 12b, 12c integrierte Neigungs- bzw. Lagesensoren 23 ermittelt. Ferner umfasst jede der Peilungsvorrichtungen 12a, 12b, 12c einen Zeitmesser 24, wobei die Zeitmesser 24 untereinander und mit einem Zeitmesser 24a der Recheneinheit 18 synchronisiert sind. Die Richtungsinformationen und die Positionsinformationen werden von den Peilungsvorrichtungen 12a, 12b, 12c mit einem Zeitstempel versehen und an die Recheneinheit 18 übermittelt. Die Recheneinheit 18 ermittelt aus den übermittelten Positionsinformationen und Richtungsinformationen den wahrscheinlichsten Ort des Flugobjektes 15a. Bewegt sich das Flugobjekt 15a durch das Überwachungsgebiet 11, so richten die Beobachter 10a, 10b, 10c die ihnen zugeordneten Peilungsvorrichtungen 12a, 12b, 12c im Wesentlichen kontinuierlich entlang der gedachten Verbindungslinie 19a, 19b, 19c vom jeweiligen Beobachter 10a, 10b, 10c zu dem erkannten Flugobjekt 15a zumindest approximativ aus, sodass der Ort des Flugobjektes 15a im Wesentlichen kontinuierlich ermittelt wird. Nachdem die Recheneinheit 18 den Ort des Flugobjektes 15a ermittelt hat, können weitere Aktionen eingeleitet werden. Beispielsweise kann eine Abfangdrohne gestartet werden, um das Flugobjekt 15a einzufangen. Bei einer kontinuierlichen Überwachung eines Flugobjektes 15a bzw. mehrerer Flugobjekte 15a ist es zudem möglich über Verfahren der künstlichen Intelligenz auf das Flugverhalten bzw. die technischen Möglichkeiten der Flugobjekte 15a zurückzuschliessen.
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2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Peilungsvorrichtung 12a, 12b, 12c. Die Peilungsvorrichtung 12a, 12b, 12c ist als Smartphone 25 ausgebildet und umfasst einen GPS-Sensor 22, Lagesensoren 23, einen Zeitmesser 24 sowie einen berührungsempfindlichen Bildschirm 26. Bei der Verwendung des Smartphones 25 als Peilungsvorrichtung 12a, 12b, 12c in dem Verfahren 100 beziehungsweise System 200 trägt der jeweilige Beobachter 10a, 10b, 10c das Smartphone 25 in der Hand. Nachdem einer der Beobachter 10a, 10b, 10c das Objekt 15, insbesondere das Flugobjekt 15a, visuell erkannt hat, kann der Beobachter 10a, 10b, 10c der Recheneinheit 18 ein Aktivierungssignal 17 übermitteln. Hierzu kann vorgesehen sein, dass der Beobachter 10a, 10b, 10c durch Berühren des Bildschirms 26 das Aktivierungssignal 17 erzeugt. Mit dem Aktivierungssignal 17 wird der Recheneinheit 18 mitteilt, dass ein Objekt 15, insbesondere ein Flugobjekt 15a, visuell erkannt wurde. Grundsätzlich ist es auch möglich, das Aktivierungssignal 17 über eine Spracheingabe oder unter Nutzung von Augmented-Reality-Funktionen des Smartphones 25 auszulösen.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Peilungsvorrichtung 12a, 12b, 12c. Die Peilungsvorrichtung 12a, 12b, 12c nach 3 ist als Taschenlampe 27 ausgestaltet. Die Taschenlampe 27 ist mit einem Set 28 zu einer Peilungsvorrichtung 12a, 12b, 12c nachgerüstet worden. Das Set 28 umfasst Positionssensoren 13 und Richtungssensoren 14, sowie eine Sende- und Empfangseinrichtung 29 zur Kommunikation über die Kommunikationsschnittstelle 16 (1) und zur Synchronisation des Zeitmessers 24. Für die Erzeugung eines Aktivierungssignals 17 oder eines Bestätigungssignals 21 weist das Set 28 der Peilungsvorrichtung 12a, 12b, 12c einen Knopf 30 auf. Ein Leuchtmittel 31 dient zur Anzeige eines Hinweissignals 20 von der Recheneinheit 18.
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Ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 zur Lokalisierung von Objekten 15 ist in 4 gezeigt. bei dem Verfahren befinden sich mindestens zwei menschliche Beobachter 10a, 10b, 10c in einem Überwachungsgebiet 11, wobei jedem Beobachter 10a, 10b, 10c eine von ihm getragene tragbare Peilungsvorrichtung 12a, 12b, 12c zugeordnet ist, wobei jede Peilungsvorrichtung 12a, 12b, 12c Positionssensoren 13 zur Ermittlung von Positionsinformationen und Richtungssensoren 14 zur Ermittlung von Richtungsinformationen umfasst (1). In einem ersten Verfahrensschritt a) wird ein Objekt 15 durch mindestens einen der Beobachter 10a, 10b, 10c visuell erkannt. Nach dem visuellen Erkennen werden mindestens zwei zugeordnete Peilungsvorrichtungen 12a, 12b, 12c durch die jeweiligen Beobachter 10a, 10b, 10c entlang einer gedachten Verbindungslinie 19a, 19b, 19c vom jeweiligen Beobachter 10a, 10b, 10c zu dem erkannten Objekt 15 in einem zweiten Verfahrensschritt b) zumindest approximativ ausgerichtet. In den Verfahrensschritten c) und d), welche auch zeitgleich erfolgen können, werden mit den Positionssensoren 13 der Peilungsvorrichtungen 12a, 12b, 12c Positionsinformationen über die Position der ausgerichteten Peilungsvorrichtung 12a, 12b, 12c und mit den Richtungssensoren 14 Richtungsinformationen über die Ausrichtung der ausgerichteten Peilungsvorrichtungen 12a, 12b, 12c ermittelt. Die ermittelten Positionsinformationen und Richtungsinformationen werden im Verfahrensschritt e) von mindestens zwei ausgerichteten Peilungsvorrichtungen 12a, 12b, 12c an die Recheneinheit 18 übermittelt, welche im Verfahrensschritt f) aus diesen Informationen einen Ort des Objektes 15 ermittelt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Verfahren
- 10a
- Menschlicher Beobachter
- 10b
- Menschlicher Beobachter
- 10c
- Menschlicher Beobachter
- 11
- Überwachungsgebiet
- 12a
- Peilungsvorrichtung
- 12b
- Peilungsvorrichtung
- 12c
- Peilungsvorrichtung
- 13
- Positionssensor
- 14
- Richtungssensor
- 15
- Objekt
- 15a
- Flugobjekt
- 16
- Kommunikationsschnittstelle
- 16a
- Drahtlose Kommunikationsschnittstelle
- 17
- Aktivierungssignal
- 18
- Recheneinheit
- 19a
- Verbindunglinie
- 19b
- Verbindunglinie
- 19c
- Verbindunglinie
- 20
- Hinweissignal
- 21
- Bestätigungssignal
- 22
- GPS-Sensor
- 23
- Lagesensor
- 24
- Zeitmesser
- 24a
- Zeitmesser
- 25
- Smartphone
- 26
- Bildschirm
- 27
- Taschenlampe
- 28
- Set
- 29
- Sende- und Empfangseinrichtung
- 30
- Knopf
- 31
- Leuchtmittel
- 200
- System
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014000436 A1 [0004]
- WO 2010/080189 A2 [0005]
