DE102019219968A1

DE102019219968A1 - Start- und/oder Landeplatzsystem mit Ortstauglichkeitsüberprüfungsfunktion für eine Drohne

Info

Publication number: DE102019219968A1
Application number: DE102019219968.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Elter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2021-06-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Start- und/oder Landeplatzsystem (10) mit Ortstauglichkeitsüberprüfungsfunktion, für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug (12), insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport, mit zumindest drei zueinander beabstandet angeordneten Sensoreinheiten (22), welche einen Start- und/oder Landebereich (18) für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12) geometrisch definieren, wobei die zumindest drei Sensoreinheiten (22) ausgebildet sind, stationäre Flughindernisse (42) in einem den Start- und/oder Landebereich (18) umfassenden dreidimensionalen Flugraum (34) für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12) zu erfassen; und einer Ausgabeeinheit (24) mit zumindest einer Sendeeinheit (26, 28), welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem mittels der Sensoreinheiten (22) in dem dreidimensionalen Flugraum (34) erfassten stationären Flughindernis (42) und definierten räumlichen Flugsicherheitsanforderungen für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12) ein entsprechendes Ortstauglichkeitsinformationssignal an eine externe Einheit und/oder eine Umgebung des Start- und/oder Landebereichs (18) auszugeben.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem mobilen Sensorsystem zum Errichten eines Start- und/oder Landeplatzsystems mit Ortstauglichkeitsüberprüfungsfunktion, für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug, insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport, und einem entsprechenden Start- und/oder Landeplatzsystem sowie einem Verfahren zum Ausgeben eines Ortstauglichkeitsinformationssignals bezüglich einer Ortstauglichkeit eines Start- und/oder Landeplatzsystems.
Aktuell ist das Thema „Urban Air Mobility“ durch verschiedene Start-Ups in den Medien präsent. Nach aktuellem Stand, dürfen jedoch Flugzeuge/Fluggeräte nur von Örtlichkeiten starten, welche als Flugplatz oder Landeplatz deklariert sind (z.B. anhand der länderspezifischen Regelungen wie in Deutschland WD7-3000 - 043/09). Die Infrastruktur auf dem Boden ist hierbei maßgeblich für die Umsetzbarkeit. Bereits heute sieht man in Fotomontagen, wie Landeplätze im urbanen Raum entstehen sollen. Das bisherige Flughafen-Landeplatzkonzept scheint damit nicht vereinbar.
Aus der WO 2015/103411 A1 ist eine sensorbasierte Landeplattform für Drohnen zur Paketzustellung bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein mobiles Sensorsystem zum Errichten eines Start- und/oder Landeplatzsystems mit Ortstauglichkeitsüberprüfungsfunktion, für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug, insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport, mit

- zumindest drei zueinander beabstandet anordenbaren Landebereichsbegrenzungseinheiten mit jeweils zumindest einer Sensoreinheit zum Ausbilden eines geometrisch definierten Start- und/oder Landebereichs für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug, wobei die Sensoreinheiten ausgebildet sind, stationäre Flughindernisse in einem den Start- und/oder Landebereich umfassenden dreidimensionalen Flugraum für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug zu erfassen; und
- einer Ausgabeeinheit mit zumindest einer Sendeeinheit, welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem mittels der Sensoreinheiten in dem dreidimensionalen Flugraum erfassten stationären Flughindernis und definierten räumlichen Flugsicherheitsanforderungen für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug ein entsprechendes Ortstauglichkeitsinformationssignal an eine externe Einheit und/oder eine Umgebung des Start- und/oder Landebereichs auszugeben.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Start- und/oder Landeplatzsystem mit Ortstauglichkeitsüberprüfungsfunktion, für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug, insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport, mit

- zumindest drei zueinander beabstandet angeordneten Sensoreinheiten, welche einen Start- und/oder Landebereich für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug geometrisch definieren, wobei die zumindest drei Sensoreinheiten ausgebildet sind, stationäre Flughindernisse in einem den Start- und/oder Landebereich umfassenden dreidimensionalen Flugraum für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug zu erfassen; und
- einer Ausgabeeinheit mit zumindest einer Sendeeinheit, welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem mittels der Sensoreinheiten in dem dreidimensionalen Flugraum erfassten stationären Flughindernis und definierten räumlichen Flugsicherheitsanforderungen für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug ein entsprechendes Ortstauglichkeitsinformationssignal an eine externe Einheit und/oder eine Umgebung des Start- und/oder Landebereichs auszugeben.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist außerdem Verfahren zum Ausgeben eines Ortstauglichkeitsinformationssignals bezüglich einer Ortstauglichkeit eines Start- und/oder Landeplatzsystems mit einem Start- und/oder Landebereich, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug, insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport, mit den Schritten:

- Erfassen von stationären Flughindernissen in einem den Start- und/oder Landebereich umfassenden dreidimensionalen Flugraum für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug mittels Sensoreinheiten von zumindest drei zueinander beabstandet angeordneten Landebereichsbegrenzungseinheiten, wobei die zumindest drei zueinander beabstandet angeordneten Landebereichsbegrenzungseinheiten den Start- und/oder Landebereich geometrisch definieren und jeweils zumindest eine der Sensoreinheiten aufweisen;
- Überprüfen einer Ortstauglichkeit des Start- und/oder Landebereichs für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug zum Starten und/oder Landen, in Abhängigkeit von mittels der Sensoreinheiten in dem dreidimensionalen Flugraum erfassten stationären Flughindernissen und definierten räumlichen Flugsicherheitsanforderungen für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug, insbesondere mittels einer Ausgabeeinheit; und
- Ausgeben eines entsprechenden Ortstauglichkeitsinformationssignals an eine externe Einheit und/oder eine Umgebung des Start- und/oder Landebereichs, mittels einer/der Ausgabeeinheit.

Das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug bzw. Flugobjekt (vornehmlich Vertical Take-off and Landing Flugobjekt) ist bevorzugt für den Personen- und/oder Gütertransport bzw. den kommerziellen Personen- und/oder Gütertransport ausgebildet/eingerichtet. Demnach kann das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug bspw. ein Lufttaxi sein. Das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug kann ein bemannter oder unbemannter Senkrechtstarter, wie bspw. eine Drohne sein. Das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug kann insbesondere eine Paketzustelldrohne sein. Das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug kann als Multikopter ausgebildet sein. Das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug kann autonom fliegend ausgebildet sein.
Das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem ist für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug eingerichtet bzw. ausgelegt. Das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem kann mobil bzw. transportabel ausgebildet sein. D.h., mit andere Worten, dass das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem, insbesondere die Landebereichsbegrenzungseinheiten bspw. lösbar mit dem Boden verbindbar/verbunden und/oder auf dem Boden aufstellbar sind. Das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem kann jedoch auch stationär ausgebildet sein. D.h., mit andere Worten, dass das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem, insbesondere die Landebereichsbegrenzungseinheiten über eine feste, bspw. stoffschlüssige Verbindung und/oder lösbare Verbindung, bspw. Schraubverbindung mit dem Boden verbindbar/verbunden sind.
Das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem kann über eine Art „Plug-and-Play“ mit einer vorhandenen, bspw. fest im Boden verankerten Infrastruktur mechanisch und ggf. elektrisch verbindbar/verbunden sein. Das Start- und/oder Landeplatzsystem kann, insbesondere nach einer Prüfung und/oder Registrierung, bspw. durch/bei einer zuständigen Behörde oder einem zuständigen Unternehmen zertifiziert werden, sodass ein zertifizierter Start- und/oder Landebereich entsteht.
Das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem kann für den Betrieb eine (mobile) netzunabhängige Energiespeichereinheit aufweisen und/oder ausgebildet sein, um an ein Stromnetz, insbesondere öffentliches Stromnetz, bspw. mittels eines „Plug-and-Play“-Anschlusses angeschlossen zu werden. Die netzunabhängige Energiespeichereinheit ist eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit. Die netzunabhängige Energiespeichereinheit kann einen oder mehrere separate wiederaufladbare Energiespeicher bzw. Akkumulatoren aufweisen. Jede Sensoreinheit und/oder jede der zumindest einen Ausgabeeinheit können jeweils einen separaten Energiespeicher aufweisen. Es kann jedoch auch nur ein gemeinsamer Energiespeicher für die Sensoreinheiten und/oder die zumindest eine Ausgabeeinheit vorgesehen sein.
Der Start- und/oder Landebereich kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung als dreidimensionaler Raum verstanden werden. Der Start- und/oder Landebereich ist durch die zumindest drei Landebereichsbegrenzungseinheiten geometrisch, d.h. räumlich definiert bzw. begrenzt. D.h., mit anderen Worten, dass die zumindest drei zueinander beabstandet angeordneten Landebereichsbegrenzungseinheiten eine Begrenzung bzw. Umgrenzung des Start- und/oder Landebereichs darstellen bzw. repräsentieren. Die zumindest drei Landebereichsbegrenzungseinheiten können Randpunkte/Randlinien, insbesondere Eckpunkte/Kanten des Start- und/oder Landebereichs darstellen bzw. repräsentieren. Hierbei kann eine gedachte Verbindung, ein physisches (Verbindungs-)Element oder eine Markierung an bzw. zwischen den einzelnen Landebereichsbegrenzungseinheiten eine Begrenzung bzw. Umgrenzung des Start- und/oder Landebereichs darstellen bzw. repräsentieren.
Das Start- und/oder Landeplatzsystem weist bevorzugt genau drei oder genau vier Landebereichsbegrenzungseinheiten auf. Hierbei sind die Landebereichsbegrenzungseinheiten bevorzugt umfänglich äquidistant zueinander angeordnet, sodass der Start- und/oder Landebereich bevorzugt die Grundfläche eines gleichseitigen Dreiecks bzw. eines Quadrats aufweist. Das Start- und/oder Landeplatzsystem kann jedoch auch fünf oder mehr Landebereichsbegrenzungseinheiten aufweisen. Hierbei sind die Landebereichsbegrenzungseinheiten bevorzugt umfänglich äquidistant zueinander angeordnet, sodass der Start- und/oder Landebereich bevorzugt die Grundfläche eines regemäßigen Polygons aufweist.
Das Start- und/oder Landeplatzsystem weist eine (integrierte) Ortstauglichkeitsüberprüfungsfunktion auf, um unter Verwendung erfasster stationärer Flughindernisse in einem Flugraum und definierter räumlicher Flugsicherheitsanforderungen für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug die Ortstauglichkeit für das Luftfahrzeug zu überprüfen. Unter einem stationären Flughindernis kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein Gegenstand, insbesondere ein Teil eines Gebäudes, wie bspw. ein Dach, ein Dachüberstand, eine Überdachung, eine Wand oder dergleichen, und/oder ein Lebewesen, das sich nicht fortbewegen kann, wie bspw. eine Pflanze bzw. ein Baum, verstanden werden.
Unter einem dreidimensionalen Flugraum ist im Rahme der vorliegenden Erfindung ein Bereich des Start- und/oder Landeplatzsystems zu verstehen, welcher als Flugweg, d.h. Startflugweg und/oder Anflugweg, für einen Start des Flugkörpers von und/oder einen Anflug des Flugkörpers auf dem Start- und/oder Landebereich geeignet und/oder vorgesehen ist. Der dreidimensionale Flugraum ist somit ein den Start- und/oder Landebereich umfassender geometrisch bzw. räumlich definierter Bereich bzw. ein geometrisch bzw. räumlich definierter Bereich um den Start- und/oder Landebereich. Der Flugraum kann durch die Sensierungsbereiche bzw. Sensorfelder der Sensoreinheiten geometrisch definiert bzw. begrenzt sein.
Bei den räumlichen Flugsicherheitsanforderungen handelt es sich insbesondere um spezifische räumliche Sicherheitsvorgaben in Bezug auf den Flugraum bzw. Flugweg, d.h. den Startflugweg und/oder den Anflugweg, welche für das entsprechende Luftfahrzeug einzuhalten sind oder eingehalten werden sollten. Hierbei können die Flugsicherheitsanforderungen auch von weiteren Faktoren abhängen, wie bspw. einem zu transportierenden Paket bzw. der Größe eines zu transportierenden Pakts.
Unter einer Ortstauglichkeitsüberprüfung kann somit im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Ortsüberprüfung des Start- und/oder Landebereichs in Bezug auf eine Flugzugänglichkeit bzw. einen Flugzugang des Start- und/oder Landebereichs für ein bestimmtes Luftfahrzeug verstanden werden. Hierbei ist die Ortsüberprüfung insbesondere eine Überprüfung in Hinblick auf das Vorhandensein von stationären Flughindernissen in dem Flugraum, welche einen sicheren Start von dem Start- und/oder Landebereich bzw. einen sicheren Anflug auf den Start- und/oder Landebereich für das Luftfahrzeug gefährden bzw. verhindern können. Die Ortstauglichkeitsüberprüfung kann somit bspw. eine Tauglichkeit oder eben eine mangelnde Tauglichkeit zum Anfliegen Start- und/oder Landebereichs für das Luftfahrzeug ergeben. Jede der zumindest drei Landebereichsbegrenzungseinheiten weist zumindest eine Sensoreinheit auf. Jede Sensoreinheit ist ausgebildet, stationäre Flughindernisse in dem definierten Flugraum zu erfassen. Jede Sensoreinheit kann hierfür zumindest einen Sensor aufweisen, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Ultraschallsensor, Lidarsensor, insbesondere Lidar 360° Sensor, Radarsensor, insbesondere Radar 360° Sensor, Videokamerasensor. Der Videokamerasensor kann Teil einer Videokamera bzw. einer Stereokamera der Landebereichsbegrenzungseinheit sein. Hierbei kann im Falle einer Sensoreinheit mit einem Videokamerasensor aus Änderungen des Bildflusses zurückgeschlossen werden, ob es sich um ein stationäres oder ein instationäres bzw. bewegtes Flughindernis/Objekt handelt. Jede Sensoreinheit kann jeweils zur Ortstauglichkeitsüberprüfung des Flugraums mehre Sensoren aufweisen. Bevorzugt weisen die zumindest drei Landebereichsbegrenzungseinheiten jeweils zumindest einen, insbesondere säulenförmigen oder stabförmigen oder spießförmigen Begrenzungskörper auf, an dem die entsprechende Sensoreinheit angeordnet ist. Der Begrenzungskörper kann als Säule, Pfahl oder Pfosten ausgebildet sein. Der Begrenzungskörper dient insbesondere zur Verankerung im Boden.
Die Ausgabeeinheit ist bevorzugt ausgebildet, Sensorsignale von zumindest einer, insbesondere allen Sensoreinheiten, insbesondere drahtlos zu empfangen. D.h., mit anderen Worten, dass zumindest eine Sendeinheit, insbesondere alle Sendeeinheiten ausgebildet ist/sind, Sensorsignale an die Ausgabeeinheit auszugeben bzw. zu übertragen.
Die Ausgabeeinheit weist zumindest eine Sendeeinheit auf. Die Ausgabeeinheit kann genau eine Sendeeinheit aufweisen, welche an einem der Begrenzungskörper angeordnet und ferner ausgebildet ist, das Ortstauglichkeitsinformationssignal bezüglich der Ortstauglichkeit an die externe Einheit auszugeben. Die Ausgabeeinheit kann ferner jeweils zumindest eine an mehreren, insbesondere jedem der Begrenzungskörper angeordnete Sendeeinheit bzw. weitere Sendeeinheit aufweisen, welche ausgebildet ist, das Ortstauglichkeitsinformationssignal bezüglich der Ortstauglichkeit an die Umgebung des Start- und/oder Landebereichs auszugeben.
Die Ausgabeeinheit ist ferner ausgebildet, in Abhängigkeit von einem mittels der Sensoreinheiten in dem Flugraum erfassten stationären Flughindernis, insbesondere einem definierten Schwellenwert, insbesondere geometrischen Schwellwert, zumindest ein entsprechendes Ortstauglichkeitsinformationssignal an eine externe Einheit und/oder eine Umgebung des Start- und/oder Landebereichs auszugeben. Hierbei kann die Ausgabeeinheit insbesondere ausgebildet Abmessungen und Position von erfassten stationären Flughindernissen in dem Flugraum zu ermitteln, um in Abhängigkeit davon ein entsprechendes Ortstauglichkeitsinformationssignal auszugeben. D.h., mit anderen Worten, dass in Abhängigkeit von dem erfassten stationären Flughindernis, insbesondere einem definierten Schwellenwert (Größe, Abstand usw.) für das erfasste stationäre Flughindernis mittels der Ausgabeeinheit bspw. entschieden wird, in welcher Art und/oder mit welchem Inhalt das Informationssignal ausgegeben wird.
Das Ortstauglichkeitsinformationssignal kann mehrere Signale, insbesondere mit mehreren Signalarten umfassen. Demnach kann das Ortstauglichkeitsinformationssignal ein erstes Ortstauglichkeitsinformationssignal an die externe Einheit und ein zweites Ortstauglichkeitsinformationssignal an die Umgebung des Start- und/oder Landebereichs umfassen. Das Ortstauglichkeitsinformationssignal kann vorteilhafterweise ein von der externen Einheit empfangbares Datensignal umfassen oder sein, um bspw. einem Eigentümer/Besitzer des Start- und/oder Ladeplatzsystems oder des Luftfahrzeugs, insbesondere einem Flottenbetreiber von Luftfahrzeugen eine Ortstauglichkeit des Start- und/oder Landebereichs für sein Luftfahrzeug zu signalisieren; und/oder ein für Personen in der Umgebung des Start- und Landebereichs und/oder im Start- und/oder Landebereich optisch und/oder akustisch wahrnehmbares Signal bzw. optisches und/oder akustisches Ortstauglichkeitsinformationssignal umfassen oder sein, um insbesondere einem Eigentümer/Besitzer des Start- und/oder Ladeplatzsystems oder einem Piloten des Luftfahrzeugs vor Ort eine Ortstauglichkeit des Start- und/oder Landebereichs für sein Luftfahrzeug zu signalisieren. Hierbei kann die Sendeeinheit ausgebildet sein, das Datensignal drahtlos an die externe Einheit auszugeben. Eine drahtlose Übertragung von Signalen bzw. Datensignalen kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung bspw. über Wifi oder Bluetooth oder das Mobilfunknetz erfolgen. Das Datensignal kann bspw. zumindest eine Information aufweisen mit oder in Bezug auf: Kennzeichnung oder ID des Landeplatzsystems und/oder des Start- und/oder Landebereichs, Kennzeichnung oder ID des Eigentümers und/oder des Besitzers, Position Landeplatzsystems und/oder des Start- und/oder Landebereichs. Das Datensignal kann auch ein Bild des Landeplatzsystems und/oder des Start- und/oder Landebereichs und/oder der Umgebung des Aufstellungsortes aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Sendeeinheit eine optische Leuchteinheit, bspw. mit LEDs, oder eine akustische Einheit, bspw. mit einem Lautsprecher, umfassen, um das optisch und/oder akustisch wahrnehmbare Signal auszugeben. Das Ortstauglichkeitsinformationssignal, insbesondere das optische bzw. akustische Signal, kann ein konstantes Signal, insbesondere Leuchtsignal umfassen oder sein.
Demnach kann die externe Einheit bspw. eine Cloud sein. Die Cloud kann von einem Flottenbetreiber von Luftfahrzeugen und/oder einer Buchungsplattform von Luftfahrzeugen bzw. Paketzustelldrohnen sein. Die externe Einheit kann ferner eine Anzeigeeinheit mit einer Displayeinheit, insbesondere ein Mobilfunktelefon bzw. ein Smartphone sein. Die externe Einheit kann jedoch auch das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug sein. Die externe Einheit kann auch ausgebildet sein, das Ortstauglichkeitsinformationssignal zu empfangen und an das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug weiterzuleiten.
Durch die vorliegende Erfindung ist es nunmehr möglich, ein bspw. urbanes Start- und/oder Landeplatzsystem bereitzustellen, bei dem der Flugraum um den Start- und/oder Landebereich in Bezug auf die Ortstauglichkeit, d.h. einen Start von und/oder einen Anflug auf den Start- und/oder Landebereich für ein spezifisches Luftfahrzeug überprüft und einer relevanten externen Einheit bzw. dem Umfeld des Start- und/oder Landebereichs mitgeteilt wird. Hierdurch ist es bspw. möglich eine Zertifizierung für eine Landeplattform durchzuführen, welche von Drohnenflottenbetreibern als sicher anerkennt wird. Eine einmalige Zertifizierung des gesamten Start- und/oder Landeplatzsystem durch die Drohnenflottenbetreiber ermöglicht es somit, eine direkte Freigabe für die Besitzer/Eigentümer nach ordnungsgemäßer Installation zu erhalten.
Es ist vorteilhaft, wenn die Ausgabeeinheit ausgebildet ist, unter Verwendung von Sensordaten der Sensoreinheiten in Bezug auf die erfassten stationären Flughindernisse und definierten räumlichen Flugsicherheitsanforderungen für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug eine Ortstauglichkeit zu überprüfen. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Ausgabeeinheit zur Überprüfung der Ortstauglichkeit eine Datenbank mit räumlichen Flugsicherheitsanforderungen von Luftfahrzeugen aufweist; und/oder ausgebildet ist, auf eine externe Datenbank mit räumlichen Flugsicherheitsanforderungen von Luftfahrzeugen zuzugreifen; und/oder ausgebildet ist, ein Anforderungsinformationssignal mit den räumlichen Flugsicherheitsanforderungen, insbesondere von dem Luftfahrzeug zu empfangen. Ferner vorteilhaft ist hierbei, wenn die Ausgabeeinheit zur Überprüfung der Ortstauglichkeit ausgebildet ist, eine Größe von erfassten Flughindernissen und/oder eine Position und/oder einen Abstand von erfassten Flughindernissen innerhalb des Flugraums zu ermitteln. Durch diese Ausgestaltung kann auf einfache und sichere Art und Weise mittels der Ausgabeeinheit die Ortstauglichkeit überprüft werden.
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn zumindest eine der Sensoreinheiten ferner ausgebildet sind, eine Bildinformation von dem Flugraum zu erfassen, und die Ausgabeeinheit ferner ausgebildet ist, die erfasste Bildinformation, insbesondere mit dem Ortstauglichkeitsinformationssignal, auszugeben. Durch diese Maßnahme kann, bspw. in Grenzfällen, die ausgegebene Ortstauglichkeitsinformation bzw. die finale Entscheidung für bzgl. der Ortstauglichkeit für das Luftfahrzeug ferner von dem Empfänger des Ortstauglichkeitsinformationssignals (manuell oder automatisiert) überprüft bzw. getroffen werden, sodass die Sicherheit für das Luftfahrzeug weiter erhöht werden kann.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Ausgabeeinheit ausgebildet ist, das Ortstauglichkeitsinformationssignal ferner in Abhängigkeit von zumindest einem Flugparameter des Luftfahrzeugs, insbesondere erst ab Vorliegen des Flugparameters des Luftfahrzeugs und/oder bei Überschreitung oder Unterschreitung eines definierten Schwellenwerts für den Flugparameter des Luftfahrzeugs, insbesondere automatisiert auszugeben; und/oder die Sensoreinheiten ausgebildet sind, das Erfassen der stationären Flughindernisse in Abhängigkeit von zumindest einem Flugparameter des Luftfahrzeugs, insbesondere erst ab Vorliegen des Flugparameters des Luftfahrzeugs und/oder bei Überschreitung oder Unterschreitung eines definierten Schwellenwerts für den Flugparameter des Luftfahrzeugs, insbesondere automatisiert durchzuführen. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Flugparameter des Luftfahrzeugs ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: angeforderte Landefreigabe und/oder Startfreigabe für das Luftfahrzeug; Distanz zum Start- und/oder Landebereich; prognostizierte oder geplante Flugdauer bis zum Erreichen des Start- und/oder Landebereichs; prognostizierter oder geplanter Startzeitpunkt und/oder Landezeitpunkt; prognostizierte oder geplante Flugdauer bis zur Einleitung einer Landephase und/oder einer Startphase; Einleitung einer Landephase und/oder einer Startphase. Durch diese Maßnahme kann das Start- und/oder Landeplatzsystem sehr energieeffizient betrieben werden, da die Sensoreinheiten und/oder die Ausgabeeinheit nur in relevanten Fällen aktiv wird/werden.
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn ein Schritt des Erstellens einer geographischen Ortstauglichkeitsinformationskarte unter Verwendung der Ortstauglichkeitsinformationssignale vorgesehen ist. Hierdurch kann auf sehr einfach Art und Weise eine Karte mit Informationen bzgl. der Ortstauglichkeit für bestimmte Luftfahrzeuge bzw. Luftfahrzeugtypen/-klassen erstellt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Start- und/oder Landeplatzsystems mit Ortstauglichkeitsüberprüfungsfunktion;
2 eine schematische Draufsicht des Start- und/oder Landeplatzsystems aus 1 mit eingezeichneten Sensierungsbereichen der Sensoreinheiten;
3 eine schematische Darstellung eines dreidimensionalen Flugraums;
4 ein Anwendungsbeispiel anhand von auf Balkonen eines Wohnhauses angeordneten Start- und/oder Landeplatzsystemen; und
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In 1 ist eine schematische Darstellung eines Start- und/oder Landeplatzsystems mit Ortstauglichkeitsüberprüfungsfunktion gezeigt, welches in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist.
Das Start- und/oder Landeplatzsystem 10 ist für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug 12 bzw. eine Drohne 12 zum Transport von insbesondere Paketen 14, d.h. eine Paketzustelldrohne 12, eingerichtet bzw. ausgelegt.
Das Start- und/oder Landeplatzsystem 10 weist vier zueinander beabstandet angeordnete Landebereichsbegrenzungseinheiten 16 auf. Die Landebereichsbegrenzungseinheiten 16 sind umfänglich äquidistant zueinander angeordnet und definieren geometrisch bzw. bilden einen Start- und/oder Landebereich 18 für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug 12 bzw. die Drohne 12.
Die Landebereichsbegrenzungseinheiten 16 weisen jeweils einen säulenförmigen Begrenzungskörper 20 auf. Die
Landebereichsbegrenzungseinheiten 16 weisen ferner jeweils eine Sensoreinheit 22 auf, welche an dem entsprechenden Begrenzungskörper 20 angeordnet sind. Die Sensoreinheiten 22 sind wiederum ausgebildet, stationäre Flughindernisse in einem den Start- und/oder Landebereich 18 umfassenden dreidimensionalen Flugraum für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug 12 zu erfassen. Der dreidimensionale Flugraum ist in 3 näher gezeigt. Hierfür weisen die Sensoreinheiten 22 jeweils mehrere (nicht gezeigte) Ultraschallsensoren auf.
Das Start- und/oder Landeplatzsystem 10 weist ferner eine Ausgabeeinheit 24 auf. Die Ausgabeeinheit 24 ist ausgebildet, in Abhängigkeit von einem mittels der Sensoreinheiten 22 in dem dreidimensionalen Flugraum erfassten stationären Flughindernis und definierten räumlichen Flugsicherheitsanforderungen für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug 12 bzw. die Drohne 12 zumindest ein entsprechendes erstes Ortstauglichkeitsinformationssignal an eine (nicht gezeigte) externe Einheit, bspw. eine Cloud, und/oder ein entsprechendes zweites Ortstauglichkeitsinformationssignal an die Umgebung des Start- und/oder Landebereichs 18 auszugeben. Hierbei ist die Ausgabeeinheit 24 ausgebildet, unter Verwendung von Sensordaten der Sensoreinheiten 22 in Bezug auf die erfassten stationären Flughindernisse und definierten räumlichen Flugsicherheitsanforderungen für die Drohne 12 eine Ortstauglichkeit zu überprüfen.
Zur Überprüfung der Ortstauglichkeit weist die Ausgabeeinheit 24 eine Datenbank mit räumlichen Flugsicherheitsanforderungen von Luftfahrzeugen bzw. Drohnen auf, und ist ferner ausgebildet, eine Größe von erfassten Flughindernissen sowie eine Position und einen Abstand von erfassten Flughindernissen innerhalb des Flugraums zu ermitteln.
Zum Ausgeben des ersten Ortstauglichkeitsinformationssignals an die externe Einheit, weist die Ausgabeeinheit 24 genau eine erste Sendeeinheit 26 auf, welche an einem der Begrenzungskörper 20 angeordnet ist. Das erste Ortstauglichkeitsinformationssignal ist ein von der externen Einheit empfangbares Datensignal, um bspw. dem Flottenbetreiber zu signalisieren, ob ggf. stationäre Flughindernisse in dem Flugraum vorhanden sind, welche einen sicheren Start von dem Start- und/oder Landebereich 18 bzw. einen sicheren Anflug auf den Start- und/oder Landebereich 18 für die Drohne 12 gefährden bzw. verhindern könnten.
Zum Ausgeben eines zweiten Ortstauglichkeitsinformationssignals an die Umgebung des Start- und/oder Landebereichs 18 weist die Ausgabeeinheit 24 an jedem der Begrenzungskörper 20 jeweils eine zweite Sendeeinheit 28 auf. Die zweite Sendeeinheiten 28 sind hierbei als Leuchteinheiten 28 ausgebildet. Das zweite Ortstauglichkeitsinformationssignal ist ein für Personen in der Umgebung des Start- und Landebereichs 18 und/oder im Start- und/oder Landebereich 18 optisch wahrnehmbares Signal bzw. ein optisches Ortstauglichkeitsinformationssignal, um insbesondere dem Eigentümer/Besitzer eine mangelnde Tauglichkeit bzw. einen Warnzustand zu signalisieren. Hierbei ist die Ausgabeeinheit 24 ausgebildet, das optische Ortstauglichkeitsinformationssignal im Wesentlichen gleichzeitig mittels aller zweiten Sendeeinheiten 28 bzw. Leuchteinheiten 28 an die Umgebung des Start- und/oder Landebereichs 18 auszugeben.
2 zeigt eine schematische Draufsicht des Start- und/oder Landeplatzsystems 10 aus 1. Hierbei sind zusätzlich Sensierungsbereiche 30, 32 bzw. Sensorfelder 30, 32 der einzelnen Sensoreinheiten 22 eingezeichnet. Der Sensierungsbereich 30 dient zum Erfassen von stationären Flughindernissen in bzw. über dem Start- und/oder Landebereich 18, wohingegen der Sensierungsbereich 32 zum Erfassen von stationären Flughindernissen in der Umgebung dient.
In 3 ist ein dreidimensionaler Flugraum 34 vereinfacht als Prisma dargestellt.
In 4 ist ein praktisches Anwendungsbeispiel anhand eines Wohnhauses 36 mit drei Balkonen 38a, 38b, 38c gezeigt. Auf jedem Balkon 38a-c ist hierbei ein Start- und/oder Landeplatzsystem 10 angeordnet, wobei gestrichelte Linien 40a-c jeweils einen Flugweg der Paketzustelldrohne 12 zum Anflug des Start- und/oder Landeplatzsystem 10 des entsprechenden Balkons darstellen.
Wie nun aus 4 weiter ersichtlich ist, sind für die Paketzustelldrohne 12 beim Anflug der entsprechenden Landebereiche 18 auf den Balkonen 38b und 38c keine stationären Flughindernisse vorhanden, da keine stationären Flughindernisse in den Flugwegen 40b und 40c angeordnet sind, sodass die entsprechenden Ausgabeeinheiten 24 ein positives Ortstauglichkeitssignal für diese beiden Orte ausgibt. Im Gegensatz dazu weist der Balkon 38a eine Überdachung 42 auf. Die Überdachung 42 verhindert einen Anflug des entsprechenden Landebereichs 18 von der Paketzustelldrohne 12 über den Flugweg 40a, sodass die entsprechende Ausgabeeinheit 24 ein negatives Ortstauglichkeitssignal für diese beiden Orte ausgibt.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels als Verfahren 100 zum Ausgeben eines Ortstauglichkeitsinformationssignals bezüglich einer Ortstauglichkeit eines Start- und/oder Landeplatzsystems 10 mit einem Start- und/oder Landebereich 18, für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug 12, insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport. Das Verfahren 100 umfasst einen Schritt des Erfassens 102 von stationären Flughindernissen 42 in einem den Start- und/oder Landebereich 18 umfassenden dreidimensionalen Flugraum 34 für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug 12 mittels Sensoreinheiten 22 von zumindest drei zueinander beabstandet angeordneten Landebereichsbegrenzungseinheiten 16, wobei die zumindest drei zueinander beabstandet angeordneten Landebereichsbegrenzungseinheiten 16 den Start- und/oder Landebereich 18 geometrisch definieren und jeweils zumindest eine der Sensoreinheiten 22 aufweisen. Das Verfahren 100 umfasst ferner einen Schritt des Überprüfens 104 einer Ortstauglichkeit des Start- und/oder Landebereichs 18 für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug 12 zum Starten und/oder Landen, in Abhängigkeit von mittels der Sensoreinheiten 22 in dem dreidimensionalen Flugraum 42 erfassten stationären Flughindernissen 42 und definierten räumlichen Flugsicherheitsanforderungen für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug 12, insbesondere mittels einer Ausgabeeinheit 24. Das Verfahren 100 umfasst außerdem einen Schritt des Ausgebens 106 eines entsprechenden Ortstauglichkeitsinformationssignals an eine externe Einheit und/oder eine Umgebung des Start- und/oder Landebereichs 18, mittels einer/der Ausgabeeinheit 24.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015/103411 A1 [0003]

Claims

Mobiles Sensorsystem (10) zum Errichten eines Start- und/oder Landeplatzsystems (10) für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug (12), insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport, mit - zumindest drei zueinander beabstandet anordenbaren Landebereichsbegrenzungseinheiten (16) mit jeweils zumindest einer Sensoreinheit (22) zum Ausbilden eines geometrisch definierten Start- und/oder Landebereichs (18) für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12), wobei die Sensoreinheiten (22) ausgebildet sind, stationäre Flughindernisse (42) in einem den Start- und/oder Landebereich (18) umfassenden dreidimensionalen Flugraum (34) für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12) zu erfassen; und - einer Ausgabeeinheit (24) mit zumindest einer Sendeeinheit (26, 28), welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem mittels der Sensoreinheiten (22) in dem dreidimensionalen Flugraum (34) erfassten stationären Flughindernis (42) und definierten räumlichen Flugsicherheitsanforderungen für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12) ein entsprechendes Ortstauglichkeitsinformationssignal an eine externe Einheit und/oder eine Umgebung des Start- und/oder Landebereichs (18) auszugeben.
Start- und/oder Landeplatzsystem (10) für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug (12), insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport, mit - zumindest drei zueinander beabstandet angeordneten Sensoreinheiten (22), welche einen Start- und/oder Landebereich (18) für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12) geometrisch definieren, wobei die zumindest drei Sensoreinheiten (22) ausgebildet sind, stationäre Flughindernisse (42) in einem den Start- und/oder Landebereich (18) umfassenden dreidimensionalen Flugraum (34) für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12) zu erfassen; und - einer Ausgabeeinheit (24) mit zumindest einer Sendeeinheit (26, 28), welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem mittels der Sensoreinheiten (22) in dem dreidimensionalen Flugraum (34) erfassten stationären Flughindernis (42) und definierten räumlichen Flugsicherheitsanforderungen für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12) ein entsprechendes Ortstauglichkeitsinformationssignal an eine externe Einheit und/oder eine Umgebung des Start- und/oder Landebereichs (18) auszugeben.
Mobiles Sensorsystem (10) und/oder Start- und/oder Landeplatzsystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinheit (24) ausgebildet ist, unter Verwendung von Sensordaten der Sensoreinheiten (22) in Bezug auf die erfassten stationären Flughindernisse (42) und definierten räumlichen Flugsicherheitsanforderungen für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12) eine Ortstauglichkeit zu überprüfen.
Mobiles Sensorsystem (10) und/oder Start- und/oder Landeplatzsystem (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinheit (24) zur Überprüfung der Ortstauglichkeit - eine Datenbank mit räumlichen Flugsicherheitsanforderungen von Luftfahrzeugen (12) aufweist; und/oder - ausgebildet ist, auf eine externe Datenbank mit räumlichen Flugsicherheitsanforderungen von Luftfahrzeugen (12) zuzugreifen; und/oder - ausgebildet ist, ein Anforderungsinformationssignal mit den räumlichen Flugsicherheitsanforderungen, insbesondere von dem Luftfahrzeug (12) zu empfangen.
Mobiles Sensorsystem (10) und/oder Start- und/oder Landeplatzsystem (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinheit (24) zur Überprüfung der Ortstauglichkeit ausgebildet ist, eine Größe von erfassten Flughindernissen (42) und/oder eine Position und/oder einen Abstand von erfassten Flughindernissen (42) innerhalb des Flugraums (34) zu ermitteln.
Mobiles Sensorsystem (10) und/oder Start- und/oder Landeplatzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Sensoreinheiten (22) ferner ausgebildet sind, eine Bildinformation von dem Flugraum (34) zu erfassen, und die Ausgabeeinheit (24) ferner ausgebildet ist, die erfasste Bildinformation, insbesondere mit dem Ortstauglichkeitsinformationssignal, auszugeben.
Mobiles Sensorsystem (10) und/oder Start- und/oder Landeplatzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Ausgabeeinheit (24) ausgebildet ist, das Ortstauglichkeitsinformationssignal ferner in Abhängigkeit von zumindest einem Flugparameter des Luftfahrzeugs (12), insbesondere erst ab Vorliegen des Flugparameters des Luftfahrzeugs (12) und/oder bei Überschreitung oder Unterschreitung eines definierten Schwellenwerts für den Flugparameter des Luftfahrzeugs (12), insbesondere automatisiert auszugeben; und/oder - die Sensoreinheiten ausgebildet sind, das Erfassen der stationären Flughindernisse (42) in Abhängigkeit von zumindest einem Flugparameter des Luftfahrzeugs (12), insbesondere erst ab Vorliegen des Flugparameters des Luftfahrzeugs (12) und/oder bei Überschreitung oder Unterschreitung eines definierten Schwellenwerts für den Flugparameter des Luftfahrzeugs (12), insbesondere automatisiert durchzuführen.
Mobiles Sensorsystem (10) und/oder Start- und/oder Landeplatzsystem (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugparameter des Luftfahrzeugs (12) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: angeforderte Landefreigabe und/oder Startfreigabe für das Luftfahrzeug (12); Distanz zum Start- und/oder Landebereich (18); prognostizierte oder geplante Flugdauer bis zum Erreichen des Start- und/oder Landebereichs (18); prognostizierter oder geplanter Startzeitpunkt und/oder Landezeitpunkt; prognostizierte oder geplante Flugdauer bis zur Einleitung einer Landephase und/oder einer Startphase; Einleitung einer Landephase und/oder einer Startphase.
Mobiles Sensorsystem (10) und/oder Start- und/oder Landeplatzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ortstauglichkeitsinformationssignal - ein von der externen Einheit empfangbares Datensignal umfasst oder ist; und/oder - ein für Personen in der Umgebung des Start- und Landebereichs (18) und/oder im Start- und/oder Landebereich (18) optisch und/oder akustisch wahrnehmbares Signal umfasst oder ist.
Mobiles Sensorsystem (10) und/oder Start- und/oder Landeplatzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Landebereichsbegrenzungseinheiten (16) jeweils zumindest einen, insbesondere säulenförmigen oder stabförmigen oder spießförmigen Begrenzungskörper (20) aufweisen, an dem die entsprechende Sensoreinheit (22) angeordnet ist.
Mobiles Sensorsystem (10) und/oder Start- und/oder Landeplatzsystem (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinheit (24) genau eine Sendeeinheit (26, 28) aufweist, welche an einem der Begrenzungskörper (20) angeordnet ist, und/oder jeweils zumindest eine weitere Sendeeinheit (26, 28) der Ausgabeeinheit (24) an mehreren Begrenzungskörpern (20), insbesondere jedem der Begrenzungskörper (20) angeordnet ist.
Mobiles Sensorsystem (10) und/oder Start- und/oder Landeplatzsystem (10) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Begrenzungskörper (20) jeweils eine Sendeeinheit (26, 28) angeordnet ist, welche ausgebildet ist, das Ortstauglichkeitsinformationssignal bezüglich der Ortstauglichkeit an die Umgebung des Start- und/oder Landebereichs (18) auszugeben, wobei ferner zumindest eine, insbesondere genau eine weitere Sendeeinheit (26, 28) an einem der Begrenzungskörper (20) angeordnet ist, welche ausgebildet ist, das Ortstauglichkeitsinformationssignal bezüglich der Ortstauglichkeit an die externe Einheit auszugeben.
Mobiles Sensorsystem (10) und/oder Start- und/oder Landeplatzsystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheiten (22) zumindest einen Sensor aufweisen, welcher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Ultraschallsensor, Lidarsensor, Radarsensor, Videokamerasensor.
Verfahren (100) zum Ausgeben eines Ortstauglichkeitsinformationssignals bezüglich einer Ortstauglichkeit eines Start- und/oder Landeplatzsystems (10) mit einem Start- und/oder Landebereich (18), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug (12), insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport, mit den Schritten: - Erfassen (102) von stationären Flughindernissen (42) in einem den Start- und/oder Landebereich (18) umfassenden dreidimensionalen Flugraum (34) für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12) mittels Sensoreinheiten (22) von zumindest drei zueinander beabstandet angeordneten Landebereichsbegrenzungseinheiten (16), wobei die zumindest drei zueinander beabstandet angeordneten Landebereichsbegrenzungseinheiten (16) den Start- und/oder Landebereich (18) geometrisch definieren und jeweils zumindest eine der Sensoreinheiten (22) aufweisen; - Überprüfen (104) einer Ortstauglichkeit des Start- und/oder Landebereichs (18) für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12) zum Starten und/oder Landen, in Abhängigkeit von mittels der Sensoreinheiten (22) in dem dreidimensionalen Flugraum (34) erfassten stationären Flughindernissen (42) und definierten räumlichen Flugsicherheitsanforderungen für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug (12), insbesondere mittels einer Ausgabeeinheit (24); und - Ausgeben (106) eines entsprechenden Ortstauglichkeitsinformationssignals an eine externe Einheit und/oder eine Umgebung des Start- und/oder Landebereichs (18), mittels einer/der Ausgabeeinheit (24).
Verfahren (100) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Schritt des Erstellens einer geographischen Ortstauglichkeitsinformationskarte unter Verwendung der Ortstauglichkeitsinformationssignale.