DE102021110647A1

DE102021110647A1 - Verfahren, Abfangdrohne und Abfangsystem zur Abwehr einer unerwünschten Fremddrohne

Info

Publication number: DE102021110647A1
Application number: DE102021110647.8A
Authority: DE
Inventors: Bratz Kurt; Jörg Brinkmayer
Original assignee: Globe Uav GmbH; Robert Bosch GmbH
Current assignee: Globe Uav GmbH; Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2022-10-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abwehr einer unerwünschten Fremddrohne (20) mittels einer Abfangdrohne (10), umfassend ein Überwachen (100) eines definierten Luftbereichs (2) mittels eines Drohnenerfassungssystems (12); ein Erkennen (110), dass die unerwünschte Fremddrohne (20) in den Luftbereich (2) eindringt; ein Bestimmen (130) von Fremddrohnen-Positionsdaten der Fremddrohne; ein Übermitteln (140) von aus den Fremddrohnen-Positionsdaten ermittelten Zieldaten an eine Drohnensteuerung der Abfangdrohne (10); ein Steuern (150) der Abfangdrohne durch die Drohnensteuerung unter Verwendung der Zieldaten, so dass die Abfangdrohne (10) eine vorgegebene Abfangposition (22) relativ zu der Fremddrohne (20) mit einem Abstand zur Fremddrohne anfliegt, der in einem vorgegebenen Abstandsbereich liegt; und ein Durchführen (170) einer Abfangaktion durch die Abfangdrohne, wenn oder während die Abfangdrohne die Abfangposition einnimmt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Abfangdrohne und ein Abfangsystem.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Abfangdrohne und ein Abfangsystem zur Abwehr einer unerwünschten Fremddrohne.
Hintergrund der Erfindung
Drohnen, insbesondere in Form von sogenannten Multicoptern, finden zunehmend Verbreitung. Diese Drohnen stellen ein potenzielles Sicherheitsrisiko für sensible Bereiche bzw. Objekte dar, etwa für Flughäfen bzw. Flugzeuge, Gebäude, Menschenansammlungen, Produktionsanlagen, militärische Anlagen, Kernkraftwerke, und Ähnliches.
Kommerziell verfügbare Drohnen können ein Eigengewicht im Bereich von ca. 100 g bis ca. 25 kg oder mehr aufweisen und je nach Typ Geschwindigkeiten bis in den Bereich von 50 km/h bis 100 km/h erreichen. Gleichzeitig kann eine maximale Flughöhe einen Kilometer oder mehr betragen. Die maximale Traglast solcher Drohnen kann beispielsweise ca. 1 kg bis 5 kg bzw. etwa ein Viertel des Eigengewichts betragen. Typische Reichweiten können mehrere Kilometer betragen.
Aus diesen Eigenschaften von Drohnen ergeben sich beispielhaft folgende Risiken. Eine Kollision (ob beabsichtigt oder unbeabsichtigt) mit einem Flugzeug kann entsprechend zu erheblichen Schäden an diesem führen. Ebenso kann mittels einer Drohne ein gefährliches Objekt, z.B. eine Bombe, in einen sensiblen Bereich, z.B. über ein Gebäude oder eine Menschenansammlung in einem Stadium, transportiert werden.
Aus der EP 3 139 125 B1 ist eine Drohnenabwehranlage zum Abwehren von Fremddrohnen bekannt, wobei mittels einer an einer Abwehrdrohne befestigten Einfangvorrichtung eine Fremddrohne einfangbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren, eine Abfangdrohne und ein Abfangsystem zur Abwehr einer unerwünschten Fremddrohne mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Entsprechend der Erfindung wird die Abfangdrohne mittels Fremddrohnen-Positionsdaten automatisch so gesteuert, dass diese zunächst eine vorgegebene Abfangposition zur unerwünschten Fremddrohne, etwa einem Multicopter, erreicht; die vorgegebene Abfangposition umfasst einen vorbestimmten Abstand oder Abstandsbereich. Nachdem die Abfangposition erreicht ist, wird eine Abfangaktion durch die Abfangdrohne durchgeführt. Diese Vorgehensweise ist vorteilhaft, da die Abfangposition und insbesondere der Abstand so vorgegeben werden können, dass die von der Abfangdrohne durchzuführende Abfangaktion eine hohe Genauigkeit und damit eine hohe Erfolgswahrscheinlichkeit aufweist. Gegenüber etwaigen aus der Ferne erfolgende Abwehrmaßnahmen, z.B. mittels Netzkanonen, Stören des Steuerungsfunksignals der Fremddrohne (Jamming) oder durch manuell gesteuerte Abwehrdrohnen, weist das beschriebene Verfahren eine höhere Genauigkeit auf.
Das Verfahren zur Abwehr einer unerwünschten Fremddrohne mittels einer Abfangdrohne umfasst ein Überwachen eines definierten Luftbereichs mittels eines Drohnenerfassungssystems und ein Erkennen, dass die unerwünschte Fremddrohne in den Luftbereich eindringt. Der Luftbereich bzw. sensible Luftbereich ist dabei so definiert, dass er die zu schützenden Objekte einschließt, sich also vom Boden ausgehend bis zu einer bestimmten Höhe über den Objekten bzw. dem Boden erstreckt. Weiter kann der definierte Luftbereich sich über einen größeren Bereich erstrecken, um zu berücksichtigen, dass vom Erkennen, dass die Fremddrohne in den Luftbereich eindringt, bis zum eigentlichen Abwehrvorgang eine gewisse Zeit, insbesondere Flugzeit der Abfangdrohne, benötigt wird. Das (am Boden platzierte) Drohnenerfassungssystem umfasst Sensoren, mittels derer Drohnen, insbesondere Fremddrohnen, erfasst werden können. Vorzugsweise ist das Drohnenerfassungssystem selbst ein zu schützendes Objekt, befindet sich als innerhalb des Luftbereichs, um mehrstufige Angriffe, bei denen zuerst ein Angriff auf das Drohnenerfassungssystem und anschließend, nachdem dieses ausgeschaltet ist, ein Angriff auf das eigentlich zu schützende Objekt erfolgt, zu verhindern.
Das Verfahren umfasst ein Bestimmen von Fremddrohnen-Positionsdaten der Fremddrohne und ein Übermitteln (über eine Funkverbindung, beispielsweise auf 2.4 GHz zur Übermittlung von Telemetriedaten oder Nutzung eines GSM-Netzes, z.B. LTE, zum Kommunikationsaustausch) von Zieldaten, die aus den Fremddrohnen-Positionsdaten ermittelt wurde, an eine Drohnensteuerung der Abfangdrohne. Die Fremddrohnen-Positionsdaten charakterisieren die Position der Fremddrohne. Die Fremddrohnen-Positionsdaten werden vom Drohnenerfassungssystem bestimmt und können zusätzlich, nachdem die Abfangdrohne gestartet ist, auch von an der Abfangdrohne angebrachten Sensoren erfasst und bestimmt werden. Die Zieldaten können den Fremddrohnen-Positionsdaten entsprechen oder von diesen abgeleitet sein, z.B. die Abfangposition angeben. Die Fremddrohnen-Positionsdaten und Zieldaten können in Form von Positionskoordinaten in einem festen Bezugssystem, insbesondere Luftbereich-Bezugssystem oder Drohnenerfassungssystem-Bezugssystem, und/oder in Form von Relativkoordinaten in einem Drohnen-Bezugssystem der Abfangdrohne gegeben sein. In letzterem Fall können die Relativkoordinaten von an der Abfangdrohne angebrachten Sensoren erfasst bzw. bestimmt werden oder das Drohnenerfassungssystem erfasst neben den Positionsdatenkoordinaten der Fremddrohne zusätzlich Positionsdatenkoordinaten der Abfangdrohne und berechnet daraus Relativkoordinaten. Vorzugsweise umfassen die Fremddrohnen-Positionsdaten und/oder Zieldaten Positionskoordinaten, die sich auf ein vorgegebenes Bezugssystem beziehen, und/oder Relativkoordinaten, die sich auf ein Bezugssystem der Abfangdrohne beziehen.
Das Verfahren umfasst weiter ein Steuern der Abfangdrohne durch die Drohnensteuerung unter Verwendung der Zieldaten, so dass die Abfangdrohne eine vorgegebene Abfangposition relativ zu der Fremddrohne mit einem Abstand zur Fremddrohne anfliegt, der in einem vorgegebenen Abstandsbereich liegt, und ein Durchführen einer Abfangaktion durch die Abfangdrohne, wenn oder während die Abfangdrohne die Abfangposition einnimmt. Die Abfangdrohne ist in diesem Sinne autonom oder selbständig (teilautonom), oder von einem Fernsteuerungssystem automatisch ferngesteuert, was den Vorteil kürzerer Reaktionszeiten im Vergleich mit einer manuellen Steuerung über eine Funkverbindung hat. Die Abfangposition ist im Prinzip als Relativposition der Abfangdrohne zur Fremddrohne gegeben. Die Abfangposition kann so bestimmt werden, dass die Abfangaktion eine hohe Erfolgswahrscheinlichkeit hat, d.h. die Abfangposition kann in Abhängigkeit von der durchzuführenden Abfangaktion gewählt werden. Die Abfangaktion wird von einer an der Abfangdrohne montierten Abfangvorrichtung durchgeführt. Als Abfangaktion sind beispielsweise denkbar: Abschießen eines Netzes, eines Geschosses o.ä. in Richtung Fremddrohne, Senden eines elektromagnetischen Impulses hoher Energie in Richtung Fremddrohne, oder ähnliche zielgerichtete Abfangaktionen.
Das Bestimmen und Übermitteln der Fremddrohnen-Positionsdaten und Zieldaten an eine Drohnensteuerung der Abfangdrohne und die darauf basierende Steuerung der Abfangdrohne erfolgen fortlaufend bzw. wiederholt. Dies muss klarerweise der Fall sein, da sich die Fremddrohne im Allgemeinen bewegt, so dass sich die Fremddrohnen-Positionsdaten und damit die Zieldaten ständig ändern und entsprechend vom Drohnenerfassungssystem aktualisiert werden.
Bevorzugt liegt der Abstandsbereich im Bereich von 1 m bis 30 m, bevorzugt 1 m bis 15 m, weiter bevorzugt 4 m bis 7 m (oder 7 m bis 15 m). Ebenso bevorzugt ist der Abstandsbereich bestimmt als maximale prozentuale Abweichung von einem vorgegebenen Abstand, wobei die Abweichung maximal 20 %, weiter bevorzugt maximal 10 %, noch weiter bevorzugt maximal 5 %, beträgt. Ein kleiner Abstandsbereich ermöglicht eine genaue Durchführung der Abfangaktion und damit verbunden eine hohe Erfolgswahrscheinlichkeit.
Vorzugsweise ist die vorgegebene Abfangposition so bestimmt, dass sich die Abfangdrohne innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs senkrecht über der Fremddrohne befindet. Die Abfangposition über der Fremddrohne ist vorteilhaft, da das Sichtfeld von an Drohnen angebrachten Kameras typischerweise nach unten und/oder nach vorne bzw. seitlich ausgerichtet ist, selten nach oben. Eine an der Fremddrohne angebrachte Kamera, die Bild-/Videodaten zu einer Funksteuerung und damit zu einem Angreifer, der die Fremddrohne steuert sendet, kann die Abfangdrohne nicht sehen, wenn sich diese über der Fremddrohne befindet, so dass der Angreifer nicht auf den Abfangvorgang reagieren kann, etwa durch erratische Flugbewegungen.
Vorzugsweise umfasst die Abfangaktion ein Abwerfen eines Netzes, das weiter bevorzugt nach dem Abwerfen mit der Abfangdrohne verbunden bleibt, oder ein Fallenlassen von Fäden, die weiter bevorzugt nach dem Fallenlassen mit der Abfangdrohne verbunden bleiben. Das Abwerfen oder Fallenlassen eines Netzes (wobei ein Mechanismus vorgesehen ist, so dass sich das Netz über eine bestimmte Fläche entfaltet) bzw. der Fäden stellt eine einfach zu implementierende Abfangaktion mit hohen Erfolgsaussichten dar.
Bevorzugt umfasst die Abfangaktion ein Einfangen der Fremddrohne durch die Abfangdrohne, wobei die Fremddrohne nach dem Einfangen von der Abfangdrohne getragen wird; wobei gegebenenfalls das Netz nach dem Abwerfen mit der Abfangdrohne verbunden bleibt, bzw. die Fäden nach dem Fallenlassen mit der Abfangdrohne verbunden bleiben. Durch ein Einfangen wird verhindert, dass die Fremddrohne zu Boden fällt und/oder zerstört wird. Dadurch wird verhindert, dass von der zu Boden fallenden Fremddrohne oder zu Boden fallenden Teilen der Fremddrohne Gefahren ausgehen. „Einfangen“ ist so zu verstehen, dass die Fremddrohne von der Abfangdrohne gehalten wird und von dieser vorzugsweise transportiert werden kann.
Weiter bevorzugt wird nach dem Einfangen die Fremddrohne durch die Abfangdrohne zu einem Landeplatz transportiert; wobei der Landplatz bevorzugt außerhalb des Luftbereichs liegt. Nach Landung auf dem Landeplatz kann die Fremddrohne einer Analyse unterzogen werden.
Ebenso weiter bevorzugt umfasst die Abfangdrohne einen Fallschirm, der nach dem Einfangen ausgelöst wird, insbesondere, wenn festgestellt wird, dass die Höhe nicht gehalten werden kann, da die Fremddrohne ein zu hohes Gewicht aufweist. Vorzugsweise sind gegebenenfalls das Netz oder die Fäden mit einem Fallschirm verbunden, der nach dem Einfangen ausgelöst wird, insbesondere, wenn festgestellt wird, dass die Höhe nicht gehalten werden kann, da die Fremddrohne ein zu hohes Gewicht aufweist. Wenn die Fremddrohne zu schwer für die Abfangdrohne ist (was im Allgemeinen bei unbekanntem Gewicht der Fremddrohne erst nach deren Einfang festgestellt werden kann), so dass die Abfangdrohne die Höhe nicht halten kann, kann durch Auslösen des Fallschirms (und gegebenenfalls Loslassen bzw. Abwerfen der Fremddrohne, wobei diese natürlich durch das Netz oder die Fäden weiterhin flugunfähig ist) ein unkontrollierter Absturz der Abfangdrohne samt Fremddrohne verhindert werden.
Das Verfahren umfasst bevorzugt ein Starten der Abfangdrohne, wenn erkannt wird, dass die Fremddrohne in den Luftbereich eindringt, wobei der Start automatisch oder bevorzugt nach Erhalt eines Startsignals erfolgt. Bevorzugt wird, wenn (oder während) die Abfangdrohne die vorgegebene Abfangposition einnimmt, die Abfangaktion automatisch ausgelöst wird, oder die Abfangaktion erst ausgelöst wird, wenn ein Abfangsignal vorliegt. Ein automatischer Start bzw. ein automatisches Auslösen der Abfangaktion führt zu einer kurzen Reaktionszeit. Bei Abwarten eines Startsignals bzw. des Abfangsignals kann zunächst geprüft werden, ob die Fremddrohne tatsächlich unerwünscht ist, etwa von einem Bediener anhand von Videoaufnahmen.
Bevorzugt umfasst die Abfangdrohne wenigstens einen Drohnensensor, der dazu eingerichtet ist, die Fremddrohne zu erfassen und vorzugsweise Fremddrohnen-Positionsdaten in Form von Relativkoordinaten zur Fremddrohne in einem Bezugssystem der Abfangdrohne zu bestimmen. Weiter bevorzugt werden beim Anfliegen der Abfangposition in einer Anflugphase lediglich Fremddrohnen-Positionsdaten, die vom Drohnenerfassungssystem erfasst werden (in den Zieldaten), verwendet und in einer anschließenden Positionierungsphase zusätzlich oder lediglich Fremddrohnen-Positionsdaten, die von dem wenigstens einen Drohnensensor (der Abfangdrohne) erfasst werden, verwendet. Die Verwendung von Positionsdaten, die von einem Drohnensensor erfasst werden, kann eine präzisere Positionierung ermöglichen, da sich die Abfangdrohne während der Positionierungsphase näher an der Fremddrohne befindet.
Eine erfindungsgemäße Abfangdrohne zur Abwehr einer unerwünschten Fremddrohne, umfasst eine Abfangvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Abfangaktion durchzuführen; und eine Drohnensteuerung, die dazu eingerichtet ist, Fremddrohnen-Positionsdaten zu der Fremddrohne oder Zieldaten zu empfangen, basierend auf den Fremddrohnen-Positionsdaten bzw. Zieldaten Steuerbefehle zu bestimmen und die Abfangdrohne basierend auf den Steuerbefehlen zu steuern, so dass die Abfangdrohne eine vorgegebene Abfangposition relativ zu der Fremddrohne mit einem Abstand zur Fremddrohne anfliegt, der in einem vorgegebenen Abstandsbereich liegt, und die Abfangaktion auszulösen, wenn die oder während Abfangdrohne die Abfangposition einnimmt.
Die Drohnensteuerung der Abfangdrohne ist bevorzugt weiter dazu eingerichtet, ein Startsignal zu empfangen und die Abfangdrohne erst nach Vorliegen des Startsignals zu starten, und/oder ein Abfangsignal zu empfangen und die Abfangaktion erst nach Vorliegen des Abfangsignals auszulösen.
Ein erfindungsgemäßes Abfangsystem zur Abwehr einer unerwünschten Fremddrohne umfasst ein Drohnenerfassungssystem und eine Abfangdrohne; wobei das Drohnenerfassungssystem dazu eingerichtet ist, Drohnen in einem definierten Luftbereich zu erfassen, zu erkennen, wenn die Fremddrohne in den Luftbereich eindringt, und Fremddrohnen-Positionsdaten zu der Fremddrohne zu bestimmen; wobei das Drohnenerfassungssystem weiter dazu eingerichtet ist, aus den Fremddrohnen-Positionsdaten ermittelte Zieldaten zu der Abfangdrohne zu senden oder zu einem Leitsystem zu übermitteln, das dazu eingerichtet ist, die Zieldaten zu der Abfangdrohne zu senden; wobei die Abfangdrohne dazu eingerichtet ist, basierend auf den Zieldaten Steuerbefehle zu bestimmen und basierend auf den Steuerbefehlen derart zu steuern, so dass die Abfangdrohne eine vorgegebene Abfangposition relativ zu der Fremddrohne mit einem Abstand zur Fremddrohne anfliegt, der in einem vorgegebenen Abstandsbereich liegt.
Ein erfindungsgemäßes Abfangsystem zur Abwehr einer unerwünschten Fremddrohne umfasst ein Drohnenerfassungssystem und eine erfindungsgemäße Abfangdrohne; wobei das Drohnenerfassungssystem dazu eingerichtet ist, Drohnen in einem definierten Luftbereich zu erfassen, zu erkennen, wenn die Fremddrohne in den Luftbereich eindringt, und Fremddrohnen-Positionsdaten zu der Fremddrohne zu bestimmen; wobei das Drohnenerfassungssystem weiter dazu eingerichtet ist, aus den Fremddrohnen-Positionsdaten ermittelte Zieldaten zu der Abfangdrohne zu senden oder zu einem Leitsystem zu übermitteln, das dazu eingerichtet ist, die Zieldaten zu der Abfangdrohne zu senden.
Bevorzugt umfasst das Abfangsystem das Leitsystem, das weiter dazu eingerichtet ist, wenn erkannt wird, dass die Fremddrohne in den Luftbereich eindringt, ein Startsignal, bevorzugt durch Interaktion mit wenigstens einem Bediener, zu erzeugen und an die Abfangdrohne zu senden, und/oder, wenn oder während die Abfangdrohne die vorgegebene Abfangposition einnimmt, ein Abfangsignal, bevorzugt durch Interaktion mit dem wenigstens einen Bediener, zu erzeugen und an die Abfangdrohne zu senden; wobei weiter bevorzugt die Interaktion eine Abfrage bei dem wenigstens einen Bediener, noch weiter bevorzugt bei zwei Bedienern, umfasst. Die Interaktion bzw. Abfrage kann eine Pinabfrage umfassen.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm veranlasst, wenn es auf einer Steuerungseinheit einer Abfangdrohne ausgeführt wird, die Steuerungseinheit dazu, Zieldaten oder Fremddrohnen-Positionsdaten zu einer Fremddrohne zu empfangen; basierend auf den Zieldaten bzw. Fremddrohnen-Positionsdaten Steuerbefehle zu bestimmen und die Abfangdrohne basierend auf den Steuerbefehlen zu steuern, so dass die Abfangdrohne eine vorgegebene Abfangposition relativ zu der Fremddrohne mit einem Abstand zur Fremddrohne anfliegt, der in einem vorgegebenen Abstandsbereich liegt; und eine Abfangaktion auszulösen, wenn oder während die Abfangdrohne die Abfangposition einnimmt.
Das Computerprogramm kann auf einem Speichermedium (insbesondere einem nichtflüchtigen maschinenlesbaren Speichermedium) bzw. Datenträger bereitgestellt sein. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Figurenliste

1A-1E zeigen beispielhaft einen Abfangvorgang einer Fremddrohne mittels eines Drohnenabwehrsystems entsprechend der Erfindung;
2 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Ausführungsform(en) der Erfindung
1A-1E zeigen beispielhaft einen Abfangvorgang einer unerwünschten Fremddrohne 20 mittels eines Drohnenabwehrsystems entsprechend der Erfindung. In den 1A-1E ist jeweils ein zu schützendes Objekt 4 eingezeichnet. Um dieses zu schützen, ist ein sensibler Luftbereich 2, der das zu schützende Objekt 4 umgibt, definiert.
Das Drohnenabwehrsystem umfasst ein Drohnenerfassungssystem bzw. Drohnendetektionssystem 12, wenigstens eine Abfangdrohne 10 und bevorzugt ein Leitsystem 14.
Das Drohnenerfassungssystem 12 ist relativ zum sensiblen Luftbereich 2 fest positioniert, z.B. innerhalb des Luftbereichs am Boden stehend, und dazu eingerichtet, Drohnen, insbesondere Multicopter, innerhalb des sensiblen Luftbereichs 2 zu erfassen. Im Allgemeinen werden natürlich auch Drohnen außerhalb des Luftbereichs und/oder andere Objekte erfasst. Das Drohnenerfassungssystem 12 umfasst zu diesem Zweck einen oder mehrere Sensoren, die Objekte im Luftbereich 2 erfassen; insbesondere wenigstens einen Radarsensor und/oder wenigstens einen Lidarsensor (englisch: Light detection and ranging auch Light imaging, detection and ranging) und/oder wenigstens eine RF-Sensor (Radio-Frequency-Sensor) und/oder wenigstens eine Kamera (optisch und/oder infrarot) und/oder wenigstens ein Mikrophon. Vorzugsweise ist das Drohnenerfassungssystem so eingerichtet, das es möglich ist, Drohnen von anderen Objekten (z.B. Vögel) unterscheiden zu können. Hierzu kann bei Radarsensoren oder Lidarsensoren der sogenannte „Mikro-Dopplereffekt“ verwendet werden. Dabei wird ausgenutzt, dass vibrierende und/oder rotierende Elemente am erfassten Objekt (insbesondere Propeller eines Multicopters) zu einer Modulation, d.h. Frequenzmodulation aufgrund des Dopplereffekts, des Radarsignals bzw. Lidarsignals führen, die zusätzlich zu der Frequenzverschiebung aufgrund der Geschwindigkeit des erfassten Objekts dem Radarsignal aufgeprägt ist. Durch eine Auswertung des Radarsignals bzw. Lidarsignals kann eine solche Modulation erkannt werden und damit eine Drohne von beispielsweise einem Vogel unterschieden werden. Weiter ist es möglich, Drohnen anhand ihres durch die Propeller verursachten Geräusches zu erkennen. Ebenso können Kameraaufnahmen verwendet werden, um Drohnen von anderen Objekten zu unterscheiden. Beispielweise könnte dazu ein Bilderkennungssystem verwendet werden, etwa ein neuronales Netz (bzw. ein auf maschinellem Lernen basierender Algorithmus), das anhand vorhandener Kameraaufnahmen von Drohne und anderen Objekten entsprechend trainiert wurde.
Das Drohnenerfassungssystem 12 ist dazu eingerichtet, Positionsdaten von erfassten Objekten, insbesondere von erfassten Drohnen, zu bestimmen. Die Positionsdaten oder daraus ermittelte Zieldaten werden an die Abfangdrohne 10 und/oder das Leitsystem 14 übermittelt.
Das (bevorzugt vorhandene) Leitsystem 14 kann sich in räumlicher Nähe zum Drohnenerfassungssystem 12 und/oder zum zu schützenden Objekt 4 befinden, etwa im sensiblen Luftbereich 2. Alternativ kann es sich entfernt von diesen befinden. Das Leitsystem 14 ist mit dem Drohnenerfassungssystem 12 mittels einer drahtlosen und/oder drahtgebunden Verbindung zum Datenaustausch verbunden, insbesondere kann das Leitsystem Positionsdaten bzw. Zieldaten vom Drohnenerfassungssystem empfangen. Im Leitsystem 14 können die Positionsdaten von Drohnen bzw. Objekten weiter ausgewertet werden. Insbesondere können, falls das Drohnenerfassungssystem mehrere Sensoren umfasst, die verschiedene Positionsdaten liefern, diese zu einheitlichen Positionsdaten bzw. Zieldaten zusammengefasst werden, z.B. durch Mittelung und/oder Ausschließen von wahrscheinlich falschen Positionsdaten (Ausreißern). Dies kann gegebenenfalls ebenso bereits vom Drohnenerfassungssystem 12 durchgeführt werden.
Die Abfangdrohne 10 ist drahtlos mit dem Drohnenerfassungssystem 12 und/oder dem Leitsystem 14 zum Datenaustausch verbunden und kann über diese Verbindung Positionsdaten/Zieldaten vom Drohnenerfassungssystem und/oder Leitsystem empfangen. Als Abfangdrohne 10 wird vorzugsweise ein Multicopter verwendet. Als Multicopter werden Luftfahrzeuge bezeichnet, die mehrere in einer Ebene angeordnete, nach unten wirkende Rotoren oder Propeller benutzen, um Auftrieb und durch Neigung der Rotorebene auch Vortrieb zu erzeugen.
In 1A befindet sich die Fremddrohne 20 außerhalb des sensiblen Luftbereichs 2. Diese ist also zunächst als nicht gefährlich anzusehen. Entsprechend befindet sich die Abfangdrohne 10 in einer Parkposition, d.h. diese fliegt nicht.
In 1B dringt die Fremddrohne 20 in den sensiblen Luftbereich 2 ein und wird vom Drohnenerfassungssystem erfasst (durch Linien angedeutet). Die Fremddrohne 20 ist jetzt also als unerwünscht, weil potenziell gefährlich, anzusehen. Entsprechend wird die Abfangdrohne 10 gestartet, wobei aus den Positionsdaten der Fremddrohne, als Fremddrohnen-Positionsdaten, ermittelte Zieldaten von dem Drohnenerfassungssystem und/oder dem Leitsystem an die Abfangdrohne 10 übermittelt werden. Die Fremddrohnen-Positionsdaten werden insbesondere fortlaufend erfasst und die Zieldaten fortlaufend an die Abfangdrohne übermittelt, da sich im Allgemeinen die Fremddrohne bewegt, so dass sich ihre Position ändert. Die Zieldaten können die Fremddrohnen-Positionsdaten sein, so dass die Abfangdrohne die Abfangposition davon abhängig selbst bestimmt, oder die Zieldaten können bereits die Abfangposition angeben,
Der Start der Abfangdrohne 10 kann automatisch erfolgen, sobald vom Drohnenerfassungssystem 12 erkannt wird, dass die Fremddrohne 20 in den sensiblen Luftbereich 2 eindringt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Start erst nach einer Startfreigabe erfolgt. Wenn kein Leitsystem vorgesehen ist, ist denkbar, eine Startfreigabe durch die Drohnensteuerung zu realisieren und/oder die Startfreigage durch das Drohnenerfassungssystem zu erteilen. Wenn ein Leitsystem 14 vorgesehen ist, kann vorgesehen sein, dass der Start erst nach Vorliegen der Startfreigabe durch das Leitsystem erfolgt. Die Startfreigabe kann durch einen Bediener (der sich etwa in dem Leitsystem befindet oder über eine Datenverbindung mit dem Leitsystem und/der dem Drohnenerfassungssystem verbunden ist) des Abwehrsystems erfolgen, dem beispielsweise Kameraaufnahmen der Fremddrohne gezeigt werden, so dass dieser beurteilen kann, ob es sich um eine unerwünschte Fremddrohne handelt. Es sind auch Situationen denkbar, in denen die Abfangdrohne selbst eine Gefahr darstellt, etwa an einem Flughafen, wenn sich gerade ein Flugzeug in der beabsichtigten Flugbahn der Abfangdrohne befindet. Hier kann z.B. der Start verzögert werden. Diese Beurteilungen können außer von einem Bediener teilweise oder ganz auch automatisch durch eine entsprechend programmierte Recheneinheit erfolgen. Bei sicherheitskritischen Entscheidungen kann die Startfreigabe auch über das 4-Augenprinzip im Leitsystem realisiert werden. Beispielsweise nach erfolgreicher Pinabfrage zweier PINs (Persönliche-Identifikations-Nummer), d.h. nach Pineingabe zweier Personen. Allgemeiner kann vorgesehen sein, wenigstens eine PIN abzufragen und die Startfreigabe nach erfolgreicher Pinabfrage, d.h. wenn eine eingegebene PIN richtig ist oder, bei mehreren abgefragten PINs, alle eingegebenen PINs richtig sind, zu erteilen.
Nach dem Start fliegt die Abfangdrohne 10 in Richtung der Fremddrohne 20. Die Abfangdrohne 10 bzw. deren Flugbahn wird unter Verwendung der vorzugsweise fortlaufend übermittelten Fremddrohnen-Positionsdaten bzw. Zieldaten so gesteuert, dass die Abfangdrohne 10 relativ zur Fremddrohne 20 eine vorbestimmte Position, als Abfangposition bezeichnet, erreicht bzw. versucht diese zu erreichen.
Die Abfangdrohne 10 fliegt dabei insbesondere selbständig bzw. automatisch, d.h. die Steuerung der Abfangdrohne (nach Start bzw. nach Starfreigabe) erfolgt durch eine Drohnensteuerung bzw. Recheneinheit der Abfangdrohne anhand der übermittelten Fremddrohnen-Positionsdaten bzw. Zieldaten. Die Drohnensteuerung umfasst entsprechende Hardware-Komponenten und/oder Software-Komponenten. Insbesondere kann die Drohnensteuerung die Zieldaten empfangen, daraus Steuerbefehle bestimmen bzw. ableiten und die Motoren und/oder Stellglieder der Abfangdrohne mittels der Steuerbefehle ansteuern. Die Steuerbefehle werden durch entsprechend eingerichtete Hardware-Komponenten (z.B.: FPGA, englisch: Field Programmable Gate Array, oder ASIC, englisch: Application-Specific Integretated Circuit) und/oder entsprechende, von wenigstens einem Prozessor der Drohnensteuerung ausgeführte Computerprogramme bestimmt. Ebenso kann eine (automatische) Fernsteuerung durch das Leitsystem erfolgen.
Die Fremddrohnen-Positionsdaten bzw. Zieldaten können in Form von Positionskoordinaten, die sich auf ein vorgegebenes Bezugssystem, etwa ein Luftbereichs-Bezugssystem oder Drohnenerfassungssystem-Bezugssystem (die durch den Luftbereich bzw. das Drohnenerfassungssystem bestimmt sind), beziehen und/oder in Form von Relativkoordinaten, die sich auf ein Bezugssystem der Abfangdrohne, d.h. ein Drohen-Bezugssystem, beziehen, definiert sein. Um Relativkoordinaten zu erhalten, kann das Drohnenerfassungssystem neben den Fremddrohnen-Positionsdaten zusätzlich Positionsdaten der Abfangdrohne (Abfangdrohnen-Positionsdaten) erfassen, aus denen dann durch das Drohnenerfassungssystem oder das Leitsystem die Relativkoordinaten bestimmt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Abfangdrohne wenigstens einen Sensor, d.h. wenigstens einen Drohnensensor, umfassen, mit dem die Fremddrohne erfasst und deren Abfangposition bzw. Relativkoordinaten (die ebenso Fremddrohnen-Positionsdaten darstellen) bestimmt werden können. Der wenigstens eine Drohnensensor kann einer der oben im Zusammenhang mit dem Drohnenerfassungssystem genannten Sensoren sein. Bevorzugt sind ein Radarsensor, ein Lidarsensor und/oder eine Kamera. Die vom Drohnensensor erfassten Fremddrohnen-Positionsdaten werden direkt an die Drohnensteuerung übermittelt. Zusätzlich kann eine Übermittlung an das Leitsystem vorgesehen sein.
Da Drohnensensoren im Allgemeinen nur einen eingeschränkten Erfassungsbereich aufweisen, kann etwa vorgesehen sein, dass die Drohnensteuerung in einer Anflugphase zunächst nur die vom Drohnenerfassungssystem erfassten (und in den Zieldaten steckenden) Fremddrohnen-Positionsdaten zur Steuerung verwendet und, sobald sich die Fremddrohne im Erfassungsbereich eines Drohnensensors befindet, in einer Positionierungsphase zusätzlich, oder eventuell ausschließlich, die vom Drohnensensor erfassten Fremddrohnen-Positionsdaten verwendet. Die Verwendung von Drohnensensoren erfasster Fremddrohnen-Positionsdaten weist verschiedene Vorteile auf: Von Drohnensensoren erfasste Fremddrohnen-Positionsdaten können genauer sein, da aus geringerem Abstand erfasst; die Übermittlung kann nicht gestört werden; und eine etwaige Übermittlungs-Latenz ist geringer.
In 1C ist ein Zustand gezeigt in dem die Abfangdrohne 10 die vorbestimmte Abfangposition 22 relativ zur Fremddrohne erreicht hat, d.h. diese einnimmt. Die Abfangdrohne bewegt sich parallel zur Fremddrohne. Die Abfangposition 22 ist hier dadurch charakterisiert, dass sich die Abfangdrohne 10 oberhalb der Fremddrohne 20 befindet. Ein Abstand zwischen der Abfangdrohne 10 und der Fremddrohne 20 liegt innerhalb eines vorgegebenen Abstandsbereichs, beispielsweise 1 m bis 30 m, bevorzugt 1 m bis 15 m, weiter bevorzugt 4 m bis 7m oder 7m bis 15m. „Oberhalb der Fremddrohne“ ist so zu verstehen, dass ein Winkel zwischen einer senkrechten, durch die Fremddrohne verlaufenden Linie und einer Verbindunglinie von der Abfangdrohne zur Fremddrohne innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs, beispielsweise kleiner 10 Grad, liegt. Die senkrechte Linie ist im Sinne von senkrecht zur Erdoberfläche zu verstehen. Allgemeiner kann ein Relativvektor vorgegeben sein, der insbesondere von einem Geschwindigkeitsvektor (Flugrichtung, Geschwindigkeit) der Fremddrohne abhängig sein kann (beispielsweis könnte der Relativvektor in Flugrichtung der Fremddrohne geneigt sein). Die Abfangposition kann dann dadurch charakterisiert sein, dass der Betrag (ausdrückt etwa in Meter) der Differenz zwischen dem tatsächlichen Relativvektor und dem vorgegebenen Relativvektor kleiner als ein vorgegebener Wert (etwa kleiner 1 Meter, oder kleiner als ein bestimmter Prozentsatz der Länge des Relativvektors z. B. 20 %, 10 % oder 5%) ist. Alternativ kann dann die Abfangposition dadurch charakterisiert sein, dass die Länge des tatsächlichen Relativvektors sich um weniger als ein vorgegebener Wert von der Länge des vorgegebenen Relativvektors unterscheidet und ein Winkel zwischen tatsächlichem und vorgegebenem Relativvektor kleiner als eine vorgegebene Maximalwinkelabweichung ist. Der Relativvektor kann eine vorbestimmte Orientierung relativ zu einer Flugbahn der Fremddrohne aufweisen.
Nachdem die Abfangdrohne 10 die vorgegebene Abfangposition zur Fremddrohne 20 erreicht hat, kann eine Abfangaktion ausgelöst werden. Die Abfangaktion kann automatisch ausgelöst werden und/oder in Reaktion auf ein Abfangsignal, das von dem Leitsystem übermittelt wird. Das Abfangsignal kann durch einen Bediener des Abwehrsystems gegeben werden, der eine entsprechende Eingabe in einem Bedienelement im Leitsystem tätigt. Hier kann beispielweise vorgesehen sein, dass mittels einer an der Abfangdrohne montierten Kamera (in der Figur unten an der Abfangdrohne; die Kamera kann ebenso als Drohnensensor dienen) Bilder und/oder Videodaten erfasst, die von der Fremddrohne zum Leitsystem übertragen werden, ein Bediener anhand der Bilder/Videodaten entscheidet ob die Fremddrohne abgefangen werden soll und das entsprechende Abfangsignal gibt. Es ist also eine Rückfrage beim Bediener vorgesehen, dazu kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Abfangdrohne eine Meldung an das Leitsystem sendet, wenn die Abfangposition erreicht ist. Bei sicherheitskritischen Entscheidungen kann die Abfangaktion bzw. das Abfangsignal auch über das 4-Augenprinzip im Leitsystem realisiert werden. Beispielsweise kann das Abfangsignal nach erfolgreicher Pinabfrage zweier Pins, d.h. nach Pineingabe zweier Personen, gegeben werden. Allgemeiner kann vorgesehen sein, wenigstens eine PIN abzufragen und das Abfangsignal nach erfolgreicher Pinabfrage, d.h. wenn eine eingegebene PIN richtig ist oder, bei mehreren abgefragten PINs, alle eingegebenen PINs richtig sind, zu geben.
In 1D ist der Zustand nach einer erfolgreichen Abfangaktion gezeigt. Die Abfangaktion besteht darin, dass von der Abfangdrohne 10 ein Netz 16 abgeworfen wird, in dem die Fremddrohne 20 gefangen wird. Das Netz 16 bleibt, etwa über ein Seil, mit der Abfangdrohne 10 verbunden, so dass die Fremddrohne 20, wie dargestellt, unter der Abfangdrohne 20 im Netz 16 hängt und von der Abfangdrohne 20 transportiert werden kann, vorausgesetzt die Fremddrohne ist nicht zu schwer. Alternativ könnte etwa ein mit dem Netz verbundener Fallschirm vorgesehen sein, so dass die Fremddrohne nachdem sie im Netz festhängt, zu Boden schweben kann. Im Prinzip wäre es auch möglich, das Netz samt Fremddrohne ohne Fallschirm fallen zu lassen, was allerdings nachteilig ist, da die dann eventuell zerstört wird und nicht genauer untersucht werden kann, um herauszufinden woher diese kam. Ebenso könnte dies zu Kollateralschäden führen.
Statt eines Netzes könnten auch Fäden vorgesehen sein, die von der Abfangdrohne herabhängen bzw. im Rahmen der Abfangaktion herabgelassen werden und sich in den Propellern bzw. Rotoren der Fremddrohne verfangen, um diese außer Betrieb zu setzen und einzufangen.
1E zeigt die von der Abfangdrohne 10 mittels des Netzes 16 abtransportierte Fremddrohne 20 nachdem diese auf den Boden bzw. einen Landeplatz 18 abgesetzt wurde. Das Absetzen erfolgt vorzugsweise außerhalb des sensiblen Luftbereichs 2, d.h. die Fremddrohne wird durch die Abfangdrohne in einen Bereich außerhalb des sensiblen Luftbereichs transportiert. Beim Abtransport ist vorzugsweise vorgesehen, möglichst schnell den sensiblen Bereich zu verlassen. Insbesondere kann vorgesehen sein, nach dem Einfangen (ausgehend von der Position, an der sich die Abfangdrohne unmittelbar nach dem Einfangen befindet) die Abfangdrohne (samt eingefangener Fremddrohne) in Richtung des nächstgelegenen Rands des sensiblen Bereichs 2 zu fliegen. Dadurch wird das Risiko für unnötige Kollateralschäden minimiert.
Wenn ein Leitsystem 14 vorgesehen ist, kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Abfangdrohne 10 Bild-/Videodaten (vorausgesetzt die Abfangdrohne umfasst eine Kamera) und/oder Flugdaten während des in den 1A bis 1E dargestellten Ablaufs zum Leitsystem überträgt. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Abfangdrohne 10 bzw. deren Drohnensteuerung wenigstens eine Meldung zu dem Leitsystem 14 sendet, wenn die Abfangposition eingenommen ist und/oder wenn die Abfangaktion ausgelöst bzw. durchgeführt ist und/oder wenn die Abfangdrohne mit eingefangener Fremddrohne gelandet ist.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Fremddrohnen-Abfangvorgangs mittels einer Abfangdrohne gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Dabei kann das in den 1A-1 E beschriebene Abfangsystem verwendet werden. Das Verfahren umfasst in Schritt 100 ein Überwachen des definierten Luftbereichs mittels des Drohnenerfassungssystems und in Schritt 110 ein Erkennen, dass eine unerwünschte Fremddrohne in den Luftbereich eindringt. Wenn dies erkannt wurde wird ein entsprechendes Signal (Alarmsignal) ausgelöst.
In Reaktion darauf wird in Schritt 120 die Abfangdrohne automatisch gestartet oder bevorzugt nach Vorliegen eines Startsignals 125 gestartet. Das Startsignal kann von dem Leitsystem erzeugt werden, z.B. nach einer interaktiven Rückfrage bei einem Bediener. Bei sicherheitskritischen Entscheidungen kann die Startfreigabe auch über das 4-Augenprinzip im Leitsystem realisiert werden. Beispielsweise durch Pinabfrage und Pineingabe zweier Pins durch zwei Personen (z.B. Bediener und Sicherheitsbevollmächtigter).
In Schritt 130 werden Fremddrohnen-Positionsdaten bestimmt (vom Drohnenerfassungssystem und gegebenenfalls von Drohnensensoren) und in Schritt 140 werden aus den Fremddrohnen-Positionsdaten ermittelte Zieldaten an die Drohnensteuerung der Abfangdrohne übermittelt. Diese Schritte werden fortlaufend bzw. wiederholt durchgeführt, so dass die Fremddrohnen-Positionsdaten und Zieldaten fortlaufend aktualisiert werden. Die Drohnensteuerung erhält entsprechend jeweils aktualisiert (abgesehen von einer Übermittlungszeit) Zieldaten, die die derzeitige Position der Fremddrohne oder der Abfangposition charakterisieren.
In Schritt 150 erfolgt, durch die Drohnensteuerung, basierend auf den übermittelten Zieldaten die (Flug-)Steuerung der Abfangdrohne, so dass diese die Abfangposition mit dem Abstand im Abstandsbereich erreicht bzw. anfliegt. Dieser Schritt erfolgt parallel zu den Schritten 130 und 140, d.h. basierend auf den fortlaufend aktualisierten Fremddrohnen-Positionsdaten. Zusammengefasst können die Schritte 130, 140 und 150 als Positionierungsvorgang 250 angesehen werden. Sobald die Abfangposition erreicht bzw. eingenommen ist, kann gegebenen falls eine entsprechende Meldung 155 von der Abfangdrohne an das Leitsystem gesendet werden.
In Schritt 160 wird (nach dem Positionierungsvorgang 250) die Abfangaktion ausgelöst. Dies kann automatisch durch die Abfangdrohne erfolgen, sobald die Abfangposition erreicht ist, oder in Reaktion auf ein von dem Leitsystem erzeugtes und an die Abfangdrohne gesendetes Abfangsignal 165 erfolgen. Das Abfangsignal 165 kann beispielsweise durch eine interaktive Abfrage, gegebenenfalls in Reaktion auf die Meldung 155, von dem Bediener erhalten werden.
In Schritt 170 wird die Abfangaktion durchgeführt, insbesondere kann dabei die Fremddrohne von der Abfangdrohne eingefangen werden, wobei die Fremddrohne mittels eines Einfangelements (z.B. Netz oder Fäden) festgehalten wird. Nach Abschluss oder während der Abfangaktion kann eine entsprechende Meldung 175 von der Abfangdrohne zum Leitsystem gesendet werden; in der Meldung kann insbesondere angegeben sein, ob die Abfangaktion erfolgreich war.
Wenn die Fremddrohne eingefangen wurde, wird in Schritt 180 anhand dessen, ob die Abfangdrohne in der Lage ist, ihre Flughöhe bzw. Höhe zu halten, festgestellt, ob die Fremddrohne zu schwer ist. Wenn die Fremddrohne zu schwer ist, wird in Schritt 190 ein Fallschirm ausgelöst, d.h. geöffnet, der an der Abfangdrohne oder an dem bei der Abfangaktion verwendeten Einfangelement befestigt ist, so dass die Fremddrohne und gegebenenfalls die Abfangdrohne am Fallschirm hängend zu Boden schweben. Alternativ kann eine Sollbruchstelle (z.B. an der Aufhängung des Seils) eingebaut sein, die bei einer Überschreitung der Tragfähigkeit der Abfangdrohne, d.h. wenn die Fremddrohne zu schwer ist, bricht, so dass das Netz einschließlich Fremddrohne automatisch abgeworfen wird. Das Netz (Einfangnetz) verfügt vorzugsweise über einen eigenen Fallschirm. Ebenso vorzugsweise verfügt die Abfangdrohne (aus Sicherheitsgründen) über einen eigenen Fallschirm. Beide Drohnen sollten vorzugsweise getrennt voneinander zu Boden schweben.
Wenn andererseits die Fremddrohne nicht zu schwer ist, wird diese in Schritt 200 abtransportiert und zu einem Landeplatz bevorzugt außerhalb des Luftbereichs geflogen und dort auf dem Boden abgesetzt. Nach Absetzen kann eine entsprechende Meldung 205 an das Leitsystem gesendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3139125 B1 [0005]

Claims

Verfahren zur Abwehr einer unerwünschten Fremddrohne (20) mittels einer Abfangdrohne (10), umfassend Überwachen (100) eines definierten Luftbereichs (2) mittels eines Drohnenerfassungssystems (12); Erkennen (110), dass die unerwünschte Fremddrohne (20) in den Luftbereich (2) eindringt; Bestimmen (130) von Fremddrohnen-Positionsdaten der Fremddrohne; Übermitteln (140) von aus den Fremddrohnen-Positionsdaten ermittelten Zieldaten an eine Drohnensteuerung der Abfangdrohne (10); Steuern (150) der Abfangdrohne durch die Drohnensteuerung unter Verwendung der Zieldaten, so dass die Abfangdrohne (10) eine vorgegebene Abfangposition (22) relativ zu der Fremddrohne (20) mit einem Abstand zur Fremddrohne anfliegt, der in einem vorgegebenen Abstandsbereich liegt; und Durchführen (170) einer Abfangaktion durch die Abfangdrohne, wenn oder während die Abfangdrohne die Abfangposition (22) einnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abstandsbereich im Bereich von 1 m bis 30 m, bevorzugt 1 m bis 15 m, weiter bevorzugt 4 m bis 7 m, liegt; und/oder wobei der Abstandsbereich bestimmt ist als maximale prozentuale Abweichung von einem vorgegebenen Abstand, wobei die Abweichung maximal 20 %, bevorzugt maximal 10 %, weiter bevorzugt maximal 5 %, beträgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die vorgegebene Abfangposition (22) so bestimmt ist, dass sich die Abfangdrohne innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereichs senkrecht über der Fremddrohne befindet.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Abfangaktion (170) umfasst: Abwerfen eines Netzes (16), das bevorzugt nach dem Abwerfen mit der Abfangdrohne (20) verbunden bleibt; oder Fallenlassen von Fäden, die bevorzugt nach dem Fallenlassen mit der Abfangdrohne verbunden bleiben.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Abfangaktion (170) ein Einfangen der Fremddrohne (20) durch die Abfangdrohne (10) umfasst, wobei die Fremddrohne nach dem Einfangen von der Abfangdrohne getragen wird; wobei, soweit abhängig von Anspruch 4, das Netz nach dem Abwerfen mit der Abfangdrohne verbunden bleibt, bzw. die Fäden nach dem Fallenlassen mit der Abfangdrohne verbunden bleiben.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei nach dem Einfangen die Fremddrohne durch die Abfangdrohne zu einem Landeplatz (18) transportiert wird (200); wobei der Landplatz bevorzugt außerhalb des Luftbereichs (2) liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Abfangdrohne (10) einen Fallschirm umfasst, der nach dem Einfangen ausgelöst wird, insbesondere, wenn festgestellt wird, dass die Höhe nicht gehalten werden kann, da die Fremddrohne ein zu hohes Gewicht aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5 soweit abhängig von Anspruch 4, wobei das Netz oder die Fäden mit einem Fallschirm verbunden sind, der nach dem Einfangen ausgelöst wird, insbesondere, wenn festgestellt wird, dass die Höhe nicht gehalten werden kann, da die Fremddrohne ein zu hohes Gewicht aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend Starten (120) der Abfangdrohne (10), wenn erkannt wird, dass die Fremddrohne (20) in den Luftbereich (2) eindringt; wobei der Start (120) automatisch oder bevorzugt nach Erhalt eines Startsignals (125) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei, wenn die Abfangdrohne (10) die vorgegebene Abfangposition (22) einnimmt, die Abfangaktion (170) automatisch ausgelöst wird (160), oder die Abfangaktion (170) erst ausgelöst wird (160), wenn ein Abfangsignal (165) vorliegt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fremddrohnen-Positionsdaten und/oder die Zieldaten Positionskoordinaten, die sich auf ein vorgegebenes Bezugssystem beziehen, und/oder Relativkoordinaten, die sich auf ein Bezugssystem der Abfangdrohne beziehen, umfassen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Abfangdrohne (10) wenigstens einen Drohnensensor umfasst, der dazu eingerichtet ist, die Fremddrohne (20) zu erfassen und vorzugsweise Fremddrohnen-Positionsdaten in Form von Relativkoordinaten zur Fremddrohne in einem Bezugssystem der Abfangdrohne zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei beim Anfliegen (150) der vorgegebenen Abfangposition (22) in einer Anflugphase lediglich Zieldaten, die vom Drohnenerfassungssystem ermittelt werden, verwendet werden und in einer anschließenden Positionierungsphase zusätzlich oder lediglich Fremddrohnen-Positionsdaten, die von dem wenigstens einen Drohnensensor erfasst werden, verwendet werden.
Abfangdrohne (10) zur Abwehr einer unerwünschten Fremddrohne (20), umfassend eine Abfangvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Abfangaktion durchzuführen; und eine Drohnensteuerung, die dazu eingerichtet ist, Zieldaten zu der Fremddrohne zu empfangen, basierend auf den Zieldaten Steuerbefehle zu bestimmen und die Abfangdrohne basierend auf den Steuerbefehlen zu steuern, so dass die Abfangdrohne (10) eine vorgegebene Abfangposition (22) relativ zu der Fremddrohne (20) mit einem Abstand zur Fremddrohne anfliegt, der in einem vorgegebenen Abstandsbereich liegt, und die Abfangaktion auszulösen, wenn oder während die Abfangdrohne die Abfangposition (22) einnimmt.
Abfangdrohne nach Anspruch 14, wobei die Drohnensteuerung weiter dazu eingerichtet ist, ein Startsignal (125) zu empfangen und die Abfangdrohne erst nach Vorliegen des Startsignals zu starten, und/oder ein Abfangsignal (165) zu empfangen und die Abfangaktion erst nach Vorliegen des Abfangsignals auszulösen.
Abfangsystem zur Abwehr einer unerwünschten Fremddrohne (20), umfassend ein Drohnenerfassungssystem (12) und eine Abfangdrohne; wobei das Drohnenerfassungssystem (12) dazu eingerichtet ist, Drohnen in einem definierten Luftbereich (2) zu erfassen, zu erkennen, wenn die Fremddrohne (20) in den Luftbereich (2) eindringt, und Fremddrohnen-Positionsdaten zu der Fremddrohne zu bestimmen; wobei das Drohnenerfassungssystem weiter dazu eingerichtet ist, aus den Fremddrohnen-Positionsdaten ermittelte Zieldaten zu der Abfangdrohne zu senden oder die Fremddrohnen-Positionsdaten oder Zieldaten zu einem Leitsystem (14) zu übermitteln, das dazu eingerichtet ist, die aus den Fremddrohnen-Positionsdaten ermittelten Zieldaten zu der Abfangdrohne zu senden; wobei die Abfangdrohne dazu eingerichtet ist, basierend auf den Zieldaten Steuerbefehle zu bestimmen und basierend auf den Steuerbefehlen derart zu steuern, so dass die Abfangdrohne (10) eine vorgegebene Abfangposition (22) relativ zu der Fremddrohne (20) mit einem Abstand zur Fremddrohne (20) anfliegt, der in einem vorgegebenen Abstandsbereich liegt.
Abfangsystem zur Abwehr einer unerwünschten Fremddrohne (20), umfassend ein Drohnenerfassungssystem (12) und eine Abfangdrohne (10) gemäß einem der Ansprüche 14 oder 15; wobei das Drohnenerfassungssystem (12) dazu eingerichtet ist, Drohnen in einem definierten Luftbereich (2) zu erfassen, zu erkennen, wenn die Fremddrohne (20) in den Luftbereich (2) eindringt, und Fremddrohnen-Positionsdaten zu der Fremddrohne zu bestimmen; wobei das Drohnenerfassungssystem weiter dazu eingerichtet ist, aus den Fremddrohnen-Positionsdaten ermittelte Zieldaten zu der Abfangdrohne zu senden oder die Fremddrohnen-Positionsdaten oder Zieldaten zu einem Leitsystem (14) zu übermitteln, das dazu eingerichtet ist, die aus den Fremddrohnen-Positionsdaten ermittelten Zieldaten zu der Abfangdrohne zu senden.
Abfangsystem nach einem der Ansprüche 16 oder 17, umfassend das Leitsystem (14), wobei das Leitsystem (14) weiter dazu eingerichtet ist, wenn erkannt wird, dass die Fremddrohne in den Luftbereich eindringt, ein Startsignal (125), bevorzugt durch Interaktion mit wenigstens einem Bediener, zu erzeugen und an die Abfangdrohne (10) zu senden, und/oder, wenn die Abfangdrohne die vorgegebene Abfangposition (22) einnimmt, ein Abfangsignal (165), bevorzugt durch Interaktion mit dem wenigstens einen Bediener, zu erzeugen und an die Abfangdrohne zu senden; wobei bevorzugt die Interaktion eine Abfrage bei dem wenigstens einen Bediener, weiter bevorzugt bei zwei Bedienern, umfasst.
Computerprogramm, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, das, wenn es auf einer Steuerungseinheit einer Abfangdrohne (10) ausgeführt wird, die Steuerungseinheit dazu veranlasst, Fremddrohnen-Positionsdaten zu einer Fremddrohne (20) oder Zieldaten zu empfangen; basierend auf den Fremddrohnen-Positionsdaten bzw. Zieldaten Steuerbefehle zu bestimmen und die Abfangdrohne basierend auf den Steuerbefehlen zu steuern, so dass die Abfangdrohne eine vorgegebene Abfangposition (22) relativ zu der Fremddrohne mit einem Abstand zur Fremddrohne anfliegt, der in einem vorgegebenen Abstandsbereich liegt; eine Abfangaktion auszulösen, wenn oder während die Abfangdrohne die Abfangposition einnimmt.
Maschinenlesbares, insbesondere nichtflüchtiges maschinenlesbares, Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 19.