DE102023004438A1 - Object detection by a drone for a vehicle in rough terrain - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System umfassend ein terrestrisches Fahrzeug (1) und ein unbemanntes Luftfahrzeug (3), wobei das unbemannte Luftfahrzeug (3) dazu ausgeführt ist, im Umfeld des terrestrischen Fahrzeugs (1) fliegend einen Untergrund mit einer Sensoreinheit zu erfassen, wobei im unbemannten Luftfahrzeug (3) oder im terrestrischen Fahrzeug (1) oder in einer zentralen stationären Recheneinheit mittels Bilderkennung mit dem erfassten Untergrund als Eingangsgröße der Bilderkennung zumindest eines aus Tier, Sprengmine, unbefahrbares Loch im Boden erkannt wird, und bei Erkennung eine Warninformation im terrestrischen Fahrzeug (1) an den Fahrer des terrestrischen Fahrzeugs (1) ausgegeben wird.The invention relates to a system comprising a terrestrial vehicle (1) and an unmanned aircraft (3), wherein the unmanned aircraft (3) is designed to detect a subsurface in the surroundings of the terrestrial vehicle (1) with a sensor unit while flying unmanned aircraft (3) or in the terrestrial vehicle (1) or in a central stationary computing unit by means of image recognition with the detected subsurface as the input variable of the image recognition at least one of an animal, explosive mine, impassable hole in the ground is recognized, and upon detection, warning information in the terrestrial vehicle (1) is issued to the driver of the terrestrial vehicle (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein System umfassend ein terrestrisches Fahrzeug und ein unbemanntes Luftfahrzeug.The invention relates to a system comprising a terrestrial vehicle and an unmanned aircraft.

Ein Fahrzeug im unwegsamen Gelände ist oft auf sich gestellt, einen befahrbaren Weg durch das Gelände zu finden, ohne sich fest zu fahren oder mit Hindernissen zu kollidieren. Dabei bringen es oft die Umstände im unwegsamen Gelände mit sich, dass der Fahrer des Fahrzeugs genauso wie am Fahrzeug angeordnete Sensoren durch verkürzte Sicht eingeschränkt sind, beispielsweise wegen Hindernissen wie Sträuchern, Büschen, Bäumen und Felsen, oder weil das Fahrzeug in einer Vertiefung fährt und damit die Horizontlinie nicht mehr erkennen kann.A vehicle in rough terrain is often left to find a passable path through the terrain without getting stuck or colliding with obstacles. Circumstances in impassable terrain often mean that the driver of the vehicle, as well as sensors arranged on the vehicle, are limited by reduced visibility, for example because of obstacles such as bushes, bushes, trees and rocks, or because the vehicle is driving in a depression so that the horizon line can no longer be seen.

Zur Unterstützung eines Fahrer eines Fahrzeugs sind im Stand der Technik Drohnensysteme in verschiedenen Ausführungen bekannt, die mit einem jeweiligen Fahrzeug in drahtloser Funkverbindung stehen, um Informationen zwischen dem Fahrzeug und der Drohne austauschen zu können.To support a driver of a vehicle, drone systems in various designs are known in the prior art, which are in wireless radio communication with a respective vehicle in order to be able to exchange information between the vehicle and the drone.

Die DE 10 2015 110 812 A1 betrifft hierzu eine Drohnensteuervorrichtung, die Folgendes umfasst: Einen Speicher, der dazu ausgelegt ist, Drohneneinsatzbedingungen zu speichern; eine Schnittstelle, die dazu ausgelegt ist, Informationen an eine Drohnenvorrichtung zu übertragen; einen Prozessor in Kommunikation mit dem Speicher und der Schnittstelle, wobei der Prozessor für Folgendes ausgelegt ist: Empfangen von Fahrzeugzustandsinformationen; Vergleichen der Fahrzeugzustandsinformationen mit den Drohneneinsatzbedingungen; und Veranlassen basierend auf dem Vergleich, dass ein Einsatzbefehl über die Schnittstelle an die Drohnenvorrichtung übertragen wird.The DE 10 2015 110 812 A1 relates to a drone control device comprising: a memory designed to store drone operating conditions; an interface designed to transmit information to a drone device; a processor in communication with the memory and the interface, the processor configured to: receive vehicle status information; Comparing the vehicle condition information with the drone operating conditions; and based on the comparison, causing a mission command to be transmitted to the drone device via the interface.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug im unwegsamen Gelände durch eine Drohne besser zu unterstützen.The object of the invention is to provide better support for a vehicle in difficult terrain using a drone.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous further developments and refinements are the subject of the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein System umfassend ein terrestrisches Fahrzeug und ein unbemanntes Luftfahrzeug, wobei das unbemannte Luftfahrzeug dazu ausgeführt ist, im Umfeld des terrestrischen Fahrzeugs fliegend einen Untergrund mit einer Sensoreinheit zu erfassen, wobei im unbemannten Luftfahrzeug oder im terrestrischen Fahrzeug oder in einer zentralen stationären Recheneinheit mittels Bilderkennung mit dem erfassten Untergrund als Eingangsgröße der Bilderkennung zumindest eines aus Tier, Sprengmine, unbefahrbares Loch im Boden erkannt wird, und bei Erkennung eine Warninformation im terrestrischen Fahrzeug an den Fahrer des terrestrischen Fahrzeugs ausgegeben wird.A first aspect of the invention relates to a system comprising a terrestrial vehicle and an unmanned aircraft, wherein the unmanned aircraft is designed to detect a subsurface in the surroundings of the terrestrial vehicle with a sensor unit, wherein in the unmanned aircraft or in the terrestrial vehicle or in a central stationary computing unit by means of image recognition with the detected subsurface as the input variable of the image recognition at least one of an animal, explosive mine, impassable hole in the ground is recognized, and upon detection, warning information is issued in the terrestrial vehicle to the driver of the terrestrial vehicle.

Das terrestrische Fahrzeug ist bodengebunden, d. h. es weist einen insbesondere rollenden Kontakt zum Untergrund auf, wie es beispielsweise durch Räder oder innerhalb einer Kette laufender Räder der Fall ist. Auch kann das terrestrische Fahrzeug den Kontakt zum Boden durch künstliche Beine oder durch ein Luftkissen herstellen. Im Gegensatz zum unbemannten Luftfahrzeug kann jedoch das terrestrische Fahrzeug außer bei temporären Sprüngen oder durch das an einen sehr engen Abstand an den Boden gebundene Luftkissen keine größeren Höhen über dem Boden erreichen. Terrestrisch heißt daher, bodengebunden, der Boden muss jedoch nicht notwendigerweise ein Erdboden sein, auch bei der Exploration weiterer Himmelskörper wie anderer Planeten kann ein terrestrisches Fahrzeug eingesetzt werden und in Kombination dazu das unbemannte Luftfahrzeug, welches bei Vorhandensein einer Atmosphäre aerodynamischen Auftrieb erzeugen kann, bei Abwesenheit einer Atmosphäre mit einem Raketenantrieb unabhängig von einer Gasatmosphäre eine gewisse Höhe über dem Untergrund einnehmen kann.The terrestrial vehicle is ground-based, i.e. H. It has a particularly rolling contact with the ground, as is the case, for example, with wheels or wheels running within a chain. The terrestrial vehicle can also establish contact with the ground using artificial legs or an air cushion. In contrast to the unmanned aerial vehicle, however, the terrestrial vehicle cannot reach greater heights above the ground except for temporary jumps or due to the air cushion being tied to the ground at a very close distance. Terrestrial therefore means ground-based, but the ground does not necessarily have to be earth. A terrestrial vehicle can also be used when exploring other celestial bodies such as other planets and, in combination, the unmanned aerial vehicle, which can generate aerodynamic lift in the presence of an atmosphere, contributes In the absence of an atmosphere, a rocket engine can reach a certain height above the ground independently of a gas atmosphere.

Das unbemannte Luftfahrzeug ist bevorzugt ein Drehflügler, beispielsweise ein elektrisch betriebener Quadrocopter. Ein solcher weist den Vorteil auf, hochagil zu sein, um somit beispielsweise vom terrestrischen Fahrzeug aus sicher starten und auf diesem wieder landen zu können, sowie um Windböen sicher ausgleichen zu können.The unmanned aircraft is preferably a rotorcraft, for example an electrically operated quadrocopter. Such a vehicle has the advantage of being highly agile, for example in order to be able to take off safely from a terrestrial vehicle and land on it again, as well as to be able to safely compensate for gusts of wind.

Das unbemannte Luftfahrzeug weist eine Funkverbindung zum Fahrzeug auf, und vom Fahrzeug aus können die erfassten Daten des Untergrunds an eine zentrale stationäre Recheneinheit weitergegeben werden, um dort mittels Bilderkennung analysiert zu werden. Der Vorteil der Nutzung einer zentralen Recheneinheit ist die vergrößerte Rechenleistung, sowie die Möglichkeit der Anwendung aktuell trainierter künstlicher neuronaler Netze zur Bilderkennung. Steht im Fahrzeug selbst genügend Rechenleistung zur Verfügung, so können die Berechnungen auch direkt vor Ort im Fahrzeug, oder sogar im unbemannten Luftfahrzeug selbst vorgenommen werden.The unmanned aerial vehicle has a radio connection to the vehicle, and from the vehicle the recorded subsurface data can be passed on to a central stationary computing unit in order to be analyzed there using image recognition. The advantage of using a central processing unit is the increased computing power, as well as the possibility of using currently trained artificial neural networks for image recognition. If there is enough computing power available in the vehicle itself, the calculations can also be carried out directly on site in the vehicle, or even in the unmanned aircraft itself.

Tiere werden von den Sensoren des unbemannten Luftfahrzeugs beispielsweise durch eine Infrarot- Signatur erkannt, da sie selbst typischerweise Wärmestrahlung abgeben. Dies trifft besonders für größere Säugetiere zu. Aber auch Sprengminen wie Tretminen oder Panzerminen können durch die unterschiedliche Aufnahme von Wärmestrahlung der Sonne und im Vergleich zum übrigen Boden veränderter Abstrahlcharakteristik von Wärme im Infrarot-Bereich erfasst werden, solange sie ausreichend oberflächennah gelegen sind. Für tieferliegende Minen kann RADAR angewendet werden.Animals are recognized by the sensors of the unmanned aircraft, for example through an infrared signature, since they themselves typically emit thermal radiation. This is particularly true for larger mammals. But explosive mines such as anti-personnel mines or anti-tank mines can also be used due to the different absorption of heat Radiation from the sun and changes in the radiation characteristics of heat in the infrared range compared to the rest of the ground can be detected as long as they are located sufficiently close to the surface. RADAR can be used for deeper mines.

Mithilfe der Sensoren des unbemannten Luftfahrzeugs können auch weitere Informationen gewonnen werden, insbesondere über Vertiefungen, Erhöhungen, Felsen, Schlaglöcher, Wasserläufe, Pfützen, Sträucher, Büsche, Bäume, Schlamm, Sand und Weiteres.The unmanned aerial vehicle's sensors can also be used to obtain additional information, particularly about depressions, elevations, rocks, potholes, watercourses, puddles, shrubs, bushes, trees, mud, sand and more.

Diese Elemente auf dem Untergrund, einschließlich der Topographie des Untergrunds in einem Untergrund-Bereich um das terrestrische Fahrzeug, werden von Sensoren des unbemannten Luftfahrzeugs erfasst und zur Verarbeitung an einen entsprechenden Prozessor im Fahrzeug oder in einer stationären Recheneinheit übermittelt, oder wie oben erläutert bereits im unbemannten Luftfahrzeug selbst verarbeitet.These elements on the ground, including the topography of the ground in an underground area around the terrestrial vehicle, are detected by sensors of the unmanned aircraft and transmitted for processing to a corresponding processor in the vehicle or in a stationary computing unit, or as explained above already in processed by the unmanned aircraft itself.

Es findet somit faktisch eine Erweiterung der Sensorreichweite von Sensoren des terrestrischen Fahrzeugs sowie der Sichtreichweite des Fahrers des terrestrischen Fahrzeugs statt. Insbesondere die angewendete Vogelperspektive liefert hierbei einen besseren Überblick als vom Fahrzeug aus beispielsweise aus einer Vertiefung oder durch Hinterhindernisse verdeckt möglich ist. Der visuelle Sichtradius des Fahrers wird sensorisch stark erweitert und führt zu einer Erhöhung der Sicherheit durch die Identifikation von Hindernissen und Gefahren außerhalb ebendieses Sichtradius.In effect, there is an extension of the sensor range of sensors of the terrestrial vehicle as well as the visual range of the driver of the terrestrial vehicle. In particular, the bird's eye view used provides a better overview than is possible from the vehicle, for example from a depression or hidden behind obstacles. The driver's visual radius of vision is greatly expanded using sensors and leads to an increase in safety by identifying obstacles and dangers outside this radius of vision.

Gerade in Gebieten abseits von Straßen können Karten unter Umständen nur spärliche Informationen liefern, und für eine Off-Road Fahrt nur ungenügende Hilfsinformationen bieten. Durch die Informationen aus der Vogelperspektive wird die Manöverplanung jedoch deutlich vereinfacht, auch wenn die Reichweite von Sensoren des eigenen Fahrzeugs durch im Wege stehender Hindernissen begrenzt wird. Sind beispielsweise aus aktuellen oder vergangenen Konflikten Sprengminen vorhanden, oder verkehren wilde Tiere im befahrenen Gebiet, besteht erhebliche Gefahr für das eigene Fahrzeug, die durch die Sensoranalyse aus der Vogelperspektive deutlich reduziert werden kann. Außerdem kann für das Fahrzeug eine Manöverplanung durchgeführt werden, wegen Unabhängigkeit davon auch bei einem Totalausfall von GNSS.Especially in areas away from roads, maps may only provide sparse information and may only provide insufficient helpful information for off-road driving. However, the information from a bird's eye view makes maneuver planning much easier, even if the range of your vehicle's sensors is limited by obstacles in the way. For example, if there are explosive mines from current or past conflicts, or if there are wild animals in the area being traveled, there is a significant risk to your own vehicle, which can be significantly reduced through sensor analysis from a bird's eye view. In addition, maneuver planning can be carried out for the vehicle, even in the event of a total GNSS failure.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das unbemannte Luftfahrzeug zur Erfassung des Untergrunds im Bereich des terrestrischen Fahrzeugs einen der folgenden Sensoren auf: LiDAR, Kamera zur Erfassung von Licht im sichtbaren Bereich, Kamera zur Erfassung von Licht im Infrarotbereich, 3-D-Kamera, RADAR.According to an advantageous embodiment, the unmanned aircraft has one of the following sensors for detecting the ground in the area of the terrestrial vehicle: LiDAR, camera for detecting light in the visible range, camera for detecting light in the infrared range, 3-D camera, RADAR.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist im terrestrischen Fahrzeug eine Anzeigeeinheit angeordnet, wobei das System dazu ausgeführt ist, an der Anzeigeeinheit eine Umfeldkarte um das terrestrische Fahrzeug mit Kennzeichnung der Position des terrestrischen Fahrzeugs und relativ dazu die Positionen von erkannten Tieren, Sprengminen, und unbefahrbaren Löchern im Boden anzuzeigen.According to a further advantageous embodiment, a display unit is arranged in the terrestrial vehicle, the system being designed to display on the display unit a map of the environment around the terrestrial vehicle with identification of the position of the terrestrial vehicle and, relative to it, the positions of detected animals, explosive mines and impassable holes in the ground.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das terrestrische Fahrzeug eine Eingabeeinheit auf, die dazu ausgeführt ist, von einem Anwender einen gewünschten Erfassungsbereich im Umfeld des terrestrischen Fahrzeugs durch das unbemannte Luftfahrzeug zu erhalten, wobei das terrestrische Fahrzeug dazu ausgeführt ist, die an der Eingabeeinheit definierte Information zum gewünschten Erfassungsbereich an das unbemannte Luftfahrzeug zu übermitteln, wobei das unbemannte Luftfahrzeug dazu ausgeführt ist, rasternd den definierten Erfassungsbereich im Umfeld so abzufliegen, dass die Sensoren des unbemannten Luftfahrzeugs den definierten Erfassungsbereich vollständig erfassen.According to a further advantageous embodiment, the terrestrial vehicle has an input unit which is designed to obtain from a user a desired detection area in the surroundings of the terrestrial vehicle by the unmanned aircraft, the terrestrial vehicle being designed to receive the information defined on the input unit to transmit the desired detection area to the unmanned aircraft, the unmanned aircraft being designed to scan the defined detection area in the environment so that the sensors of the unmanned aircraft completely capture the defined detection area.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das unbemannte Luftfahrzeug dazu ausgeführt, als Relaismodul für Funksignale aus dem terrestrischen Fahrzeug und/oder zum terrestrischen Fahrzeug zu dienen, um als eine über dem Untergrund erhöhte Antenne zu fungieren.According to a further advantageous embodiment, the unmanned aircraft is designed to serve as a relay module for radio signals from the terrestrial vehicle and/or to the terrestrial vehicle in order to function as an antenna raised above the ground.

Die Verwendung des unbemannten Luftfahrzeugs als Relaismodul für drahtlose Kommunikation reduziert die Abhängigkeit von bestehenden Funkzellennetzen durch die Bereitstellung eines zusätzlichen Kommunikationsnetzes für die Fahrzeuge im Notfall durch die Vernetzung des unbemannten Luftfahrzeugs. Durch die Höhe über Grund des unbemannten Luftfahrzeugs ist es für dieses wesentlich einfacher, Funksignale in weitere Entfernungen zu übermitteln, als beispielsweise für das terrestrische Fahrzeug, wenn es in einer Senke steht. Auch können vom unbemannten Luftfahrzeug zusätzliche Kommunikationsnetze für mehrere Fahrzeuge im Notfall durch die Vernetzung von mehreren unbemannten Luftfahrzeugen aufgebaut werden. Dafür dienen bevorzugt mehrere unbemannte Luftfahrzeuge als Antennennetzwerk zur Weiterleitung von Signalen.The use of the unmanned aircraft as a relay module for wireless communication reduces the dependence on existing radio cell networks by providing an additional communication network for the vehicles in an emergency by networking the unmanned aircraft. Due to the height above the ground of the unmanned aircraft, it is much easier for it to transmit radio signals to greater distances than, for example, for the terrestrial vehicle if it is standing in a depression. The unmanned aircraft can also set up additional communication networks for several vehicles in an emergency by networking several unmanned aircraft. For this purpose, several unmanned aircraft preferably serve as an antenna network to forward signals.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das terrestrische Fahrzeug dazu ausgeführt, eine Sensorfusion aus den Sensordaten des unbemannten Luftfahrzeugs mit den Sensordaten von Sensoren des terrestrischen Fahrzeugs durchzuführen, um ein Umgebungsmodell des Umfelds des terrestrischen Fahrzeugs zu bilden.According to a further advantageous embodiment, the terrestrial vehicle is designed to carry out sensor fusion from the sensor data of the unmanned aircraft with the sensor data from sensors of the terrestrial vehicle to form an environmental model of the terrestrial vehicle's surroundings.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das System dazu ausgeführt, Informationen über erkannte Tiere, Sprengminen, und unbefahrbare Löcher im Boden an weitere Fahrzeuge weiterzugeben.According to a further advantageous embodiment, the system is designed to pass on information about detected animals, explosive mines and impassable holes in the ground to other vehicles.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das terrestrische Fahrzeug einen Landeplatz mit elektrischer Ladevorrichtung für Batterien des unbemannten Luftfahrzeugs auf.According to a further advantageous embodiment, the terrestrial vehicle has a landing pad with an electrical charging device for batteries of the unmanned aircraft.

Hierdurch wird eine geographische Unabhängigkeit des unbemannten Luftfahrzeugs durch eine entsprechende Lande- und Ladevorrichtung am terrestrischen Fahrzeug erreicht. Das unbemannte Luftfahrzeug kann mit dem terrestrischen Fahrzeug mitgeführt werden, bis das unbemannte Luftfahrzeug mit seinen Eigenschaften zur Erfassung der Umgebung aus einer Vogelperspektive gebraucht wird, um dann vom Fahrzeug aus starten zu können.This achieves geographical independence of the unmanned aircraft through a corresponding landing and loading device on the terrestrial vehicle. The unmanned aerial vehicle can be carried along with the terrestrial vehicle until the unmanned aerial vehicle is needed with its characteristics to capture the environment from a bird's eye view in order to then be able to take off from the vehicle.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das System dazu ausgeführt, mittels der vom unbemannten Luftfahrzeug erhaltenen Sensordaten Bereiche einer hochgenauen digitalen Karte für das Umfeld des terrestrischen Fahrzeugs zu erstellen oder zu ergänzen.According to a further advantageous embodiment, the system is designed to create or supplement areas of a high-precision digital map for the surroundings of the terrestrial vehicle using the sensor data received from the unmanned aircraft.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das System dazu ausgeführt, abhängig von den mittels Bilderkennung erkannten Tieren, Sprengminen, und unbefahrbaren Löchern eine möglichst sichere Route durch das Umfeld des terrestrischen Fahrzeugs zu planen und für den Fahrer des terrestrischen Fahrzeugs vorzugeben.According to a further advantageous embodiment, the system is designed to plan the safest possible route through the surroundings of the terrestrial vehicle and to specify it for the driver of the terrestrial vehicle, depending on the animals, explosive mines and impassable holes identified by means of image recognition.

In anderen Worten kann eine aktive Kurzdistanznavigation im Feld durchgeführt werden, unabhängig von bereitgestellten Navigationssystemen; diese in-situ Navigation ist technisch entkoppelt von einer Satellitennavigation und kann damit auch bei GPS Ausfall durchgeführt werden.In other words, active short-range navigation can be performed in the field, independent of provided navigation systems; This in-situ navigation is technically decoupled from satellite navigation and can therefore be carried out even if GPS fails.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details emerge from the following description, in which at least one exemplary embodiment is described in detail - if necessary with reference to the drawing. Identical, similar and/or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.

Es zeigt:

  • 1: Ein System mit einem terrestrischen Fahrzeug und einem Luftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
It shows:
  • 1 : A system with a terrestrial vehicle and an aircraft according to an embodiment of the invention.

1 zeigt ein System umfassend ein terrestrisches Fahrzeug 1 und ein unbemanntes Luftfahrzeug 3. Gezeigt sei eine Situation, in der das terrestrische Fahrzeug 1 abseits jeder Straße unwegsames Gelände befährt. Da die Sicht nach vorne durch Hindernisse zum Teil versperrt ist, sowie dadurch, dass das terrestrische Fahrzeug 1 keine gute Sicht aufweist wegen der andauernden Wechsel zwischen durchfahrener Tiefen und überfahrener Höhen, wird vom terrestrischen Fahrzeug 1 ein unbemanntes Luftfahrzeug 3, welches bis dahin auf ersterem festgezurrt ist, entlassen. Das unbemannte Luftfahrzeug 3 fliegt vorderhalb des terrestrischen Fahrzeugs 1 und beobachtet mit seinen Sensoren aus einer Vogelperspektive den Untergrund. Dabei kommen Kameras und LiDAR am Luftfahrzeug 3 zum Einsatz. Das Luftfahrzeug 3 sendet einen kontinuierlichen Datenstrom drahtlos zum terrestrischen Fahrzeug 1, wo die Daten verarbeitet und gespeichert werden, und in eine Cloud zur rechnerischen Auswertung übertragen werden. Dort findet eine Bilderkennung mithilfe eines künstlichen neuronalen Netze statt, daneben wird eine topographische Karte, gültig lokal für den Bereich direkt vorderhalb des terrestrischen Fahrzeugs 1, erstellt. In der Bilderkennung wird beispielsweise ein hoher Felsen oder ein gefährliches Objekt wie eine Panzermine detektiert. Daraufhin wird an einer Anzeigeeinheit 5 des terrestrischen Fahrzeugs 1 eine entsprechende Warnung über das gefährliche Objekt ausgegeben und eine umfahrende Route dem Fahrer des terrestrischen Fahrzeugs 1 vorgeschlagen. Diese Route wird abhängig von Parametern des terrestrischen Fahrzeugs 1, beispielsweise Gesamtmasse, geometrische Abmessungen einschließlich eines Radstands, maximal überfahrbare Höhe von Hindernissen, gegenwärtige Geschwindigkeit, geplant. Wird das gefährliche Objekt umfahren und das terrestrische Fahrzeug 1 kommt in leichter zu befahrendem Terrain an, so kann vom terrestrischen Fahrzeug 1, insbesondere dessen Fahrer, das Kommando an das Luftfahrzeug 3 übermittelt werden, dass das Luftfahrzeug 3 zurück in seine Halterung am terrestrischen Fahrzeug 1 kehren möge, um dort wieder voll aufgeladen zu werden. Vorteilhaft sind an der Halterung des terrestrischen Fahrzeugs 1 für das unbemannte Luftfahrzeug 3 Fixier- Elemente vorgesehen, die ein Herunterfallen auch bei größeren Erschütterungen des terrestrischen Fahrzeugs 1 verhindern können. 1 shows a system comprising a terrestrial vehicle 1 and an unmanned aircraft 3. What is shown is a situation in which the terrestrial vehicle 1 travels on rough terrain away from any road. Since the view to the front is partially blocked by obstacles, and because the terrestrial vehicle 1 does not have good visibility due to the constant changes between depths traveled through and heights traveled over, the terrestrial vehicle 1 becomes an unmanned aircraft 3, which until then has been on the former is lashed, released. The unmanned aerial vehicle 3 flies in front of the terrestrial vehicle 1 and uses its sensors to observe the ground from a bird's eye view. Cameras and LiDAR are used on aircraft 3. The aircraft 3 sends a continuous stream of data wirelessly to the terrestrial vehicle 1, where the data is processed and stored and transferred to a cloud for computational evaluation. Image recognition takes place there using an artificial neural network, and a topographical map, valid locally for the area directly in front of the terrestrial vehicle 1, is created. In image recognition, for example, a high rock or a dangerous object such as a tank mine is detected. A corresponding warning about the dangerous object is then issued on a display unit 5 of the terrestrial vehicle 1 and a detour route is suggested to the driver of the terrestrial vehicle 1. This route is planned depending on parameters of the terrestrial vehicle 1, for example total mass, geometric dimensions including a wheelbase, maximum height of obstacles that can be driven over, current speed. If the dangerous object is avoided and the terrestrial vehicle 1 arrives in easier-to-drive terrain, the terrestrial vehicle 1, in particular its driver, can transmit the command to the aircraft 3 that the aircraft 3 is returned to its holder on the terrestrial vehicle 1 return to be fully charged again. Advantageously, 3 fixing elements are provided on the holder of the terrestrial vehicle 1 for the unmanned aircraft, which can prevent the terrestrial vehicle 1 from falling even in the event of major vibrations.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been illustrated and explained in detail by preferred embodiments, the invention is not limited by the examples disclosed and other variations may be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. It is therefore clear that a large number of possible variations exist. It is also clear that exemplary embodiments really only represent examples and are not included in any in a way as a limitation of the scope of protection, the possible applications or the configuration of the invention. Rather, the preceding description and the description of the figures enable the person skilled in the art to concretely implement the exemplary embodiments, whereby the person skilled in the art can make a variety of changes with knowledge of the disclosed inventive concept, for example with regard to the function or the arrangement of individual elements mentioned in an exemplary embodiment, without departing from the scope of protection defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
terrestrisches Fahrzeugterrestrial vehicle
33
Luftfahrzeugaircraft
55
Anzeigeeinheit im FahrzeugDisplay unit in the vehicle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015110812 A1 [0004]DE 102015110812 A1 [0004]

Claims (10)

System umfassend ein terrestrisches Fahrzeug (1) und ein unbemanntes Luftfahrzeug (3), wobei das unbemannte Luftfahrzeug (3) dazu ausgeführt ist, im Umfeld des terrestrischen Fahrzeugs (1) fliegend einen Untergrund mit einer Sensoreinheit zu erfassen, wobei im unbemannten Luftfahrzeug (3) oder im terrestrischen Fahrzeug (1) oder in einer zentralen stationären Recheneinheit mittels Bilderkennung mit dem erfassten Untergrund als Eingangsgröße der Bilderkennung zumindest eines aus Tier, Sprengmine, unbefahrbares Loch im Boden erkannt wird, und bei Erkennung eine Warninformation im terrestrischen Fahrzeug (1) an den Fahrer des terrestrischen Fahrzeugs (1) ausgegeben wird.System comprising a terrestrial vehicle (1) and an unmanned aircraft (3), wherein the unmanned aircraft (3) is designed to detect a subsurface in the surroundings of the terrestrial vehicle (1) with a sensor unit, wherein in the unmanned aircraft (3 ) or in the terrestrial vehicle (1) or in a central stationary computing unit by means of image recognition with the detected subsurface as the input variable for the image recognition, at least one of an animal, explosive mine, impassable hole in the ground is recognized, and upon detection, warning information is displayed in the terrestrial vehicle (1). is issued to the driver of the terrestrial vehicle (1). System nach Anspruch 1, wobei das unbemannte Luftfahrzeug (3) zur Erfassung des Untergrunds im Bereich des terrestrischen Fahrzeugs (1) einen der folgenden Sensoren aufweist: LiDAR, Kamera zur Erfassung von Licht im sichtbaren Bereich, Kamera zur Erfassung von Licht im Infrarotbereich, 3-D-Kamera.System after Claim 1 , wherein the unmanned aircraft (3) has one of the following sensors for detecting the ground in the area of the terrestrial vehicle (1): LiDAR, camera for detecting light in the visible range, camera for detecting light in the infrared range, 3-D camera . System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im terrestrischen Fahrzeug (1) eine Anzeigeeinheit (5) angeordnet ist, wobei das System dazu ausgeführt ist, an der Anzeigeeinheit (5) eine Umfeldkarte um das terrestrische Fahrzeug (1) mit Kennzeichnung der Position des terrestrischen Fahrzeugs (1) und relativ dazu die Positionen von erkannten Tieren, Sprengminen, und unbefahrbaren Löchern im Boden anzuzeigen.System according to one of the preceding claims, wherein a display unit (5) is arranged in the terrestrial vehicle (1), the system being designed to display on the display unit (5) a map of the environment around the terrestrial vehicle (1) with identification of the position of the terrestrial Vehicle (1) and relative to it to display the positions of detected animals, explosive mines and impassable holes in the ground. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das terrestrische Fahrzeug (1) eine Eingabeeinheit aufweist, die dazu ausgeführt ist, von einem Anwender einen gewünschten Erfassungsbereich im Umfeld des terrestrischen Fahrzeugs (1) durch das unbemannte Luftfahrzeug (3) zu erhalten, wobei das terrestrische Fahrzeug (1) dazu ausgeführt ist, die an der Eingabeeinheit definierte Information zum gewünschten Erfassungsbereich an das unbemannte Luftfahrzeug (3) zu übermitteln, wobei das unbemannte Luftfahrzeug (3) dazu ausgeführt ist, rasternd den definierten Erfassungsbereich im Umfeld so abzufliegen, dass die Sensoren des unbemannten Luftfahrzeugs (3) den definierten Erfassungsbereich vollständig erfassen.System according to one of the preceding claims, wherein the terrestrial vehicle (1) has an input unit which is designed to obtain from a user a desired detection area in the surroundings of the terrestrial vehicle (1) by the unmanned aircraft (3), the terrestrial Vehicle (1) is designed to transmit the information defined on the input unit about the desired detection area to the unmanned aircraft (3), the unmanned aircraft (3) being designed to fly over the defined detection area in the surrounding area in a raster manner so that the sensors of the unmanned aircraft (3) completely capture the defined detection area. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das unbemannte Luftfahrzeug (3) dazu ausgeführt ist, als Relaismodul für Funksignale aus dem terrestrischen Fahrzeug (1) und/oder zum terrestrischen Fahrzeug (1) zu dienen, um als eine über dem Untergrund erhöhte Antenne zu fungieren.System according to one of the preceding claims, wherein the unmanned aircraft (3) is designed to serve as a relay module for radio signals from the terrestrial vehicle (1) and / or to the terrestrial vehicle (1) in order to act as an antenna raised above the ground act. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das terrestrische Fahrzeug (1) dazu ausgeführt ist, eine Sensorfusion aus den Sensordaten des unbemannten Luftfahrzeugs (3) mit den Sensordaten von Sensoren des terrestrischen Fahrzeugs (1) durchzuführen, um ein Umgebungsmodell des Umfelds des terrestrischen Fahrzeugs (1) zu bilden.System according to one of the preceding claims, wherein the terrestrial vehicle (1) is designed to carry out a sensor fusion from the sensor data of the unmanned aircraft (3) with the sensor data from sensors of the terrestrial vehicle (1) in order to create an environmental model of the surroundings of the terrestrial vehicle (1) to form. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System dazu ausgeführt ist, Informationen über erkannte Tiere, Sprengminen, und unbefahrbare Löcher im Boden an weitere Fahrzeuge weiterzugeben.System according to one of the preceding claims, wherein the system is designed to pass on information about detected animals, explosive mines and impassable holes in the ground to other vehicles. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das terrestrische Fahrzeug (1) einen Landeplatz mit elektrischer Ladevorrichtung für Batterien des unbemannten Luftfahrzeugs (3) aufweist.System according to one of the preceding claims, wherein the terrestrial vehicle (1) has a landing site with an electrical charging device for batteries of the unmanned aircraft (3). System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System dazu ausgeführt ist, mittels der vom unbemannten Luftfahrzeug (3) erhaltenen Sensordaten Bereiche einer hochgenauen digitalen Karte für das Umfeld des terrestrischen Fahrzeugs (1) zu erstellen oder zu ergänzen.System according to one of the preceding claims, wherein the system is designed to create or supplement areas of a high-precision digital map for the surroundings of the terrestrial vehicle (1) using the sensor data received from the unmanned aircraft (3). System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System dazu ausgeführt ist, abhängig von den mittels Bilderkennung erkannten Tieren, Sprengminen, und unbefahrbaren Löchern eine möglichst sichere Route durch das Umfeld des terrestrischen Fahrzeugs (1) zu planen und für den Fahrer des terrestrischen Fahrzeugs (1) vorzugeben.System according to one of the preceding claims, wherein the system is designed to plan the safest possible route through the surroundings of the terrestrial vehicle (1) depending on the animals, explosive mines and impassable holes identified by means of image recognition and for the driver of the terrestrial vehicle ( 1) to pretend.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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