DE202017101730U1

DE202017101730U1 - Drohne mit Zielverfolgung und Signalausgabe

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Publication number: DE202017101730U1
Application number: DE202017101730.3U
Authority: DE
Original assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2017-05-26
Anticipated expiration: 2027-03-25
Also published as: US11111015B2; EP3379361B1; EP3379361A1; ES2821930T3; US20180273175A1

Abstract

Unbemanntes Luftfahrzeug (10), aufweisend: eine Signalausgabeeinheit (18); eine Steuereinheit (14); wobei die Steuereinheit ausgeführt ist, mindestens ein mittels der Signalausgabeeinheit (18) auszugebendes Signal zu empfangen; wobei die Steuereinheit ausgeführt ist, mindestens ein erstes Signal an die Signalausgabeeinheit (18) zu übertragen, so dass die Signalausgabeeinheit (18) das erste Signal ausgibt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein unbemanntes Luftfahrzeug mit einer Signalausgabeeinheit, welche es ermöglicht durch Personen, die sich in der Umgebung des unbemannten Luftfahrzeugs befinden, wahrnehmbare Signale darzustellen bzw. abzugeben. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System bestehend aus einem Fahrzeug und einem unbemannten Luftfahrzeug.
Technischer Hintergrund
Unbemannte Luftfahrzeuge können für verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Beispielsweise können unbemannte Luftfahrzeuge ein sehr geringes Gewicht und eine geringe Größe haben, wodurch beispielsweise eine lange Schwebedauer oder Flugdauer aufgrund geringen Energiebedarfs erzielt werden kann. Unbemannte Luftfahrzeuge können zu Zwecken der Aufklärung eines Gebietes eingesetzt werden. Ebenfalls ist es denkbar, dass unbemannte Luftfahrzeuge zum Transport von Gütern an eine gegebene Zielposition eingesetzt werden.
Ein unbemanntes Luftfahrzeug kann beispielsweise eine Drohne sein. Die Drohne verfügt typischerweise eine Antriebseinheit, welche angeordnet und ausgeführt ist, eine Auftriebseinheit und eine Vortriebseinheit anzutreiben, so dass die Drohne einen gewünschten Bewegungspfad bzw. Trajektorie im Raum beschreibt. Die Drohne weist eine Energiebereitstellungseinheit auf, welche die Antriebseinheit mit der benötigten Energie bzw. Energieform versorgt. Beispielsweise kann die Energiebereitstellungseinheit elektrische Energie abgeben. Selbstverständlich sind auch andere Arten von Energieformen und zugehörigen Antriebseinheiten denkbar.
EP 3 124 379 A1 und US 2017/029131 A1 beschreiben den grundsätzlichen Aufbau von senkrechtstartfähigen Drohnen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es kann als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, eine Möglichkeit zu schaffen, Signale und Botschaften auch in schwer zugänglichem Gelände und auf große Entfernungen gut wahrnehmbar bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit dem Gegenstand gemäß dem unabhängigen Anspruch. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der folgenden Beschreibung.
Es ist ein unbemanntes Luftfahrzeug mit einer Signalausgabeeinheit und einer Steuereinheit angegeben. Die Steuereinheit ist ausgeführt, mindestens ein mittels der Signalausgabeeinheit auszugebendes Signal zu empfangen. Die Steuereinheit ist weiterhin ausgeführt, mindestens ein erstes Signal an die Signalausgabeeinheit zu übertragen, so dass die Signalausgabeeinheit das erste Signal ausgibt.
Bei dem unbemannten Luftfahrzeug kann es sich insbesondere um eine Drohne handeln, welche über dem Erdboden schwebend eine Position in der Luft halten kann oder sich entlang eines vorgegebenen oder vorgebbaren Bewegungspfads in der Luft bewegen kann. Dabei kann das unbemannte Luftfahrzeug über die Signalausgabeeinheit Signale ausgeben, welche von Personen in der Umgebung des unbemannten Luftfahrzeugs, d.h. am Boden in einem bestimmten Umkreis um die Position des unbemannten Luftfahrzeugs herum, wahrgenommen werden können. Bei den ausgegebenen Signalen kann es sich insbesondere um optische oder akustische Signale handeln. Die optischen Signale können mittels einfacher Leuchteinheiten, gegebenenfalls in verschiedenen Farben, oder als Textbotschaft dargestellt bzw. ausgegeben werden. Bei der Textbotschaft kann es sich um eine statische Darstellung oder um eine dynamische Darstellung, beispielsweise in Form eines Lauftextes, handeln. Die akustischen Signale können Warntöne von gleichbleibender oder variierender Frequenz oder Sprachbotschaften sein.
In Abhängigkeit des Einsatzzwecks des unbemannten Luftfahrzeugs kann das auszugebendes Signal ausgewählt werden. Beispielsweise kann das unbemannte Luftfahrzeug eingesetzt werden, um eine Gefahrenstelle im Straßenverkehr anzuzeigen. Dabei kann das unbemannte Luftfahrzeug im Schwebeflug über der Gefahrenstelle oder in einem bestimmten Abstand dazu positioniert sein und ein auf die Gefahr hinweisendes optisches Signal ausgeben, beispielsweise in Form eines Blinklichts. Hierdurch können Fahrzeuge, welche sich der Gefahrenstelle nähern, gewarnt werden. Auch kann das unbemannte Luftfahrzeug eingesetzt werden, um auf nicht-lokale Hindernisse, Einschränkungen oder Gefahrenstellen hinzuweisen, wie zum Beispiel auf einen mit niedriger Geschwindigkeit fahrenden Schwerlasttransport oder auf das Ende eines Staus, dessen Position sich mit jedem dazukommenden Fahrzeug verändert. Das unbemannte Luftfahrzeug kann in einer vorgegebenen oder vorgebbaren Höhe über der Straße schweben, so dass es von sich nähernden Fahrzeugen bereits aus beträchtlicher Entfernung, beispielsweise mehreren Hundert Metern, erkannt werden kann.
Das unbemannte Luftfahrzeug kann in einem Beispiel eine Umgebungserfassungseinheit aufweisen, wobei die Umgebungserfassungseinheit ausgeführt ist, eine Umgebung des unbemannten Luftfahrzeugs zu erfassen und die erfasste Umgebung an die Steuereinheit zu übertragen.
Die Umgebungserfassungseinheit kann mehrere Sensoren oder Sensoreinheiten aufweisen, beispielsweise eine Kamera, eine Wärmebildkamera, einen Restlichtverstärker oder eine Nachtsichtkamera, Mikrofone, Ultraschallsensoren, etc.
Das unbemannte Luftfahrzeug kann ausgeführt sein, die von der Umgebungserfassungseinheit erfassten Daten autonom oder teilautonom zu verarbeiten und zusätzlich oder alternativ an eine stationäre und von dem unbemannten Luftfahrzeug getrennte Auswertestation zu übertragen, so dass ein Bediener an der Auswertestation die erfassten Daten auswerten kann, um über weitere Maßnahmen zu entscheiden.
In Abhängigkeit der von der Umgebungserfassungseinheit erfassten Daten kann das unbemannte Luftfahrzeug seine Position autonom anpassen. Alternativ kann eine Positionsveränderung von dem Bediener in der Auswertestation veranlasst und vorgegeben werden.
In einem weiteren Beispiel kann das unbemannte Luftfahrzeug eine Kopplungseinheit aufweisen, welche es ermöglicht, dass unbemannte Luftfahrzeug mit einer Basis zu koppeln, so dass das unbemannte Luftfahrzeug mechanisch und elektrisch mit der Basis gekoppelt ist und zudem einen Datentransfer zwischen der Basis und dem unbemannten Luftfahrzeug ermöglicht.
Die Basis kann Teil der Auswertestation sein. Dabei sei darauf hingewiesen, dass die Auswertestation ein stationäres Gebäude, aber auch eine mobile Einheit sein kann, an welche das unbemannte Luftfahrzeug Informationen übertragen und von welcher das unbemannte Luftfahrzeug Kommandos empfangen kann.
Beispielsweise ermöglicht es die Basis, dass das unbemannte Luftfahrzeug vor einem Einsatz mit Energie versorgt oder geladen wird und auch eine Konfiguration des unbemannten Luftfahrzeugs vorgenommen werden kann. Im Rahmen dieser Konfiguration können Informationen an das unbemannte Luftfahrzeug übertragen werden, beispielsweise die auszugebenden Signale oder auch die Vorgabe einer Zielposition, zu welcher sich das unbemannte Luftfahrzeug bewegen muss, wobei hier auch der Bewegungspfad vorgegeben werden kann. Alternativ oder zusätzlich können Informationen für die Umgebungserfassungseinheit vorgegeben werden, um ein zu verfolgendes Zielobjekt erkennen und verfolgen zu können.
In einem weiteren Beispiel kann das unbemannte Luftfahrzeug zumindest eine Funktionsmodulschnittstelle aufweisen, welche das Ankoppeln von weiteren Funktionsmodulen ermöglicht, um einen Funktionsumfang des unbemannten Luftfahrzeugs zu erweitern.
Die Funktionsmodulschnittstelle kann ein modulares Erweitern des Funktionsumfangs des unbemannten Luftfahrzeugs ermöglichen. Beispielsweise können einsatzspezifische Funktionsmodule verwendet werden, um das unbemannte Luftfahrzeug auf die Erfordernisse eines bevorstehenden Einsatzes vorzubereiten und angemessen zu konfigurieren.
In einem Beispiel ist die Funktionsmodulschnittstelle ausgeführt, zumindest ein Funktionsmodul aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Funktionsmodulen aufzunehmen: Beleuchtungseinheit, Reizgaseinheit, Infrarotkamera, Greifarm. Dabei ist die Funktionsmodulschnittstelle mit der Steuereinheit so gekoppelt, dass die Steuereinheit eine Funktion des zumindest einen aufgenommenen Funktionsmoduls steuern kann.
Die Steuereinheit kann beispielsweise von der Basis einen geeigneten Konfigurationssatz erhalten, welcher den Funktionsumfang des Funktionsmoduls und den zugehörigen Befehlssatz enthält. Damit kann die Steuereinheit dynamisch an den Funktionsumfang des unbemannten Luftfahrzeugs angepasst werden, wenn ein neues Funktionsmodul dem unbemannten Luftfahrzeug hinzugefügt wird. Vorteilhafterweise wird ein Funktionsmodul mit dem unbemannten Luftfahrzeug reversibel gekoppelt, so dass nach Belieben ein anderes Funktionsmodul mit der Funktionsmodulschnittstelle gekoppelt werden kann.
In einem weiteren Beispiel weist das unbemannte Luftfahrzeug einen Steuersignalempfänger auf, welcher ausgeführt ist, ein drahtlos übertragenes Steuersignal zu empfangen und an die Steuereinheit zu übertragen, so dass ein Bewegungspfad des unbemannten Luftfahrzeugs verändert werden kann.
Damit kann das Steuersignal für die Bewegungssteuerung genutzt werden. Das Steuersignal kann aber auch genutzt werden, um die Funktion von anderen Komponenten des unbemannten Luftfahrzeugs zu verändern, beispielsweise um das von der Signalausgabeeinheit ausgegebene Signal zu verändern oder auch um ein Funktionsmodul, welches mit der Funktionsmodulschnittstelle gekoppelt ist, zu steuern. In anderen Worten kann das Steuersignal genutzt werden, um das unbemannte Luftfahrzeug und sämtliche darin enthaltenen Komponenten aus der Ferne zu steuern.
In einem weiteren Beispiel ist die Steuereinheit ausgeführt, ein empfangenes und von der Signalausgabeeinheit auszugebendes Signal unmittelbar nach dem Empfangen dieses Signals an die Signalausgabeeinheit weiterzugeben.
Dieses Beispiel eignet sich insbesondere dafür, dass Signale von der Basis bzw. der Auswertestation an das unbemannte Luftfahrzeug übertragen und unmittelbar von der Signalausgabeeinheit ausgegeben werden.
In einem weiteren Beispiel weist die Steuereinheit ein Speichermodul auf und ist ausgeführt, ein empfangenes und von der Signalausgabeeinheit auszugebendes Signal für eine spätere oder erneute Wiedergabe dieses Signals in dem Speichermodul abzuspeichern.
Wie bereits weiter oben beschrieben, können auszugebendes Signale in dem Speichermodul während einer Konfigurationszeit abgelegt werden, diese Signale können aber auch während der Betriebszeit des unbemannten Luftfahrzeugs, d.h. während des Flugs, an das unbemannte Luftfahrzeug übertragen und in dem Speichermodul gespeichert werden.
In einem weiteren Beispiel weist die Signalausgabeeinheit ein optisches Anzeigeelement auf, welches ausgeführt ist, optische Signale oder Benachrichtigungen auszugeben bzw. anzuzeigen.
In einem weiteren Beispiel weist die Signalausgabeeinheit ein akustisches Ausgabeelement auf, welches ausgeführt ist, akustische Signale oder Benachrichtigungen auszugeben.
Bei dem akustischen Ausgabe Element kann es sich um einen Lautsprecher oder um einen anderweitigen Signalgenerator handeln.
In einem weiteren Beispiel weist das unbemannte Luftfahrzeug weiterhin eine Positionsermittlungseinheit auf, wobei die Positionsermittlungseinheit ausgeführt ist, eine Position des unbemannten Luftfahrzeugs zu ermitteln bzw. zu erfassen und die ermittelte Position an die Steuereinheit zu übertragen.
Die Positionsermittlungseinheit kann ausgeführt sein, die Position des unbemannten Luftfahrzeugs in einem globalen Koordinatensystem der Erde zu bestimmen, was auch als absolute Position bezeichnet werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionsermittlungseinheit ausgeführt sein, eine Position des unbemannten Luftfahrzeugs mit Bezug zu der Basis bzw. Auswertestation zu bestimmen, was auch als relative Position bezeichnet werden kann.
In einem Beispiel ist die Positionsermittlungseinheit ausgeführt, die Position des unbemannten Luftfahrzeugs basierend auf Satellitensignalen oder basierend auf terrestrischen Positionssignalen zu ermitteln.
Beispielsweise kann die Positionsermittlungseinheit Signale von Satelliten aus dem sogenannten global positioning system (GPS) oder anderen Satellitensystemen wie zum Beispiel Galileo nutzen.
In einem weiteren Beispiel ist die Steuereinheit ausgeführt, das mindestens eine von der Signalausgabeeinheit auszugebende Signal in Abhängigkeit der von der Positionsermittlungseinheit ermittelten Position auszuwählen und an die Signalausgabeeinheit zu übertragen.
Damit wird ermöglicht, dass ein Signal erst ausgegeben wird, wenn das unbemannte Luftfahrzeug eine bestimmte Position erreicht hat.
In einem weiteren Beispiel ist die Steuereinheit ausgeführt ist, aus der erfassten Umgebung ein Zielobjekt auszuwählen und einen Bewegungspfad des unbemannten Luftfahrzeugs so zu verändern, dass das unbemannte Luftfahrzeug dem Zielobjekt, wenn dieses seine Position verändert.
Damit ermöglicht das unbemannte Luftfahrzeug eine sogenannte Zielverfolgung und kann autonom oder teilautonom seine Position ohne Eingriff durch einen menschlichen Bediener an veränderte Bedingungen anpassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein System angegeben, wobei das System zumindest ein Fahrzeug, insbesondere ein Landfahrzeug, und ein unbemanntes Luftfahrzeug wie oben und im Folgenden beschrieben aufweist. In diesem Beispiel ist an dem Fahrzeug eine Schnittstelle angebracht, welche es dem unbemannten Luftfahrzeug ermöglicht, mit dieser Schnittstelle mechanisch und elektrisch zu koppeln sowie eine Datenverbindung herzustellen.
In der oben gewählten Terminologie stellt das Fahrzeug die Basis bzw. die Auswertestation dar. Dabei kann in dem Fahrzeug ein Bediener sein, welcher den Einsatz des unbemannten Luftfahrzeugs überwacht und/oder steuert. Das System kann so ausgeführt sein, dass der Bediener jederzeit einen autonomen oder teilautonomen Betriebsmodus des unbemannten Luftfahrzeugs beenden und die Steuerung übernehmen kann.
Das unbemannte Luftfahrzeug wie hierin beschrieben kam für diverse Zwecke verwendet werden und bietet vielfache Vorteile. Beispielsweise kann es zum Begleiten eines Schwerlasttransports eingesetzt werden, wobei das zu begleitende Fahrzeug eine mindestens teilweise vorhandene Basis aufweisen kann, mit welcher das unbemannte Luftfahrzeug bei Bedarf oder während Unterbrechungen der Fahrt koppeln kann, um die Energiespeicher wieder zu laden. Weiterhin kann das unbemannte Luftfahrzeug eingesetzt werden, um Personen aufzuspüren und deren Bewegung zu verfolgen, beispielsweise bei Polizei- und Rettungseinsätzen an Land und zu Wasser. Das unbemannte Luftfahrzeug kann dabei beispielsweise eine Rettungsweste tragen und bei Bedarf abwerfen. Das hierin beschriebene unbemannte Luftfahrzeug ermöglicht eine große Flexibilität bei der Zusammenstellung der Funktionen, so dass es für verschiedene Einsatzszenarien vorbereitet und verwendet werden kann.
Das unbemannte Luftfahrzeug kann zwischen zwei Einsätzen mit der Basis gekoppelt sein. Ist die Basis ein Landfahrzeug, kann das unbemannte Luftfahrzeug mit dem Landfahrzeug zu dem nächsten Einsatzort oder in die Nähe des nächsten Einsatzorts gefahren werden. Während das unbemannte Luftfahrzeug mit der Basis gekoppelt ist, können die benötigten Konfigurationsdaten übertragen und/oder der Energiespeicher geladen werden.
Auch kann das unbemannte Luftfahrzeug, während es mit dem Landfahrzeug gekoppelt ist, als Signalausgabeeinheit des Landfahrzeugs genutzt werden. Hierzu kann die Signalausgabeeinheit des unbemannten Luftfahrzeugs unmittelbar von dem Landfahrzeug aus gesteuert werden, um als Warnleuchte, Anzeigeleuchte, Lautsprecher, usw. zu fungieren. In anderen Worten ist das unbemannte Luftfahrzeug für eine Doppelverwendung ausgeführt. Es kann in einem ersten Betriebsmodus als unbemanntes Luftfahrzeug losgelöst von dem Landfahrzeug verwendet werden, wie beispielsweise weiter oben beschrieben. In einem zweiten Betriebsmodus ist das unbemannte Luftfahrzeug mit dem Landfahrzeug gekoppelt und wird es als Signalausgabeeinheit des Landfahrzeugs verwendet.
Im zweiten Betriebsmodus ist das unbemannte Luftfahrzeug mechanisch und elektrisch mit dem Landfahrzeug gekoppelt und verfügt ebenfalls über eine Kommunikations- bzw. Datenaustauschverbindung zu dem Landfahrzeug. Über die Kommunikations- bzw. Datenaustauschverbindung werden Steuersignale an die Signalausgabeeinheit bzw. die Steuereinheit übertragen, um eine gewünschte Funktion zu starten oder ein gewünschtes Signal auszugeben. Befindet sich das unbemannte Luftfahrzeug in dem zweiten Betriebsmodus, so wird dessen Antriebseinheit nicht benötigt.
Auch kann das unbemannte Luftfahrzeug in dem zweiten Betriebsmodus als reine Signalisierungsvorrichtung des Landfahrzeugs bezeichnet werden und eine entsprechende Funktion erfüllen. Wenn im Folgenden eine Signalisierungsvorrichtung beschrieben wird, bezieht sich dies auf das oben und im Folgenden beschriebene unbemannte Luftfahrzeug. Die Signalisierungsvorrichtung kann Teil eines Einsatzfahrzeugs sein, z.B. eines Polizeifahrzeugs oder eines Feuerwehrfahrzeugs. Das Einsatzfahrzeug kann dabei die Signalisierungsvorrichtung zum Ausgeben von optischen oder akustischen Signalen verwenden. Wird die Signalisierungsvorrichtung für eine Verwendung unabhängig von dem Landfahrzeug benötigt, wird die Verbindung zwischen diesen beiden gelöst und die Signalisierungsvorrichtung kann als unbemanntes Luftfahrzeug autonom oder teilautonom im Flugbetrieb verwendet werden.
Das unbemannte Luftfahrzeug kann mit diversen Funktionen ausgestattet sein. Einige davon werden hier beispielhaft beschrieben. Ein Warnlicht in verschiedenen Farben und mit verschiedenen Leuchtmustern kann bereitgestellt sein. Ebenso kann eine Beleuchtungseinheit bereitgestellt sein, welche ein Gebiet aus der Luft beleuchten oder ausleuchten kann. Ein Signalhorn kann weithin hörbare Warntöne ausgeben. Ein Greifarm kann Gegenstände halten und über einer Zielposition loslassen oder umgekehrt einen Gegenstand greifen und zu der Basis oder an einem gewünschten Ort bringen.
Das unbemannte Luftfahrzeug kann mit einem oder mehreren Haken versehen sein. An diesen Haken kann eine Nutzlast, beispielsweise ein Sichtschutz oder eine Infusionsflasche, befestigt sein, während das Luftfahrzeug über dem Einsatzort schwebt.
Dabei ist die Funktionsmodulschnittstelle dermaßen ausgestaltet, dass verschiedene Funktionsmodule über diese einheitliche Schnittstelle mit dem unbemannten Luftfahrzeug koppelt werden können.
Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Darin zeigen:
1 ein unbemanntes Luftfahrzeug bzw. eine Signalisierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ein System bestehend aus einem Landfahrzeug und einem unbemannten Luftfahrzeug bzw. einer Signalisierungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu. Werden in der folgenden Figurenbeschreibung gleiche Bezugsziffern verwendet, so betreffen diese gleiche oder ähnliche Elemente.
1 zeigt ein unbemanntes Luftfahrzeug 10 in einem ersten Betriebsmodus, das heißt unabhängig bewegbar von einem Landfahrzeuge bzw. von einer Basis.
Das unbemannte Luftfahrzeug 10 weist zunächst eine Auftriebseinheit 12 auf, welche von einer nicht dargestellten Antriebseinheit angetrieben werden kann. Die Auftriebseinheit 12 kann einen oder mehrere Propeller aufweisen, um das unbemannte Luftfahrzeug 10 im Luftraum zu bewegen bzw. im Schwebeflug zu halten. Die Antriebseinheit kann ein Motor, beispielsweise ein Elektromotor sein. Es sind auch andere Antriebsmittel möglich, welche die Auftriebseinheit 12 mit Bewegungsenergie versorgen können.
Die Propeller der Auftriebseinheit 12 sind über einen Haltearm 13 mit einem Gehäuse 11 des unbemannten Luftfahrzeugs 10 gekoppelt. Wenn das unbemannte Luftfahrzeug 10 im zweiten Betriebsmodus betrieben wird, d.h. wenn es mit einem Fahrzeug gekoppelt ist, kann jeder Haltearm mit jedem Propeller in das Gehäuse 11 ein geklappt bzw. eingezogen oder von dem unbemannten Luftfahrzeug 10 abgenommen bzw. entfernt werden. Dann kann das unbemannte Luftfahrzeug 10 als Komponente des Fahrzeugs verwendet werden und die Auftriebseinheit 12 wird nicht durch eine Bewegung bzw. Fahrt des Fahrzeugs, mit welchem das unbemannte Luftfahrzeug 10 gekoppelt ist, beeinträchtigt.
Das unbemannte Luftfahrzeug 10 weist weiterhin eine Steuereinheit 14 auf, welche ausgeführt ist, die Funktionen des unbemannten Luftfahrzeugs 10 zu steuern und anzupassen. Die Steuereinheit 14 kann dabei sowohl die Funktionsmodule und Funktionseinheiten als auch die Auftriebseinheit 12 steuern und dadurch einen Bewegungspfad des unbemannten Luftfahrzeugs 10 vorgeben.
Das unbemannte Luftfahrzeug 10 weist weiterhin eine Positionsermittlungseinheit 16 auf. Die Positionsermittlungseinheit 16 ist ausgeführt, eine aktuelle Position des unbemannten Luftfahrzeugs 10 zu ermitteln. Hierbei kann die Positionsermittlungseinheit 16 auf Signale eines satellitengestützten als auch eines terrestrischen Positionsermittlungssystems zurückgreifen. Die Positionsermittlungseinheit 16 kann daneben ausgeführt sein, eine relative Position zu einem vorgegebenen Referenzpunkt zu ermitteln. Der Referenzpunkt kann Teil der Basis bzw. Auswertestation sein.
Das unbemannte Luftfahrzeug 10 weist weiterhin eine Signalausgabeeinheit 18 auf, wobei die Signalausgabeeinheit 18 ein optisches Anzeigeelement 18a und ein akustisches Ausgabeelement 18b aufweist. Das optische Anzeigeelement kann beispielsweise ein Linklicht oder eine Textanzeigeeinheit sein. Das akustische Ausgabeelement kann ein Lautsprecher oder ein Signalhorn sein.
Das unbemannte Luftfahrzeug 10 weist weiterhin einen Steuersignalempfänger 20 auf. Der Steuersignalempfänger 20 kann ausgestaltet sein, Steuersignale betreffend den Bewegungspfad des unbemannten Luftfahrzeugs 10 und/oder betreffend eines oder mehrere der Funktionsmodule zu empfangen. Der Steuersignalempfänger 20 kann Steuersignale empfangen, wenn das unbemannte Luftfahrzeug 10 im Flug ist oder wenn das unbemannte Luftfahrzeug 10 mit einem Landfahrzeug (kann auch als Trägerfahrzeug bezeichnet werden) gekoppelt ist. Damit ist es möglich, über die Signalausgabeeinheit 18 Signale in beiden Zuständen des unbemannten Luftfahrzeugs 10 auszugeben. Dies ermöglicht eine Doppelfunktion des unbemannten Luftfahrzeugs 10 einerseits als autonom und individuell bewegliche Einheit zum Anzeigen und Ausgeben von optischen und akustischen Signalen und andererseits als Funktionseinheit eines Trägerfahrzeugs.
Das unbemannte Luftfahrzeug 10 weist weiterhin eine Umgebungserfassungseinheit 22 auf. Die Umgebungserfassungseinheit 22 kann eine Vielzahl gleicher oder auch unterschiedlicher Elemente auffassen, welche die Umgebung des unbemannten Luftfahrzeugs erfassen und/oder absuchen können. Beispielsweise kann die Umgebungserfassungseinheit eine Kamera, eine Wärmebildkamera, einen Restlichtverstärker, einen Ultraschallsensor und andere Sensoren bzw. Detektoren, welche einen Parameter aus der Umgebung des unbemannten Luftfahrzeugs erfassen können, aufweisen. Die Umgebungserfassungseinheit 22 kann die erfassten Parameter der Umgebung an die Steuereinheit 14 zur lokalen Auswertung und/oder an die Basis bzw. Auswertestation zur dortigen Auswertung übermitteln. Zum Übermitteln dieser Daten an die Basis bzw. Auswertestation kann ein Übertragungskanal des Steuersignalempfängers 20 oder ein gesonderter Übertragungskanal, welchen die Umgebungserfassungseinheit 22 zu der Basis bzw. Auswertestation aufbaut, genutzt werden.
Das unbemannte Luftfahrzeug 10 weist weiterhin eine Kopplungseinheit 24 auf, über welche es mit einem Trägerfahrzeug gekoppelt werden kann. Die Kopplungseinheit 24 kann dabei eine mechanische Verbindung bzw. Fixierung, eine elektrische Verbindung sowie eine Kommunikationsverbindung zwischen dem unbemannten Luftfahrzeug 10 und dem Trägerfahrzeug herstellen. Die mechanische Verbindung dient dem Zweck, dass das unbemannte Luftfahrzeug reversibel mit dem Trägerfahrzeug verbunden ist, so dass das unbemannte Luftfahrzeug während einer Fahrt des Trägerfahrzeugs in der gewünschten Position bleibt. Über die elektrische Verbindung wird das unbemannte Luftfahrzeug in dem zweiten Betriebsmodus (wenn es mit dem Trägerfahrzeug gekoppelt ist) mit elektrischer Energie versorgt. Dabei kann der lokale Energiespeicher des unbemannten Luftfahrzeugs 10 geladen und die übrigen Funktionsmodule betrieben werden. Die Kommunikationsverbindung zwischen dem unbemannten Luftfahrzeug 10 und dem Trägerfahrzeug kann genutzt werden, um Informationen an die Steuereinheit 14 oder unmittelbar an die Signalausgabeeinheit 18 zu übertragen.
Letztlich weist das unbemannte Luftfahrzeug 10 eine Funktionsmodulschnittstelle 26 auf, welche es ermöglicht, weitere Funktionsmodule aufzunehmen. Die Funktionsmodulschnittstelle 26 stellt insbesondere eine einheitliche Schnittstelle für erweiternde Funktionsmodule bereit. Je nach Verwendungszweck kann der Funktionsumfang des unbemannten Luftfahrzeugs 10 angepasst bzw. verändert werden. Hierzu kann es erforderlich sein, die Steuereinheit 14 vor dem Anschluss eines Funktionsmoduls entsprechend zu konfigurieren oder der Steuereinheit 14 von Hause aus alle verfügbaren Konfigurationssätze bzw. Befehlssätze für alle Funktionsmodule zur Verfügung zu stellen.
2 zeigt ein System 1 bestehend aus einem Fahrzeug 5 und einem unbemannten Luftfahrzeug 10. Das Fahrzeug 5 kann als Trägerfahrzeug, Basis oder Auswertestation bezeichnet werden. Das unbemannte Luftfahrzeug 10 unterhält eine Kommunikationsverbindung 7 zu dem Fahrzeug 5. Über die Kommunikationsverbindung 7 können Steuersignale an das unbemannte Luftfahrzeug 10 und Daten von dem unbemannten Luftfahrzeug 10 an das Fahrzeug 5 übertragen werden. Die Kommunikationsverbindung 7 kann einen oder mehrere Übertragungskanäle aufweisen und einen bidirektionalen Datentransfer ermöglichen.
In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich das unbemannte Luftfahrzeug 10 im ersten Betriebsmodus (das unbemannte Luftfahrzeug 10 ist im Flug oder Schwebeflug und bewegt sich losgelöst von dem Fahrzeug 5). Die von dem unbemannten Luftfahrzeug 10 an das Fahrzeug 5 übertragenen Daten können an einer geeigneten Bedienstation (nicht dargestellt) in dem Fahrzeug 5 angezeigt und/oder von Auswerteeinheiten ausgewertet werden.
Das unbemannte Luftfahrzeug 10 kann jederzeit zu dem Fahrzeug 5 zurückkehren und über die Kopplungseinheit 24 (siehe 1) mit einem entsprechenden Gegenstück, z.B. auf dem Dach des Fahrzeugs 5 gekoppelt werden, um dann im ersten Betriebsmodus als Teil des Fahrzeugs 5 verwendet zu werden, so dass beispielsweise während der Fahrt des Fahrzeugs 5 Signale über die Signalausgabeeinheit 18 ausgegeben werden können.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Bezugszeichenliste

1: System
5: Trägerfahrzeug
7: Kommunikationsverbindung
10: unbemanntes Luftfahrzeug
11: Gehäuse
12: Auftriebseinheit
13: Haltearm
14: Steuereinheit
16: Positionsermittlungseinheit
18: Signalausgabeeinheit
18a: optisches Anzeigeelement
18b: akustisches Ausgabeelement
20: Steuersignalempfänger
22: Umgebungserfassungseinheit
24: Kopplungseinheit
26: Funktionsmodulschnittstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3124379 A1 [0004]
US 2017/029131 A1 [0004]

Claims

Unbemanntes Luftfahrzeug (10), aufweisend: eine Signalausgabeeinheit (18); eine Steuereinheit (14); wobei die Steuereinheit ausgeführt ist, mindestens ein mittels der Signalausgabeeinheit (18) auszugebendes Signal zu empfangen; wobei die Steuereinheit ausgeführt ist, mindestens ein erstes Signal an die Signalausgabeeinheit (18) zu übertragen, so dass die Signalausgabeeinheit (18) das erste Signal ausgibt.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: eine Umgebungserfassungseinheit (22); wobei die Umgebungserfassungseinheit ausgeführt ist, eine Umgebung des unbemannten Luftfahrzeugs zu erfassen und die erfasste Umgebung an die Steuereinheit zu übertragen.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend: eine Kopplungseinheit (24), welche es ermöglicht, dass unbemannte Luftfahrzeug mit einer Basis zu koppeln, so dass das unbemannte Luftfahrzeug mechanisch und elektrisch mit der Basis gekoppelt ist und zudem einen Datentransfer zwischen der Basis und dem unbemannten Luftfahrzeug ermöglicht.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: zumindest eine Funktionsmodulschnittstelle (26), welche das Ankoppeln von weiteren Funktionsmodulen ermöglicht, um einen Funktionsumfang des unbemannten Luftfahrzeugs zu erweitern.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 4, wobei die Funktionsmodulschnittstelle (26) ausgeführt ist, zumindest ein Funktionsmodul aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Funktionsmodulen aufzunehmen: Beleuchtungseinheit, Reizgaseinheit, Infrarotkamera, Greifarm; wobei die Funktionsmodulschnittstelle mit der Steuereinheit (14) so gekoppelt ist, dass die Steuereinheit eine Funktion des zumindest einen aufgenommenen Funktionsmoduls steuern kann.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: einen Steuersignalempfänger (20), welcher ausgeführt ist, ein drahtlos übertragenes Steuersignal zu empfangen und an die Steuereinheit (14) zu übertragen, so dass ein Bewegungspfad des unbemannten Luftfahrzeugs verändert werden kann.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (14) ausgeführt ist, ein empfangenes und von der Signalausgabeeinheit (18) auszugebendes Signal unmittelbar nach dem Empfangen dieses Signals an die Signalausgabeeinheit (18) weiterzugeben.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (14) ein Speichermodul aufweist und ausgeführt ist, ein empfangenes und von der Signalausgabeeinheit (18) auszugebendes Signal für eine spätere oder erneute Wiedergabe dieses Signals in dem Speichermodul abzuspeichern.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalausgabeeinheit (18) ein optisches Anzeigeelement (18a) aufweist, welches ausgeführt ist, optische Signale oder Benachrichtigungen auszugeben bzw. anzuzeigen.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Signalausgabeeinheit (18) ein akustisches Ausgabeelement (18b) aufweist, welches ausgeführt ist, akustische Signale oder Benachrichtigungen auszugeben.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: eine Positionsermittlungseinheit (16); wobei die Positionsermittlungseinheit (16) ausgeführt ist, eine Position des unbemannten Luftfahrzeugs zu ermitteln bzw. zu erfassen und die ermittelte Position an die Steuereinheit zu übertragen.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 11, wobei die Positionsermittlungseinheit (16) ausgeführt ist, die Position des unbemannten Luftfahrzeugs basierend auf Satellitensignalen oder basierend auf terrestrischen Positionssignalen zu ermitteln.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Steuereinheit (14) ausgeführt ist, das mindestens eine von der Signalausgabeeinheit auszugebende Signal in Abhängigkeit der von der Positionsermittlungseinheit ermittelten Position auszuwählen und an die Signalausgabeeinheit zu übertragen.
Unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit ausgeführt ist, aus der erfassten Umgebung ein Zielobjekt auszuwählen und einen Bewegungspfad des unbemannten Luftfahrzeugs so zu verändern, dass das unbemannte Luftfahrzeug dem Zielobjekt folgt, wenn dieses seine Position verändert.
System (1), aufweisend: ein Fahrzeug, insbesondere ein Landfahrzeug (5); und ein unbemanntes Luftfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14; wobei an dem Fahrzeug eine Schnittstelle angebracht ist, welche es dem unbemannten Luftfahrzeug ermöglicht, mit dieser Schnittstelle mechanisch und elektrisch zu koppeln sowie eine Datenverbindung zwischen dem Fahrzeug und dem unbemannten Luftfahrzeug herzustellen.