EP3407324A1 - Verfahren zum überwachen eines fahrzeugs mittels zumindest eines unbemannten luftfahrzeugs, steuergerät und unbemanntes luftfahrzeug - Google Patents

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EP3407324A1
EP3407324A1 EP18172233.1A EP18172233A EP3407324A1 EP 3407324 A1 EP3407324 A1 EP 3407324A1 EP 18172233 A EP18172233 A EP 18172233A EP 3407324 A1 EP3407324 A1 EP 3407324A1
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EP
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vehicle
signal
aircraft
measurement
measuring
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EP18172233.1A
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Michael Lehning
Maik Reiss
Lukas SCHIFFER
Marco LEIJSSEN
Stefan Kienitz
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Jenoptik Robot GmbH
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    • G08G1/054—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for determining speed or overspeed photographing overspeeding vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a method for monitoring a vehicle by means of at least one unmanned aerial vehicle, to a corresponding control device and to an unmanned aerial vehicle.
  • Traffic monitoring devices are statically positioned so that the relevant measuring steps and the documentation of traffic violations are dependent on images of relatively short time windows in which, for example, a clear view of the vehicle to be monitored and this is not covered by neighboring vehicles. Often a system is used for several lanes, so that due to the positioning position differences in image quality depending on the lanes result.
  • section control measurements also called P2P measurements
  • P2P measurements are also fixed, d. H. static measuring arrangements known.
  • the present invention provides an improved method for monitoring a vehicle by means of at least one unmanned aerial vehicle, an improved control device and an improved unmanned aerial vehicle according to the main claims.
  • Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the description below.
  • At least one further measuring position can be determined using data representing a previous detection of the vehicle, and in the step of providing another control signal can be used to control the aircraft and / or another aircraft that has a further sensor device for Detecting the vehicle, are provided in the further measurement position via the communication device to detect the vehicle from the further measurement position
  • a drone Under an unmanned aerial vehicle, a drone, for example in the form of a quadrocopter, are understood.
  • the aircraft and / or the further aircraft can, for example, fly autonomously or be remotely controllable by an external control device.
  • a communication device can be understood as a transmitting or receiving unit for the wireless transmission or reception of data, for example via radio or WLAN. If at least two aircraft are used, the aircraft and the further aircraft can be controlled independently of each other.
  • the communication device can be realized as a component of the control device.
  • the control unit may for example be part of a stationary or mobile traffic monitoring device for monitoring vehicles.
  • the aircraft and the further aircraft may be directly or indirectly networked or networkable and, for example, be members of a drone network.
  • the data from the previous acquisition may be, for example, a first-time detected position, speed or class of the vehicle.
  • a measuring position or a further measuring position can be understood as meaning a position in which the vehicle can be detected with sufficiently high accuracy, ie. h., In which a respective measuring distance between the aircraft and the vehicle is as unimpaired.
  • the measuring position or the further measuring position can be determined continuously in order to enable a dynamic change of the measuring position or of the further measuring position.
  • the approach described here is based on the knowledge that a vehicle can be detected and monitored by means of at least one unmanned aerial vehicle. As a result, a sufficiently accurate detection of the vehicle can be ensured even at high speeds of the vehicle.
  • optimal photographing and measuring points can be determined without shading, for example by neighboring vehicles, so that separate measuring systems for detecting individual traffic lanes can be dispensed with.
  • By a dynamic adjustment of the measuring positions of the aircraft can also be Read-out window for reading data from an on-board unit can be significantly extended. As a result, read errors can be avoided. Also, this can be a costly and time-consuming tracking of the vehicle to be monitored by means of an emergency vehicle omitted.
  • Another advantage of the approach presented here is the possibility to carry out measurements from a bird's eye view and thus to obtain an overall overview of traffic offenses in a specific monitoring section.
  • the method comprises a step of receiving a measurement signal representing a detection of the vehicle by the sensor device from the measurement position, and / or a further measurement signal, the detection of the vehicle by the sensor device and / or the further sensor device from the further measurement position represents.
  • the measurement signal and / or the further measurement signal are evaluated in order to monitor the vehicle.
  • the measuring signal or the further measuring signal may represent, for example, an image, a safety distance, a speed or a position of the vehicle.
  • the measurement position may represent a starting point of a section control path, while the optional further measurement position may represent an end point of the section control path. Accordingly, in the step of the evaluation, the measurement signal and / or the further measurement signal can be evaluated in order to determine an average speed of the vehicle.
  • a section control route may be understood to mean a section of the route on which a section control, i. H. a point-to-point measurement is performed to detect the vehicle. This embodiment enables reliable speed monitoring of the vehicle.
  • the measuring signal and the further measuring signal represent different measured variables.
  • different equipped, in particular partially equipped aircraft can be used to monitor the vehicle.
  • a position signal representing an actual position of the aircraft during the detection of the vehicle from the measurement position in the step of receiving, a position signal representing an actual position of the aircraft during the detection of the vehicle from the measurement position. Additionally or alternatively, a further position signal, which represents an actual position of the aircraft and / or of the further aircraft during the detection of the vehicle from the further measurement position, can be received.
  • the measurement signal and the further measurement signal can be evaluated using the position signal or, additionally or alternatively, the further position signal.
  • the measurement signal or, additionally or alternatively, the further measurement signal may represent a signal provided by reading an on-board unit of the vehicle.
  • An on-board unit may be understood to mean a vehicle-mounted radio for transmitting vehicle data such as license plate or location or data for charging tolls by wireless communication. As a result, the method for reading on-board units can be used.
  • a position for detecting the vehicle is determined from a bird's eye view as the measuring position or the further measuring position.
  • impairments in the signal transmission for example by shading, can be avoided.
  • This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit.
  • control unit which is designed to execute, to control or to implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a control device, the object underlying the invention can be achieved quickly and efficiently.
  • a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the control unit can have an interface which and / or may be formed by software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the control unit.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • the sensor device may comprise, for example, a camera, a speed sensor, a GPS module or the communication device.
  • the communication device can be designed, for example, to read an on-board unit of the vehicle.
  • a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of two unmanned aerial vehicles 100, 102 and a control device 104 according to an embodiment.
  • the aircraft 100 has a sensor device 106 for detecting a vehicle 108.
  • the further aircraft 102 has a further sensor device 110 for detecting the vehicle 108.
  • the two sensor devices 106, 110 are each, for example, a camera, a speed sensor or a locating sensor, in particular a GPS module, or a combination of at least two of the mentioned sensor types.
  • the sensor devices 106, 110 are designed, for example, to detect deviating measured variables.
  • the two aircraft 100, 102 are in FIG FIG. 1 shown as a quadrocopter.
  • the control unit 104 which is implemented, for example, as a component of a ground station or a mobile traffic monitoring device, comprises a communication device 112 for wireless communication with the two aircraft 100, 102 or at least one of the aircraft 100, 102.
  • the control device 104 is designed to use Data representing, for example, a position or vehicle class of the vehicle 108 detected at an earlier time by means of at least one of the two aircraft 100, 102, a measurement position A and optionally at least one further measurement position B to determine.
  • the control unit 104 uses the measurement position A to generate a control signal 114 and sends it via the communication device 112 to the aircraft 100 in order to control it in the measurement position A, which here exemplifies a starting point of a section control path for determining an average speed of the vehicle 108.
  • the controller 104 optionally uses the measurement position B to generate another control signal 116 for controlling the further aircraft 102 and to send it via the communication device 112 to the further aircraft 102.
  • the further aircraft 102 is controlled into the further measuring position B, which represents an end point of the section control section by way of example here.
  • the controller uses 104 optionally the measuring position B to generate the further control signal 116 for controlling the one aircraft 100 and to send via the communication device 112 to the aircraft 100.
  • the aircraft 10 is controlled in the further measuring position B, which represents an end point of the section control section here by way of example.
  • the aircraft 100, 102 are configured to detect the vehicle 108 from its respective measurement position.
  • the sensor device 106 sends a measurement signal 118 representing the vehicle 108 to the communication device 112, while the further sensor device 110 transmits a further measurement signal 120 representing the vehicle 108 to the communication device 112 in the measurement position B.
  • the sensor device 106 optionally transmits the further measuring signal 120 representing the vehicle 108 to the communication device 112 in the measuring position B.
  • the two measuring signals 118, 120 represent different measured variables.
  • the control unit 104 is designed to determine the average speed of the vehicle 108 when driving the section control track by appropriately evaluating the two measurement signals 118, 120.
  • control unit 104 is designed to additionally or alternatively to the average speed determine an actual speed or a safety distance of the vehicle 108 or other vehicle-related or safety-relevant parameters on the basis of the measurement signals 118, 120.
  • at least one of the two sensor devices 106, 110 is designed to read out an on-board unit integrated in the vehicle 108 for detecting the vehicle 108 and to transmit corresponding data to the control unit 104.
  • the two aircraft 100, 102 each transmit their current actual position to the control unit 104 in addition to the measurement signals 118, 120, wherein the aircraft 100 transmits a corresponding position signal 122 to the communication device 112 and the further aircraft 102 transmits a corresponding further position signal 124 transmits to the communication device 112.
  • the control unit 104 is designed to evaluate the two measurement signals 118, 120 with the additional use of the two position signals 122, 124. Thus, any deviations between the respective actual and measuring positions of the two aircraft 100, 102 can be taken into account in the evaluation.
  • FIG. 1 the monitoring of the vehicle 108 takes place here by way of example by means of the two aircraft 100, 102, for example from a bird's eye view.
  • the two aircraft 100, 102 may have different altitudes when detecting the vehicle 108.
  • only one aircraft 100 or more than two aircraft 100, 102 can be used.
  • the control unit 104 can thus also be designed to control only one aircraft 100 or more than two aircraft 100, 102 for monitoring the vehicle 108 or also for the simultaneous monitoring of multiple vehicles.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a control device 104 according to an embodiment, such as one above with reference to FIG. 1 described control unit.
  • the control unit 104 includes a determination unit 210, which is designed to determine the two measurement positions A, B using measurement data 212, which represent a previous detection of the vehicle by means of at least one of the two aircraft, and these to a supply unit 220 of the control unit 104 to send.
  • the providing unit 220 is designed to provide the control signals 114, 116 using the two measuring positions A, B.
  • FIG. 3 shows a flowchart of a method 300 according to one embodiment.
  • the method 300 for monitoring a vehicle by means of at least one unmanned aerial vehicle can be performed, for example, by using a control device, as described above with reference to FIG FIGS. 1 and 2 is described, executed.
  • an initial detection ie, a measurement or a classification
  • the data of the initial detection come from a sensor device of a ground monitoring device for monitoring the vehicle.
  • the vehicle is classified, for example, or located in a digital map.
  • a step 320 using the data from the first detection, optimal measurement positions for re-detection of the vehicle are determined by means of the respective sensor devices of the aircraft.
  • the corresponding control signals for controlling the at least one aircraft are provided in their respective measurement position determined in step 320.
  • a further measurement is carried out at the respective optimal measurement positions. For example, the exact live positions of the at least one aircraft and other boundary conditions such as time, temperature, altitude or wind force are detected.
  • the actual measurement of the vehicle takes place in conjunction with the live positions of the at least one aircraft or of a drone network comprising at least two aircraft and the detected boundary conditions.
  • the steps 320, 330 may be carried out continuously in order to realize a dynamic adaptation of the measuring positions, for example as a function of a current position or speed of the vehicle or of ambient conditions such as shadowing.
  • the detection of the vehicle is thus carried out using a drone compound of at least two drones, also referred to as aircraft.
  • the vehicle is detected by a single, particularly dynamic drone that is capable of rapidly taking different measurement and photo or film positions one after the other.
  • a dynamic P2P measurement with exact position determination and airspeed determination can be carried out.
  • Partly equipped drones can also be used for this purpose.
  • a first drone of the drone compound may be equipped with a camera while a second drone is equipped with a speed sensor.
  • a third drone may in turn have a different equipment.
  • the drones can also be realized in full equipment.
  • the drones are self-sufficient drones.
  • the advantage of such a monitoring method is the dynamic finding of optimal measurement and photo points in which the vehicle to be monitored is not covered by neighboring vehicles. As a result, a sufficiently long communication time between the control unit and the aircraft can be ensured.
  • an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature
  • this can be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment, either only the first Feature or only the second feature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Fahrzeugs (108) mittels zumindest eines unbemannten Luftfahrzeugs (100, 102), wobei das Luftfahrzeug (100) eine Sensoreinrichtung (106) zum Erfassen des Fahrzeugs (108) aufweist. In dem Verfahren wird eine Messposition (A) unter Verwendung von Daten, die eine vorherige Erfassung des Fahrzeugs (108) repräsentieren, ermittelt. In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein Steuersignal (114) zum Steuern des Luftfahrzeugs (100) in die Messposition (A) über eine Kommunikationseinrichtung (112) zur drahtlosen Kommunikation mit dem zumindest einen Luftfahrzeug (100) bereitgestellt, um das Fahrzeug (108) von der Messposition (A) aus zu erfassen. In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein Messsignal (118) empfangen, das eine Erfassung des Fahrzeugs (108) durch die Sensoreinrichtung (106) von der Messposition (A) aus repräsentiert, und/oder eines weiteren Messsignals (120), das eine Erfassung des Fahrzeugs (108) durch die Sensoreinrichtung (106) und/oder die weitere Sensoreinrichtung (110) von der weiteren Messposition (B) aus repräsentiert, wobei in einem Schritt des Auswertens das Messsignal (118) und das weitere Messsignal (120) ausgewertet werden, um das Fahrzeug (108) zu überwachen, wobei im Schritt des Empfangens (310) das Messsignal (118) und/oder das weitere Messsignal (120) ein durch Auslesen einer On-Board-Unit des Fahrzeugs (108) bereitgestelltes Signal repräsentiert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen eines Fahrzeugs mittels zumindest eines unbemannten Luftfahrzeugs, auf ein entsprechendes Steuergerät und auf ein unbemanntes Luftfahrzeug.
  • Verkehrsüberwachungsgeräte sind statisch aufgestellt, sodass die relevanten Messschritte und die Dokumentation von Verkehrsverstößen anhand von Bildern von relativ kurzen Zeitfenstern abhängig sind, in denen beispielsweise freie Sicht auf das zu überwachende Fahrzeug besteht und dieses nicht von Nachbarfahrzeugen überdeckt ist. Oftmals wird ein System für mehrere Fahrspuren verwendet, sodass aufgrund der Aufstellposition Unterschiede in der Bildqualität in Abhängigkeit von den Fahrspuren resultieren. Im Bereich der Section-Control-Messungen, auch P2P-Messungen genannt, sind ebenfalls fixe, d. h. statische Messanordnungen bekannt.
  • Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zum Überwachen eines Fahrzeugs mittels zumindest eines unbemannten Luftfahrzeugs, ein verbessertes Steuergerät und ein verbessertes unbemanntes Luftfahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Es wird ein Verfahren zum Überwachen eines Fahrzeugs mittels zumindest eines unbemannten Luftfahrzeugs vorgestellt, wobei das Luftfahrzeug eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des Fahrzeugs aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    • Ermitteln einer Messposition unter Verwendung von Daten, die eine vorherige Erfassung des Fahrzeugs, beispielsweise mittels der Sensoreinrichtung und/oder der weiteren Sensoreinrichtung, repräsentieren; und
    • Bereitstellen eines Steuersignals zum Steuern des Luftfahrzeugs in die Messposition über eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit dem zumindest einen Luftfahrzeug, um das Fahrzeug von der Messposition und der weiteren Messposition aus zu erfassen.
  • In dem Schritt des Ermittelns kann zumindest eine weitere Messposition unter Verwendung von Daten, die eine vorherige Erfassung des Fahrzeugs repräsentieren, ermittelt werden und im Schritt des Bereitstellen kann ein weiteres Steuersignal zum Steuern des Luftfahrzeugs und/oder eines weiteren Luftfahrzeugs, das eine weitere Sensoreinrichtung zum Erfassen des Fahrzeugs aufweist, in die weitere Messposition über die Kommunikationseinrichtung bereitgestellt werden, um das Fahrzeug von der weiteren Messposition aus zu erfassen
  • Unter einem unbemannten Luftfahrzeug kann eine Drohne, beispielsweise in Form eines Quadrokopters, verstanden werden. Das Luftfahrzeug und/oder das weitere Luftfahrzeug kann beispielsweise autonom fliegen oder durch ein externes Steuergerät fernsteuerbar sein. Unter einer Kommunikationseinrichtung kann eine Sendeoder Empfangseinheit zum drahtlosen Senden oder Empfangen von Daten, etwa über Funk oder WLAN, verstanden werden. Werden zumindest zwei Luftfahrzeuge eingesetzte, so können das Luftfahrzeug und das weitere Luftfahrzeug unabhängig voneinander steuerbar sein. Die Kommunikationseinrichtung kann als Komponente des Steuergeräts realisiert sein. Das Steuergerät kann beispielsweise Teil eines stationären oder mobilen Verkehrsüberwachungsgerätes zum Überwachen von Fahrzeugen sein. Das Luftfahrzeug und das weitere Luftfahrzeug können direkt oder indirekt miteinander vernetzt oder vernetzbar sein und beispielsweise Mitglieder eines Drohnenverbunds sein. Bei den Daten aus der vorherigen Erfassung kann es sich etwa um eine erstmalig erfasste Position, Geschwindigkeit oder Klasse des Fahrzeugs handeln. Unter einer Messposition oder einer weiteren Messposition kann eine Position verstanden werden, in der das Fahrzeug mit ausreichend hoher Genauigkeit erfasst werden kann, d. h., in der eine jeweilige Messstrecke zwischen Luftfahrzeug und Fahrzeug möglichst unbeeinträchtigt ist. Die Messposition oder die weitere Messposition kann kontinuierlich ermittelt werden, um eine dynamische Änderung der Messposition oder der weiteren Messposition zu ermöglichen.
  • Der hier beschriebene Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass ein Fahrzeug mittels zumindest einem unbemannten Luftfahrzeug erfasst und überwacht werden kann. Dadurch kann auch bei hohen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs eine ausreichend genaue Erfassung des Fahrzeugs gewährleistet werden. Insbesondere können dadurch bei mehrspurigen Fahrbahnen optimale Foto- und Messpunkte ohne Abschattungen, etwa durch benachbarte Fahrzeuge, ermittelt werden, sodass gesonderte Messsysteme zur Erfassung einzelner Fahrspuren entfallen können. Durch eine dynamische Anpassung der Messpositionen der Luftfahrzeuge kann zudem ein Auslesefenster zum Auslesen von Daten einer On-Board-Unit deutlich verlängert werden. Dadurch können Lesefehler vermieden werden. Auch kann dadurch eine kosten- und zeitaufwendige Nachverfolgung des zu überwachenden Fahrzeugs mittels eines Einsatzfahrzeugs entfallen. Ein weiterer Vorteil des hier vorgestellten Ansatzes besteht in der Möglichkeit, Messungen aus der Vogelperspektive durchzuführen und somit eine Gesamtübersicht über Verkehrsdelikte in einem bestimmten Überwachungsabschnitt zu erlangen.
  • Das Verfahren umfasst einen Schritt des Empfangens eines Messsignals, das eine Erfassung des Fahrzeugs durch die Sensoreinrichtung von der Messposition aus repräsentiert, und/oder eines weiteren Messsignals, das eine Erfassung des Fahrzeugs durch die Sensoreinrichtung und/oder die weitere Sensoreinrichtung von der weiteren Messposition aus repräsentiert. In einem Schritt des Auswertens werden das Messsignal und/oder das weitere Messsignal ausgewertet, um das Fahrzeug zu überwachen. Das Messsignal oder das weitere Messsignal kann beispielsweise ein Bild, einen Sicherheitsabstand, eine Geschwindigkeit oder eine Position des Fahrzeugs repräsentieren. Dadurch kann eine zuverlässige und genaue Überwachung des Fahrzeugs sichergestellt werden.
  • Dabei kann im Schritt des Ermittelns die Messposition einen Anfangspunkt einer Abschnittskontrollstrecke repräsentieren, während die optionale weitere Messposition einen Endpunkt der Abschnittskontrollstrecke repräsentieren kann. Dementsprechend können im Schritt des Auswertens das Messsignal und/oder das weitere Messsignal ausgewertet werden, um eine Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu ermitteln. Unter einer Abschnittskontrollstrecke kann ein Streckenabschnitt verstanden werden, auf dem eine Abschnittskontrolle, d. h. eine Punkt-zu-Punkt-Messung, durchgeführt wird, um das Fahrzeug zu erfassen. Durch diese Ausführungsform wird eine zuverlässige Geschwindigkeitsüberwachung des Fahrzeugs ermöglicht.
  • Ferner ist es von Vorteil, wenn im Schritt des Empfangens das Messsignal und das weitere Messsignal unterschiedliche Messgrößen repräsentieren. Dadurch können unterschiedlich ausgestattete, insbesondere teilausgestattete Luftfahrzeuge zur Überwachung des Fahrzeugs verwendet werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Empfangens ein Positionssignal, das eine Ist-Position des Luftfahrzeugs bei der Erfassung des Fahrzeugs von der Messposition aus repräsentiert, empfangen werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein weiteres Positionssignal, das eine Ist-Position des Luftfahrzeugs und/oder des weiteren Luftfahrzeugs bei der Erfassung des Fahrzeugs von der weiteren Messposition aus repräsentiert, empfangen werden. Im Schritt des Auswertens können das Messsignal und das weitere Messsignal unter Verwendung des Positionssignals oder, zusätzlich oder alternativ, des weiteren Positionssignals ausgewertet werden. Dadurch können beispielsweise Abweichungen zwischen der jeweiligen Ist- und Messposition der Luftfahrzeuge bei der Erfassung des Fahrzeugs mit berücksichtigt werden. Somit kann die Zuverlässigkeit des Verfahrens erhöht werden.
  • Das Messsignal oder, zusätzlich oder alternativ, das weitere Messsignal kann ein durch Auslesen einer On-Board-Unit des Fahrzeugs bereitgestelltes Signal repräsentieren. Unter einer On-Board-Unit kann ein in das Fahrzeug eingebautes Funkgerät zum Übertragen von Fahrzeugdaten wie etwa Kennzeichen oder Standort oder von Daten zum Abrechnen von Mautgebühren durch drahtlose Kommunikation verstanden werden. Dadurch kann das Verfahren zum Auslesen von On-Board-Units eingesetzt werden.
  • Es ist ferner vorteilhaft, wenn im Schritt des Ermittelns eine Position zum Erfassen des Fahrzeugs aus einer Vogelperspektive als die Messposition oder die weitere Messposition ermittelt wird. Dadurch können Beeinträchtigungen bei der Signalübertragung, beispielsweise durch Abschattungen, vermieden werden.
  • Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware, beispielsweise in einem Steuergerät, implementiert sein.
  • Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
  • Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Der hier vorgestellte Ansatz schafft zudem ein unbemanntes Luftfahrzeug zum Überwachen eines Fahrzeugs, wobei das Luftfahrzeug folgende Merkmale aufweist:
    • eine Sensoreinrichtung zum Erfassen des Fahrzeugs; und
    • eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit einem Steuergerät gemäß einer vorstehenden Ausführungsform.
  • Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise eine Kamera, einen Geschwindigkeitssensor, ein GPS-Modul oder die Kommunikationseinrichtung umfassen. Die Kommunikationseinrichtung kann beispielsweise ausgebildet sein, um eine On-Board-Unit des Fahrzeugs auszulesen.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung zweier Luftfahrzeuge und eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    Figur 2
    eine schematische Darstellung eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
    Figur 3
    ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung zweier unbemannter Luftfahrzeuge 100, 102 und eines Steuergeräts 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Luftfahrzeug 100 weist eine Sensoreinrichtung 106 zum Erfassen eines Fahrzeugs 108 auf. Ebenso weist das weitere Luftfahrzeug 102 eine weitere Sensoreinrichtung 110 zum Erfassen des Fahrzeugs 108 auf. Bei den beiden Sensoreinrichtungen 106, 110 handelt es sich beispielsweise je um eine Kamera, einen Geschwindigkeitssensor oder einen Ortungssensor, insbesondere ein GPS-Modul, oder eine Kombination aus zumindest zwei der genannten Sensorarten. Die Sensoreinrichtungen 106, 110 sind beispielsweise ausgebildet, um voneinander abweichende Messgrößen zu erfassen. Lediglich beispielhaft sind die beiden Luftfahrzeuge 100, 102 in Figur 1 als Quadrokopter dargestellt.
  • Das Steuergerät 104, das beispielsweise als Komponente einer Bodenstation oder eines mobilen Verkehrsüberwachungsgerätes realisiert ist, umfasst eine Kommunikationseinrichtung 112 zur drahtlosen Kommunikation mit den beiden Luftfahrzeugen 100, 102 oder zumindest einem der Luftfahrzeuge 100, 102. Das Steuergerät 104 ist ausgebildet, um unter Verwendung von Daten, die beispielsweise eine zu einem früheren Zeitpunkt mittels zumindest eines der beiden Luftfahrzeuge 100, 102 erfasste Position oder Fahrzeugklasse des Fahrzeugs 108 repräsentieren, eine Messposition A und optional zumindest eine weitere Messposition B zu ermitteln. Unter Verwendung der Messposition A erzeugt das Steuergerät 104 ein Steuersignal 114 und sendet dieses über die Kommunikationseinrichtung 112 an das Luftfahrzeug 100, um dieses in die Messposition A zu steuern, die hier beispielhaft einen Anfangspunkt einer Abschnittskontrollstrecke zum Ermitteln einer Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 108 repräsentiert. Analog dazu verwendet das Steuergerät 104 optional die Messposition B, um ein weiteres Steuersignal 116 zum Steuern des weiteren Luftfahrzeugs 102 zu erzeugen und über die Kommunikationseinrichtung 112 an das weitere Luftfahrzeug 102 zu senden. Mittels des weiteren Steuersignals 116 wird das weitere Luftfahrzeug 102 in die weitere Messposition B gesteuert, die hier beispielhaft einen Endpunkt der Abschnittskontrollstrecke repräsentiert. Wird nur ein Luftfahrzeug 100 eingesetzt, so verwendet das Steuergerät 104 optional die Messposition B, um das weitere Steuersignal 116 zum Steuern des einen Luftfahrzeug 100 zu erzeugen und über die Kommunikationseinrichtung 112 an das Luftfahrzeug 100 zu senden. Mittels des weiteren Steuersignals 116 wird das Luftfahrzeug 10 in die weitere Messposition B gesteuert, die hier beispielhaft einen Endpunkt der Abschnittskontrollstrecke repräsentiert.
  • Die Luftfahrzeuge 100, 102 sind ausgebildet, um das Fahrzeug 108 von ihrer jeweiligen Messposition aus zu erfassen. Dabei sendet die Sensoreinrichtung 106 in der Messposition A ein das Fahrzeug 108 repräsentierendes Messsignal 118 an die Kommunikationseinrichtung 112, während die weitere Sensoreinrichtung 110 in der Messposition B ein das Fahrzeug 108 repräsentierendes weiteres Messsignal 120 an die Kommunikationseinrichtung 112 sendet. Wird nur ein Luftfahrzeug 100 eingesetzt, so sendet die Sensoreinrichtung 106 optional in der Messposition B das das Fahrzeug 108 repräsentierendes weitere Messsignal 120 an die Kommunikationseinrichtung 112. Je nach Ausführungsbeispiel repräsentieren die beiden Messsignale 118, 120 unterschiedliche Messgrößen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 104 ausgebildet, um durch entsprechendes Auswerten der beiden Messsignale 118, 120 die Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 108 beim Befahren der Abschnittskontrollstrecke zu ermitteln. Je nach Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 104 ausgebildet, um zusätzlich oder alternativ zur Durchschnittsgeschwindigkeit eine Ist-Geschwindigkeit oder einen Sicherheitsabstand des Fahrzeugs 108 oder sonstige fahrzeugbezogene oder sicherheitsrelevante Parameter anhand der Messsignale 118, 120 zu ermitteln. Beispielsweise ist zumindest eine der beiden Sensoreinrichtungen 106, 110 ausgebildet, um zur Erfassung des Fahrzeugs 108 eine in das Fahrzeug 108 integrierte On-Board-Unit auszulesen und entsprechende Daten an das Steuergerät 104 zu übertragen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel übertragen die beiden Luftfahrzeuge 100, 102 zusätzlich zu den Messsignalen 118, 120 jeweils ihre aktuelle Ist-Position an das Steuergerät 104, wobei das Luftfahrzeug 100 ein entsprechendes Positionssignal 122 an die Kommunikationseinrichtung 112 überträgt und das weitere Luftfahrzeug 102 ein entsprechendes weiteres Positionssignal 124 an die Kommunikationseinrichtung 112 überträgt. Dementsprechend ist das Steuergerät 104 ausgebildet, um die beiden Messsignale 118, 120 unter zusätzlicher Verwendung der beiden Positionssignale 122, 124 auszuwerten. Somit können bei der Auswertung etwaige Abweichungen zwischen den jeweiligen Ist- und Messpositionen der beiden Luftfahrzeuge 100, 102 berücksichtigt werden.
  • Wie aus Figur 1 ersichtlich, erfolgt die Überwachung des Fahrzeugs 108 hier beispielhaft mittels der beiden Luftfahrzeuge 100, 102 beispielsweise aus der Vogelperspektive. Die beiden Luftfahrzeuge 100, 102 können unterschiedliche Flughöhen bei der Erfassung des Fahrzeugs 108 aufweisen. In entsprechender Weise können auch nur ein Luftfahrzeug 100 oder mehr als zwei Luftfahrzeuge 100, 102 eingesetzt werden.
  • Das Steuergerät 104 kann somit auch ausgebildet sein, um nur ein Luftfahrzeug 100 oder mehr als zwei Luftfahrzeuge 100, 102 zur Überwachung des Fahrzeugs 108 oder auch zur gleichzeitigen Überwachung mehrerer Fahrzeuge anzusteuern.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuergeräts 104 gemäß einem Ausführungsbeispiel, etwa eines vorangehend anhand von Figur 1 beschriebenen Steuergeräts. Das Steuergerät 104 umfasst eine Ermittlungseinheit 210, die ausgebildet ist, um unter Verwendung von Messdaten 212, die eine vorherige Erfassung des Fahrzeugs mittels zumindest eines der beiden Luftfahrzeuge repräsentieren, die zwei Messpositionen A, B zu ermitteln und diese an eine Bereitstellungseinheit 220 des Steuergeräts 104 zu senden. Die Bereitstellungseinheit 220 ist ausgebildet, um unter Verwendung der beiden Messpositionen A, B die Steuersignale 114, 116 bereitzustellen.
  • Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 300 zum Überwachen eines Fahrzeugs mittels zumindest einem unbemannten Luftfahrzeug kann beispielsweise unter Verwendung eines Steuergeräts, wie es vorangehend anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben ist, ausgeführt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt in einem optionalen Schritt 310 eine erstmalige Erfassung, d. h. ein Anmessen oder eine Klassierung, des zu überwachenden Fahrzeugs mittels zumindest einem Luftfahrzeug. Alternativ stammen die Daten der erstmaligen Erfassung von einer Sensoreinrichtung eines Bodenüberwachungsgerätes zum Überwachen des Fahrzeugs. Bei der erstmaligen Erfassung wird das Fahrzeug beispielsweise klassiert oder in einer digitalen Karte verortet. In einem Schritt 320 werden unter Verwendung der Daten aus der erstmaligen Erfassung optimale Messpositionen zur erneuten Erfassung des Fahrzeugs mittels der jeweiligen Sensoreinrichtungen der Luftfahrzeuge ermittelt. In einem Schritt 330 werden die entsprechenden Steuersignale zum Steuern des zumindest einen Luftfahrzeugs in ihre jeweilige, im Schritt 320 ermittelte Messposition bereitgestellt. Dabei wird eine weitere Messung an den jeweiligen optimalen Messpositionen durchgeführt. Beispielsweise werden dabei die exakten Live-Positionen des zumindest einen Luftfahrzeugs und weitere Randbedingungen wie Uhrzeit, Temperatur, Flughöhe oder Windstärke erfasst. Die eigentliche Messung des Fahrzeugs erfolgt dabei in Verbindung mit den Live-Positionen des des zumindest einen Luftfahrzeugs oder eines aus zumindest zwei Luftfahrzeugen bestehenden Drohnenverbunds und den erfassten Randbedingungen.
  • Die Schritte 320, 330 können fortlaufend ausgeführt werden, um eine dynamische Anpassung der Messpositionen, beispielsweise in Abhängigkeit von einer aktuellen Position oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder von Umgebungsbedingungen wie beispielsweise Abschattungen zu realisieren.
  • Die Erfassung des Fahrzeugs erfolgt somit unter Verwendung eines Drohnenverbunds aus zumindest zwei Drohnen, vorangehend auch Luftfahrzeuge genannt. Alternativ wird das Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel von einer einzelnen besonders dynamischen Drohne, die in der Lage ist, sehr schnell unterschiedliche Mess- und Foto- oder Filmpositionen nacheinander einzunehmen, erfasst. Mittels des Drohnenverbunds kann eine dynamische P2P-Messung mit exakter Positionsermittlung und Eigengeschwindigkeitsermittlung durchgeführt werden. Dazu können auch teilausgestattete Drohnen verwendet werden. Beispielsweise kann eine erste Drohne des Drohnenverbunds mit einer Kamera ausgestattet sein, während eine zweite Drohne mit einem Geschwindigkeitssensor ausgestattet ist. Eine dritte Drohne kann wiederum eine andere Ausstattung aufweisen. Die Drohnen können jedoch auch in Vollausstattung realisiert sein. Bei den Drohnen handelt es sich beispielsweise um autarke Drohnen. Der Vorteil eines derartigen Überwachungsverfahrens besteht im dynamischen Auffinden optimaler Mess- und Fotopunkte, in denen das zu überwachende Fahrzeug von benachbarten Fahrzeugen nicht überdeckt wird. Dadurch kann eine ausreichend lange Kommunikationszeit zwischen dem Steuergerät und den Luftfahrzeugen gewährleistet werden.
  • Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine "und/oder" Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims (9)

  1. Verfahren (300) zum Überwachen eines Fahrzeugs (108) mittels zumindest eines unbemannten Luftfahrzeugs (100, 102), wobei das Luftfahrzeug (100) eine Sensoreinrichtung (106) zum Erfassen des Fahrzeugs (108) aufweist, wobei das Verfahren (300) folgende Schritte umfasst:
    Ermitteln (320) einer Messposition (A) unter Verwendung von Daten (212), die eine vorherige Erfassung des Fahrzeugs (108) repräsentieren;
    Bereitstellen (330) eines Steuersignals (114) zum Steuern des Luftfahrzeugs (100) in die Messposition (A) über eine Kommunikationseinrichtung (112) zur drahtlosen Kommunikation mit dem zumindest einen Luftfahrzeug (100, 102), um das Fahrzeug (108) von der Messposition (A) aus zu erfassen; und
    Empfangen eines Messsignals (118), das eine Erfassung des Fahrzeugs (108) durch die Sensoreinrichtung (106) von der Messposition (A) aus repräsentiert, und/oder eines weiteren Messsignals (120), das eine Erfassung des Fahrzeugs (108) durch die Sensoreinrichtung (106) und/oder die weitere Sensoreinrichtung (110) von der weiteren Messposition (B) aus repräsentiert, wobei in einem Schritt des Auswertens das Messsignal (118) und das weitere Messsignal (120) ausgewertet werden, um das Fahrzeug (108) zu überwachen, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Empfangens (310) das Messsignal (118) und/oder das weitere Messsignal (120) ein durch Auslesen einer On-Board-Unit des Fahrzeugs (108) bereitgestelltes Signal repräsentiert.
  2. Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt des Ermittelns (320) zumindest eine weitere Messposition (B) unter Verwendung von Daten (212), die eine vorherige Erfassung des Fahrzeugs (108) repräsentieren, ermittelt werden und im Schritt des Bereitstellen (330) ein weiteres Steuersignal (116) zum Steuern des Luftfahrzeugs (100) und/oder eines weiteren Luftfahrzeugs (102), das eine weitere Sensoreinrichtung (110) zum Erfassen des Fahrzeugs (108) aufweist, in die weitere Messposition (B) über die Kommunikationseinrichtung (112), um das Fahrzeug (108) von der weiteren Messposition (B) aus zu erfassen.
  3. Verfahren (300) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem im Schritt des Ermittelns (320) die Messposition (A) einen Anfangspunkt einer Abschnittskontrollstrecke repräsentiert und/oder die weitere Messposition (B) einen Endpunkt der Abschnittskontrollstrecke repräsentiert, wobei im Schritt des Auswertens das Messsignal (118) und das weitere Messsignal (120) ausgewertet werden, um eine Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs (108) zu ermitteln.
  4. Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Schritt des Empfangens (310) das Messsignal (118) und das weitere Messsignal (120) unterschiedliche Messgrößen repräsentieren.
  5. Verfahren (300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Schritt des Empfangens (310) ein Positionssignal (122), das eine Ist-Position des Luftfahrzeugs (100) bei der Erfassung des Fahrzeugs (108) von der Messposition (A) aus repräsentiert, empfangen wird und/oder ein weiteres Positionssignal (124), das eine Ist-Position des Luftfahrzeugs (100) und/oder des weiteren Luftfahrzeugs (102) bei der Erfassung des Fahrzeugs (108) von der weiteren Messposition (B) aus repräsentiert, empfangen wird, wobei im Schritt des Auswertens das Messsignal (118) und/oder das weitere Messsignal (120) unter Verwendung des Positionssignals (122) und/oder des weiteren Positionssignals (124) ausgewertet werden.
  6. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt des Ermittelns (320) eine Position zum Erfassen des Fahrzeugs (108) aus einer Vogelperspektive als die Messposition (A) und/oder die weitere Messposition (B) ermittelt wird.
  7. Steuergerät (104) mit Einheiten (112; 210, 220), die ausgebildet sind, um das Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen und/oder anzusteuern.
  8. Unbemanntes Luftfahrzeug (100, 102) zum Überwachen eines Fahrzeugs (108), wobei das Luftfahrzeug (100, 102) folgende Merkmale aufweist:
    eine Sensoreinrichtung (106, 110) zum Erfassen des Fahrzeugs (108); und
    eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit einem Steuergerät (104) gemäß Anspruch 7.
  9. Computerprogramm, das ausgebildet ist, um das Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen und/oder anzusteuern.
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