WO2017167449A1 - Landevorrichtung und verfahren zum optischen leiten von liefervorrichtungen - Google Patents

Landevorrichtung und verfahren zum optischen leiten von liefervorrichtungen Download PDF

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    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/02—Automatic approach or landing aids, i.e. systems in which flight data of incoming planes are processed to provide landing data
    • G08G5/025—Navigation or guidance aids

Definitions

  • the invention relates to a landing apparatus for optically routing delivery devices with a camera system and to a method for optically routing delivery devices.
  • Delivery devices are known from the prior art, although they can autonomously fly to a destination. To land, these can be controlled by one person or head for a previously stored coordinate and land there independently. However, this autonomous landing has the disadvantage that the delivery device lands thereby, without perceiving the environment. This can lead to faulty delivery in case of incorrect GPS data. Furthermore, no special landing gear is provided for landing.
  • US2015 / 0120094 A1 discloses a system of delivery devices which communicate with each other in order to reach their destination. This communicative connection determines the route to the delivery station. Furthermore, the delivery position is determined from the GPS data of a customer's smartphone or it is driven to a predetermined secure delivery point. After the successful completion of the delivery process, the delivery device sends a message to the customer.
  • US2016 / 0068264 A1 discloses methods, systems and devices for the security of delivery drones. The drone of a device, such as a smartphone, a buyer can receive a shopping code and only then land and
  • CONFIRMATION COPY release the goods if the purchase code is successfully verified.
  • the disadvantage of this is that the buyer, or at least his smartphone, must be present at the place of delivery in order to receive the goods.
  • a landing device for optically routing a delivery device with a camera system and a navigation system, wherein the landing device has a system of active and / or passive optical markers for outputting a characteristic signal pattern about the delivery process, and wherein the camera system of the delivery device for detecting the Characteristic information is set up by the system of active and / or passive optical markers.
  • the delivery device here is an autonomous flying object, in particular a drone.
  • the delivery system includes a supplier and a store for deliveries.
  • the storage location may be, for example, a warehouse, a branch of the supplier or else a delivery vehicle from which the delivery device starts.
  • an order-specific code is generated by the delivery system, which is transmitted to the landing device.
  • This code is converted by the landing device into a signal that can be perceived by a camera system of the delivery device.
  • the camera system implemented in the delivery device in this case comprises a computing unit which is suitable for processing the recorded image material and sending it to the delivery system.
  • the delivery system also passes the obtained position data to the delivery device.
  • the navigation system of the delivery device is used so that the delivery device can independently and precisely control the transmitted position data.
  • An advantage of an implemented navigation system is that the delivery device can autonomously go to the destination after the position data has been transmitted. An external control is therefore no longer necessary, resulting in increased security, since an external control over a wireless connection is susceptible to manipulation.
  • the delivery device picks up the optical signal pattern with the camera system and sends the data to the delivery system.
  • the optical markers of the landing device can also serve as a guide when landing, since the autonomous delivery system can directly target the landing device via the visual perception of the signals. This is advantageous because position data is low Deviations and measurement inaccuracies may have, which may result in the landing gear being missed. This aspect is particularly relevant for delivery locations that are not at ground level, such as in Baikonon or in several, closely adjacent landing devices such. B. in urban areas.
  • a direct communication connection such as a Bluetooth or WLAN connection is explicitly not provided. This protects against manipulation, since, for example, Bluetooth or WLAN connections can be insecure and third parties could thus gain access to the delivery device and / or the landing device, for example by changing the delivery location and / or bypassing an authentication process.
  • the landing device and the delivery device are at least temporarily in communicative connection with a delivery system, wherein the landing device and the delivery device are not in communicative connection with each other.
  • the landing device has an identification feature for identification by the delivery system.
  • an identification feature is transmitted, via which the landing device can be assigned to exactly one customer.
  • delivery information is assigned to an identification feature and is preferably a specific ID code of the device, which clearly reproduces the affiliation of the landing device to a specific user.
  • position data can be transmitted between the landing device and the delivery system, via which the exact location of the landing device is displayed. It is advantageous that, in the case of changing positions of the landing device, the location can be updated before each delivery, since the landing device can be configured both stationary and transportable. So can the delivery of a
  • At least one active optical marker is designed as a light source.
  • a marker designed in this way is a marker which, in a further preferred embodiment, generates a signal pattern which is in particular temporally sequential.
  • a passive optical marker is mounted on the landing device.
  • this passive optical marker may be a special color pattern that is applied to the landing device. Depending on the generated order-specific code, this color pattern could be changed according to the order, for example by printing the color sample.
  • An additional passive marker offers the advantage that on the one hand there is provided a further visual source on which the delivery device can orient itself and on the other hand this can serve to provide a further source for authentication in case of poor visibility or failure of the active markers.
  • the active optical marker can be integrated directly in the landing device or attached separately to the landing device.
  • An unimplemented active marker can be, inter alia, a terminal of the customer, such as a smartphone or a tablet. In this case, for example, either the display can be lit differently or via the camera flash a signal pattern can be generated.
  • the integrated optical markers can be, inter alia, differently colored light sources, which can generate an even more specific signal pattern as a function of the code. Furthermore, it is conceivable that the signal pattern is generated with IR and / or UV light, which may be polarized or not polarized.
  • the landing device preferably has a data communication device. For example, a terminal can be connected to the landing device via this communication device.
  • the code of the delivery system can be transmitted and the active optical markers are controlled accordingly via the terminal. Furthermore, a transmission input to the customer and the delivery system can be sent via this connection. It is also possible for the delivery system to send the order-specific code to the landing device via this communication device.
  • the advantage here is that the landing device can communicate directly with the customer and the delivery system so that information, such as the generated code or the receipt of the shipment, can be transferred directly between the landing device and the delivery system. This makes the handling of the landing device very user-friendly, since the customer does not necessarily have to take action during the delivery process. However, it is also conceivable that the landing device does not communicate directly with the delivery system, but a terminal device must be interposed for communication.
  • the data communication device may be, for example, a - 5 - wireless communication device such as WLAN and / or Bluetooth act.
  • a wired communication device in particular to a terminal of the customer, such as a smartphone or tablet, a USB connection would be conceivable, depending on the terminal and a LAN connection would be possible.
  • An advantage of the wired connection is that it is tamper-proof.
  • a connection to the Internet is particularly preferred for the communication of the landing device with the delivery system. This can be achieved by data transmission technologies such as, for example, via LAN, and in particular wireless data transmission technologies such as WLAN or mobile communications.
  • the landing device preferably has an integrated and / or separate position sensor.
  • the external position sensor can be provided, for example, via a smartphone or other terminal, which has GPS, among other things.
  • the terminal additionally has an Internet connection, since in this way the location becomes more precise.
  • the landing device additionally has a device for detecting a consignment entrance.
  • This device is realized via a sensor, such as a weight register, which registers when a delivery is placed on the landing gear. Also conceivable would be a barcode scanner which scans a barcode attached to the underside of the delivery, or an RFID reader.
  • the landing device Upon detection of the shipment receipt, the landing device sends a message to the customer and the delivery system. Immediate information about the consignment receipt is advantageous because the delivery can be picked up promptly and the customer has a confirmation that the delivery process was successful. Likewise, it is important for the delivery system to know that the automatic delivery was successful because there is no direct control of the delivery device.
  • the delivery system will cause a check of the delivery process, for example via a renewed command to the delivery device to control the coordinates and activate the camera.
  • the landing device preferably additionally has a device for protecting the transmission. This is particularly advantageous to the delivery from the weather - 6 - and / or theft, especially in view of the fact that the customer is not immediately able to receive the delivery.
  • a method for optically routing a delivery device with a camera system comprises the following steps:
  • Delivery system and determining an actual signal code from the signal pattern by the delivery system
  • Approved by the delivery system to land and unload the cargo to the delivery device if the actual signal code and the target signal code match.
  • the delivery system transmits a specific target signal code to the landing device from which the specific signal pattern is generated.
  • the landing device is first identified on the basis of an identification feature. So a landing device can be assigned to exactly one customer. This step is mainly used to authenticate a customer who has placed an order.
  • the process is particularly preferably aborted. This is particularly advantageous because such a wrong delivery is excluded.
  • the landing device reports a transmission input to the delivery system and / or the customer via the data communication device.
  • the method according to the invention are explained. These examples are merely embodiments and are not an exhaustive list of possible embodiments. Features that are disclosed by way of example in the context of an embodiment may also be used in other embodiments of the invention, if there is no compelling technical reason for exclusion.
  • a particularly preferred embodiment of the method according to the invention relates to the sequence for a so-called intelligent landing field (landing device).
  • the customer registers once the ID of the landing field at the supplier or the logistics control center (delivery system).
  • the customer positions, fixes and activates the landing field at the desired delivery point (mobile execution of the landing field).
  • the landing field records your own position
  • the landing field establishes a data connection (eg via WLAN and Internet) to the supplier.
  • the customer triggers an order eg by means of a smartphone with the supplier for an airborne delivery to his landing field.
  • the order processing at the supplier links the order with the ID of the landing field and requests there the delivery position or the coordinates.
  • the control center sends an airborne delivery device with cargo to the transmitted coordinates.
  • the delivery device flies close to the delivery point and reports to the control center readiness for landing.
  • the delivery device activates the camera surveillance of the land environment.
  • the control center generates an order-specific code and transmits it to the landing field.
  • the landing field then translates this code into a specific blink sequence (or pattern) on an optical marker (array of bulbs).
  • the camera of the delivery device detects the position and the order of the light signals of the optical marker, whereupon the delivery device transmits the detected blinking light sequence of the light signals of the optical marker to the control center.
  • the control center compares the generated code with the code detected by the delivery device and transmits the landing release to the delivery device if the codes coincide with each other. In the event of a mismatch, the control center will return the delivery device and report the cancellation to the customer.
  • the delivery device initiates the landing approach and orients itself to the light signals of the landing field for the fine positioning at the landing. - 8 - tion.
  • the landing field can detect the consignment entrance by a suitable sensor (eg a weight sensor).
  • the landing field then reports the consignment entrance to the control center (eg via the Internet) and the customer (eg via WLAN to a smartphone app).
  • the delivery device returns to the control center.
  • the customer receives the cargo and removes the landing gear (mobile version). After the return of the delivery system, the delivery process is completed by order processing at the supplier.
  • the second preferred embodiment relates to a passive landing field (eg a tarpaulin).
  • a passive landing field eg a tarpaulin
  • the customer once registers the ID of the landing field with the supplier or the logistics office (delivery system).
  • the customer positions and fixes the landing field at the desired delivery point (mobile execution of the landing field).
  • the customer then starts a smartphone app for determining the location of the landing field.
  • the GPS sensor of the smartphone detects the current position.
  • the customer takes a photo of the optical marker (eg Data Matrix) with the smartphone camera on the landing field.
  • the app determines the ID information of the landing field from the marker image and associates the ID with the coordinates of the smartphone when recording.
  • the optical marker eg Data Matrix
  • the customer triggers an order, for example by means of a smartphone app at the supplier for an airborne delivery to his landing field.
  • the control center sends an airborne delivery device with cargo to the transmitted coordinates.
  • the delivery device flies close to the delivery point and activates the camera surveillance of the land area.
  • the delivery device camera detects the position, orientation and ID information of the optical marker.
  • the delivery device transmits the landing field ID to the control center.
  • the control center compares the target ID with the ID detected by the delivery device and transmits the landing clearance to the delivery device if the codes coincide with each other. In the event of a mismatch, the control center will return the delivery device and report the cancellation to the customer.
  • the delivery device When landing is granted, the delivery device initiates the landing approach and orients itself to the optical marker of the landing field for the fine positioning on landing.
  • the delivery device lands and unloads the cargo on the landing field.
  • the delivery device can then report the delivery to the control center.
  • the delivery device then returns to the base of the supplier and the control center notifies delivery to the customer (eg via SMS).
  • the customer receives the cargo and removes the landing gear (mobile version). After the return of the delivery system, the delivery process is completed by order processing at the supplier. - 9 -
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a landing device according to the invention and an associated delivery system and a delivery device;
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the landing device according to the invention with a passive marker
  • FIG. 4 shows a preferred embodiment of the landing device according to the invention with integrated passive and external active marker
  • FIG. 5 shows a further preferred embodiment of the landing device according to the invention with integrated active marker; and FIG. 6 shows an alternative embodiment to the landing device shown in FIG.
  • the delivery device 20 comprises a camera system 21 which is suitable for detecting an optical signal S from an optical marker 12 and a navigation device (22). via which the delivery device (20) can control the position of the landing device (10).
  • the delivery system 30 has a data communication link D to both the delivery device 20 and the landing device 10.
  • the landing device here comprises an identification feature 11, an optical marker 12, a data communication device 13 Furthermore, a device 15 for detecting the transmission input and a device 16 for protecting the delivery are shown schematically.
  • FIG. 2 shows a possible embodiment of a landing device 10 according to the invention.
  • the landing device 10 is realized only by a terminal 40 of a customer.
  • This terminal 40 has a data connection D to the delivery system 30.
  • the terminal 40 is configured such that it can emit a signal pattern S, which is perceived by the camera system 21 of the delivery device 20.
  • FIG. 3 discloses a further alternative embodiment of the landing device 10 according to the invention.
  • the landing device 10 has a passive optical marker 12b, which is perceived by the camera system 21 of the delivery device.
  • information about the passive optical marker 12b is forwarded to the delivery system 30 via a data connection D.
  • the delivery device 20 sends the acquisition of the passive optical marker 12b to the delivery system 30, which compares the information about the passive optical marker 12b with the images.
  • FIG. 4 shows a further preferred embodiment of the landing device 10 according to the invention.
  • an active optical marker 12a is used in addition to the passive optical marker 12b.
  • the active optical marker 12a is realized via a terminal 40 which emits a signal pattern S and is in communicative connection to the delivery system 30.
  • FIG. 5 shows a further preferred embodiment of the landing device 10.
  • a plurality of active optical markers 12a are integrated in the landing device 0, which emit a signal pattern S.
  • a data communication device 3 is shown.
  • the communication between landing device 10 and delivery system 30 takes place via an intermediary terminal 40.
  • FIG. 6 shows the same embodiment of the landing device as FIG. 5. In this case, however, the landing device 10 communicates directly with the delivery system 30, but can also communicate with a terminal 40. - 11 -

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Landevorrichtung und ein Verfahren zum optischen Leiten einer Liefervorrichtung mit einem Kamerasystem. Die Landevorrichtung und die Liefervorrichtung stehen dabei jeweils mit einem Liefersystem in kommunikativer Verbindung aber miteinander nicht in kommunikativer Verbindung. Die Landevorrichtung weist ein System aus optischen Markern zur Erfassung durch das Kamerasystem der Liefervorrichtung auf und produziert ein Identifikationsmerkmal zur Identifikation der Lieferung durch das Liefersystem.

Description

LANDEVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM OPTISCHEN LEITEN VON LIEFERVORRICHTUNGEN
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Landevorrichtung zum optischen Leiten von Liefervorrichtungen mit einem Kamerasystem sowie ein Verfahren zum optischen Leiten von Liefervorrichtungen. Aus dem Stand der Technik sind Liefervorrichtungen bekannt, welche zwar autonom bis zu einem Zielort fliegen können. Um zu landen können diese von einer Person gesteuert werden oder eine vorher eingespeicherte Koordinate ansteuern und dort selbstständig landen. Allerdings weist dieses autonome Landen den Nachteil auf, dass die Liefervorrichtung dabei landet, ohne die Umgebung wahrzunehmen. Dies kann bei fehlerhaften GPS-Daten zu einer fehlerhaften Lieferung führen. Weiterhin ist für das Landen keine spezielle Landevorrichtung vorgesehen.
Aus der US2015/0120094 A1 ist ein System aus Liefervorrichtungen bekannt, welche, um zu ihrem Ziel zu gelangen, miteinander in kommunikativer Verbindung stehen. Über diese kommunikative Verbindung wird der Weg zu der Lieferstation festgelegt. Weiterhin wird die Lieferposition aus den GPS-Daten des Smartphones eines Kunden festgelegt oder es wird eine vorher festgelegten sicheren Lieferstelle angesteuert. Nach dem erfolgreichen Ab- schluss des Liefervorgangs sendet die Liefervorrichtung eine Nachricht an den Kunden. Aus der US2016/0068264 A1 sind Methoden, Systeme und Vorrichtungen für die Sicherheit von Lieferdrohnen bekannt. Dabei kann die Drohne von einem Gerät, beispielsweise einem Smartphone, eines Käufers einen Einkaufs-Code empfangen und nur dann die landen und
BESTÄTIGUNGSKOPIE die Ware freigeben, wenn der Einkaufs-Code erfolgreich verifiziert wird. Nachteilig daran ist, dass der Käufer, oder zumindest sein Smartphone, am Lieferort anwesend sein muss, um die Ware in Empfang zu nehmen.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Landevorrichtung sowie ein Verfahren zum optischen Leiten von Liefervorrichtungen mit einem Kamerasystem bereitzustellen, welches benutzerfreundlich, manipulationssicher und zuverlässig ist.
- 2 -
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 und 9 gelöst.
Erfindungsgemäß ist eine Landevorrichtung zum optischen Leiten einer Liefervorrichtung mit einem Kamerasystem und einem Navigationssystem, vorgesehen, wobei die Landevorrichtung ein System aus aktiven und/oder passiven optischen Markern zur Ausgabe eines charakteristischen Signalmusters über den Liefervorgang aufweist, und wobei das Kamerasystem der Liefervorrichtung zur Erfassung der charakteristischen Information vom System aus aktiven und/oder passiven optischen Markern eingerichtet ist Die Liefervorrichtung ist hierbei ein autonomes Flugobjekt, insbesondere eine Drohne. Das Liefersystem umfasst einen Lieferanten sowie eine Aufbewahrungsstelle für Lieferungen. Die Aufbewahrungsstelle kann beispielsweise eine Lagerhalle, eine Filiale des Lieferanten oder aber auch ein Lieferauto sein, von welchem aus die Liefervorrichtung startet. Zusätzlich wird von dem Liefersystem ein bestellungsspezifischer Code generiert, welcher an die Landevorrichtung übertragen wird. Dieser Code wird von der Landevorrichtung in ein Signal umgewandelt, welches von einem Kamerasystem der Liefervorrichtung wahrgenommen werden kann. Das in der Liefervorrichtung implementierte Kamerasystem umfasst dabei eine Recheneinheit, welche dazu geeignet ist, das aufgezeichnete Bildmaterial zu verarbeiten und an das Liefersystem zu senden. Das Liefersystem gibt zudem die erhaltenen Positionsdaten an die Liefervorrichtung weiter. Das Navigationssystem der Liefervorrichtung dient dazu, dass die Liefervorrichtung die übertragenen Positionsdaten selbständig und präzise ansteuern kann. Ein Vorteil eines implementierten Navigationssystems ist, dass sich die Liefervorrichtung autonom zu dem Zielort begeben kann, nachdem die Positionsdaten übermittelt wurden. Eine externe Steuerung ist demnach nichtmehr erforderlich, was zu einer erhöhten Sicherheit führt, da eine ex- terne Steuerung über eine kabellose Verbindung manipülationsanfällig ist. Nach Erreichen der Zielposition und vor dem Landen und Abladen der Lieferung nimmt die Liefervorrichtung das optische Signalmuster mit dem Kamerasystem auf und sendet die Daten an das Liefersystem. Dieses vergleicht das aufgenommene Muster mit dem generierten Code und gibt bei Übereinstimmung die Freigabe zum Landen und Abladen. Falls das übersendete Signalmus- ter nicht mit dem generierten Code übereinstimmt wird der Vorgang abgebrochen und die Liefervorrichtung kehrt zum Liefersystem zurück. Die optischen Marker der Landevorrichtung können neben der Authentifizierung des Liefervorgangs auch als Orientierungshilfe beim Landen dienen, da über die optische Wahrnehmung der Signale das autonome Liefersystem die Landevorrichtung direkt anvisieren kann. Dies ist vorteilhaft, da Positionsdaten geringe Abweichungen und Messungenauigkeiten aufweisen können, was dazu führen kann, dass die Landevorrichtung verfehlt wird. Dieser Aspekt ist besonders bei Lieferorten relevant, welche nicht ebenerdig sind, wie zum Beispiel bei Baikonen bzw. bei mehreren, nahe aneinanderliegenden Landevorrichtungen z. B. in Ballungsgebieten.
Besonders erfindungswesentlich ist, dass bei dem gesamten Vorgang und insbesondere bei dem Landen keine Kommunikation zwischen der Landevorrichtung und der Liefervorrichtung stattfindet. Somit ist die Kommunikation zwischen Landevorrichtung und Liefervorrichtung rein optisch. Eine direkte Kommunikationsverbindung, wie zum Beispiel eine Bluetooth- oder WLAN-Verbindung ist explizit nicht vorgesehen. Dies schützt vor Manipulation, da zum Beispiel Bluetooth- oder WLAN-Verbindungen unsicher sein können und sich Dritte so Zugriff auf die Liefervorrichtung und/oder die Landevorrichtung verschaffen könnten, wodurch diese beispielsweise den Lieferort ändern und/oder einen Authentifizierungsvorgang umgehen könnten.
Bevorzugt stehen die Landevorrichtung und die Liefervorrichtung jeweils mit einem Liefersystem zumindest zeitweise in kommunikativer Verbindung, wobei die Landevorrichtung und die Liefervorrichtung miteinander nicht in kommunikativer Verbindung stehen. Erfindungsgemäß weist die Landevorrichtung ein Identifikationsmerkmal zur Identifikation durch das Liefersys- tem auf. Bei der Kommunikation zwischen der Landevorrichtung und dem Liefersystem wird insbesondere ein Identifikationsmerkmal übertragen, über welches die Landevorrichtung genau einem Kunden zugeordnet werden kann. Bevorzugt ist eine Lieferinformation einem Identifikationsmerkmal zugeordnet und ist bevorzugt ein spezifischer ID-Code der Vorrichtung, welcher eindeutig die Zugehörigkeit der Landevorrichtung zu einem speziellen Benut- zer wiedergibt. Weiterhin können zwischen der Landevorrichtung und dem Liefersystem Positionsdaten übertragen werden, über welche der genaue Standort der Landevorrichtung angezeigt wird. Vorteilhaft ist dabei, dass bei sich ändernden Positionen der Landevorrichtung der Standort vor jeder Lieferung aktualisiert werden kann, da die Landevorrichtung sowohl stationär als auch transportabel ausgestaltet sein kann. So kann die Lieferung einer
- 3a - Bestellung ortsunabhängig erfolgen, wodur löhere Flexibilität des Kunden erreicht wird, da dieser nicht an einem bestimmten Ort auf die Sendung warten muss.
Bevorzugt ist wenigstens ein aktiver optischer Marker als Leuchtmittel ausgestaltet. Ein derart ausgestalteter Marker ist ein Marker, welcher in einer weiteren bevorzugten Ausführung ein insbesondere zeitlich sequenzielles Signalmuster erzeugt. Es ist allerdings auch denkbar, dass zusätzlich oder alternativ ein passiver optischer Marker auf der Landevorrichtung angebracht ist. Dieser passive optische Marker kann beispielsweise ein spezielles Farbmuster sein, welches auf der Landevorrichtung angebracht wird. Dieses Farbmuster könnte in Abhängigkeit des generierten bestellungsspezifischen Codes je nach Bestellung verändert werden, indem z.B. das Farbmuster ausgedruckt wird. Ein zusätzlicher passiver Marker bietet den Vorteil, dass zum einen eine weitere visuelle Quelle bereitgestellt ist, an welcher sich die Liefervorrichtung orientieren kann und zum anderen kann dieser dazu dienen, bei einer schlechten Wahrnehmbarkeit oder einem Ausfall der aktiven Marker eine weitere Quelle zur Authentifizierung bereitzustellen. Der aktive optische Marker kann direkt in der Landevorrichtung integriert sein oder separat an der Landevorrichtung angebracht werden. Bei einem nicht implementierten aktiven Marker kann es sich unter anderem um ein Endgerät des Kunden, wie zum Beispiel ein Smartphone oder ein Tablet handeln. Dabei kann beispielsweise entweder das Display unterschiedlich zum Leuchten gebracht werden oder über den Kamerablitz ein Signalmuster erzeugt werden. Die integrierten optischen Marker können unter anderem verschieden farbige Leuchtmittel sein, welche in Abhängigkeit des Codes ein noch spezifischeres Signalmuster erzeugen können. Weiterhin ist denkbar dass das Signalmuster mit IR- und/oder UV-Licht erzeugt wird, welches polarisiert oder nicht polarisiert sein kann. Weiterhin weist die Landevorrichtung bevorzugt eine Datenkommunikationsvorrichtung auf. Über diese Kommunikationsvorrichtung kann zum Beispiel ein Endgerät an der Landevorrichtung angeschlossen werden. Auf dieses kann der Code des Liefersystems übertragen werden und die aktiven optischen Marker dementsprechend über das Endgerät gesteuert werden. Weiterhin kann über diese Verbindung ein Sendungseingang an den Kunden und das Liefersystem gesendet werden. Auch ist es für das Liefersystem möglich, den bestellungsspezifischen Code über diese Kommunikationsvorrichtung an die Landevorrichtung zu senden. Vorteilhaft dabei ist, dass die Landevorrichtung mit dem Kunden und dem Liefersystem direkt kommunizieren kann, so dass Informationen, wie zum Beispiel der generierte Code oder der Sendungseingang, direkt zwischen Landevorrichtung und Liefersystem über- tragen werden können. Dies macht die Handhabung der Landevorrichtung sehr benutzerfreundlich, da der Kunde nicht notwendigerweise während des Liefervorgangs in Aktion treten muss. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Landevorrichtung nicht direkt mit dem Liefersystem kommuniziert, sondern ein Endgerät zur Kommunikation zwischengeschalten werden muss. Bei der Datenkommunikationsvorrichtung kann es sich zum Beispiel um eine - 5 - kabellose Kommunikationsvorrichtung wie zum Beispiel WLAN und/oder Bluetooth handeln. Als kabelgebundene Kommunikationsvorrichtung, insbesondere zu einem Endgerät des Kunden, wie zum Beispiel einem Smartphone oder Tablet wäre eine USB-Verbindung denkbar, wobei je nach Endgerät auch eine LAN-Verbindung möglich wäre. Ein Vorteil der kabel- gebundenen Verbindung ist, dass diese manipulationssicherer ist. Allerdings ist für die Kommunikation der Landevorrichtung mit dem Liefersystem eine Verbindung zum Internet besonders bevorzugt. Diese ist durch Datenübertragungstechnologien wie zum Beispiel über LAN, und insbesondere drahtlose Datenübertragungstechnologien wie WLAN oder Mobilfunk realisierbar.
Zur Ermittlung der Positionsdaten weist die Landevorrichtung bevorzugt eine integrierte und/oder separate Positionssensorik auf. Die externe Positionssensorik kann beispielsweise über ein Smartphone oder eine anderes Endgerät bereitgestellt werden, welches unter anderem GPS aufweist. Bevorzugt weist das Endgerät zusätzlich eine Internetverbindung auf, da auf diese Weise die Standortbestimmung präziser wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die Landevorrichtung zusätzlich eine Einrichtung zur Erfassung eines Sendungseingangs auf. Diese Einrichtung ist über eine Senso- rik realisiert, wie zum Beispiel eine Gewichtserfassung, welche registriert, wenn eine Liefe- rung auf der Landevorrichtung abgestellt wird. Denkbar wäre auch ein Barcodescanner, welcher einen auf der Unterseite der Lieferung angebrachten Barcode scannt, oder ein RFID- Leser. Nach der Erfassung des Sendungseingangs sendet die Landevorrichtung eine Nachricht an den Kunden und das Liefersystem. Eine unmittelbare Information über den Sendungseingang ist vorteilhaft, da so die Lieferung zeitnah abgeholt werden kann und der Kun- de eine Bestätigung hat, dass der Liefervorgang erfolgreich war. Ebenso ist es für das Liefersystem wichtig zu wissen, dass die automatische Lieferung erfolgreich war, da keine direkte Steuerung der Liefervorrichtung stattfindet. Weiterhin kann so, sollte zwar eine Landefreigabe seitens des Liefersystems erteilt worden sein, aber kein positiver Sendungseingang gemeldet werden, das Liefersystem eine Überprüfung des Liefervorgangs beispielsweise über einen erneuten Befehl an die Liefervorrichtung zur Ansteuerung der Koordinaten und Aktivierung der Kamera veranlassen.
Weiterhin weist die Landevorrichtung bevorzugt zusätzlich eine Einrichtung zum Schutz der Sendung auf. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um die Lieferung vor Witterungseinflüssen - 6 - und/oder Diebstahl zu schützen, vor allem im Hinblick darauf, dass es dem Kunden nicht unmittelbar möglich ist, die Lieferung in Empfang zu nehmen.
Erfindungsgemäß umfasst Verfahren zum optischen Leiten einer Liefervorrichtung mit einem Kamerasystem die folgenden Schritte:
- Übermitteln von Ortsinformationen einer Landevorrichtung an die Liefervorrichtung durch das Liefersystem;
- Aktivieren eines Kamerasystems der Liefervorrichtung bei Erreichen der Position der Landevorrichtung;
- Darstellen eines spezifischen Signalmusters (S) durch wenigstens einen aktiven und/oder passiven optischen Marker (12) der Landevorrichtung (10);
Erfassen des Signalmusters des wenigstens einen aktiven und/oder passiven optischen Markers durch das Kamerasystem der Liefervorrichtung; - Übertragen des erfassten Signalmusters von der Liefervorrichtung an das
Liefersystem und Ermitteln eines Ist-Signalcodes aus dem Signalmuster durch das Liefersystem; und
Freigabe durch das Liefersystem zum Landen und Abladen der Fracht an die Liefervorrichtung bei Übereinstimmung von Ist-Signalcode und Soll- Signalcode.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens überträgt das Liefersystem einen spezifischen Soll-Signalcode an die Landevorrichtung, aus dem das spezifische Signalmuster erzeugt wird.
Besonders bevorzugt wird zunächst die Landevorrichtung anhand eines Identifikationsmerkmals identifiziert. So kann eine Landevorrichtung genau einem Kunden zugeordnet werden. Dieser Schritt dient vorwiegend dem authentifizieren eines Kunden, welcher eine Bestellung in Auftrag gegeben hat.
Besonders bevorzugt wird bei negativer Übereinstimmung von Soll-Signalcode und Ist- Signalcode der Vorgang abgebrochen. Dies ist besonders vorteilhaft, da so eine Falschlieferung ausgeschlossen wird. - 7 -
Besonders bevorzugt meldet die Landevorrichtung über die Daten- Kommunikationsvorrichtung einen Sendungseingang an das Liefersystem und/oder den Kunden. Beispielhaft werden bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert. Diese Beispiele stellen lediglich Ausführungsvarianten dar und sind keine abschließende Auflistung möglicher Ausführungen. Merkmale, die beispielhaft im Kontext eines Ausführungsbeispiels offenbart sind, können auch bei anderen Ausgestaltungen der Erfindung zur Anwendung kommen, wenn kein zwingender technischer Ausschlussgrund besteht.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft den Ablauf für ein sogenanntes intelligentes Landefeld (Landevorrichtung). Hierbei registriert der Kunde einmalig die ID des Landefelds beim Lieferanten bzw. der Logistikleitstelle (Liefersystem). Der Kunde positioniert, fixiert und aktiviert das Landefeld am gewünschten Anlie- ferpunkt (mobile Ausführung des Landefelds). Das Landefeld erfasst die eigene Position
(z.B. mittels GPS) nach Aktivierung. Danach baut das Landefeld eine Datenverbindung (z.B. via WLAN und Internet) zum Lieferanten auf. Der Kunde löst eine Bestellung z.B. mittels Smartphone beim Lieferanten für eine luftgestützte Anlieferung an sein Landefeld aus. Die Bestellabwicklung beim Lieferanten verknüpft die Bestellung mit der ID des Landefelds und fragt dort die Anlieferposition bzw. die Koordinaten an. Die Leitstelle entsendet eine luftgestützte Liefervorrichtung mit Fracht zu den übermittelten Koordinaten. Die Liefervorrichtung fliegt in die Nähe des Anlieferpunkts und meldet an die Leitstelle die Bereitschaft zum Landeanflug. Die Liefervorrichtung aktiviert die Kameraüberwachung des Landeumfelds. Die Leitstelle generiert einen bestellvorgangsspezifischen Code und übermittelt diesen an das Landefeld. Das Landefeld setzt diesen Code dann in eine spezifische Blinksequenz (oder Muster) an einem optischen Marker (Anordnung von Leuchtmitteln) um. Die Kamera der Liefervorrichtung erfasst die Position und die Reihenfolge der Lichtsignale des optischen Markers woraufhin die Liefervorrichtung die erfasste Blinklichtreihenfolge der Lichtsignale des optischen Markers an die Leitstelle übermittelt. Die Leitstelle vergleicht den generierten Code mit dem von der Liefervorrichtung erfassten Code und übermittelt die Landefreigabe an die Liefervorrichtung, falls die Codes miteinander übereinstimmen. Bei Nichtübereinstimmung lässt die Leitstelle die Liefervorrichtung zurückkehren und meldet den Sendungsabbruch an den Kunden. Bei erteilter Landefreigabe leitet die Liefervorrichtung den Landeanflug ein und orientiert sich an den Lichtsignalen des Landefelds für die Feinpositionierung bei der Lan- - 8 - dung. Optional kann das Landefeld den Sendungseingang durch eine geeignete Sensorik (z.B. einen Gewichtssensor) erfassen. Das Landefeld meldet daraufhin den Sendungseingang an die Leitstelle (z.B. via Internet) und den Kunden (z.B. über WLAN auf eine Smart- phone App). Die Liefervorrichtung kehrt zu der Leitstelle zurück. Der Kunde nimmt die Fracht in Empfang und entfernt die Landevorrichtung (mobile Ausführung). Nach der Rückkehr des Liefersystems ist der Liefervorgang durch Bestellabwicklung beim Lieferanten abgeschlossen.
Das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel betrifft ein passives Landefeld (z.B. eine Plane). Hierbei registriert der Kunde einmalig die ID des Landefelds beim Lieferanten bzw. der Lo- gistikstelle(Liefersystem). Der Kunde positioniert und fixiert das Landefeld am gewünschten Anlieferpunkt (mobile Ausführung des Landefelds). Daraufhin startet der Kunde eine Smart- phone-App zur Lagebestimmung des Landefelds. Hierfür erfasst die GPS-Sensorik des Smartphones die aktuelle Position. Der Kunde macht ein Foto des optischen Markers (z.B. Data Matrix) mit der Smartphone-Kamera auf dem Landefeld. Die App bestimmt daraufhin die ID-Information des Landefelds aus dem Marker-Bild und verknüpft die ID mit den Koordinaten des Smartphones bei der Aufnahme. Der Kunde löst eine Bestellung z.B. mittels Smartphone-App beim Lieferanten für eine luftgestützte Anlieferung an sein Landefeld aus. Die Leitstelle entsendet eine luftgestützte Liefervorrichtung mit Fracht zu den übermittelten Koordinaten. Die Liefervorrichtung fliegt in die Nähe des Anlieferpunkts und aktiviert die Kameraüberwachung des Landeumfelds. Die Kamera der Liefervorrichtung erfasst die Position, Orientierung und die ID-Information des optischen Markers. Die Liefervorrichtung übermittelt die Landefeld-ID an die Leitstelle. Die Leitstelle vergleicht die Soll-ID mit der von der Liefervorrichtung erfassten ID und übermittelt die Landefreigabe an die Liefervorrichtung, falls die Codes miteinander übereinstimmen. Bei Nichtübereinstimmung lässt die Leitstelle die Liefervorrichtung zurückkehren und meldet den Sendungsabbruch an den Kunden. Bei erteilter Landefreigabe leitet die Liefervorrichtung den Landeanflug ein und orientiert sich am optischen Marker des Landefelds für die Feinpositionierung bei der Landung. Die Liefervorrichtung landet und lädt die Fracht auf dem Landefeld ab. Die Liefervorrichtung kann dann die Zustellung an die Leitstelle melden. Die Liefervorrichtung kehrt anschließend zur Basis des Lieferanten zurück und die Leitstelle meldet Zustellung an den Kunden (z.B. via SMS). Der Kunde nimmt die Fracht in Empfang und entfernt die Landeeinrichtung (mobile Ausführung). Nach der Rückkehr des Liefersystems ist der Liefervorgang durch Bestellabwicklung beim Lieferanten abgeschlossen. - 9 -
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
Darin aufgeführte technische Merkmale werden auch isoliert von ihrer nur beispielhaft aufgeführten Merkmalskombination beansprucht. Technische Merkmale mit gleicher oder ähnli- eher Wirkung werden mit demselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird von der Kennzeichnung von wiederholt abgebildeten technischen Merkmalen teilweise verzichtet.
Darin zeigen:
Fig.1 : eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Landevorrichtung sowie einem zugehörigen Liefersystem und eine Liefervorrichtung;
Fig. 2: eine erste mögliche Ausführung der erfindungsgemäßen Landevorrichtung;
Fig. 3: eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Landevorrichtung mit passivem Marker;
Fig. 4: eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Landevorrichtung mit inte- griertem passivem und externem aktivem Marker;
Fig. 5: eine weitere bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Landevorrichtung mit integriertem aktiven Marker; und Fig. 6: eine alternative Ausgestaltung zu der in Fig. 5 gezeigten Landevorrichtung.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Landevorrichtung 10 sowie einem zugehörigen Liefersystem 30 und eine Liefervorrichtung 20. Die Liefervorrichtung 20 umfasst ein Kamerasystem 21 , welche geeignet ist, ein optisches Signal S von ei- nem optischen Marker 12 wahrzunehmen und eine Navigationseinrichtung (22), über welche die Liefervorrichtung (20) die Position der Landevorrichtung (10) ansteuern kann. Das Liefersystem 30 weist eine Daten-Kommunikationsverbindung D sowohl zu der Liefervorrichtung 20 als auch zu der Landevorrichtung 10 auf. Die Landevorrichtung umfasst hierbei ein Identifikationsmerkmal 11 , einen optischen Marker 12, eine Datenkommunikationsvorrichtung 13 - 10 - sowie eine Positionssensorik 14. Weiterhin sind schematisch eine Einrichtung 15 zur Erfassung des Sendeeingangs sowie eine Einrichtung 16 zum Schutz der Lieferung gezeigt.
Figur 2 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Landevorrichtung 10. Hierbei ist die Landevorrichtung 10 lediglich durch ein Endgerät 40 eines Kunden realisiert. Dieses Endgerät 40 weist eine Datenverbindung D zu dem Liefersystem 30 auf. Das Endgerät 40 ist derart ausgestaltet, dass es ein Signalmuster S aussenden kann, welches von dem Kamerasystem 21 der Liefervorrichtung 20 wahrgenommen wird. Figur 3 offenbart eine weitere alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Landevorrichtung 10. Hierbei weist die Landevorrichtung 10 einen passiven optischen Marker 12b auf, welcher von dem Kamerasystem 21 der Liefervorrichtung wahrgenommen wird. Über ein Endgerät 40 werden Informationen über den passiven optischen Marker 12b über eine Datenverbindung D an das Liefersystem 30 weitergegeben. Die Liefervorrichtung 20 sendet die Aufnahme des passiven optischen Markers 12b an das Liefersystem 30, welches die Informationen über den passiven optischen Marker 12b mit den Aufnahmen vergleicht.
Figur 4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Landevorrichtung 10. In dieser Ausgestaltung wird zusätzlich zu dem passiven optischen Marker 12b ein aktiver optischer Marker 12a verwendet. Hierbei wird der aktive optische Marker 12a über ein Endgerät 40 realisiert, welches ein Signalmuster S aussendet und in kommunikativer Verbindung zu dem Liefersystem 30 steht.
In Figur 5 ist eine weitere bevorzugte Ausführung der Landevorrichtung 10 gezeigt. In dieser Vorrichtung sind mehrere aktive optische Marker 12a in die Landevorrichtung 0 integriert, welche ein Signalmuster S aussenden. Weiterhin ist eine Datenkommunikationsvorrichtung 3 gezeigt. Die Kommunikation zwischen Landevorrichtung 10 und Liefersystem 30 findet über ein zwischengeschaltetes Endgerät 40 statt. Figur 6 zeigt dieselbe Ausgestaltung der Landevorrichtung wie Figur 5. Hierbei kommuniziert die Landevorrichtung 10 allerdings direkt mit dem Liefersystem 30, kann allerdings auch mit einem Endgerät 40 kommunizieren. - 11 -
Bezugszeichenliste
Landevorrichtung
Identifikationsmerkmal
optischer Marker
aktiver optischer Marker
passiver optischer Marker
Datenkommunikationsvorrichtung
Positionssensorik
Liefervorrichtung
Kamerasystem
Navigationssystem
Liefersystem
Endgerät
Datenverbindung
Signalmuster

Claims

- 12 - Patentansprüche
1. Landevorrichtung (10) zum optischen Leiten einer Liefervorrichtung (20) mit einem Kamerasystem (21 ) und einem Navigationssystem (22),wobei die Landevorrichtung
(10) ein System aus aktiven und/oder passiven optischen Markern (12) zur Ausgabe eines charakteristischen Signalmusters (S) über den Liefervorgang aufweist, und wobei das Kamerasystem (21 ) der Liefervorrichtung (20) zur Erfassung der charakteristischen Information vom System aus aktiven und/oder passiven optischen Markern (12) eingerichtet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Landevorrichtung (10) ein Identifikationsmerkmal (1 1 ) zur Identifikation durch das Liefersystem (30) aufweist.
2. Landevorrichtung (10) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Landevorrichtung (10) und/oder die Liefervorrichtung (20) jeweils mit einem Liefersystem (30) zumindest zeitweise in kommunikativer Verbindung stehen, und wobei die Landevorrichtung (10) und die Liefervorrichtung (20) miteinander nicht in kommunikativer Verbindung stehen.
3. Landevorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Lieferinformation einem Identifikationsmerkmal
(1 1 ) zugeordnet ist und bevorzugt ein spezifischer ID-Code der Landevorrichtung (10) ist.
4. Landevorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das System aus optischen Markern (12) eine Mehrzahl aktiver und/oder passiver optischer Marker (12) in definierter Lage zueinander aufweist, so dass sich zu Peilungs- / Navigationszwecken ein charakteristisches Muster aus den optischen Markern (12) - 13 - ergibt.
5. Landevorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein aktiver optischer Marker (12) als Leuchtmittel ausgestaltet ist.
6. Landevorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
durch den wenigstens einen aktiven optischen Marker (12) ein insbesondere zeitlich sequentielles Signalmuster (S) erzeugbar ist.
7. Landevorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Landevorrichtung (10) eine Datenkommunikationsvorrichtung (13) aufweist.
8. Landevorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Landevorrichtung (10) eine integrierte und/oder separate Positionssensorik (14) aufweist.
9. Landevorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Landevorrichtung (10) zusätzlich eine Einrichtung (15) zur Erfassung eines Sendungseingangs aufweist.
10. Landevorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Landevorrichtung (10) zusätzlich eine Einrichtung (16) zum Schutz der Sendung aufweist.
1 1 . Verfahren zum optischen Leiten einer Liefervorrichtung (20) mit einem Kamerasystem (21 ) umfassend die folgenden Schritte:
Identifizieren der Landevorrichtung (10) durch das Liefersystem (30) anhand eines Identifikationsmerkmals (1 1 ) und/oder einer Lieferinformation; - 14 -
Übermitteln von Ortsinformationen über eine Position der Landevorrichtung (10) an die Liefervorrichtung (20) durch das Liefersystem (30);
- Aktivieren eines Kamerasystems (21 ) der Liefervorrichtung (20) bei Erreichen der Position der Landevorrichtung (10);
Darstellen eines spezifischen Signalmusters (S) durch wenigstens einen aktiven und/oder passiven optischen Marker (12) der Landevorrichtung (10);
Erfassen des Signalmusters (S) des wenigstens einen optischen Markers (12) durch das Kamerasystem (21 ) der Liefervorrichtung (20);
- Übertragen des erfassten Signalmusters (S) durch die Liefervorrichtung (20) an das Liefersystem (30)
Ermitteln eines Ist-Signalcodes aus dem Signalmuster (S) durch das Liefersystem (30); und
Freigabe durch das Liefersystem (30) zum Landen und Abladen der Fracht an die Liefervorrichtung (20) bei Übereinstimmung von Ist-Signalcode und Soll-Signalcode .
12. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
von dem Liefersystem (30) ein spezifischer Soil-Signalcode an die Landevorrichtung (10) übertragen wird, aus dem das spezifische Signalmuster (S) erzeugt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Landevorrichtung (10) durch das Liefersystem (30) anhand eines Identifikationsmerkmals (1 1 ) und/oder einer Lieferinformation identifiziert wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-14,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei negativer Übereinstimmung von Soll-Signalcode und Ist-Signalcode der Vorgang abgebrochen wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12-15, - 15 - dadurch gekennzeichnet, dass die Landevorrichtung (10) über die Datenkommunika- tionsvorrichtung (13) einen Sendungseingang an das Liefersystem (30) und/oder ein Endgerät (40) eines Kunden meldet.
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