WO2018046124A1 - Fahrzeug mit drohnenlandefunktionalität - Google Patents

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WO2018046124A1
WO2018046124A1 PCT/EP2017/001049 EP2017001049W WO2018046124A1 WO 2018046124 A1 WO2018046124 A1 WO 2018046124A1 EP 2017001049 W EP2017001049 W EP 2017001049W WO 2018046124 A1 WO2018046124 A1 WO 2018046124A1
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WO
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drone
vehicle
platform
base
mobile unit
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2017/001049
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English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Kühn
Martin Schmidt
Thomas Wurdig
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/04—Control of altitude or depth
    • G05D1/06—Rate of change of altitude or depth
    • G05D1/0607—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
    • G05D1/0653—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing
    • G05D1/0676—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing specially adapted for landing
    • G05D1/0684—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing specially adapted for landing on a moving platform, e.g. aircraft carrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U80/00—Transport or storage specially adapted for UAVs
    • B64U80/80—Transport or storage specially adapted for UAVs by vehicles
    • B64U80/86—Land vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/60—UAVs specially adapted for particular uses or applications for transporting passengers; for transporting goods other than weapons
    • B64U2101/64—UAVs specially adapted for particular uses or applications for transporting passengers; for transporting goods other than weapons for parcel delivery or retrieval
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U70/00—Launching, take-off or landing arrangements
    • B64U70/90—Launching from or landing on platforms

Definitions

  • the invention relates to a vehicle, in particular a delivery vehicle, with
  • Drone Landing functionality a system for delivering objects with such a vehicle, and a method of operating an autonomously free-flying drone in such a system.
  • the invention is used in particular in postal and parcel services, in the transport industry, in the field of medical care, in the field of roadside assistance for vehicles, for the delivery of goods of all kinds, in particular food, supplies, etc. are used.
  • Delivery in this case understood the delivery / transfer of the respective object to the addressee. Since today the delivery of objects by delivery vehicles takes place, which are particularly affected by traffic congestion, construction sites, diversions, etc. and can also only approach delivery addresses that with a
  • Road traffic network are accessible, the time intervals between an order and a delivery of an object can not be further optimized today.
  • the object of the invention is to provide a vehicle and a system with just such a vehicle that allows faster deliveries / collections of objects in areas that can not easily with an existing
  • a first aspect of the invention relates to a vehicle comprising: a vehicle-mounted platform for landing / launching an autonomously freed drone, wherein the drone is adapted and configured for receiving / delivering and transporting an object, a first device comprising determines a current position of the platform and / or the vehicle, and a communication means for direct or indirect data transmission from the vehicle to the drone, wherein the
  • Communication means transmitted at least the current position of the platform / the vehicle to the drone.
  • the term "drone” basically means an unmanned aerial vehicle which is freely and autonomously controllable.
  • the drone advantageously has one or more drives, a control system for controlling the drives and possibly control surfaces, a unit for detecting a current one
  • the drone is advantageously operated or provided by an operator who delivers objects to the vehicle and / or picks up objects from the vehicle
  • the platform serves to land the drone on the roof of the vehicle.
  • the platform preferably has a flat surface.
  • the surface is preferably designed as non-slip. For this purpose, it can have a corresponding roughness or surface structure.
  • the platform preferably has a peripheral edge that does not protrude laterally beyond the vehicle. In a simple embodiment, the entire roof surface of the vehicle is designed as a platform.
  • the first device preferably comprises a satellite-based
  • the first device enables a position determination with a position accuracy in the centimeter range.
  • the first device comprises in particular a differential GPS, which has a position accuracy in the centimeter range.
  • the situation is an additional measuring instrument, such as a compass or magnetometer used.
  • the landing position can be determined from the determined position of the position sensor of the first device in the vehicle and its known relative distance to the landing position on the platform.
  • the proposed vehicle thus basically represents a mobile landing platform for a free-flying autonomously controlled drone.
  • the vehicle has a means of communication about the at least the current position and position of the mobile landing platform / vehicle, in particular the landing position on the platform, to the drone is transmitted.
  • the communication means for data transmission is wirelessly connected to a mobile unit via which the current position of the platform /
  • Vehicle is transmitted to the drone.
  • an indirect occurs
  • the mobile unit is preferably a smartphone, a mobile computer, a notebook etc.
  • the mobile unit is preferably designed and set up by means of an app requirements of a drone, orders of objects, delivery coordinates, delivery times, collection coordinates of objects,
  • Collection times, etc. to a provider to use, which uses for picking up objects or for the delivery of objects drones.
  • the entire delivery logistics of the order to delivery or can be tracked at least in their course.
  • the app allows interventions of a user in a planned delivery process, such as changing a desired delivery time, a desired delivery location, a desired location for picking up an object, a desired pickup time etc ..
  • the mobile unit is networked with the communication means of the vehicle and a communication means of an operator and the drone, so that
  • Network takes place via a data cloud.
  • the communication means of the vehicle preferably uses mobile radio networks such as GSM, LTE or WLAN connections for communication.
  • mobile radio networks such as GSM, LTE or WLAN connections for communication.
  • a second device is present on the vehicle, which scans the half space above the platform for obstacles and determines first data for detected obstacles, wherein the communication means transmits the first data to identified obstacles to the drone.
  • the second device comprises a laser scanner, a
  • the first data define space regions of the half-space in which detected obstacles are present.
  • the drone preferably has a control or. Navigation system that automates one
  • Flight route planning and flight execution in response to the received first data performs. This will prevent the drone from colliding with obstacles when landing on or departing from the platform of the vehicle.
  • the vehicle has a transmitter which emits a locating signal and / or a flight guidance signal for an automated landing of the threat on the platform, wherein the locating signal and / or the flight guidance signal the drone on a landing on the platform conducts.
  • the locating signal or the flight guidance signal can be
  • the locating signal or the flight guidance signal serves for a fine adjustment when
  • the vehicle has an optical and / or acoustic signaling means for outputting a perceptible in an environment of the vehicle warning signal that is activated by a second control means present in the vehicle before, if a drone the platform flies on or off the platform.
  • the signal means is activated a predeterminable period of time before a planned landing on the platform approaching drone or a predetermined period of time before a planned launch of a drone from the platform, in particular people in the vicinity of the vehicle in front of a departing or approaching drone in the near future to warn.
  • the time span is selected to be 1 min or 2 min or 3 min or 4 min or 5 min.
  • the communication means of the vehicle and a communication means of the drone are set up and executed such that one or more of the following information is transmitted:
  • a second aspect of the invention relates to a system at least comprising: a vehicle, as described above, a drone base for providing an autonomously free-flying drone and optionally for mounting the drone with one or more objects to be transported by the drone, wherein a base station is disposed on the drone base is, as well as a mobile unit.
  • the vehicle, the drone, the base station and the mobile unit are networked for data exchange.
  • the mobile unit is for inputting a request for a drone to deliver an object specified by a user of the mobile unit from the drone base to the vehicle and / or for inputting a request for a drone to pick up an object specified by the user of the mobile unit from the vehicle
  • Drone base and designed and set up to transmit the requirements to the base station.
  • the drone is designed and set up to launch from the drone base or some other predetermined location, to fly to the vehicle on the platform land, launch from the platform to a designated location or fly the drone base to land there.
  • the starting locations and destinations for the drone are arbitrarily specified.
  • a communication or a data connection to the drone Will or should the drone be used in areas where it is known that no
  • the drone is designed and configured to receive and evaluate first data, the drone having a first control means which autonomously controls the drone on approach / departure to / from the platform depending on the received first data.
  • the proposed system allows the transport of objects from the
  • Drone base to the vehicle with the drone, picking up objects from the vehicle and transporting the object to a predetermined delivery position or at the drone base.
  • the control of drone logistics i. the requirement of the drone with or without a given object to be transported, by means of an app on the mobile unit.
  • the advantageous at the same time Operator of drones is to commission the order and delivery of the missing object.
  • the order is transmitted to the base station of the provider, so that the operator provides the desired object together with the drone, the corresponding
  • the base station is in particular a computer with an output or display unit.
  • the system enables the delivery and collection of objects from and to the vehicle, regardless of traffic congestion, detours, etc.
  • the system allows delivery of objects from the use of multiple drones Vehicle off, especially at delivery addresses that have a
  • the drone is designed and set up to receive and process the location / flight guidance signal, wherein the first control means controls the drone on approach / take-off to / from the platform depending on the received location / flight guidance signal.
  • Another aspect of the invention relates to a method of operating an autonomously freewheeling drone in a system as described above, with the following steps.
  • a request for a drone is made to deliver at least one object predefined by a user of the mobile unit from the drone base to the platform of the vehicle and / or a drone request to pick up an object specified by the user of the mobile unit
  • Vehicle to the drone base by entering a corresponding request in an input interface of the mobile unit.
  • the input request is transmitted to the base station.
  • the request is displayed or output at the base station.
  • provision is made and, if appropriate, loading of the drone with the predetermined object at the drone base. This step can be manually automated by an operator and, advantageously, also fully automated
  • the drone is launched, autonomously flying the drone from the drone base to the vehicle and autonomously landing the drone on the platform, the drone being designed and configured to receive and process the first data, and the drone a first control means autonomously controlling the drone on approach / departure to / from the platform depending on the received first data and the location signals and / or flight guidance signals.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a system according to the invention with a vehicle according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic flow diagram of a method according to the invention for operating an autonomously free-flying drone in a system according to FIG. 1
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system according to the invention with a vehicle 101 according to the invention.
  • the vehicle 101 includes a platform disposed on the roof of the vehicle 101
  • a differential GPS system 104 which determines a current position of the platform 102, a communication means 105 for direct or indirect (via a data cloud symbolically represented as a cloud)
  • Communication means 105 transmitted at least the current position of the platform 102 to the drone 103. This transmits the drones the target coordinates of the vehicle or the platform.
  • the communication means 105 is further connected to the data transmission wirelessly connected to a mobile unit 106, in this case a smartphone.
  • An app is installed on the smartphone, by means of which a user of the smartphone can order goods from a provider via drone delivery to the vehicle.
  • the app transmits to a base station 112 (computer) of the provider 111 (drone base) the order of the respective goods (object) to be delivered by drones to the current position of the platform 102 / the vehicle 101.
  • the communication means 105 further transmits the current position of the platform 102 / of the vehicle 101 to the drone, in particular when the drone with the ordered object has been started by the provider.
  • the vehicle 01 also has a second device 107, in this case a 3D laser scanner, which scans the half space above the platform 102 for obstacles and determines first data for detected obstacles, the first data defining space regions of the half space in which detected obstacles are present and in which the communication means 105 transmits the first data to identified obstacles to the drone 103.
  • a second device 107 in this case a 3D laser scanner, which scans the half space above the platform 102 for obstacles and determines first data for detected obstacles, the first data defining space regions of the half space in which detected obstacles are present and in which the communication means 105 transmits the first data to identified obstacles to the drone 103.
  • the vehicle 101 further includes a transmitter 108 that transmits a locating signal for automated landing of the drone 103 on the platform 102, the locator signal directing the drone 103 precisely to a landing on the platform 102.
  • the vehicle 101 finally has an optical and acoustic signaling means 109 for outputting a perceptible in an environment of the vehicle 101 optical and audible warning signal, which is activated by a present in the vehicle 101 second control means 1 10 three minutes before, if a drone 103, the platform 102 flies or flies off the platform 102. Thus, in particular in the vicinity of the vehicle existing persons are warned of the drone flight operations.
  • FIG. 2 shows a schematic flow diagram of a method according to the invention for operating an autonomously free-flying drone in a system according to FIG. 1.
  • a request for a drone 103 is made to deliver at least one object specified by a user of the mobile unit 106 from the
  • Drone base 111 to the platform 102 of the vehicle 101 by an input to the mobile unit 106.
  • a transmission 201 b of the request is made to the base station 1 12 of a drone base 111.
  • a step 202 a takes place at the
  • Drone base 11 1 on the basis of the request received at the base station 1 12 providing the drone 103 and in a step 202B, the drone 103 is equipped with the predetermined object.
  • a step 203a the drone (103) is started, in a step 203b an autonomous flying of the drone 103 from the drone base 111 to the vehicle 101 takes place, in a step 203c an autonomous landing of the drone 103 takes place on the platform 102 of the vehicle 101 wherein the drone 103 is designed and arranged to receive and process the first data, and wherein the drone 103 comprises a first control means 13 which controls the drone 103 to approach / depart to / from the platform 102 depending on the received first data and autonomously controls the locating signals and / or the flight guidance signals.
  • the object transported by the drone 103 can be removed by a user.
  • the ordered object is thus delivered.
  • the user enters via his smartphone that the drone 103 can now go back to the drone base 111 again. This information is transmitted to the drone 103.
  • the drone 103 is launched from the platform 102 in a step 204a, autonomously flying the drone 103 from the platform back to the drone base 111 in a step 204b, and autonomous landing of the drone in a step 204c 103 at the drone base 111.

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  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug (101), ein System mit einem ebensolchen Fahrzeug (101) sowie ein Verfahren zum Betrieb einer autonom freifliegenden Drohne (103) in einem System. Das vorgeschlagene Fahrzeug (101) weist auf: eine auf dem Dach des Fahrzeugs (101) angeordnete Plattform (102) zur Landung/zum Start einer autonom freifliegenden Drohne (103), wobei die Drohne (103) zur Aufnahme/Abgabe und zum Transport eines Objekts eingerichtet und ausgeführt ist, eine erste Vorrichtung (104), die eine aktuelle Position der Plattform (102) und/oder des Fahrzeugs (101) ermittelt und ein Kommunikationsmittel (105) zur direkten oder indirekten Datenübermittlung von dem Fahrzeug (101) an die Drohne (103), wobei das Kommunikationsmittel (105) zumindest die aktuelle Position der Plattform (102)/des Fahrzeugs (101) an die Drohne (103) übermittelt.

Description

Fahrzeug mit Drohnenlandefunktionalität
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Lieferfahrzeug, mit
Drohnenlandefunktionalität, ein System zum Liefern von Objekten mit einem ebensolchen Fahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb einer autonom freifliegenden Drohne in einem ebensolchen System. Die Erfindung kommt insbesondere im Post- und Paketdienst, im Transportgewerbe, im Bereich medizinischer Versorgung, im Bereich der Pannenhilfe für Fahrzeuge, zur Auslieferung von Waren aller Art, insbesondere Essen, Versorgungsgüter etc. zur Anwendung.
Die Zustellung von Post, Paketen, Gütern, Teilen, Werkzeugen, Medizin, Ersatzteilen etc., vorliegend allgemein "Objekte" genannt, soll zunehmend in immer kürzeren
Zeitabständen zwischen Bestellung und Zustellung erfolgen. Unter dem Begriff
"Zustellung" wird vorliegend die Auslieferung/Übergabe des jeweiligen Objekts an den Adressaten verstanden. Da heute die Zustellung von Objekten durch Lieferfahrzeuge erfolgt, die insbesondere von Verkehrsstaus, Baustellen, Umleitungen etc. betroffen sind und zudem nur Lieferadressen anfahren können, die mit einem
Straßenverkehrswegenetz zugänglich sind, lassen sich die Zeitabstände zwischen einer Bestellung und einer Zustellung eines Objekts heute nicht weiter optimieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug sowie ein System mit einem ebensolchen Fahrzeug anzugeben, das schnellere Zustellungen/Abholungen von Objekten auch in Gebieten ermöglicht, die nicht problemlos mit einem vorhandenen
Straßenverkehrswegenetz zugänglich sind.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug aufweisend: eine auf dem Dach des Fahrzeugs angeordnete Plattform zur Landung/zum Start einer autonom freifliegenden Drohne, wobei die Drohne zur Aufnahme/Abgabe und zum Transport eines Objekts eingerichtet und ausgeführt ist, eine erste Vorrichtung, die eine aktuelle Position der Plattform und/oder des Fahrzeugs ermittelt, und ein Kommunikationsmittel zur direkten oder indirekten Datenübermittlung von dem Fahrzeug an die Drohne, wobei das
Kommunikationsmittel zumindest die aktuelle Position der Plattform/des Fahrzeugs an die Drohne übermittelt.
Unter dem Begriff„Drohne" wird vorliegend grundsätzlich ein unbemanntes Luftfahrzeug verstanden, das frei fliegend und autonom steuerbar ist. Die Drohne verfügt hierzu vorteilhaft über einen oder mehrere Antriebe, ein Steuersystem zur Steuerung der Antriebe und gegebenenfalls von Steuerflächen, eine Einheit zur Erfassung einer aktuellen Position sowie ein Navigationssystem zur Speicherung und Ausführung eines Flugplans durch das Steuersystem. Die Drohne wird vorteilhaft von einem Betreiber operiert bzw. bereitgestellt, der Objekte an das Fahrzeug liefert und oder Objekte vom Fahrzeug abholt. Die Lieferung bzw. Abholung erfolgt vorteilhaft nach
AnforderungA eranlassung entweder des Fahrzeugs oder des Betreibers bzw. eines Nutzers am Fahrzeug bzw. beim Betreiber.
Unter dem Begriff„direkte Datenübermittlung" wird vorliegend eine unmittelbare
Datenübermittlung von dem Fahrzeug an die Drohne verstanden. Unter dem Begriff „indirekte Datenübermittlung" wird vorliegend eine Datenübermittlung von dem Fahrzeug über eine oder mehrere Zwischenstationen an die Drohne verstanden.
Die Plattform dient zur Landung der Drohne auf dem Dach des Fahrzeugs. Die Plattform weist vorzugsweise eine ebene Oberfläche auf. Die Oberfläche ist vorzugsweise möglichst rutschfest ausgeführt. Sie kann hierzu eine entsprechende Rauhigkeit bzw. Oberflächenstruktur aufweisen. Die Plattform weist vorzugsweise einen Umfangsrand auf, der das Fahrzeug seitlich nicht überragt. In einem einfachen Ausführungsbeispiel ist die gesamte Dachoberfläche des Fahrzeugs als Plattform ausgestaltet.
Die erste Vorrichtung umfasst vorzugsweise ein satellitenbasiertes
Positionsermittlungssystem (beispielsweise GPS, Galileo, GLONASS etc.). Vorzugsweise ermöglicht die erste Vorrichtung eine Positionsermittlung mit einer Positionsgenauigkeit im Zentimeterbereich Die erste Vorrichtung umfasst insbesondere ein differentielles GPS, das eine Positionsgenauigkeit im Zentimeterbereich aufweist. Zur weiteren Bestimmung der Lage kommt ein zusätzliches Messinstrument, z.B. ein Kompass oder Magnetometer, zum Einsatz.
Für den Anflug einer Drohne ist insbesondere die Angabe der Landeposition auf der Plattform in drei Dimensionen (x, y, z) mit einer hohen Positionsgenauigkeit erforderlich. Die Landeposition kann aus der ermittelten Position des Positionssensors der ersten Vorrichtung im Fahrzeug und dessen bekannter Relativentfernung zur Landeposition auf der Plattform ermittelt werden.
Das vorgeschlagene Fahrzeug stellt somit grundsätzlich eine mobile Landeplattform für eine frei fliegende autonom gesteuerte Drohne dar. Dabei verfügt das Fahrzeug über ein Kommunikationsmittel über das zumindest die aktuelle Position und Lage der mobilen Landeplattform/des Fahrzeugs, insbesondere die Landeposition auf der Plattform, an die Drohne übermittelt wird.
In einer Weiterbildung ist das Kommunikationsmittel zur Datenübermittlung drahtlos mit einer mobilen Einheit verbunden, über die die aktuelle Position der Plattform/des
Fahrzeugs an die Drohne übermittelt wird. In diesem Fall erfolgt eine indirekte
Datenübermittlung an die Drohne. Die mobile Einheit ist vorzugsweise ein Smartphone, ein Mobilcomputer, ein Notebook etc.. Die mobile Einheit ist vorzugsweise dazu ausgeführt und eingerichtet mittels einer App Anforderungen einer Drohne, Bestellungen von Objekten, Lieferkoordinaten, Lieferzeiten, Abholkoordinaten von Objekten,
Abholzeiten, etc. an einen Provider zu übermitteln, der zur Abholung von Objekten bzw. zur Auslieferung von Objekten Drohnen nutzt. Vorteilhaft wird von dieser App die gesamte Lieferlogistik von der Bestellung bis zur Auslieferung gesteuert oder kann zumindest in ihrem Ablauf verfolgt werden. Vorteilhaft erlaubt die App Eingriffe eines Nutzers in einen geplanten Lieferablauf, beispielsweise Änderung einer gewünschten Lieferzeit, eines gewünschten Lieferortes, eines gewünschten Ortes zur Abholung eines Objekts, einer gewünschten Abholzeit etc..
Vorteilhaft ist die mobile Einheit mit dem Kommunikationsmittel des Fahrzeugs sowie einem Kommunikationsmittel eines Betreibers und der Drohne vernetzt, so dass
Informationen zwischen den Netzteilnehmern ausgetauscht werden können. Vorteilhaft erfolgt die Vernetzung über eine Daten-Cloud.
Das Kommunikationsmittel des Fahrzeugs nutzt zur Kommunikation vorzugsweise mobil Funknetze wie GSM, LTE oder WLAN- Verbindungen. Natürlich sind von dem Erfindungsgedanken auch alle anderen bekannten Kommunikationsverfahren
eingeschlossen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Fahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass eine zweite Vorrichtung am Fahrzeug vorhanden ist, die den Halbraum über der Plattform nach Hindernissen scannt und erste Daten zu erkannten Hindernissen ermittelt, wobei das Kommunikationsmittel die ersten Daten zu erkannten Hindernissen an die Drohne übermittelt. Vorteilhaft umfasst die zweite Vorrichtung einen Laserscanner, einen
Radarscanner, eine Stereokamera, eine 3D-Kamera, einen Ultraschallscanner oder eine Kombination daraus. Weiterhin vorteilhaft definieren die ersten Daten Raumbereiche des Halbraums, in welchen erkannte Hindernisse vorhanden sind. Die Drohne weist vorzugsweise ein Steuerung-bzw. Navigationssystem auf, das automatisiert eine
Flugroutenplanung und Flugausführung in Abhängigkeit der empfangenen ersten Daten durchführt. So kann verhindert werden, dass die Drohne beim Landeanflug auf bzw. beim Abflug von der Plattform des Fahrzeugs mit Hindernissen kollidiert.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Fahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass das Fahrzeug einen Sender aufweist, der ein Ortungssignal und/oder ein Flugführungssignal für eine automatisierte Landung der Drohe auf der Plattform aussendet, wobei das Ortungssignal und/oder das Flugführungssignal die Drohne auf eine Landestelle auf der Plattform leitet. Das Ortungssignal bzw. das Flugführungssignal kann ein
elektromagnetisches Signal, ein optisches Signal, ein Infrarotsignal, ein akustisches Signal, insbesondere Ultraschallsignal, oder eine Kombination daraus sein. Vorteilhaft dient das Ortungssignal bzw. das Flugführungssignal einer Feinjustierung beim
Landeanflug der Drohne auf die Plattform bzw. beim Abflug der Drohne von der Plattform.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Fahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass das Fahrzeug ein optisches und/oder ein akustisches Signalmittel zur Ausgabe eines in einer Umgebung des Fahrzeugs wahrnehmbaren Warnsignals aufweist, das von einem im Fahrzeug vorhandenen zweiten Steuermittel zuvor aktiviert wird, falls eine Drohne die Plattform anfliegt oder von der Plattform abfliegt. Vorteilhaft wird das Signalmittel eine vorgebbare Zeitspanne vor einer geplanten Landung eine auf die Plattform anfliegenden Drohne oder eine vorgebbare Zeitspanne vor einem geplanten Start einer Drohne von der Plattform aktiviert, um insbesondere Personen in der Umgebung des Fahrzeugs vor einer in nächster Zeit abfliegenden bzw. anfliegenden Drohne zu warnen. Vorteilhaft ist die Zeitspanne mit 1 Min oder 2 Min oder 3 Min oder 4 Min oder 5 Min gewählt. Vorteilhaft sind das Kommunikationsmittel des Fahrzeugs und ein Kommunikationsmittel der Drohne derart eingerichtet und ausgeführt, dass eine oder mehrere der folgenden Informationen übermittelt werden:
Informationen von der Drohne an das Fahrzeug:
Kennung der Drohne,
Position der Drohne,
- Zielort/Zielfahrzeug der Drohne,
- Zweck des Fluges der Drohne (Lieferung/Abholung eines Pakets von der Drohne an das Fahrzeug/vom Fahrzeug)
Ankunftszeit der Drohne
- Art des transportierten Objekts,
Objekt-spezifische Informationen
Fehlermeldung der Drohne
Informationen von dem Fahrzeug an die Drohne:
Kennung des Fahrzeugs,
Bereit-Status für Landung/Start der Drohne auf/von der Plattform,
Fehlermeldung des Fahrzeugs,
Position und Lage des Fahrzeugs bzw. der Ladeplattform,
- Zielort der Drohne nach einem Wiederstart der Drohne von der Plattform.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zumindest umfassend: ein Fahrzeug, wie vorstehend beschrieben, eine Drohnenbasis zur Bereitstellung einer autonom freifliegenden Drohne und gegebenenfalls zur Bestückung der Drohne mit einem oder mehreren von der Drohne zu transportierenden Objekten, wobei an der Drohnenbasis eine Basisstation angeordnet ist, sowie eine mobile Einheit. Das Fahrzeug, die Drohne, die Basisstation und die mobile Einheit sind zum Datenaustausch miteinander vernetzt. Die mobile Einheit ist zur Eingabe einer Anforderung einer Drohne zur Lieferung eines von einem Nutzer der mobilen Einheit vorgegebenen Objekts von der Drohnenbasis an das Fahrzeug und/oder zur Eingabe einer Anforderung einer Drohne zur Abholung eines von dem Nutzer der mobilen Einheit vorgegebenen Objekts vom Fahrzeug zur
Drohnenbasis und zur Übermittlung der Anforderungen an die Basisstation ausgeführt und eingerichtet.
Die Drohne ist dazu ausgeführt und eingerichtet von der Drohnenbasis oder einem anderen vorgegebenen Ort zu starten, zum Fahrzeug zu fliegen, auf der Plattform zu landen, von der Plattform zu starten an einen vorgegebenen Ort oder die Drohnenbasis zu fliegen um dort zu landen. Vorteilhaft sind die Startorte und Zielorte für die Drohne beliebig vorgebbar. Vorteilhaft besteht während des Drohnenbetriebs jederzeit eine Kommunikations- bzw. eine Datenverbindung zur Drohne. Wird oder soll die Drohne in Gebieten eingesetzt werden, in denen bekanntermaßen keine
Kommunikationsverbindung zur Drohne besteht, so erfolgt die Steuerung der Drohnen nach einem vorgegebenen Flugplan, wobei davon ausgegangen wird, dass im Bereich des Fahrzeugs in jedem Fall eine direkte Kommunikation zwischen Fahrzeug und Drohne möglich ist.
Weiterhin ist die Drohne dazu ausgeführt und eingerichtet erste Daten zu empfangen und auszuwerten, wobei die Drohne ein erstes Steuermittel aufweist, welches die Drohne beim Anflug/Abflug zur/von der Plattform abhängig von den empfangenen ersten Daten autonom steuert.
Das vorgeschlagene System ermöglicht den Transport von Objekten von der
Drohnenbasis zum Fahrzeug mit der Drohne, die Abholung von Objekten von dem Fahrzeug und den Transport des Objekts zu einer vorgegebenen Lieferposition oder an der Drohnenbasis.
Vorteilhaft erfolgt die Steuerung der Drohnenlogistik, d.h. die Anforderung der Drohne mit oder ohne einem vorgegebenen zu transportierenden Objekt, mittels einer App auf der mobilen Einheit. Ist beispielsweise ein Handwerker, ein Dienstleister etc. mit einem ebensolchen Fahrzeug unterwegs, und benötigt dieser ein Ersatzteil etc. von einem Provider, dann kann der Handwerker bzw. Dienstleister etc. über eine entsprechende Eingabe in seine mobile Einheit bei dem Provider, der vorteilhaft gleichzeitig Betreiber von Drohnen ist, die Bestellung und Lieferung des fehlenden Objekts beauftragen. Die Bestellung wird an die Basisstation des Providers übermittelt, sodass der Betreiber das gewünschte Objekt mitsamt der Drohne bereitstellt, die entsprechenden
Zustellkoordinaten an die Drohnen übermittelt, und die Drohne zum automatisierten Flug zu dem Fahrzeug startet. Die Basisstation ist insbesondere ein Computer mit einer Ausgabe- bzw. Anzeigeeinheit.
Das System ermöglicht insbesondere die Zustellung und Abholung von Objekten vom und zum Fahrzeug unabhängig von Verkehrsstaus, Umleitungen etc.. Insbesondere ermöglicht das System bei Nutzung mehrerer Drohnen eine Zustellung von Objekten vom Fahrzeug aus, insbesondere auch an Zustelladressen, die über ein
Straßenverkehrswegenetz nicht ohne Probleme erreichbar sind.
Vorteilhaft ist die Drohne zum Empfang und zur Verarbeitung des Ortungs- /Flugführungssignals ausgeführt und eingerichtet, wobei das erste Steuermittel die Drohne beim Anflug/Abflug zur/von der Plattform abhängig von dem empfangenen Ortungs-/Flugführungssignal steuert.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer autonom freifliegenden Drohne in einem System, wie vorstehend beschrieben, mit folgenden Schritten. In einem ersten Schritt erfolgt ein Anfordern einer Drohne zur Lieferung zumindest eines von einem Nutzer der mobilen Einheit vorgegebenen Objekts von der Drohnenbasis zur Plattform des Fahrzeugs und/oder ein Anfordern einer Drohne zur Abholung eines von dem Nutzer der mobilen Einheit vorgegebenen Objekts vom
Fahrzeug zur Drohnenbasis durch Eingabe einer entsprechenden Anforderung in eine Eingabeschnittstelle der mobilen Einheit. In einem zweiten Schritt erfolgt ein Übermitteln der eingegebenen Anforderung an die Basisstation. Vorteilhaft wird die Anforderung an der Basisstation angezeigt bzw. ausgegeben. In einem dritten Schritt erfolgt auf Basis der an der Basisstation erhaltenen Anforderung ein Bereitstellen und gegebenenfalls ein Bestücken der Drohne mit dem vorgegebenen Objekt an der Drohnenbasis. Dieser Schritt kann manuell durch eine Bedienperson und vorteilhaft auch voll automatisiert
durchgeführt werden.
In einem vierten Schritt erfolgt ein Starten der Drohne, ein autonomes Fliegen der Drohne von der Drohnenbasis zum Fahrzeug und ein autonomes Landen der Drohne auf der Plattform, wobei die Drohne zum Empfang und zur Verarbeitung der ersten Daten ausgeführt und eingerichtet ist, und wobei die Drohne ein erstes Steuermittel aufweist, welches die Drohne beim Anflug/Abflug zur/von der Plattform abhängig von den empfangenen ersten Daten und den Ortungssignalen und/oder des Flugführungssignalen autonom steuert.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder
funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems mit einem erfindungsgemäßen Fahrzeug, und
Fig. 2 ein schematisches Ablaufschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer autonom freifliegenden Drohne in einem System nach Fig. 1
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems mit einem erfindungsgemäßen Fahrzeug 101.
Das Fahrzeug 101 umfasst eine auf dem Dach des Fahrzeugs 101 angeordnete Plattform
102 zur Landung/zum Start einer autonom freifliegenden Drohne 103, wobei die Drohne
103 zur Aufnahme/Abgabe und zum Transport eines Objekts (nicht dargestellt) eingerichtet und ausgeführt ist; ein Differential GPS System 104, das eine aktuelle Position der Plattform 102 ermittelt, ein Kommunikationsmittel 105 zur direkten oder indirekten (über eine Daten-Cloud, die symbolisch als Wolke dargestellt ist)
Datenübermittlung von dem Fahrzeug 101 an die Drohne 103, wobei das
Kommunikationsmittel 105 zumindest die aktuelle Position der Plattform 102 an die Drohne 103 übermittelt. Damit werden der Drohnen die Zielkoordinaten des Fahrzeugs bzw. der Plattform übermittelt.
Das Kommunikationsmittel 105 ist weiterhin zur Datenübermittlung drahtlos mit einer mobilen Einheit 106, vorliegend ein Smartphone, verbunden. Auf dem Smartphone ist eine App installiert, mittels der ein Nutzer des Smartphones bei einem Provider Waren per Drohnenauslieferung an das Fahrzeug bestellen kann. Hierzu übermittelt die App an eine Basisstation 112 (Computer) des Providers 111 (Drohnenbasis) die Bestellung der jeweiligen Ware (Objekt), die per Drohnen an die aktuelle Position der Plattform 102/des Fahrzeugs 101 geliefert werden soll. Das Kommunikationsmittel 105 überträgt weiterhin die aktuelle Position der Plattform 102/des Fahrzeugs 101 an die Drohne, insbesondere dann wenn die Drohne mit dem bestellten Objekt vom Provider gestartet ist.
Das Fahrzeug 01 weist zudem eine zweite Vorrichtung 107 auf, vorliegend ein 3D Laserscanner, der den Halbraum über der Plattform 102 nach Hindernissen scannt und erste Daten zu erkannten Hindernissen ermittelt, wobei die ersten Daten Raumbereiche des Halbraums definieren, in welchen erkannte Hindernisse vorhanden sind und wobei das Kommunikationsmittel 105 die ersten Daten zu erkannten Hindernissen an die Drohne 103 übermittelt.
Das Fahrzeug 101 weist weiterhin einen Sender 108 auf, der ein Ortungssignal für eine automatisierte Landung der Drohne 103 auf der Plattform 102 aussendet, wobei das Ortungssignal die Drohne 103 präzise auf eine Landestelle auf der Plattform 102 leitet.
Das Fahrzeug 101 weist schließlich ein optisches und akustisches Signalmittel 109 zur Ausgabe eines in einer Umgebung des Fahrzeugs 101 wahrnehmbaren optischen und akustischen Warnsignals auf, das von einem im Fahrzeug 101 vorhandenen zweiten Steuermittel 1 10 drei Minuten zuvor aktiviert wird, falls eine Drohne 103 die Plattform 102 anfliegt oder von der Plattform 102 abfliegt. So werden insbesondere in der Umgebung des Fahrzeugs vorhandene Personen vor dem Drohnen-Flugbetrieb gewarnt.
Fig. 2 zeigt ein schematisches Ablaufschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer autonom freifliegenden Drohne in einem System nach Fig. 1.
In einem Schritt 201 a erfolgt ein Anfordern einer Drohne 103 zur Lieferung zumindest eines von einem Nutzer der mobilen Einheit 106 vorgegebenen Objekts von der
Drohnenbasis 111 zur Plattform 102 des Fahrzeugs 101 durch eine Eingabe in die mobile Einheit 106. In einem Schritt 201b erfolgt ein Übermitteln 201 b der Anforderung an die Basisstation 1 12 einer Drohnenbasis 111. In einem Schritt 202a erfolgt an der
Drohnenbasis 11 1 auf Basis der an der Basisstation 1 12 erhaltenen Anforderung ein Bereitstellen der Drohne 103 und in einem Schritt 202B erfolgt ein Bestücken der Drohne 103 mit dem vorgegebenen Objekt. In einem Schritt 203a erfolgt ein Starten der Drohne (103), in einem Schritt 203b erfolgt ein autonomes Fliegen der Drohne 103 von der Drohnenbasis 111 zum Fahrzeug 101 , in einem Schritt 203c erfolgt ein autonomes Landen der Drohne 103 auf der Plattform 102 des Fahrzeugs 101 , wobei die Drohne 103 zum Empfang und zur Verarbeitung der ersten Daten ausgeführt und eingerichtet ist, und wobei die Drohne 103 ein erstes Steuermittel 13 aufweist, welches die Drohne 103 beim Anflug/Abflug zur/von der Plattform 102 abhängig von den empfangenen ersten Daten und den Ortungssignalen und/oder den Flugführungssignalen autonom steuert.
Nachdem die Drohne 103 auf der Plattform 102 gelandet ist, kann von einem Nutzer das von der Drohne 103 transportierte Objekt entnommen werden. Das bestellte Objekt ist somit zugestellt. Nachdem dies erfolgt ist, gibt der Nutzer über sein Smartphone ein, dass die Drohne 103 nun wieder zur Drohnenbasis 111 zurückgehen kann. Diese Information wird an die Drohne 103 übermittelt.
Nachdem diese Information in der Drohne vorliegt erfolgt in einem Schritt 204a ein Starten der Drohne 103 von der Plattform 102, in einem Schritt 204b ein autonomes Fliegen der Drohne 103 von der Plattform zurück zur Drohnenbasis 111 , und in einem Schritt 204c ein autonomes Landen der Drohne 103 an der Drohnenbasis 111.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele
eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der
Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden
Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeug (101) aufweisend:
- eine auf dem Dach des Fahrzeugs (101) angeordnete Plattform (102) zur
Landung/zum Start einer autonom freifliegenden Drohne (103), wobei die Drohne (103) zur Aufnahme/Abgabe und zum Transport eines Objekts eingerichtet und ausgeführt ist,
- eine erste Vorrichtung (104), die eine aktuelle Position der Plattform (102) und/oder des Fahrzeugs (101) ermittelt, und
- ein Kommunikationsmittel (105) zur direkten oder indirekten Datenübermittlung von dem Fahrzeug (101) an die Drohne (103), wobei das Kommunikationsmittel (105) zumindest die aktuelle Position der Plattform (102)/des Fahrzeugs (101) an die Drohne (103) übermittelt.
dadurch gekennzeichnet, dass
eine zweiten Vorrichtung (107) umfasst ist, die den Halbraum über der Plattform (102) nach Hindernissen scannt und erste Daten zu erkannten Hindernissen ermittelt, wobei das Kommunikationsmittel (105) die ersten Daten zu erkannten Hindernissen an die Drohne (103) übermittelt.
2. Fahrzeug (101) nach Anspruch 1 ,
bei dem das Kommunikationsmittel (105) zur Datenübermittlung drahtlos mit einer mobilen Einheit (106) verbunden ist, über die die aktuelle Position der Plattform (102)/des Fahrzeugs (101) an die Drohne (103) übermittelt wird.
3. Fahrzeug (101) nach Anspruch 3,
bei dem die zweite Vorrichtung (107) einen Laserscanner, einen Radarscanner, eine Stereokamera, eine 3D-Kamera, einen Ultraschallscanner oder eine
Kombination daraus aufweist.
4. Fahrzeug (101) nach Anspruch 3 oder 4,
bei dem die ersten Daten Raumbereiche des Halbraums definieren, in welchen erkannte Hindernisse vorhanden sind.
5. Fahrzeug (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
mit einem Sender (108), der ein Ortungssignal und/oder ein Flugführungssignal für eine automatisierte Landung der Drohe (103) auf der Plattform (102) aussendet, wobei das Ortungssignal und/oder das Flugführungssignal die Drohne (103) auf eine Landestelle auf der Plattform (102) leitet.
6. Fahrzeug (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
mit einem optischen und/oder einem akustischen Signalmittel (109) zur Ausgabe eines in einer Umgebung des Fahrzeugs (101) wahrnehmbaren Warnsignals, das von einem im Fahrzeug (101) vorhandenen zweiten Steuermittel (110) zuvor aktiviert wird, falls eine Drohne (103) die Plattform (102) anfliegt oder von der Plattform (102) abfliegt.
7. System zumindest umfassend:
ein Fahrzeug (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
eine Drohnenbasis (111) zur Bereitstellung einer autonom freifliegenden Drohne (103) und gegebenenfalls zur Bestückung der Drohne (103) mit einem oder mehreren von der Drohne (103) zu transportierenden Objekten, wobei an der Drohnenbasis (111) eine Basisstation (112) angeordnet ist, sowie eine mobile Einheit (106) ,
wobei das Fahrzeug (101), die Drohne (103), die Basisstation (112) und die mobile Einheit (106) zum Datenaustausch miteinander vernetzt sind, und wobei
die mobile Einheit (106) zur Eingabe einer Anforderung einer Drohne (103) zur Lieferung eines von einem Nutzer der mobilen Einheit (106)
vorgegebenen Objekts von der Drohnenbasis (111) an das Fahrzeug (101) und/oder zur Eingabe einer Anforderung einer Drohne (103) zur Abholung eines von dem Nutzer der mobilen Einheit (106) vorgegebenen Objekts vom Fahrzeug (101) zur Drohnenbasis (111) und zur Übermittlung der Anforderungen an die Basisstation (112) ausgeführt und eingerichtet ist, die Drohne (103) dazu ausgeführt und eingerichtet ist von der Drohnenbasis (111) zu starten, autonom zum Fahrzeug (101) zu fliegen und autonom auf der Plattform (102) zu landen, die Drohne (103) zum Empfang und zur Verarbeitung der ersten Daten ausgeführt und eingerichtet ist, wobei die Drohne (103) ein erstes Steuermittel (113) aufweist, welches die Drohne (103) beim Anflug/Abflug zur/von der Plattform (102) abhängig von den empfangenen ersten Daten autonom steuert.
8. System nach Anspruch 8,
wobei die Drohne (103) zum Empfang und zur Verarbeitung des Ortungs- /Flugführungssignals ausgeführt und eingerichtet ist, und das erste Steuermittel (113) die Drohne beim Anflug/Abflug zur/von der Plattform (102) abhängig von dem empfangenen Ortungs-/Flugführungssignal steuert.
9. Verfahren zum Betrieb einer autonom freifliegenden Drohne (103) in einem System nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
mit folgenden Schritten:
- Anfordern (201a) einer Drohne (103) zur Lieferung zumindest eines von einem Nutzer der mobilen Einheit (106) vorgegebenen Objekts von der Drohnenbasis (111) zur Plattform (102) des Fahrzeugs (101) und/oder Anfordern einer Drohne (103) zur Abholung eines von dem Nutzer der mobilen Einheit (106) vorgegebenen Objekts vom Fahrzeug (101) zur Drohnenbasis (111) durch Eingabe einer entsprechenden Anforderung in eine Eingabeschnittstelle der mobilen Einheit (106), und Übermitteln (201 b) der Anforderung an die Basisstation (112),
- auf Basis der an der Basisstation (112) erhaltenen Anforderung Bereitstellen (202a) und gegebenenfalls Bestücken (202b) der Drohne (103) mit dem vorgegebenen Objekt an der Drohnenbasis (111),
- Starten (203a) der Drohne (103), autonomes Fliegen (203b) der Drohne (103) von der Drohnenbasis (111) zum Fahrzeug (101) und autonomes Landen (203c) der Drohne (103) auf der Plattform (102), wobei die Drohne (103) zum Empfang und zur Verarbeitung der ersten Daten ausgeführt und eingerichtet ist, und wobei die Drohne (103) ein erstes Steuermittel (113) aufweist, welches die Drohne (103) beim Anflug/Abflug zur/von der Plattform (102) abhängig von den empfangenen ersten Daten und den Ortungssignalen und/oder den Flugführungssignalen autonom steuert.
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