WO2020245211A1 - Verfahren zur erstellung eines flugplans, verfahren zur steuerung eines fluggeräts und fluggerät - Google Patents

Verfahren zur erstellung eines flugplans, verfahren zur steuerung eines fluggeräts und fluggerät Download PDF

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WO2020245211A1
WO2020245211A1 PCT/EP2020/065370 EP2020065370W WO2020245211A1 WO 2020245211 A1 WO2020245211 A1 WO 2020245211A1 EP 2020065370 W EP2020065370 W EP 2020065370W WO 2020245211 A1 WO2020245211 A1 WO 2020245211A1
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aircraft
flight plan
creation unit
route
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Jürgen Greil
Markus Andreas KAMPITSCH
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Flynow Aviation Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64U2201/10—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]

Definitions

  • the invention relates to a method for creating a flight plan for an aircraft, a method for controlling an aircraft and an aircraft.
  • the flight movements to be coordinated by an air traffic controller in a defined airspace which is also referred to as “controlled air space”, will therefore increase as expected, so that direct support for the flight controller by air traffic controllers is only possible with a high level of personnel expenditure.
  • the increase in flight movements affects a previously uncontrolled airspace up to a height of 3000 ft, which according to the current status cannot be controlled by air traffic controllers and radar or transponder monitoring.
  • the object is achieved by a method for controlling an aircraft, in particular an aircraft taking off and landing vertically, comprising the following steps:
  • the aircraft automatically flies the flight route contained in the flight plan, the flight to the destination is carried out exclusively by the aircraft after take-off.
  • This achieves several advantages.
  • no external control options are necessary. This in turn prevents remote access, so that it is not possible for the aircraft to be unintentionally influenced from the outside, so that no unwanted remote control, "flickering" or hijacking of the aircraft is possible.
  • the degree of autonomy and sensors required in the aircraft can thus be limited to the detection of the risk of collisions and their avoidance.
  • the flight route does not take place autonomously, but automatically.
  • One advantage results from the fact that the degree of artificial intelligence required in the flight control system for the intended departure of the flight route can be minimized. Ideally, no artificial intelligence is required.
  • the automated departure of the flight route takes place in particular after the aircraft has taken off. This means that after the aircraft has taken off and has thus started the flight, no external interaction with the aircraft is required.
  • the flight plan creation unit communicates with the aircraft, for example, only until immediately before take-off, in particular in a route-binding manner.
  • the client can make another request to the aircraft and / or the flight plan creation unit in real time.
  • the final clearance for take-off is preferably only given after renewed clearance by the flight plan creation unit, specifying the maximum permitted time window and / or confirmation of readiness for flight by the aircraft.
  • the aircraft reports its take-off and landing to the airspace surveillance. This is done automatically, for example, when the flight plan is opened and closed.
  • the airspace surveillance thus gains knowledge of how many or which aircraft are in the air.
  • the regular departure of the flight route can be carried out without communication between the aircraft and the flight plan creation unit and / or the Airspace surveillance. This means that there is no communication between take-off and landing, at least when the flight route is departing regularly, in particular without emergencies.
  • the airspace monitoring system can communicate with the aircraft in order to order a stay in a position specified in the flight plan and / or the approach to one of the at least one alternative airport specified in the flight plan, with the aircraft obeying. In this way, it is possible to react to unforeseen situations that were not foreseeable when the flight plan was created. As the air traffic control communicates with the aircraft and orders an action, the aircraft occupant does not have to do anything.
  • a new flight plan is created, in particular a new request is made if the start does not take place within a time window provided in the flight plan.
  • the original flight plan will become invalid at the end of the allotted time window. This contributes significantly to flight safety and also increases the capacities of the airspace, since in this way an already created flight route only has to be kept free for a defined period of time and can then be reassigned if a flight is not started.
  • a method for creating a flight plan for an aircraft comprising the following steps:
  • flight movements of aircraft can be coordinated particularly easily with little effort and with a high degree of security.
  • the flight plan created is not tied to a specific aircraft, but can be intended or valid for a specific type of aircraft.
  • the flight routes created by the flight plan creation unit can be transmitted via a simple and efficient protocol that sometimes already exists. In particular, they are legally binding and as efficient as possible.
  • the acceptance of the inquiries by the flight plan creation unit is preferably automated.
  • the creation of the flight plans can also be automated.
  • the requests are managed, for example, according to the first-in / first-out principle.
  • several requests for the creation of flight plans can be sent to a collection point and, starting from the collection point, can be transmitted together to the flight plan creation unit.
  • a client in particular a mobile terminal, or the aircraft can generate the request and transmit it to the flight plan creation unit.
  • the request can be generated and transmitted via a booking app on an end device.
  • a flight plan created in response to a request can in turn be transmitted to the client. This transfers the flight plan to its flight order book. This means that the client can also make several requests at the same time.
  • the individual flight plans can be transmitted from the client to individual aircraft.
  • the flight plan creation unit is preferably a central server.
  • all of the aircraft that are located in a specific, delimited airspace to which the flight plan generation unit is assigned are networked with one another in a communication network via the server.
  • the flight plan preferably has a time window, in particular the flight plan only being valid for this time window. This means that the flight plan expires if the aircraft does not take off within the time window and starts to fly the flight route defined in the flight plan. In this case, a new request must be made to the flight plan creation unit. This makes the method particularly safe and the various flight movements can be coordinated particularly precisely. In particular, it is avoided that two or more aircraft, the start of which was intended for different periods of time, start at the same time or at a very short time interval and thus collisions or an undesirably high volume of flights on a flight route occur.
  • the flight plan contains, for example, the starting point, the flight destination, the flight route, the flight speed, at least one waypoint and / or at least one alternative airport.
  • a flight route can be defined particularly precisely on the basis of these parameters.
  • these parameters can be used to compare the flight plans that have already been created.
  • the alternative airport can be approached in an emergency, for example if the actually desired destination cannot be reached due to disruptions. This helps improve flight safety.
  • the specified alternative airport is preferably located in the airspace assigned to the flight plan creation unit. In this way it can be ensured that even if the flight route needs to be changed to approach the alternative airport, the flight movements of all aircraft in the airspace are coordinated with one another.
  • the flight speed at which individual route sections are flown can be defined in the flight plan.
  • the flight route can be divided into different sections, with a different section for at least one or each section Airspeed is defined. This allows the movement of the aircraft to be coordinated particularly precisely.
  • the airspeed can be used to estimate where the aircraft is at a certain point in time while it is taking off the flight route.
  • the flight plans are created by the flight plan creation unit, for example, for a defined air space assigned to the flight plan creation unit.
  • the flight plan creation unit can create flight plans only for the airspace assigned to it. This simplifies the creation of the various flight plans.
  • the defined airspaces can be assigned based on legal responsibilities. Between the adjacent air spaces, transition and / or transfer air spaces can in turn be defined, which are to be defined by the responsible authorities.
  • the air space which is assigned to a flight plan creation unit extends, for example, up to a height of 3000 ft.
  • the flight speed of the aircraft flying in this air space can be up to 120 kts.
  • the flight plan creation unit creates various flight plans in such a way that several flight routes run at least partially on at least one main route. This has the advantage that it is possible to set up main airways that are as far as possible compatible with the surrounding area and residents.
  • the main route can be defined in the airspace.
  • the different flight plans contain in particular different flight routes with different destinations or with different start times. The departure of the main route is scheduled to be staggered in the various flight plans.
  • the feasibility of the requested flight is preferably checked, in particular on the basis of the available capacities and / or the prevailing weather situation. If a flight is not possible at the requested time, a user will be informed.
  • the checking of the feasibility and the creation of the flight plan are preferably carried out taking into account everyone's probable position Aircraft at any time in the time and air space to be taken into account for the current request.
  • the client's request to the flight plan creation unit preferably contains basic data, in particular the desired start time, the starting location, the flight destination, the maximum speed, the cruising speed, desired waypoints, the state of charge and / or the range of the aircraft, with the flight plan creation unit providing the flight plan created based on some or all of the base data.
  • Some of the basic data can be included directly in the flight plan, such as the starting point and the flight destination.
  • Other basic data such as the start time, the maximum speed and the cruising speed are defined by the flight plan creation unit on the basis of the basic data and taking into account the flight plans that have already been created.
  • a waypoint is a marker that stores a unique position on the earth. In addition to the coordinates (latitude and longitude), the waypoint can also contain a flea.
  • the flight plan creation unit creates the flight plan based on the inquiries that have already been made and / or the flight plans that have already been released and based on basic data which are assigned to a requested flight route. In this way, the flight plan can, within the scope of the possibilities, be particularly precisely tailored to the user's wishes.
  • At least one defined time window and / or a defined route section can be provided, in which a speed is reduced or it is possible to linger during the flight.
  • the purpose of this is to allow other aircraft to be given right of way, if necessary, so that collisions can be avoided.
  • the aircraft can be defined by the flight plan creation unit as a sphere and / or as a coordinate. This simplifies the calculation of the flight route.
  • an aircraft in particular an aircraft that takes off and lands vertically, characterized in that the aircraft comprises a flight control system which is designed such that the aircraft can automatically fly a predetermined flight route of a flight plan by means of the flight control system.
  • the flight plan was created using a method as described above.
  • the aircraft has a communication interface for communication with a client and / or a flight plan creation unit, the communication point being in particular a program part of the flight control system.
  • the communication interface can be integrated in a separate device which communicates with the flight control system, in particular wirelessly, for example by radio.
  • the flight plan can be received by means of the communication interface, the flight plan can be processed and / or the receipt can be acknowledged.
  • the basic data on which the calculation is based can be confirmed again before the start.
  • the aircraft has a detection device which is set up to detect obstacles on a flight path.
  • a detection device which is set up to detect obstacles on a flight path.
  • the detection device can detect non-approved aircraft that are in the airspace without an assigned flight plan. An independent reaction of the aircraft as a result of an occurring obstacle is anticipated before the start of the flight and can be included in the flight plan.
  • the reactions of the aircraft as a result of an occurring obstacle are, for example, maneuvers that have been agreed in a nationally or internationally agreed procedure.
  • An implementation of the aforementioned maneuvers in the flight control system of the aircraft can be an approval criterion for a Participation in air traffic in the defined airspaces as part of the aforementioned procedure.
  • PAV Personal Air Vehicles
  • Another aspect is to reliably prevent unwanted external influence on the aircraft due to the lack of external control options for the aircraft. No chopping or capering is possible, as there is no "gateway".
  • the last-mentioned aspect of the invention is characterized in that all aircraft operators involved - preferably PAV drone operators (clients) - are networked for the coordination of all flight movements via a central computer unit (master) in a communication network which is only available until immediately before take-off with the aircraft " binding route "communicated.
  • clients PAV drone operators
  • master central computer unit
  • This network is intended exclusively for the creation, control and management of flight plans for aircraft that are used in the airspace allocated for PAV and similar future aircraft that is not regulated by current airspace control authorities, for example general, civil or military aviation. Transition and transfer air spaces to adjacent air spaces are to be defined between the responsible authorities.
  • Another aspect is that the central allocation of flight plans enables the establishment of main flight routes, which enables an implementation of main air traffic routes in the airspace that is as environmentally friendly and compatible as possible in order to guarantee social acceptance.
  • Another aspect extends to the automated acceptance of applications for the creation of a flight plan and the issuance of legally binding flight plans, the processing of information transmitted and required for the creation of the requested flight plan, as well as the calculation of a binding route and a binding period for the requested flight.
  • Another aspect therefore also relates to the switch to a machine and automated creation of this flight plan using the user's booking app in conjunction with the master-client system, instead of the current input masks that are usually filled in manually on the computer.
  • Collection points for example at a heliport (clients), receive these flight plans collected by an aircraft operator or aircraft participating in PAV air traffic and transmit them to the central flight plan creation point (master) of a defined airspace.
  • master central flight plan creation point
  • this (master) checks the feasibility of the planned mission on the basis of the inquiries that have already been made and the flight plans that have been created and approved so far, and a collision-free route based on the existing time and spatial restrictions resulting from the flight plans that have already been submitted other inputs to the master result.
  • the method is characterized in that the review and flight plan calculation taking into account the probable position of all Aircraft takes place at any point in time in the time and air space to be taken into account for the current request.
  • the master transmits the conflict-free flight plan determined in this way to the requesting client, who takes it over into its existing flight order book and transmits it to the respective aircraft.
  • the aircraft has a corresponding communication interface with the client, which is such that it preferably receives the flight plan, processes and acknowledges it, preferably as a program part of the flight control system or as an independent device that communicates with the PAV's flight control device, wirelessly, for example by radio and once again confirms the basic data on which the calculation is based (start time, place, destination, speed, waypoints, state of charge, range, etc.).
  • the method of one aspect is characterized in that immediately before the planned take-off, the client sends a new request to the aircraft and the master in real time.
  • the take-off is only released after the master has given its final approval again, including the maximum permitted time window within which the take-off must take place and the aircraft has confirmed readiness for flight.
  • the assigned time windows are determined by the master when calculating the collision-free displayable flight movements and are part of the flight plan.
  • the take-off does not take place within the assigned time window, the flight is canceled and a new request must be made by the client responsible for the aircraft.
  • the aircraft After a successful take-off, the aircraft automatically flies the waypoints specified in the flight plan.
  • the receipt of a collision warning which the master can output for its airspace, can be provided similar to a "wrong-way driver warning".
  • Another aspect is that after the aircraft has lifted off and the flight has started, this procedure no longer allows any external interaction with the flight control system of the aircraft, since it is not necessary and, due to the security concept mentioned, not wanted.
  • Another aspect is a central assignment of flight plans and flight plan control, which should prevent collisions between devices that are approved for this airspace and therefore mandatory in this process.
  • a further aspect is the provision of time windows and air spaces for measures that require an independent response by the aircraft in the event of an unforeseen intrusion of a missile into this controlled air space.
  • the evasive movements of the aircraft are restricted to an airspace taken into account in the master's flight plan calculation.
  • VTOLs e.g. be defined as a sphere and / or as a dwelling at a certain coordinate.
  • evasive routes are to be provided for maneuvers to avoid collisions with permissible changes in speed and altitude.
  • one aspect of the invention is to coordinate an orderly sequence of flight movements.
  • the described case of collision avoidance is not part of normal flight operations due to the central creation and management of flight plans by the master, but should be provided.
  • FIG. 1 shows an aircraft according to the invention
  • FIG. 2 schematically shows a diagram to illustrate a method according to the invention for creating a flight plan
  • FIG. 3 shows an air space which is assigned to a flight plan creation unit
  • FIG. 4 schematically shows a diagram to illustrate a method according to the invention for controlling an aircraft.
  • FIG. 1 schematically shows an aircraft 10 according to the invention taking off and landing vertically. This is suitable, for example, for transporting goods or for one to four people. Short to medium distances are usually covered with the aircraft 10.
  • the aircraft 10 has a flight control system 12, a communication interface 14, and a detection device 16.
  • the communication interface 14 is a program part of the flight control system 12.
  • the communication interface 14 is set up to receive a flight plan which contains a predetermined flight route. After receiving the flight plan, the aircraft 10 can automatically fly the flight route specified in the flight plan, in particular by means of the flight control system 12.
  • a method for creating such a flight plan is illustrated with the aid of a diagram in FIG.
  • a flight plan creation unit 18, several clients 20, 22, 24 and several aircraft 10 according to the invention are shown schematically in the diagram.
  • the flight plan creation unit 18 is a central server.
  • the clients 20, 22, 24 are, for example, mobile terminals on which a booking app is installed.
  • the flight plan creation unit 18 is assigned a defined air space 26, as is illustrated in FIG.
  • the air space 26 extends, for example, up to a height of 3000 ft. This corresponds to the usual maximum flight altitude of an aircraft 10.
  • a flight plan must be created for the desired route.
  • a request for the creation of a flight plan must first be made. This is usually done by entering the on the client 20, 22, 24 installed booking app, at least the desired destination is entered. Alternatively, the request can also be made directly via the aircraft 10.
  • further basic data 28 can optionally be specified, for example a desired start time, a start location A, certain waypoints, a desired maximum flight speed, an average cruising speed, a charge status of the aircraft 10, the range of the aircraft 10 and / or or a time window in which a start should preferably take place.
  • the basic data 28 are illustrated schematically in FIG.
  • the starting point A can be automatically detected.
  • the request is then sent to the flight plan creation unit 18, for example by the user confirming the request in the booking app.
  • the flight plan creation unit 18 then first checks the feasibility of the request. For example, the flight plan creation unit 18 checks whether there is a fault on the requested flight route, whether an aircraft 10 is available at the desired starting point and / or whether there are enough landing options at the flight destination. The weather situation can also be taken into account.
  • the flight plan creation unit 18 then creates a flight plan 30 assigned to a type of aircraft 10, taking into account the air traffic occurring in the airspace at the desired flight time. This contains a collision-free flight route from starting point A to destination B.
  • the flight plan 30 is generated based on the basic data 28 specified by the user.
  • the aircraft 10 is defined by the flight plan generation unit 18 as a sphere and / or coordinate.
  • the flight plan 30 can also contain various further parameters, for example the flight speed, at least one waypoint and / or at least one Alternative airport.
  • the specified airspeed can vary for different sections of the flight route.
  • a defined time window can be provided in the flight plan 30, in which a speed is reduced or it is possible to linger during the flight. In this way, for example, another aircraft 10 can be given right of way.
  • a defined route section can be provided in which a speed is also reduced or it is possible to linger during the flight.
  • the flight plan generation unit 18 can generate flight plans 30 only for the defined airspace 26 assigned to it.
  • the flight plan 30 When the flight plan 30 has been created, it is transmitted to the aircraft 10. This can take place, for example, in that the flight plan 30 is sent directly to the flight control system 12 from the flight plan creation unit 18 by means of the communication interface 14. Alternatively, the flight plan 30, as illustrated in FIG. 2, can first be sent back to the client 20 and transmitted from there to the aircraft 12.
  • the second alternative has the advantage that when the flight plan 30 is sent to the client 20, it does not have to be specified which aircraft 10 the user has to fly with. If several aircraft 10 are available at a vertiport, the user can first board an aircraft 10 and only then assign the flight plan 30 to it.
  • the flight plan 30 can already be transmitted to an airspace monitoring system 32 now.
  • the flight plan 30 contains a time window in which the flight plan 30 is valid. If the aircraft 10 does not take off within the specified time window, the flight plan 30 expires and a new request must be made. For example, on the client 20, 22, 24 a counter that counts down the remaining time to the last possible start time.
  • the flight plan creation unit 18 creates the further flight plans 30 taking into account the request already made by the client 20. If a flight plan has already been released, it is also taken into account by the flight plan creation unit 18 when creating the further flight plans.
  • the flight routes A-B and A-E intersect with the flight route of the route C-D.
  • the time windows and / or the flight speeds for the flight routes A-B, A-E and C-D must therefore be set in the assigned flight plans 30 in such a way that a collision does not occur at the intersection of the flight routes.
  • At least one main route 34 is provided in the air space 26, as can be seen in FIG.
  • the flight plan creation unit 18 plans the flight routes if possible so that as many flight routes as possible run along the main route 34.
  • the slack route 34 is flown by the aircraft 10 with a slight time delay. Establishing a main route 34 thus reduces the number of crossing points and thus ensures a particularly high level of flight safety.
  • the main route 34 preferably runs over a sparsely populated area. This means that a large part of the air traffic is directed in such a way that the residents in an area assigned to the airspace are disturbed as little as possible by the aircraft noise.
  • Flauptroute 34 runs outside of environmental protection areas.
  • FIG. 10 A corresponding method for controlling the aircraft 10 is illustrated in FIG.
  • FIG. 4 illustrates the aircraft 10 taking off at start location A on the way to the flight destination B. Immediately after take-off, the aircraft 10 reports its take-off to the airspace monitoring system 32.
  • the aircraft 10 After take-off, during the regular departure of the flight route, the aircraft 10 no longer communicates with the airspace monitoring 32. Communication with the flight plan creation unit 18 also does not take place during the flight of the route.
  • the flight speed provided in the flight plan 30 for different route sections is illustrated in FIG. 4 by arrows, the different lengths of the arrows being intended to illustrate different flight speeds.
  • a dwell zone 36 is shown, in which the flight speed, as also illustrated by the corresponding arrow, is particularly low.
  • Such a lingering time can either be mandatory or optional in the flight plan 30.
  • a mandatory stay is provided, for example, if another aircraft 10, to which a flight plan 30 has also been assigned, crosses the flight route of the first aircraft 10 in a planned manner and the aircraft 10 is to allow the other aircraft 10 right of way.
  • an optional pause can be provided in order to give the aircraft 10 the possibility of reacting to unforeseen scenarios.
  • FIG. 1 Such an unforeseen scenario is illustrated in FIG.
  • an unauthorized aircraft 38 is illustrated which is located in the airspace 26 without a flight plan 30 having been assigned to it.
  • This unauthorized aircraft 38 is recognized by the approved aircraft 10 by means of the recognition device 16. A maneuver is then started in order to cause a collision with the unauthorized aircraft 38 prevent. This maneuver includes a reduction in the airspeed in the dwell zone 36 so that the non-approved aircraft 38 can pass the flight route of the approved aircraft 10.
  • the aircraft 10 can also evade the unauthorized aircraft 38 by flying to an alternative airport 40.
  • the aircraft 10 can also fly in the dwell zone 36 at a higher speed.
  • the aircraft 10 can communicate with the airspace monitoring system 32 in emergency situations, the airspace monitoring system being able to order a stay at a position specified in the flight plan 30 and / or the approach to one of the at least one alternative airport 40 specified in the flight plan.
  • the aircraft 10 follows the instructions of the airspace surveillance 32.

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Abstract

Ein Verfahren zur Steuerung eines Fluggeräts (10), insbesondere eines senkrecht startenden und landenden Fluggeräts (10), umfasset die folgenden Schritte: - Erstellen eines Flugplans (30) durch eine Flugplanerstellungseinheit (18), insbesondere mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 6 bis 17, und - automatisches Abfliegen der im Flugplan (30) enthaltenen Flugroute durch das Fluggerät (10). Des Weiteren werden ein Verfahren zur Erstellung eines Flugplans (30) für ein Fluggerät (10) und ein Fluggerät (10) angegeben.

Description

Verfahren zur Erstellung eines Flugplans, Verfahren zur Steuerung eines
Fluggeräts und Fluggerät
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung eines Flugplans für ein Fluggerät, ein Verfahren zur Steuerung eines Fluggeräts und ein Fluggerät.
Derzeit werden Fluggeräteführer, insbesondere Piloten, im Luftverkehr bei Start und Landung oder beim Durchqueren von Lufträumen von Fluglotsen betreut. Es handelt sich hierbei um eine Mensch-Mensch-Interaktion. Diese erfolgt unter Unterstützung von Maschinenkommunikation, zum Beispiel mittels Transpondern.
Für die Zukunft wird ein erhöhtes Verkehrsaufkommen von relativ kleinen Fluggeräten erwartet, insbesondere von Fluggeräten für den Transport von ein bis vier Personen oder Gütern über kurze und mittlere Strecken. Derartige Fluggeräte werden auch als„Personal Air Vehicles“ oder auch Flugtaxis bezeichnet.
Die von einem Fluglotsen zu koordinierenden Flugbewegungen in einem definierten Luftraum, der auch als„controlled air space“ bezeichnet wird, wird daher erwartungsgemäß ansteigen, sodass eine direkte Betreuung der Fluggeräteführer durch Fluglotsen nur mit hohem Personalaufwand möglich ist.
Dazu kommt, dass der Anstieg der Flugbewegungen einen bislang unkontrollierten Luftraum bis zu einer Flöhe von 3000 ft betrifft, der durch Fluglotsen und Radar- beziehungsweise Transponderüberwachung nach derzeitigem Stand nicht kontrolliert werden kann.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Kontrolle und zur Steuerung von Flugbewegungen eines Fluggeräts sowie ein entsprechend kontrollierbares Fluggerät bereitzustellen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung eines Fluggeräts, insbesondere eines senkrecht startenden und landenden Fluggeräts, umfassend die folgenden Schritte:
Erstellen eines Flugplans durch eine Flugplanerstellungseinheit, insbesondere mittels eines im Folgenden beschriebenen Verfahrens, und - automatisches Abfliegen der im Flugplan enthaltenen Flugroute durch das Fluggerät.
Indem das Fluggerät die im Flugplan enthaltene Flugroute automatisch abfliegt, erfolgt der Flug zum Ziel nach dem Start ausschließlich durch das Fluggerät. Dadurch werden mehrere Vorteile erreicht. Zum einen sind keine externen Steuerungsmöglichkeiten notwendig. Dies verhindert wiederum einen Fernzugriff, sodass eine ungewollte Einflussnahme auf das Fluggerät von außen nicht möglich ist, also kein ungewolltes Fernsteuern, „Flacken“ oder Kapern des Fluggeräts möglich ist. Der Grad an erforderlicher Autonomie und Sensorik im Fluggerät kann sich somit auf die Erkennung der Gefahr von Kollisionen und deren Vermeidung beschränken. Das Abfliegen der Flugroute erfolgt also nicht autonom, sondern automatisch. Ein Vorteil ergibt sich daraus, dass der Grad an erforderlicher künstlicher Intelligenz im Flugsteuerungssystem zum vorgesehenen Abfliegen der Flugroute minimiert werden kann. Im Idealfall ist keine Beteiligung einer künstlichen Intelligenz erforderlich.
Das automatisierte Abfliegen der Flugroute erfolgt insbesondere nach dem Start des Fluggeräts. Das heißt, nach dem Abheben des Fluggeräts und somit erfolgtem Flugantritt ist keine externe Interaktion mit dem Fluggerät mehr erforderlich. Die Flugplanerstellungseinheit kommuniziert beispielsweise nur bis unmittelbar vor dem Start mit dem Fluggerät, insbesondere routenverbindlich.
Unmittelbar vor dem geplanten Start kann eine erneute Anfrage des Clients an das Fluggerät und/oder die Flugplanerstellungseinheit in Echtzeit erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die finale Startfreigabe erst nach erneuter Freigabe durch die Flugplanerstellungseinheit unter Angabe des maximal erlaubten Zeitfensters und/oder einer Bestätigung der Flugbereitschaft durch das Fluggerät.
Gemäß einer Ausführungsform meldet das Fluggerät seinen Start und seine Landung an die Luftraumüberwachung. Dies erfolgt beispielsweise automatisch beim Öffnen und Schließen des Flugplans. Die Luftraumüberwachung erlangt somit Kenntnis darüber, wie viele beziehungsweise welche Fluggeräte sich in der Luft befinden.
Das reguläre Abfliegen der Flugroute kann jedoch ohne Kommunikation zwischen dem Fluggerät und der Flugplanerstellungseinheit und/oder der Luftraumüberwachung erfolgen. Das heißt, zwischen Start und Landung erfolgt keine Kommunikation, zumindest dann, wenn das Abfliegen der Flugroute regulär, insbesondere ohne Notlagen erfolgt.
Die beiden vorgenannten Verfahrensschritte haben den Vorteil, dass lediglich die relevanten Informationen an die Luftraumüberwachung gesendet werden.
In Notlagen kann die Luftraumüberwachung mit dem Fluggerät kommunizieren, um ein Verweilen in einer im Flugplan vorgeben Position und/oder das Anfliegen eines des wenigstens einen im Flugplan vorgegebenen Alternativflughafens anzuordnen, wobei das Fluggerät Folge leistet. Dadurch kann auf unvorhergesehene Situationen reagiert werden, die bei der Erstellung des Flugplans nicht absehbar waren. Indem die Luftraumüberwachung mit dem Fluggerät kommuniziert und eine Aktion anordnet, muss der Fluggeräteinsasse nichts unternehmen.
Für den Fall, dass sich ein nicht zugelassenes Fluggerät im Luftraum befindet, kann eine Kollisionswarnung für den Luftraum ausgegeben werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein neuer Flugplan erstellt, insbesondere eine neue Anfrage gestellt, wenn der Start nicht innerhalb eines im Flugplan vorgesehenen Zeitfensters erfolgt. Der ursprüngliche Flugplan wird am Ende des vorgesehenen Zeitfensters ungültig. Dies trägt erheblich zur Flugsicherheit bei und erhöht zudem die Kapazitäten des Luftraums, da auf diese Weise eine bereits erstellte Flugroute nur für einen definierten Zeitraum freigehalten werden muss und danach neu vergeben werden kann, wenn ein Flug nicht angetreten wird.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Erstellung eines Flugplans für ein Fluggerät, insbesondere für ein vertikal startendes und landendes Fluggerät, umfassend die folgenden Schritte:
Senden mindestens einer Anfrage zur Erstellung eines Flugplans an eine zentrale Flugplanerstellungseinheit, wobei die Anfrage zumindest das gewünschte Flugziel definiert,
Erstellen eines Flugplans, der eine Flugroute zum Flugziel beinhaltet, zum Fliegen einer kollisionsfreien Flugroute für ein Fluggerät durch die Flugplanerstellungseinheit, Übermitteln des Flugplans an das Fluggerät und/oder eine Luftraumüberwachung.
Durch ein derartiges Verfahren lassen sich Flugbewegungen von Fluggeräten besonders einfach mit wenig Aufwand und mit hoher Sicherheit koordinieren. Dabei ist der erstellte Flugplan nicht an ein bestimmtes Fluggerät gebunden, kann jedoch für einen bestimmten Typ von Fluggerät vorgesehen oder gültig sein.
Die durch die Flugplanerstellungseinheit erstellten Flugrouten können dabei über ein mitunter bereits bestehendes einfaches und effizientes Protokoll übermittelt werden. Sie sind insbesondere rechtlich verbindlich und maximal effizient.
Die Annahme der Anfragen durch die Flugplanerstellungseinheit erfolgt vorzugsweise automatisiert. Die Erstellung der Flugpläne kann ebenfalls automatisiert erfolgen.
Gehen mehrere Anfragen zur Erstellung von Flugplänen für verschiedene Fluggeräte bei der Flugplanerstellungseinheit ein, werden die Anfragen beispielsweise nach dem first-in/first-out Prinzip verwaltet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können mehrere Anfragen zur Erstellung von Flugplänen an eine Sammelstelle gesendet werden und von der Sammelstelle ausgehend gemeinsam an die Flugplanerstellungseinheit übermittelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein Client, insbesondere ein mobiles Endgerät, oder das Fluggerät die Anfrage generieren und an die Flugplanerstellungseinheit übermitteln. Das Generieren sowie Übermitteln der Anfrage kann dabei über eine Buchungsapp auf einem Endgerät erfolgen.
Ein auf eine Anfrage hin erstellter Flugplan kann wiederum an den Client übermittelt werden. Dieser übernimmt den Flugplan in seinen Flugauftragsbestand. Das heißt, der Client kann auch mehrere Anfragen gleichzeitig stellen. Die einzelnen Flugpläne können vom Client an einzelne Fluggeräte übermittelt werden.
Sobald einem Fluggerät ein Flugplan durch den Client zugewiesen wurde, begibt sich das Fluggerät in einen Bereitschaftsmodus. Die Flugplanerstellungseinheit ist vorzugsweise ein zentraler Server. Über den Server sind insbesondere alle Fluggeräte in einem Kommunikationsnetzwerk miteinander vernetzt, die sich in einem bestimmten, abgegrenzten Luftraum befinden, welchem die Flugplanerstellungseinheit zugeordnet ist.
Vorzugsweise weist der Flugplan ein Zeitfenster auf, insbesondere wobei der Flugplan nur für dieses Zeitfenster Gültigkeit hat. Das bedeutet, dass der Flugplan verfällt, wenn das Fluggerät nicht innerhalb des Zeitfensters startet und mit dem Abfliegen der im Flugplan definierten Flugroute beginnt. In diesem Fall muss eine erneute Anfrage an die Flugplanerstellungseinheit erfolgen. Dadurch ist das Verfahren besonders sicher und die Koordination der verschiedenen Flugbewegungen kann besonders genau erfolgen. Insbesondere wird vermieden, dass zwei oder mehr Fluggeräte, deren Start für unterschiedliche Zeiträume vorgesehen war, gleichzeitig beziehungsweise in sehr kurzem Zeitabstand starten und es somit zu Kollisionen oder unerwünscht hohem Flugaufkommen auf einer Flugroute kommt.
Der Flugplan enthält beispielsweise den Startort, das Flugziel, die Flugroute, die Fluggeschwindigkeit, wenigstens einen Wegpunkt und/oder wenigstens einen Alternativflughafen. Anhand dieser Parameter kann eine Flugroute besonders genau definiert werden. Zudem lässt sich anhand dieser Parameter ein Abgleich mit den bereits erstellten Flugplänen durchführen. Der Alternativflughafen kann im Notfall angeflogen werden, wenn beispielsweise das eigentlich gewünschte Ziel aufgrund von Störungen nicht erreicht werden kann. Dies trägt zur Verbesserung der Flugsicherheit bei.
Der angegebene Alternativflughafen liegt vorzugsweise in dem der Flugplanerstellungseinheit zugeordneten Luftraum. So kann gewährleistet werden, dass auch bei einer notwendigen Änderung der Flugroute zum Anfliegen des Alternativflughafens die Flugbewegungen aller im Luftraum befindlichen Fluggeräte aufeinander abgestimmt sind.
In dem Flugplan kann insbesondere definiert sein, mit welcher Fluggeschwindigkeit einzelne Routenabschnitte abgeflogen werden. Insbesondere kann die Flugroute in unterschiedliche Abschnitte unterteilt sein, wobei für mindestens einen oder jeden Abschnitt eine unterschiedliche Fluggeschwindigkeit definiert ist. Dadurch lässt sich die Bewegung des Fluggeräts besonders genau koordinieren.
Anhand der Fluggeschwindigkeit kann abgeschätzt werden, wo sich das Fluggerät während des Abfliegens der Flugroute zu einem bestimmten Zeitpunkt aufhält.
Die Erstellung der Flugpläne durch die Flugplanerstellungseinheit erfolgt beispielsweise für einen definierten, der Flugplanerstellungseinheit zugeordneten Luftraum. Anders ausgedrückt kann die Flugplanerstellungseinheit Flugpläne nur für den ihr zugeordneten Luftraum erstellen. Dies vereinfacht die Erstellung der verschiedenen Flugpläne. Zudem kann die Zuordnung der definierten Lufträume aufgrund rechtlicher Zuständigkeiten erfolgen. Zwischen den angrenzenden Lufträumen können wiederum Übergangs- und/oder Übergabelufträume definiert werden, welche von den zuständigen Behörden zu definieren sind.
Der Luftraum, welcher einer Flugplanerstellungseinheit zugeordnet ist, erstreckt sich beispielsweise bis zu einer Flöhe von 3000 ft. Die Fluggeschwindigkeit der in diesem Luftraum fliegenden Fluggeräte kann bis zu 120 kts betragen.
Gemäß einer Ausführungsform erstellt die Flugplanerstellungseinheit verschiedene Flugpläne derart, dass mehrere Flugrouten zumindest teilweise auf wenigstens einer Flauptroute verlaufen. Dies hat den Vorteil, dass eine Einrichtung von Flauptluftverkehrsstraßen möglich ist, die möglichst umweit- und anwohnerverträglich gewählt sind. Die Flauptroute kann im Luftraum definiert sein. Die verschiedenen Flugpläne enthalten dabei insbesondere verschiedene Flugrouten mit unterschiedlichen Zielen oder mit unterschiedlichen Startzeiten. Das Abfliegen der Flauptroute ist in den verschiedenen Flugplänen zeitlich versetzt eingeplant.
Vor der Erstellung eines Flugplans wird vorzugsweise die Durchführbarkeit des angefragten Flugs überprüft, insbesondere anhand der verfügbaren Kapazitäten und/oder der herrschenden Wetterlage. Sollte ein Flug zum angefragten Zeitpunkt nicht möglich sein, wird dies einem Benutzer mitgeteilt.
Die Überprüfung der Durchführbarkeit sowie die Erstellung des Flugplans erfolgt vorzugsweise unter Berücksichtigung der voraussichtlichen Position aller Fluggeräte zu jedem Zeitpunkt des für die aktuelle Anfrage des zu berücksichtigenden Zeit- und Luftraums.
Die Anfrage des Clients an die Flugplanerstellungseinheit enthält vorzugsweise Basisdaten, insbesondere die gewünschte Startzeit, den Startort, das Flugziel, die maximale Geschwindigkeit, die Reisegeschwindigkeit, gewünschte Wegpunkte (Waypoints), der Ladezustand und/oder die Reichweite des Fluggeräts, wobei die Flugplanerstellungseinheit den Flugplan auf Grundlage einiger oder aller der Basisdaten erstellt. Einige der Basisdaten können dabei direkt in den Flugplan aufgenommen werden, wie beispielsweise der Startort und das Flugziel. Andere Basisdaten wie die Startzeit, die maximale Geschwindigkeit und die Reisegeschwindigkeit werden von der Flugplanerstellungseinheit auf Grundlage der Basisdaten und unter Berücksichtigung der bereits erstellten Flugpläne festgelegt.
Ein Wegpunkt ist eine Marke, die eine eindeutige Positionsangabe auf der Erde speichert. Neben den Koordinaten (Breitengrad und Längengrad) kann der Wegpunkt auch eine Flöhe enthalten.
Gemäß einer Ausführungsform erstellt die Flugplanerstellungseinheit den Flugplan basierend auf den bereits vorliegenden Anfragen und/oder den bereits freigegebenen Flugplänen sowie basierend auf Basisdaten, welche einer angefragten Flugroute zugeordnet sind. Somit kann der Flugplan im Rahmen der Möglichkeiten besonders genau auf die Benutzerwünsche abgestimmt werden.
Im Flugplan kann mindestens ein definiertes Zeitfenster und/oder ein definierter Routenabschnitt vorgesehen sein, in welchem während des Fluges eine Geschwindigkeit reduziert oder ein Verweilen möglich ist. Dies hat den Zweck, dass gegebenenfalls anderen Fluggeräten Vorfahrt gewährt werden kann und so Kollisionen vermieden werden können.
Zum Zweck der Flugplanerstellung kann das Fluggerät von der Flugplanerstellungseinheit als Sphäre und/oder als Koordinate definiert sein. Dies vereinfacht die Berechnung der Flugroute.
Die Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch ein Fluggerät, insbesondere ein senkrecht startendes und landendes Fluggerät, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggerät ein Flugsteuerungssystem umfasst, welches derart ausgebildet ist, dass das Fluggerät mittels des Flugsteuerungssystems eine vorgegebene Flugroute eines Flugplans automatisch abfliegen kann. Der Flugplan ist insbesondere durch ein wie vorhergehend beschriebenes Verfahren erstellt worden.
Indem das Fluggerät eine vorgegebene Flugroute automatisch abfliegt, kann eine externe Kommunikation mit dem Flugsteuerungssystem nach dem Start unterbunden sein.
Gemäß einer Ausführungsform verfügt das Fluggerät über eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einem Client und/oder einer Flugplanerstellungseinheit, wobei die Kommunikationsstelle insbesondere ein Programmteil des Flugsteuerungssystems ist.
Alternativ kann die Kommunikationsschnittstelle in einem separaten Gerät integriert sein, welches mit dem Flugsteuerungssystem kommuniziert, insbesondere kabellos, zum Beispiel per Funk.
Mittels der Kommunikationsschnittstelle kann der Empfang des Flugplans bewerkstelligt werden, der Flugplan kann verarbeitet werden und/oder der Empfang kann quittiert werden.
Die der Berechnung zugrundeliegenden Basisdaten können vor dem Start nochmals bestätigt werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Fluggerät eine Erkennungs einrichtung auf, welche eingerichtet ist, um Hindernisse auf einer Flugbahn zu erkennen. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einem „collision avoidance System“. Ein derartiges System trägt zur Flugsicherheit bei. Vor allem können durch die Erkennungseinrichtung nicht zugelassene Fluggeräte erkannt werden, die sich ohne einen zugewiesenen Flugplan im Luftraum aufhalten. Eine eigenständige Reaktion des Fluggeräts infolge eines auftretenden Hindernisses ist bereits vor Flugantritt antizipiert und kann im Flugplan eingeplant sein.
Die Reaktionen des Fluggeräts infolge eines auftretenden Hindernisses sind beispielsweise Manöver, die in einem national oder international abgestimmten Verfahren vereinbart sind.
Eine Implementierung der vorgenannten Manöver in das Flugsteuerungssystem des Fluggeräts kann ein Zulassungskriterium für eine Teilnahme am Flugverkehr in den definierten Lufträumen sein im Rahmen des vorgenannten Verfahrens sein.
Im Folgenden werden weitere optionale Aspekte der Erfindung beschrieben, die Konkretisierungen, Ergänzungen, Wiederholungen oder Alternativen der zuvor beschriebenen Merkmale und Vorteile sind.
Gemäß einem Aspekt werden in einem definierten, meist urbanen Luftraum, einer großen Anzahl von relativ kleinen Luftfahrzeugen mit ähnlichen Eigenschaften bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit und Größe, hier PAV (Personal Air Vehicles) für den Transport von Passagieren und Gütern bis zu einer Flöhe von typischerweise bis zu 3000 ft und einer Geschwindigkeit von typischerweise bis zu 120 kts, maximal effiziente und kollisionsfreie Routen in Echtzeit zuzuweisen. Diese werden in einem first-in/first-out Prinzip zentral verwaltet und über ein effizientes und einfaches Protokoll zu übermitteln.
Ein weiterer Aspekt ist es, aufgrund der nicht vorhandenen externen Steuerungsmöglichkeit der Fluggeräte die ungewollte Einflussnahme auf das Fluggerät von außen zuverlässig zu verhindern. Es ist kein Hacken oder Kapern möglich, da kein„Einfallstor“ vorhanden ist.
Insbesondere letztgenannter Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass alle beteiligten Fluggerätebetreiber - vorzugsweise Flugdrohnenbetreibern von PAV (Clients) - zur Koordination aller Flugbewegungen über eine zentrale Rechnereinheit (Master) in einem Kommunikationsnetzwerk vernetzt sind, welches nur bis unmittelbar vor dem Start mit dem Fluggerät „routenverbindlich“ kommuniziert.
Nach dem Start erfolgt der Flug zum Ziel ausschließlich durch das Fluggerät bestimmt („Fire&forget“).
Dieses Netzwerk ist ausschließlich zur Flugplanerstellung, -kontrolle und - Verwaltung für Fluggeräte bestimmt, die im für PAV und ähnliche zukünftige Fluggeräte zugewiesenen Luftraum, der nicht durch gegenwärtige Luftraumkontrollinstanzen, zum Beispiel der general, civil oder military aviation geregelt ist, Anwendung findet. Übergangs- und Übergabelufträume zu angrenzenden Lufträumen sind zwischen den zuständigen Behörden zu definieren.
Ein weiterer Aspekt ist, dass durch die zentrale Vergabe von Flugplänen die Einrichtung von Hauptflugrouten möglich ist, die eine möglichst Umwelt- und Anwohnerverträgliche Implementierung von Lufthauptverkehrsstraßen im Luftraum ermöglicht, um auf diese Weise die gesellschaftliche Akzeptanz zu gewährleisten.
Ein weiterer Aspekt erstreckt sich auf die automatisierte Annahme von Anträgen auf Flugplanerstellung und Ausgabe von rechtlich verbindlichen Flugplänen, der Verarbeitung von übermittelten und zur Erstellung zum beantragten Flugplan erforderlichen Angaben, sowie der Berechnung einer verbindlichen Route und eines verbindlichen Zeitraums für den beantragten Flug.
Heutige verwendete Flugpläne enthalten bereits weitestgehend alle erforderlichen Felder und Informationen und können daher, wenn auch leicht modifiziert, Anwendung finden.
Ein weiterer Aspekt bezieht sich daher auch auf die Umstellung auf eine maschinelle und automatisierte Erstellung dieses Flugplans per Buchungsapp des Anwenders im Zusammenspiel mit dem master-client-System, anstatt der heutigen meist händisch am Computer auszufüllenden Eingabemasken.
Sammelstellen, zum Beispiel an einem Heliport (Clients), nehmen diese, durch einen Fluggerätbetreiber gesammelten oder am PAV-Flugverkehr teilnehmenden Fluggeräts aufgegebenen Flugpläne entgegen und übermitteln diese an die zentrale Flugplanerstellungsstelle (Master) eines definierten Luftraums.
Ein weiterer Aspekt erstreckt sich darauf, dass dieser (Master) anhand der bereits vorliegenden Anfragen und bislang erstellten und freigegebenen Flugpläne die Durchführbarkeit der geplanten Mission überprüft und eine kollisionsfreie Route auf Basis der vorliegenden zeitlichen und räumlichen Restriktionen, die sich aus den bereits getätigten eingereichten Flugplänen anderer Eingaben an den Master ergeben, ermittelt.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Überprüfung und Flugplanberechnung unter Berücksichtigung der voraussichtlichen Position aller Fluggeräte zu jedem Zeitpunkt des für die aktuelle Anfrage zu berücksichtigenden Zeit- und Luftraums erfolgt.
Der Master übermittelt den so ermittelten und konfliktfreien Flugplan an den beantragenden Client, der diesen in seinen bestehenden Flugauftragsbestand übernimmt und an das jeweilige Fluggerät übermittelt.
Das Fluggerät verfügt über eine entsprechende Kommunikationsschnittstelle mit dem Client, die dergestalt ist, dass sie vorzugsweise als Programmteil des Flugsteuerungssystems oder als eigenständiges Gerät, welches mit dem Flugsteuergerät des PAV kommuniziert, kabellos, zum Beispiel per Funk den Empfang des Flugplans bewerkstelligt, verarbeitet und quittiert und noch einmal die der Berechnung zu Grunde liegenden Basisdaten (Startzeit, -ort, -ziel,- Geschwindigkeit, Waypoints, Ladezustand, Reichweite, etc.) bestätigt.
Nach erfolgter Bestätigung durch den Client begibt sich das Fluggerät in den standby.
Das Verfahren eines Aspektes ist dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor dem geplanten Start eine erneute Anfrage des Clients an Fluggerät und Master in Echtzeit erfolgt. Erst nach erneuter finaler Freigabe des Starts durch den Master inkl. maximal erlaubtem Zeitfenster, innerhalb dessen der Start erfolgen muss und Bestätigung der Flugbereitschaft durch das Fluggerät, erfolgt die Startfreigabe.
Die jeweils zugewiesenen Zeitfenster werden dabei vom Master bei der Berechnung der kollisionsfrei darstellbaren Flugbewegungen bestimmt und sind Teil des Flugplans.
Findet der Start nicht innerhalb des zugewiesenen Zeitfensters statt, erfolgt ein Abbruch (cancellation) und es muss eine neue Anfrage durch den für das Fluggerät zuständigen Client erstellt werden.
Nach erfolgtem Start fliegt das Fluggerät die im Flugplan vorgegebenen waypoints automatisch ab.
Das vorgestellte Verfahren ist in einem Aspekt dadurch gekennzeichnet, dass der Grad an erforderlicher Autonomie und Sensorik im Fluggerät sich auf Erkennung der Gefahr von Kollisionen und deren Vermeidung (collission avoidance) beschränkt, z.B. durch Verringerung der Geschwindigkeit und / oder den Abruf definierter zulässiger Verweilmodi (idle modes) im theoretischen Fall von nicht vom Master koordinierten und ungeplant stattfindenden Flugbewegungen nicht zugelassener Teilnehmer im kontrollierten Luftraum und bei Gefahr einer gefährlichen Annäherung mit diesen (=Notfalll).
Der Empfang einer Collission warning, die der Master für seinen Luftraum ausgeben kann, kann ähnlich einer„Geisterfahrerwarnung“ vorgesehen werden.
Ein weiterer Aspekt besteht darin, dass nach dem Abheben des Luftfahrzeugs und somit erfolgtem Flugantritt, durch diese Verfahrensweise keinerlei externe Interaktion mit dem flight control System des Fluggeräts mehr möglich ist, da nicht erforderlich und aus dem genannten Sicherheitsgedanken heraus auch nicht gewollt.
Daher kann auf alle Möglichkeiten des Fernzugriffs verzichtet werden. Ein ungewolltes Fernsteuern, Kapern oder Flacken des Flugs ist dadurch nicht möglich.
Eine individuelle Routenänderung mittels aufwendiger Kl ist nicht erforderlich, da die Flugroutenberechnung des Masters Ausweichrouten (heading und altitude, hoverkoordinate und -zeit) sowie die Erreichbarkeit von Ersatzlandepunkten bereits im Flugplan bereitgestellt hat. Die erforderlich im Fluggerät implementierte Intelligenz kann somit auf die Erkennung des Eintrittsfalls einer Kollisionsgefährdung und die automatisierte Auswahl der nächstmöglichen sinnvollen sicheren Option im Flugplan beschränkt werden.
Ein weiterer Aspekt ist eine zentrale Vergabe von Flugplänen und Flugplankontrolle, die Kollisionen von für diesen Luftraum zugelassenen und damit zwingend an diesem Verfahren teilnehmenden Geräten ausschließen soll.
Ein weiterer Aspekt ist jedoch der Vorhalt von Zeitfenstern und Lufträumen für Maßnahmen, die im Falle des unvorhergesehenen Eindringens eines Flugkörpers in diesen kontrollierten Luftraum eine eigenständige Reaktion des Fluggeräts erforderlich machen.
Vorzugsweise sind solche Reaktionen und Manöver vorzusehen, die in einem national oder international abgestimmten Verfahren vereinbart sind. Die Implementierung dieser Manöver in die flight control s/w des teilnehmenden teilautonomen PAVs sind Zulassungskriterium für Teilnahme am Betrieb im Rahmen dieses Systems.
Die Ausweichbewegungen des Fluggeräts werden auf einen im Rahmen der Flugplanberechnung des Masters berücksichtigten Luftraum beschränkt.
Diese können für VTOLs z.B. als Sphäre und/oder als ein Verweilen bei einer bestimmten Koordinate definiert sein.
Für Flächenflugzeuge ohne hover-Möglichkeiten sind Ausweichrouten bei jeweils zulässigen Geschwindigkeits- und Flughöhenänderungen für Manöver zur Kollisionsvermeidung vorzusehen.
Hervorzuheben ist, dass ein Aspekt der Erfindung darin besteht, eine geordnete Abfolge von Flugbewegungen zu koordinieren. Der geschilderte Fall der Kollisionsvermeidung ist aufgrund der zentralen Flugplanerstellung und - erwaltung durch den Master nicht Teil des normalen Flugbetriebs, wohl aber vorzusehen.
Aufgrund des Charakters der Unvorhersehbarkeit dieses Falls kann dies zwar für das einzelne Fluggerät zu Verzögerungen oder gar vorzeitiger Landung an einem Ausweichplatz führen, nicht jedoch zu einer Verkettung von zwangsläufig nachfolgenden Beeinträchtigungen anderer Teilnehmer. Dies ist durch das stets isolierte und eigenständige Agieren des Fluggeräts gewährleistet.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 ein erfindungsgemäßes Fluggerät,
Figur 2 schematisch ein Schaubild zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erstellung eines Flugplans,
Figur 3 einen Luftraum, welcher einer Flugplanerstellungseinheit zugeordnet ist, und
Figur 4 schematisch ein Schaubild zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Fluggeräts. Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes vertikal startendes und landendes Fluggerät 10 schematisch. Dieses eignet sich beispielsweise zum Transport von Gütern oder von ein bis vier Personen. Mit dem Fluggerät 10 werden üblicherweise kurze bis mittlere Strecken zurückgelegt.
Das Fluggerät 10 hat ein Flugsteuerungssystem 12, eine Kommunikationsschnittstelle 14, und eine Erkennungseinrichtung 16. Die Kommunikationsschnittstelle 14 ist dabei ein Programmteil des Flugsteuerungssystems 12.
Die Kommunikationsschnittstelle 14 ist eingerichtet, um einen Flugplan zu empfangen, welcher eine vorgegebene Flugroute enthält. Nach Empfang des Flugplans kann das Fluggerät 10 die im Flugplan vorgegebene Flugroute automatisch abfliegen, insbesondere mittels des Flugsteuerungssystems 12.
Ein Verfahren zur Erstellung eines derartigen Flugplans ist anhand eines Schaubilds in Figur 2 veranschaulicht.
In dem Schaubild sind schematisch eine Flugplanerstellungseinheit 18, mehrere Clients 20, 22, 24 und mehrere erfindungsgemäße Fluggeräte 10 dargestellt.
Die Flugplanerstellungseinheit 18 ist ein zentraler Server.
Bei den Clients 20, 22, 24 handelt es sich beispielsweise um mobile Endgeräte, auf denen eine Buchungsapp installiert ist.
Der Flugplanerstellungseinheit 18 ist ein definierter Luftraum 26 zugeordnet, wie er in Figur 3 veranschaulicht ist. Der Luftraum 26 erstreckt sich beispielsweise bis zu einer Flöhe von 3000 ft. Dies entspricht der üblichen maximalen Flughöhe eines Fluggeräts 10.
Wenn ein Benutzer mit einem der Fluggeräte 10 ausgehend von einem Startort A (in der Regel einem Vertiport) zu einem bestimmten Flugziel B (in der Regel ein weiterer Vertiport) fliegen möchte, muss für die gewünschte Strecke ein Flugplan erstellt werden.
Zu diesem Zweck muss zunächst eine Anfrage zur Erstellung eines Flugplans gestellt werden. Dies erfolgt in der Regel, indem in die auf dem Client 20, 22, 24 installierte Buchungsapp zumindest das gewünschte Flugziel eingegeben wird. Alternativ kann die Anfrage auch direkt über das Fluggerät 10 erfolgen.
Zusätzlich zu dem Flugziel B können optional weitere Basisdaten 28 angegeben werden, zum Beispiel eine gewünschte Startzeit, ein Startort A, bestimmte Wegpunkte, eine gewünschte maximale Fluggeschwindigkeit, eine durchschnittliche Reisegeschwindigkeit, ein Ladezustand des Fluggeräts 10, die Reichweite des Fluggeräts 10 und/oder oder ein Zeitfenster, in welchem ein Start vorzugsweise erfolgen soll. Die Basisdaten 28 sind in Figur 2 schematisch veranschaulicht.
Wenn der Client 20, 22, 24 eine Ortungsfunktion hat, kann der Startort A automatisch erfasst werden.
Die Anfrage wird anschließend an die Flugplanerstellungseinheit 18 gesendet, zum Beispiel indem der Benutzer in der Buchungsapp die Anfrage bestätigt.
Daraufhin prüft die Flugplanerstellungseinheit 18 zunächst die Durchführbarkeit der Anfrage. Zum Beispiel prüft die Flugplanerstellungseinheit 18, ob auf der angefragten Flugstrecke eine Störung vorliegt, ob am gewünschten Startort ein Fluggerät 10 bereitsteht und/oder ob am Flugziel genügend Landemöglichkeiten bestehen. Auch die Wetterlage kann hierbei berücksichtigt werden.
Die Flugplanerstellungseinheit 18 erstellt daraufhin einen einem Typ von Fluggerät 10 zugeordneten Flugplan 30 unter Berücksichtigung des zur gewünschten Flugzeit im Luftraum auftretenden Flugverkehrs. Dieser enthält eine kollisionsfreie Flugroute vom Startort A zum Flugziel B.
Der Flugplan 30 wird dabei basierend auf den vom Benutzer angegebenen Basisdaten 28 erzeugt.
Zu Berechnungszwecken wird das Fluggerät 10 von der Flugplanerstellungseinheit 18 als Sphäre und/oder Koordinate definiert.
Neben dem Startort A, dem Flugziel B und der Flugroute A-B kann der Flugplan 30 noch verschiedene weitere Parameter beinhalten, zum Beispiel die Fluggeschwindigkeit, wenigstens einen Wegpunkt und/oder wenigstens einen Alternativflughafen. Die festgelegte Fluggeschwindigkeit kann dabei für verschiedene Abschnitte der Flugroute variieren.
Darüber hinaus kann im Flugplan 30 ein definiertes Zeitfenster vorgesehen sein, in welchem während des Fluges eine Geschwindigkeit reduziert oder ein Verweilen möglich ist. Dadurch kann beispielsweise einem weiteren Fluggerät 10 Vorfahrt gewährt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann ein definierter Routenabschnitt vorgesehen sein, in welchem während des Fluges ebenfalls eine Geschwindigkeit reduziert oder ein Verweilen möglich ist.
Die Flugplanerstellungseinheit 18 kann Flugpläne 30 nur für den ihr zugeordneten, definierten Luftraum 26 erzeugen.
Wenn der Flugplan 30 erstellt ist, wird dieser an das Fluggerät 10 übermittelt. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem der Flugplan 30 mittels der Kommunikationsschnittstelle 14 von der Flugplanerstellungseinheit 18 direkt an das Flugsteuerungssystem 12 gesendet wird. Alternativ kann der Flugplan 30, so wie es in Figur 2 veranschaulicht ist, zunächst zurück an den Client 20 gesendet und von dort aus an das Fluggerät 12 übermittelt werden.
Die zweite Alternative hat der Vorteil, dass beim Senden des Flugplans 30 an den Client 20 noch nicht festgelegt sein muss, mit welchem Fluggerät 10 der Benutzer genau fliegen muss. Stehen an einem Vertiport mehrere Fluggeräte 10 zu Verfügung, kann der Benutzer zunächst in ein Fluggerät 10 einsteigen und diesem erst dann den Flugplan 30 zuweisen.
Optional kann der Flugplan 30 bereits jetzt an eine Luftraumüberwachung 32 übermittelt werden.
Um einen kollisionsfreien Flug zu gewährleisten, ist es wichtig, dass das Fluggerät 10 bis zu einem bestimmten Zeitpunkt startet. Nur so kann gewährleistet werden, dass die Flugroute mit dem im Luftraum stattfindenden Verkehr abgestimmt ist. Daher enthält der Flugplan 30 ein Zeitfenster, in welchem der Flugplan 30 Gültigkeit hat. Startet das Fluggerät 10 nicht innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters, verfällt der Flugplan 30 und es muss erneut eine Anfrage gestellt werden. Beispielsweise kann auf dem Client 20, 22, 24 ein Zähler angezeigt werden, der die verbleibende Zeit bis zum letztmöglichen Startzeitpunkt herunterzählt.
In der Regel liegt nicht nur eine einzelne Anfrage vor. Vielmehr ist im Luftraum 26 in Zukunft mit einem zunehmenden Verkehrsaufkommen zu rechnen. Daher kann es Vorkommen, dass mehrere Anfragen durch die verschiedenen Clients 20, 22, 24 erfolgen.
Wenn mehrere Anfragen an die Flugplanerstellungseinheit 18 gestellt werden, zum Beispiel eine weitere Anfrage durch den Client 22 für einen Flug vom Startort C zum Flugziel D und eine weitere Anfrage durch den Client 24 für einen Flug vom Startort A zum Flugziel E, erstellt die Flugplanerstellungseinheit 18 die weiteren Flugpläne 30 unter Berücksichtigung der bereits vom Client 20 gestellten Anfrage. Ist bereits ein Flugplan freigegeben, wird dieser bei der Erstellung der weiteren Flugpläne ebenfalls von der Flugplanerstellungseinheit 18 berücksichtigt.
Wie in Figur 3 zu sehen ist, kreuzen sich die Flugrouten A-B und A-E mit der Flugroute der Strecke C-D. Bei der Erstellung der Flugpläne müssen die Zeitfenster und/oder die Fluggeschwindigkeiten für die Flugrouten A-B, A-E und C- D daher in den zugeordneten Flugplänen 30 so festgelegt werden, dass es am Kreuzungspunkt der Flugrouten nicht zu einer Kollision kommt.
Um den Flugverkehr besser koordinieren zu können, ist im Luftraum 26 mindestens eine Flauptroute 34 vorgesehen, wie in Figur 3 zu sehen ist. Die Flugplanerstellungseinheit 18 plant die Flugrouten nach Möglichkeit so, dass möglichst viele Flugrouten entlang der Flauptroute 34 verlaufen. Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind dies die Flugrouten A-B und A-E. Dabei wird die Flautroute 34 von den Fluggeräten 10 etwas zeitversetzt abgeflogen. Das Einrichten einer Flauptroute 34 reduziert somit die Anzahl von Kreuzungspunkten und sorgt damit für eine besonders hohe Flugsicherheit.
Die Flauptroute 34 verläuft vorzugsweise über einem wenig besiedelten Gebiet. Damit wird ein Großteil des Flugverkehrs so geleitet, dass die Anwohner in einem dem Luftraum zugeordneten Gebiet möglichst wenig durch den Fluglärm gestört werden. Darüber hinaus verläuft die Flauptroute 34 außerhalb von Umweltschutzgebieten. Ist der Flugplan 30 erstellt und einem Fluggerät 10 zugewiesen, fliegt das Fluggerät 10, wie bereits einleitend erwähnt, die Flugroute automatisch ab, insbesondere sobald der Start erfolgt ist.
Ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung des Fluggeräts 10 ist in Figur 4 veranschaulicht.
Figur 4 veranschaulicht das Fluggerät 10 beim Start am Startort A auf dem Weg zum Flugziel B. Unmittelbar nach dem Start meldet das Fluggerät 10 seinen Start an die Luftraumüberwachung 32.
Nach dem Start, während des regulären Abfliegens der Flugroute, kommuniziert das Fluggerät 10 nicht mehr mit der Luftraumüberwachung 32. Auch eine Kommunikation mit der Flugplanerstellungseinheit 18 findet während des Abfliegens der Route nicht statt.
Die im Flugplan 30 vorgesehene Fluggeschwindigkeit für verschiedene Routenabschnitte ist in Figur 4 durch Pfeile veranschaulicht, wobei die unterschiedliche Länge der Pfeile verschiedene Fluggeschwindigkeiten veranschaulichen soll.
Zudem ist eine Verweilzone 36 dargestellt, in welcher die Fluggeschwindigkeit, wie auch durch den entsprechenden Pfeil veranschaulicht, besonders gering ist. Ein solches Verweilen kann entweder zwingend oder optional im Flugplan 30 vorgesehen sein. Ein zwingendes Verweilen ist beispielsweise dann vorgesehen, wenn ein weiteres Fluggerät 10, welchem ebenfalls ein Flugplan 30 zugewiesen wurde, die Flugroute des ersten Fluggeräts 10 geplant kreuzt und das Fluggerät 10 dem weitere Fluggerät 10 Vorfahrt gewähren soll. Ein optionales Verweilen kann hingegen vorgesehen sein, um dem Fluggerät 10 die Möglichkeit zu geben, auf unvorhergesehene Szenarien zu reagieren.
In Figur 4 ist ein solches unvorhergesehenes Szenario veranschaulicht. Insbesondere ist ein nicht zugelassenes Fluggerät 38 veranschaulicht, welches sich im Luftraum 26 aufhält, ohne dass ihm ein Flugplan 30 zugewiesen wurde.
Dieses nicht zugelassene Fluggerät 38 wird vom zugelassenen Fluggerät 10 mittels der Erkennungseinrichtung 16 erkannt. Daraufhin wird ein Manöver gestartet, um eine Kollision mit dem nicht zugelassenen Fluggerät 38 zu verhindern. Diese Manöver beinhaltet eine Reduzierung der Fluggeschwindigkeit in der Verweilzone 36, sodass das nicht zugelassene Fluggerät 38 die Flugroute des zugelassenen Fluggeräts 10 passieren kann.
Anstatt eines Verweilens in einer Verweilzone 30 kann das Fluggerät 10 dem nicht zugelassenen Fluggerät 38 auch ausweichen, indem es einen Alternativflughafen 40 anfliegt.
Wenn kein unvorhergesehenes Szenario auftritt und die Flugbahn frei ist, kann das Fluggerät 10 auch in der Verweilzone 36 mit einer höheren Geschwindigkeit fliegen. Darüber hinaus kann das Fluggerät 10 in Notlagen mit der Luftraumüberwachung 32 kommunizieren, wobei die Luftraumüberwachung ein Verweilen an einer im Flugplan 30 vorgeben Position und/oder das Anfliegen eines des wenigstens einen im Flugplan vorgegebenen Alternativflughafens 40 anordnen kann. Das Fluggerät 10 leistet den Anweisungen der Luftraumüberwachung 32 Folge.
Sobald das Fluggerät 10 am Flugziel B oder an einem Alternativflughafen 40 landet, wird dies ebenfalls an die Luftraumüberwachung 32 gemeldet.
Im vorliegenden Fall ist ein Szenario beispielhaft mit drei Fluggeräten 10 beschrieben. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich jedoch die Flugbewegungen einer Vielzahl von Fluggeräten 10 im Luftraum 26 koordinieren.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Steuerung eines Fluggeräts (10), insbesondere eines senkrecht startenden und landenden Fluggeräts (10), umfassend die folgenden Schritte:
Erstellen eines Flugplans (30) durch eine Flugplanerstellungseinheit (18), insbesondere mittels eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 6 bis 17, und
- automatisches Abfliegen der im Flugplan (30) enthaltenen Flugroute durch das Fluggerät (10).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Start des Fluggeräts (10) ein automatisiertes Abfliegen der Flugroute erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggerät (10) seinen Start und seine Landung an die Luftraumüberwachung (32) meldet und/oder dass das reguläre Abfliegen der Flugroute ohne Kommunikation zwischen dem Fluggerät (10) und der Flugplanerstellungseinheit (18) und/oder der Luftraumüberwachung (32) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Notlagen die Luftraumüberwachung (32) mit dem Fluggerät (10) kommuniziert, um ein Verweilen in einer im Flugplan vorgeben Position und/oder das Anfliegen eines des wenigstens einen im Flugplan (30) vorgegebenen Alternativflughafens (40) anzuordnen, wobei das Fluggerät (10) Folge leistet.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein neuer Flugplan (30) erstellt, insbesondere eine neue Anfrage gestellt wird, wenn der Start nicht innerhalb eines im Flugplan (30) vorgesehenen Zeitfensters erfolgt.
6. Verfahren zur Erstellung eines Flugplans (30) für ein Fluggerät (10), insbesondere für ein vertikal startendes und landendes Fluggerät (10), umfassend die folgenden Schritte: - Senden mindestens einer Anfrage zur Erstellung eines Flugplans (30) an eine zentrale Flugplanerstellungseinheit (18), wobei die Anfrage zumindest das gewünschte Flugziel definiert,
Erstellen eines Flugplans (30), der eine Flugroute zum Flugziel beinhaltet, zum Fliegen einer kollisionsfreien Flugroute für ein Fluggerät (10) durch die Flugplanerstellungseinheit (18), und
Übermitteln des Flugplans (30) an das Fluggerät (10) und/oder eine Luftraumüberwachung (30).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Client (20, 22, 24), insbesondere ein mobiles Endgerät, oder das Fluggerät (10) die Anfrage generiert und an die Flugplanerstellungseinheit (10) übermittelt und/oder dass die Flugplanerstellungseinheit (10) ein zentraler Server ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugplan (30) ein Zeitfenster aufweist, insbesondere wobei der Flugplan (30) nur für dieses Zeitfenster Gültigkeit hat.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Flugplan (30) den Startort, das Flugziel, die Flugroute, die Fluggeschwindigkeit, wenigstens einen Wegpunkt und/oder wenigstens einen Alternativflughafen (40) enthält.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Flugplan (30) definiert ist, mit welcher Fluggeschwindigkeit einzelne Routenabschnitte abgeflogen werden.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstellung der Flugpläne (30) durch die Flugplanerstellungseinheit (18) für einen definierten, der Flugplanerstellungseinheit (18) zugeordneten Luftraum (26) erfolgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Flugplanerstellungseinheit (18) verschiedene Flugpläne (30) derart erstellt, dass mehrere Flugrouten zumindest teilweise auf wenigstens einer Flauptroute (34) verlaufen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Erstellung eines Flugplans (30) die Durchführbarkeit des angefragten Flugs überprüft wird, insbesondere anhand der verfügbaren Kapazitäten und/oder der herrschenden Wetterlage.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfrage des Clients (20, 22, 24) an die Flugplanerstellungseinheit (18) Basisdaten (28) enthält, insbesondere die gewünschte Startzeit, der Startort, Flugziel, die maximale Geschwindigkeit, die Reisegeschwindigkeit, gewünschte Wegpunkte (Waypoints), der Ladezustand und/oder die Reichweite des Fluggeräts (10), wobei die Flugplanerstellungseinheit den Flugplan (30) auf Grundlage einiger oder aller der Basisdaten (28) erstellt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugplanerstellungseinheit (18) den Flugplan (30) basierend auf den bereits vorliegenden Anfragen und/oder den bereits freigegebenen Flugplänen (30) sowie basierend auf Basisdaten (28) erstellt, welche einer angefragten Flugroute zugeordnet sind.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Flugplan (30) mindestens ein definiertes Zeitfenster und/oder ein definierter Routenabschnitt vorgesehen ist, in welchem während des Fluges eine Geschwindigkeit reduziert oder ein Verweilen möglich ist.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggerät (10) von der Flugplanerstellungseinheit (18) zum Zweck der Flugplanerstellung als Sphäre und/oder als Koordinate definiert sind.
18. Fluggerät (10), insbesondere senkrecht startendes und landendes Fluggerät (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggerät (10) ein Flugsteuerungssystem (12) umfasst, welches derart ausgebildet ist, dass das Fluggerät (10) mittels des Flugsteuerungssystems (12) eine vorgegebene Flugroute eines Flugplans (30), insbesondere eines mittels eines Verfahrens gemäß den Ansprüche 6 bis 17 erstellen Flugplans (30), automatisch abfliegen kann, insbesondere mittels eines Verfahren der Ansprüche 1 bis 5.
19. Fluggerät (10) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggerät (10) eine Kommunikationsschnittstelle (14) zur Kommunikation mit einem Client (20, 22, 24) und/oder einer Flugplanerstellungseinheit (18) verfügt, wobei die Kommunikationsstelle (14) insbesondere in einem Programmteil des Flugsteuerungssystems (12) ist.
20. Fluggerät (10) nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggerät (10) eine Erkennungseinrichtung (16) aufweist, welche eingerichtet ist, um Hindernisse auf einer Flugbahn zu erkennen.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2749984A2 (de) * 2012-12-03 2014-07-02 The Boeing Company System und Verfahren zur kollaborativen Steuerung mindestens zweier Flugzeuge
US20170197710A1 (en) * 2015-09-07 2017-07-13 Tao Ma Passenger transport systems based on pilotless vertical takeoff and landing (vtol) aircraft
US20170263132A1 (en) * 2016-03-08 2017-09-14 International Business Machines Corporation Drone air traffic control and flight plan management

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9557742B2 (en) * 2013-11-27 2017-01-31 Aurora Flight Sciences Corporation Autonomous cargo delivery system
US20160140851A1 (en) * 2014-11-18 2016-05-19 Ziv LEVY Systems and methods for drone navigation
US9728089B2 (en) * 2014-12-31 2017-08-08 AirMap, Inc. System and method for controlling autonomous flying vehicle flight paths

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2749984A2 (de) * 2012-12-03 2014-07-02 The Boeing Company System und Verfahren zur kollaborativen Steuerung mindestens zweier Flugzeuge
US20170197710A1 (en) * 2015-09-07 2017-07-13 Tao Ma Passenger transport systems based on pilotless vertical takeoff and landing (vtol) aircraft
US20170263132A1 (en) * 2016-03-08 2017-09-14 International Business Machines Corporation Drone air traffic control and flight plan management

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