unterirdisch verlegten Rohrleitung mittels einer

luftgestützten Erfassungsvorriehtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion des Ver laufs einer unterirdisch verlegten Rohrleitung mittels einer luftgestützten Erfassungsvorrichtung, wobei sich die Erfas sungsvorrichtung längs einer Flugtraj ektorie bewegt und ent lang der Flugtraj ektorie Messdaten, welche jeweils Detekti onsinformationen und Positionsinformationen umfassen, er fasst, und die Detektionsinformationen das Vorhandensein der Rohrleitung an einem Ort beschreiben, und die Positionsinfor mationen die Position des Orts beschreiben, und die Flug- trajektorie durch eine erste Flugbahn definiert ist, welche die Erfassung von Messdaten innerhalb eines vordefinierten Gebiets erlaubt und bei Detektion des Vorhandenseins der Rohrleitung mittels entsprechender Detektionsinformatio nen die erste Flugbahn der Flugtraj ektorie durch eine zweite Flugbahn ersetzt wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine luftgestützte Erfassungs vorrichtung zur Detektion des Verlaufs einer unterirdisch verlegten Rohrleitung.

Die Lage von unterirdischen Rohrleitungen wie Pipelines für liquide Medien wie Gas, Öl, Wasser, etc. muss für Inspekti onsaufgaben hochgenau bekannt sein, üblicherweise sind diese Pipelines und insbesondere die Lage ihrer Oberkante nach der Verlegung und Wiederherstellung des Erdreiches nicht mehr von außen einsehbar.

Der Grad der Überdeckung, der sogenannte „Depth of Co

ver" (DOC) oder Schichtdicke, ist die vertikale Distanz von der Oberseite der Pipeline bis zur Oberfläche des Erdbodens. Pipelines müssen zum Zeitpunkt ihrer Errichtung minimale ge setzliche Vorgaben erfüllen, welche auch die notwendige Über deckung regeln können. Jedoch kann sich diese Überdeckung beispielsweise durch Grabungsarbeiten, Erosion, Kultivierung, Bautätigkeiten, Überschwemmungen, Bodenabsenkungen oder ande- re Umwelteinflüsse oder Einflüsse des Menschen im Lauf der Zeit ändern.

Bei der Neuverlegung von Pipelines werden diese während der Verlegung, also vor der Wiederaufschüttung des Erdreichs mit tels zeitgemäßer Methoden in Katastergenauigkeit eingemessen. Ältere Pipelinebestände wurden bei der Verlegung in der Ver gangenheit hingegen nicht in ausreichender Genauigkeit er fasst. Zudem kann es durch instabile Untergründe wie z.B. Moore, Wüstensand, etc. geschehen, dass sich die Lage der Pipeline im eingebetteten Untergrund verändert.

Aus dem Stand der Technik sind Methoden bekannt die Pipeline bzw. ihre metallische Struktur im Erdreich zu orten.

Dies geschieht erdoberflächennah beispielsweise mittels Hand messgeräten, wie sie von der CORROCONT Group vertrieben wer den (http : //www .corrocont. com/surveys/pipeline-locating-and- depth-measurement) , was die Übertragung des eingekoppelten Messsignals und somit die Sensitivität der Messung begüns tigt .

Weiter bekannte Verfahren für die interne Inspektion von Pipelines nutzen sogenannte Geomolche, die in die Pipeline eingebracht werden und durch den Strom des transportierten Mediums in der Pipeline fortbewegt werden. Die Bestimmung der Position des Geomolchs erfolgt durch Inertial-Messsysteme .

Diese Systeme sind mit dem Nachteil behaftet, dass sie eine Drift des Messergebnisses, also eine Fehlerfortpflanzung durch die inkrementeile Vorschubbestimmung aufweisen.

Dieses Fehlerverhalten kann mangels des Kontaktes zur Außen welt nicht trivialerweise durch externe und somit absolute Messungen kompensiert werden, wobei insbesondere die zumeist metallische Struktur der Pipeline ein Hindernis darstellt, welche die Übertragung von Funksignalen (elektrischen Fel dern) stört (Faraday 'scher Käfig).

Bekannt sind aus dem Stand der Technik wie beispielsweise aus https://en.wikipedia.org/wiki/Pigging an der Außenhaut der Pipeline angebrachte akustische, magnetische oder auf Funk- technik beruhende Ortungseinrichtungen, welche die Passage es Geomolchs detektieren können.

Diese Form von Sensorik ist aber gerade bei schlecht einge messenen Altbeständen nicht vorhanden.

Ferner ist die Messgenauigkeit oft nicht ausreichend, um den Grad der Überdeckung der Rohrleitung sehr exakt bestimmen zu können. Die erforderliche Messgenauigkeit kann oft nur mit manuell aufwändigen und daher sehr teuren Mitteln erreicht werden .

Außerdem kann beispielsweise aufgrund einer instabilen poli tischen Situation in einem Land eine manuelle Vermessung für beteiligte Personen mit hohen Risiken beziehungsweise mit zu sätzlichem Aufwand für deren Sicherheit verbunden sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Tech nik weiterzuentwickeln und insbesondere durch den Einsatz ei ner luftgestützten Erfassungsvorrichtung zur Detektion des Verlaufs einer unterirdisch verlegten Rohrleitung zu verbes sern .

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren eingangs genannter Art gelöst, wobei die erste Flugbahn in einer ersten Flughöhe durchgeführt wird, und die zweite Flugbahn in einer zweiten Flughöhe durchgeführt wird, wobei die erste Flughöhe höher ist als die zweite Flughöhe.

Dadurch wird erreicht, dass mittels einer autonom fliegenden Erfassungsvorrichtung der Verlauf einer unterirdisch verleg ten Rohrleitung auf eine zeit- und kostensparende Weise genau bestimmt werden kann.

Ferner wird dadurch erreicht, dass entlang der ersten Flug bahn in der ersten Flughöhe eine erste Auflösung der Messung erzielt wird, und entlang der zweiten Flugbahn in der zweiten Flughöhe eine zweite Auflösung der Messung erzielt wird.

Die Auflösung einer Messgröße wird durch einen Erfassungsbe reich eines Sensors bestimmt, welcher bei optischen Sensoren meist pyramidenförmig ist oder bei Radarsensoren meist keu lenförmig ist. Es kann daher meist ein Öffnungswinkel für den Sensor angegeben werden, aus welchem sich in Abhängigkeit mit der Entfernung des zu erfassenden, in einer Bildebene gelege nen Objekts eine Auflösung in der Erfassung der Messgröße ergibt, da die Bildebene entfernungsabhängig unterschiedlich groß ist und die zweite Auflösung daher größer ist, als die erste Auflösung.

Die luftgestützte Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise ein unbemannt fliegendes Luftfahrzeug sein, welches in der Lage ist, autark - also ohne Steuerung von außen - eine Mis sion zu erfüllen. Als Mission wird allgemein eine Aufforde rung zu einer bestimmten Handlung verstanden. Im gegenwärti gen Zusammenhang ist dies die Detektion des Verlaufs einer unterirdisch verlegten Rohrleitung mit einer hohen Genauig keit.

Unbemannt fliegende Luftfahrzeuge können sogenannte „Micro Air Vehicles" (MAV) sein, also Kleindrohnen, die über genü gend Tragkraft verfügen, um Bildaufzeichnungsgeräte oder an dere Sensoren zu transportieren. Sie haben einen Aktionsradi us von einigen Kilometern und können eine Flughöhe von mehre ren hundert Metern erreichen.

Insbesondere „Vertical Take-Off and Landing Unmanned Aerial Vehicles" (VTOL UAV : Senkrecht startendes und landendes UAV) sind für derartige Missionen besonders gut geeignet. Durch die VTOL-Fähigkeit werden weder eine Start- bzw. Landebahn noch spezielle Start- oder Landevorrichtungen benötigt.

Gleichzeitig ergibt sich oftmals die Möglichkeit zwischen durch zu schweben oder sogar zu landen um zu beobachten („ho- ver and stare") .

Zur Erfassung von Detektionsinformationen können beispiels weise Magnetsensoren oder Infrarot-Sensoren eingesetzt wer den. Weitere Sensortypen sind im Stand der Technik bekannt.

Rohrleitungen wie Pipelines für liquide Medien wie beispiels weise Öl, Wasser oder Gas sind meist aus einem metallischen Material hergestellt, welches mit einem, außerhalb der Rohr leitung angelegten Magnetfeld interagiert. Ferner kann durch Aufbringen eines Stromes auf die metallische Struktur der Pipeline ein Magnetfeld erzeugt werden, welches wiederum von einem Magnetsensor erfasst werden kann. Je nach Messverfahren kann sowohl ein Gleichstrom als auch ein Wechselstrom einge setzt werden.

Infrarot-Sensoren können einen thermischen Unterschied zwi schen der Rohrleitung, welche durch das durchströmende Medium eine Rohrtemperatur aufweist, und dem Erdreich, in welchem die Rohrleitung eingebettet ist und welches eine Bodentempe ratur aufweist, den Verlauf der Rohrleitung im Boden detek- tieren beziehungsweise erfassten.

Zur Erfassung von Positionsinformationen der luftgestützten Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise ein satellitenge stütztes Positionierungssystem wie GPS und/oder Galileo mit entsprechenden Empfängern eingesetzt werden, aber auch Posi tionierungssysteme, welche auf der Verwendung von lokalen Funknetzwerken beruhen, und differenzielle Positionsdaten er gänzen, um die Positionierungsgenauigkeit zu verbessern.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste Flugbahn und/oder die zweite Flugbahn automatisch bestimmt wird. Mit anderen Worten kann die Bestimmung der ersten und/oder zweiten Flugbahn autonom in einer Rechenvor richtung der Erfassungsvorrichtung erfolgen. Alternativ kann die erste Flugbahn einer Mission von einer Bodeneinheit be stimmt werden und anschließend an die luftgestützte Erfas sungsvorrichtung durch ein drahtloses Kommunikationsmittel übertragen werden. Dabei kann die Mission eine ungefähre Ein grenzung des zu untersuchenden Gebiets vorsehen („geo

fence") , um die Mission auf ein Gebiet einzuengen, in welchem die Rohrleitung vermutet wird. Die Erfassungsvorrichtung kann ein Positionierungssystem mit einem entsprechenden Empfänger umfassen, wobei das Positionierungssystem eine jeweilige Po sition der Erfassungsvorrichtung in der geographischen Länge, Breite und Höhe während einer Mission bestimmt und die Rech nervorrichtung die aktuelle Position mit einem „geo fence" abgleicht und somit entsprechende Lenkung der Erfassungsvor richtung angesteuert. Häufig wird eine Höhe über dem Meeres- Spiegel angegeben und nicht die Höhe über der Bodenoberflä che .

Es ist besonders günstig, wenn die zweite Flugbahn mittels einer Rechenvorrichtung der Erfassungsvorrichtung automatisch bestimmt wird. Dadurch kann die Erfassungsvorrichtung autonom und auf besonders einfache Weise eine Mission durchführen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass entlang der ersten Flugbahn eine Vielzahl an Messdaten er fasst werden, deren jeweilige Positionen untereinander einen durchschnittlichen ersten Abstand aufweisen, und entlang der zweiten Flugbahn eine Vielzahl an Messdaten erfasst werden, deren jeweilige Positionen untereinander einen durchschnitt lichen zweiten Abstand aufweisen, wobei der erste Abstand größer als der zweite Abstand ist.

Dadurch wird erreicht, dass entlang der ersten Flugbahn eine erste Auflösung der Messung erzielt werden kann, und entlang der zweiten Flugbahn eine zweite Auflösung der Messung er zielt werden kann. Folglich kann die zweite Auflösung größer als die erste Auflösung sein.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass entlang der Flugtraj ektorie eine Vielzahl an Messdaten er fasst werden, aus deren jeweiligen Detektionsinformationen bei Überschreiten eines jeweiligen Grenzwerts das Vorhanden sein der Rohrleitung detektiert wird und aus den entsprechen den Positionen der Verlauf der Rohrleitung ermittelt wird, vorzugsweise mittels einem statistischen Verfahren.

Dadurch wird erreicht, dass mehrere einzelne Messdaten er fasst werden und mittels einer gemeinsamen Analyse der Ver lauf der Rohrleitung ermittelt werden kann. Dadurch wird die Messung robuster gegenüber einzelnen Messungenauigkeiten.

Es ist günstig, wenn aus dem ermittelten Verlauf der Rohrlei tung der weitere Verlauf der Rohrleitung prädiziert bezie hungsweise extrapoliert wird und daraus eine dritte Flugbahn festgelegt wird, und die erste Flugbahn oder die zweite Flug bahn durch die dritte Flugbahn ersetzt wird. Dadurch wird erreicht, dass aus dem prädizierten Verlauf das Suchgebiet für die Rohrleitung eingegrenzt wird und das De tektions-Verfahren dadurch schneller ausgeführt werden kann. Ferner kann das Such-Verfahren dadurch robuster gegenüber einzelnen Fehlern oder Ungenauigkeiten bei der Erfassung der Messdaten sein.

Es ist besonders günstig, wenn die dritte Flugbahn automa tisch festgelegt wird. Besonders bevorzugt erfolgt dies auto nom mittels einer Rechenvorrichtung der Erfassungsvorrich tung .

Die Erfassungsvorrichtung umfasst bevorzugt einen Speicher, in welchem eine Umgebungskarte gespeichert ist.

Die Positionsdaten der Erfassungsvorrichtung können die geo graphische Länge, Breite und Höhe, sowie die Roll-, Nick- und Gier-Winkel der Erfassungsvorrichtung um deren Längs-, Quer- und Vertikalachse umfassen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Flugtraj ektorie keine Winkeländerungen hinsichtlich der Orientierung der Erfassungsvorrichtung aufweist.

Dadurch wird erreicht, dass insbesondere mittels VTOL UAVs auf einfache Weise und mittels effizienter Suchmuster ein zu untersuchendes Gebiet vermessen können. Außerdem kann ein von der luftgestützten Erfassungsvorrichtung umfasster Sensor besser an die Durchführung der Detektion der Rohrleitung an gepasst werden, beispielsweise durch eine Ausrichtung des Sensors in einem günstigen Winkel bezüglich des bereits de- tektierten Verlaufs der Rohrleitung, sowie in einem günstigen Winkel hinsichtlich der Fluglage der Erfassungsvorrichtung. Die Fluglage kann von der Fluggeschwindigkeit oder einem Flugmanöver abhängen. Die Erfassungsgenauigkeit kann dadurch weiter verbessert werden, da das Erfassungssichtfeld des Sen sors optimal an die Fluglage und die Lage der Rohrleitung an gepasst werden kann.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Flugtraj ektorie nur Winkeländerungen hinsichtlich der Orientierung der Erfassungsvorrichtung um ihre Vertikalachse aufweist. Mit anderen Worten sind keine Roll- und Nick-Winkel der luftgestützten Erfassungsvorrichtung vorgesehen, was bei spielsweise von einer Helikopter-Drohne mit mehreren Rotoren sehr einfach ausgeführt werden kann. Durch die Drehung der Orientierung der Erfassungsvorrichtung um ihre Vertikalachse kann erreicht werden, dass das Erfassungssichtfeld des vorher genannten Sensors besser an die Flugtraj ektorie angepasst werden kann.

Dadurch wird erreicht, dass ein von der luftgestützten Erfas sungsvorrichtung umfasster Sensor, welcher entlang der Flug- trajektorie bewegt wird, noch besser an die Detektionsaufgabe angepasst werden kann und die Erfassungsgenauigkeit weiter verbessert werden kann. Ferner ist keine aufwendige Kompensa tion der Lage des Sensors erforderlich, welche durch Flugla gen mit entsprechenden Roll- und Nick-Winkeln entstehen kön nen .

Die Erfindung kann weiterentwickelt werden, indem entlang der Flugtraj ektorie Messdaten mit der jeweiligen Flughöhe der Er fassungsvorrichtung mittels einer Höhenmessvorrichtung er fasst werden, und aus den Messdaten die Schichtdicke der Be deckung der Rohrleitung bestimmt wird.

Dadurch wird erreicht, dass aus der gemessenen Flughöhe und der detektieren Lage der Rohrleitung auf eine einfache Weise die Schichtdicke mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann, welche die Rohrleitung überdeckt.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch eine Luftge stützte Erfassungsvorrichtung eingangs genannter Art gelöst, wobei die Erfassungsvorrichtung eine Sensorvorrichtung und eine Positionierungsvorrichtung umfasst, und dazu eingerich tet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü che auszuführen und mittels der Sensorvorrichtung und der Po sitionierungsvorrichtung Messdaten, welche jeweils Detekti onsinformationen und Positionsinformationen umfassen, zu er fassen . Die Messdaten können in einem Speicher der Erfassungsvorrich tung gespeichert werden oder an eine Bodenstation durch ein drahtloses Kommunikationsmittel übertragen werden.

Die Erfindung kann weiterentwickelt werden, indem die Erfas sungsvorrichtung ferner eine Rechenvorrichtung umfasst, wel che dazu eingerichtet ist, die erste Flugbahn und/oder die zweite Flugbahn automatisch zu bestimmen.

Dadurch wird erreicht, dass die Detektion rasch und auf eine einfache Weise erfolgen kann.

In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Erfassungs vorrichtung ferner eine Höhenmessvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die Flughöhe der Erfassungsvorrichtung über der Bodenoberfläche zu erfassen und als Messdaten gespeichert werden .

Dadurch wird erreicht, dass aus der gemessenen Flughöhe und der detektieren Lage der Rohrleitung die Schichtdicke be stimmt werden kann, welche die Rohrleitung überdeckt. Die Be rechnung der Schichtdicke kann durch eine Rechenvorrichtung der Erfassungsvorrichtung, als auch durch eine nachfolgende Auswertung der Messdaten außerhalb der Erfassungsvorrichtung erfolgen .

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist es vor gesehen, dass die Erfassungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, aus den Messdaten jeweils die Schichtdicke der Überde ckung der Rohrleitung zu bestimmen.

Dadurch wird erreicht, dass die Schichtdicke auf eine einfa che Weise mittels der Erfassungsvorrichtung mit hoher Genau igkeit bestimmt wird.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch durch ein System zur Bestimmung der Schichtdicke der Überdeckung einer Rohrleitung gelöst, wobei das System eine erfindungsgemäße Erfassungsvor richtung umfasst, welche außerdem eine Höhenmessvorrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Flughöhe der Erfas sungsvorrichtung über der Bodenoberfläche zu erfassen und als Messdaten zu speichern, und das System ferner dazu eingerich- tet ist, aus den Messdaten jeweils die Schichtdicke der Über deckung der Rohrleitung zu bestimmen.

Dadurch wird erreicht, dass aus der gemessenen Flughöhe und der detektieren Lage der Rohrleitung die Schichtdicke be stimmt werden kann, welche die Rohrleitung überdeckt. Die Be rechnung der Schichtdicke kann durch eine Rechenvorrichtung der Erfassungsvorrichtung, als auch durch eine nachfolgende Auswertung der Messdaten außerhalb der Erfassungsvorrichtung, beispielsweise von einer Bodenstation, welche mittels eines drahtlosen Kommunikationsmittels mit der Erfassungsvorrich tung zum Empfangen der Messdaten verbunden ist, oder auch offline, das heißt nach einer erfolgten Mission werden die Messdaten anschließend durch eine Auswertungsvorrichtung aus gewertet, erfolgen.

Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen beispielhaft:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Flugtraj ektorie einer luftgestützten Erfassungsvorrichtung in einer sche matischen Darstellung in einer Ansicht von oben,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Flugtraj ektorie nach Fig. 1 in einer Seitenansicht,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für Messdaten in einer

schematischen Darstellung in einer Ansicht von oben,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Flugtrajek- torie in einer schematischen Darstellung in einer Ansicht von oben

Fig. 5 eine symbolische Darstellung einer Ausführungsform für die luftgestützte Erfassungsvorrichtung,

Fig. 6 die Lage von Rotationsachsen einer luftgestützten

Erfassungs _V orrichtung .

In Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel für das erfin dungsgemäße Verfahren zur Detektion des Verlaufs einer unter irdisch verlegten Rohrleitung 1 mittels einer luftgestützten Erfassungsvorrichtung 2 dargestellt. Es ist ein Beispiel ei- ner Flugtraj ektorie 10-13 schematisch dargestellt, welche von der luftgestützten Erfassungsvorrichtung 2 abgeflogen wird.

Die Erfassungsvorrichtung 2 folgt einer Flugtraj ektorie 10, welche aus mehreren Flugbahnen 11-13 zusammengesetzt ist, welche automatisch während der Mission bestimmt werden.

Als Mission wird die Detektion des Verlaufs einer unterir disch verlegten Rohrleitung mit einer hohen Genauigkeit ver standen .

Entlang der Flugtraj ektorie 10 erfasst die Erfassungsvorrich tung 2 Messdaten 100-105, welche jeweils Detektionsinformati onen und Positionsinformationen umfassen.

Die Detektionsinformationen beschreiben jeweils das Vorhan densein der Rohrleitung 1 an einem Ort, und Positionsinforma tionen beschreiben die Position des Orts.

Das Vorhandensein der Rohrleitung kann beispielsweise durch ein Messwert-Maximum eines entsprechenden Sensorsignals eines Sensors beschrieben werden, welches Sensorsignal bei Über fliegen der Rohrleitung 1 von der Erfassungsvorrichtung er fasst und aufgezeichnet wird und an einem Ort des Sensors vertikal über der Rohrleitung 1 ein Maximum erreicht.

Die Flugtraj ektorie 10 ist vorerst durch eine erste Flug bahn 11 definiert, welche die Erfassung von Messdaten 100-105 innerhalb eines vordefinierten Gebiets 3 erlaubt und die ers te Flugbahn 11 in einer ersten Flughöhe 31 durchgeführt wird. Die Flugtraj ektorie 10 hat in diesem Beispiel einen mäander förmigen Verlauf, um das Gebiet 3 effizient durch die luftge stützte Erfassung der Messdaten 100-105 abzufliegen.

Die erste Flugbahn 11 kann nach einer Festlegung des Ge biets 3 automatisch berechnet werden, und entweder durch die Erfassungsvorrichtung 2 selbst oder an diese übertragen wer den .

Während des Betriebs der luftgestützten Erfassung entlang der ersten Flugbahn 11 werden kontinuierlich Messdaten erfasst, deren jeweilige Positionsinformationen untereinander einen durchschnittlichen ersten Abstand 15 aufweisen. Der erste Abstand 15 bezeichnet benachbart liegende Messpunk te 100-105 auf der ersten Flugbahn 11, welche nicht im konti nuierlichen Verlauf der Messung aufeinander folgen. Mit ande ren Worten kann der Abstand 15 quer zur mäanderförmigen ers ten Flugbahn 11, gemessen werden.

Bei Detektion des Vorhandenseins der Rohrleitung 1 mittels entsprechender Detektionsinformationen wird die erste Flug bahn 11 der Flugtraj ektorie 10 durch eine zweite Flugbahn 12 ersetzt. Die Detektionsinformationen repräsentieren bei spielsweise eine Information eines magnetischen Sensors, wel cher von der Erfassungsvorrichtung 2 umfasst ist. Dabei kann die Detektionsinformationen ein maximaler Sensorwert sein, wenn die Rohrleitung 1 überflogen wird. Bei Überschreiten beispielsweise eines vordefinierten Grenzwerts für den Sen sorwert erfolgt eine Detektion.

Entlang der Flugtraj ektorie 10-13 werden somit Messdaten 100- 105 erfasst, aus deren jeweiligen Detektionsinformationen bei Überschreiten eines Grenzwerts das Vorhandensein der Rohrlei tung 1 detektiert wird. Aus den entsprechenden Positionsin formationen kann der Verlauf der Rohrleitung 1, beispielswei se mittels eines statistischen Verfahrens, ermittelt werden.

Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, werden zunächst Messda ten 100 durch Detektion erfasst, wobei der Ort der Detektion der Messdaten 100 ein erster Flugbahnwechselpunkt 17 ist, an welchem von der ersten Flugbahn 11 in die zweite Flugbahn 12 gewechselt wird.

Die Flugbahnen 11, 12 unterscheiden sich jeweils im Verlauf und in der Flughöhe 20.

Die zweite Flugbahn 12 wird in diesem Beispiel in einer zwei ten Flughöhe 22 durchgeführt, wobei die erste Flughöhe 21 hö her ist als die zweite Flughöhe 22. Die zweite Flugbahn 12 beginnt am Ort der Detektion der Messdaten 100, also am ers ten Flugbahnwechselpunkt 17.

Der Sensor 40 weist einen Sensormessbereich 41 mit einem Öff nungswinkel des Messbereichs 42 auf, welcher in Aufsicht durch eine kreisrunde Detektions-Charakteristik beschrieben werden kann. Je nach aktueller Flughöhe 20 entlang der Flug- trajektorie 10-13 in Bewegungsrichtung des Sensors 45 ist der Durchmesser des Boden-Messbereichs 43, 44 auf der Bodenober fläche 25 und je nach verwendetem Sensortyp für den Sensor 40 kann die Messempfindlichkeit und/oder Messgenauigkeit unter schiedlich groß sein.

Entlang der zweiten Flugbahn 12 werden kontinuierlich Messda ten 100-105 erfasst, deren jeweilige Positionsinformationen untereinander einen durchschnittlichen zweiten Abstand 16 aufweisen .

Der erste Abstand 15 ist in diesem Beispiel größer als der zweite Abstand 16.

Durch den engeren Verlauf der mäanderförmigen zweiten Flug bahn 12 kann das Gebiet um den ersten detektierten Ort mit Messdaten 101 genauer untersucht und erfasst werden.

Im gezeigten Beispiel werden die Messdaten 101-105 jeweils durch Detektion, das heißt wenn die Messdaten 101-105 einen vordefinierten Grenzwert überschreiten, erfasst.

Erfolgt über eine vordefinierte Entfernung entlang der zwei ten Flugbahn 12 keine weitere Erfassung von Messdaten, so kann eine neue Suchstrategie ermittelt werden. Beispielsweise kann aus dem bisher ermittelten Verlauf der Rohrleitung 1 der weitere Verlauf 19 der Rohrleitung 1 extrapoliert werden.

Damit wird eine dritte Flugbahn 13 ab einem zweiten Flugbahn wechselpunkt 18 festgelegt, und die zweite Flugbahn 12 durch die dritte Flugbahn 13 am zweiten Flugbahnwechselpunkt 18 er setzt. In diesem Beispiel bleibt die Flughöhe 20 der dritten Flugbahn 13 gegenüber der Flughöhe 22 der zweiten Flugbahn 12 unverändert .

Die dritte Flugbahn 13 kann beispielsweise ein weiterer mäan derförmiger Verlauf sein, welcher jedoch einen geänderten Winkel der dritte Flugbahn 13 gegenüber der vorhergehenden zweiten Flugbahn 12 aufweist, beispielsweise um 45° oder 90° ab dem zweiten Flugbahnwechselpunkt 18. Ferner kann der Bahn abstand der mäanderförmigen Flugbahn neuerlich verringert werden. Dadurch kann erreicht werden, dass die Rohrleitung bezüglich des von der Erfassungsvorrichtung umfassten Sensors eine verbesserte Lage zueinander aufweist und der Sensor ein verbessertes Messergebnis mittels der Messdaten 100-105 lie fern kann.

Für eine präzise Erfassung der Messdaten 100-105 mittels des genannten Sensors weist die Flugtraj ektorie 10-13 keine Win keländerungen hinsichtlich der Orientierung der Erfassungs vorrichtung 2 auf. Dies ist insbesondere dann günstig, wenn als Erfassungsvorrichtung 2 ein VTOL-UAV, beispielsweise ein Drehflügler in Form eines Quadcopters, eingesetzt wird. Somit kann die Flugtraj ektorie 10-13 nur Winkeländerungen hinsicht lich der Orientierung der Erfassungsvorrichtung 2 um ihre Vertikalachse 62, der Gierachse 62, aufweisen, was die Präzi sion besonders unterstützt, da die Mess- oder Detektions genauigkeit bei der sensorischen Erfassung der Messdaten 100- 105 auch von der Bewegungs- beziehungsweise Flugrichtung des Sensors abhängen kann. Folglich wird das VTOL-UAV bei jeder Änderung der Flugbahn um die Gierachse 62 gedreht, um den Sensor für eine präzise Messung auszurichten.

Die Beträge für den Rollwinkel 71, den Nickwinkel 72 und den Gierwinkel 73 im Flug hängen von der Art der luftgestützten Plattform der Erfassungsvorrichtung 2 ab. Bei VTOL-UAVs kön nen der Rollwinkel 71 und der Nickwinkel 72 in einer horizon talen Ebene gelegen sein.

Fig. 3 zeigt eine Darstellung von mehreren Messdaten 106-109 über die geographische Breite 31 und die geographische Län ge 32. Dabei können die Messdaten 106-109 innerhalb einer El lipse 90 gruppiert werden. Aus der Darstellung kann die

Hauptachse der Ellipse 90 ermittelt werden, welche zur Extra polation eines weiteren Verlaufs von Messdaten 106-109 gemäß den vorhergehenden Ausführungen zur Bestimmung der Ver laufs 19 verwendet werden kann. Natürlich sind andere bekann te Verfahren zur statistischen Extrapolation einsetzbar.

Fig. 4 zeigt eine Flugbahn 14, die automatisch von der Re chenvorrichtung 4 ermittelt werden kann, indem in einer si- nusförmigen Flugbahn 14 mit einer Suchbreite 26 und einer Suchtiefe 27 der weitere Verlauf der Rohrleitung 1 durch Messdaten 110-115 ermittelt wird. Die Suchbreite 26 und die Suchtiefe 27 beschrieben die Einhüllende der Flugbahn 14 in nerhalb eines Zyklus, welcher im Zuge der Suche beispielswei se entlang eines prognostizierten Verlaufs 19 wiederholt wird .

Fig. 5 stellt die luftgestützte Erfassungsvorrichtung 2 in Form eines MAV dar, welche eine Sensorvorrichtung 40 und eine Positionierungsvorrichtung 50 umfasst. Am MAV sind Rotorflü gel erkennbar, welche schematisch einen autonom fliegenden Quadcopter darstellen sollen.

Mittels der Sensorvorrichtung 40 und der Positionierungsvor richtung 50 können Messdaten 100-115, welche jeweils Detekti onsinformationen und Positionsinformationen umfassen, erfasst werden .

Die Sensorvorrichtung 40 ist beispielsweise ein Magnetsensor, welcher dazu eingerichtet ist, ein von der Rohrleitung 1 er zeugtes Magnetfeld zu erfassen. Die Positionierungsvorrich tung 50 ist beispielsweise ein GPS-Satellitenempfänger zum Empfang eines GPS-Signals 51. Zur Erhöhung der Positionie rungsgenauigkeit kann zusätzlich ein differenzielles Subsys tem zur Positionierung (Differential GPS) eingesetzt werden, welches von der Positionierungsvorrichtung 50 umfasst ist.

Die Erfassungsvorrichtung 2 umfasst ferner eine Rechenvor richtung 4, welche dazu eingerichtet ist, die Flugbahn 10-14 automatisch zu bestimmen.

Außerdem umfasst die Erfassungsvorrichtung 2 eine Höhenmess vorrichtung 52, beispielsweise ein Laserhöhenmesser, welcher mittels einem Höhenmess-Signal 53 die Flughöhe 20-22 über der Bodenoberfläche 25 bestimmt und als Messdaten 100-115 gespei chert werden.

Die Messdaten 100-115 können in einem Speicher (in der Figur nicht dargestellt) der Erfassungsvorrichtung 2 gespeichert werden oder an eine Bodenstation durch ein drahtloses Kommu- nikationsmittel übertragen werden (in der Figur nicht darge stellt) .

Aus der gemessenen Flughöhe und der detektieren Lage der Rohrleitung 1 kann die Schichtdicke der Schicht bestimmt wer- den kann, welche die Rohrleitung 1 überdeckt. Die Berechnung der Schichtdicke kann automatisch durch die Rechenvorrich tung 4 der Erfassungsvorrichtung 2 erfolgen. Dazu kann es vorgesehen sein, dass von der Erfassungsvorrichtung 2 eine Karte abrufbar ist, welche Informationen bezüglich der Boden- beschaffenheit im Gebiet der Rohrleitung 1 aufweist, um eine entsprechende Berechnung mit hoher Genauigkeit durchzuführen.

Fig. 6 zeigt die Lage von Rotationsachsen einer luftgestütz ten Erfassungsvorrichtung 2, wobei ein Rollwinkel 70 um eine Längsachse 60, ein Nickwinkel 71 um eine Querachse 61 und ein Gierwinkel 72 um eine Vertikalachse 62 erkennbar ist. Die

Achsen 60, 61 und 62 schneiden sich in einem Schwerpunkt 80.

Für die Erfindung sind sowohl Drehflügelflugzeuge als auch Flugzeuge ohne Rotorflügel geeignet.

Bezugszeichenliste :

1 Rohrleitung

2 Erfassungsvorrichtung

3 Gebiet

4 Rechenvorrichtung

10-14 Flugtraj ektorie, Flugbahn

15, 16 Abstand

17, 18 Flugbahnwechselpunkt

19 Extrapolierter Verlauf

20-22 Flughöhe

25 Bodenoberfläche

26 Suchbreite

27 Suchtiefe

30 Entfernung, zurückgelegte Distanz

31 geographische Breite

32 geographische Länge

40 Sensor

41 Sensormessbereich, Aufsicht

42 Öffnungswinkel des Messbereichs

43, 44 Messbereich, Durchmesser am Boden

45 Bewegungsrichtung des Sensors

46 Sensor-Signal

50 GPS-Positionierungsempfänger

51 GPS-Signal

52 HöhenmessVorrichtung

53 Höhenmess-Signal

60 Längsachse

61 Querachse

62 Vertikalachse

70 Rollwinkel

71 Nickwinkel

72 Gierwinkel

80 Schwerpunkt

90 Ellipse

100-115 Messdaten