VO R R I C H T U N G U N D VE R FA H R E N Z U R D E T E K T I O N E I N E S WA L D B RA N D E S

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes mit den Verfahrensschritten Empfang einer Information, Generieren eines Steuerbefehls, Versand des Steuerbefehls und/oder einer Information und Ausführen eines Waldbranddetektionsvorganges. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Waldbranddetektionssystem mit einer Netzwerkeinrichtung, einer Servereinheit, einem Gateway, einem ersten Endgerät, wobei das erste Endgerät eine Sensoreinheit aufweist, und einem zweiten Endgerät, wobei das zweite Endgerät ein Waldbranddetektionselement aufweist.

Stand der Technik

Systeme zur Erkennung und Ortung von Waldbränden sind bekannt. Dazu wird das zu überwachende Areal mittels optischer Sensoren überwacht, die die bei einem Waldbrand entstehenden Rauchsäulen erkennen können. Diese Sensoren sind z.B. drehbare Kameras, die jedoch den Nachteil aufweisen, dass sie in der Nacht weniger effektiv sind und für Fehlerkennungen, z.B. bei Staubwolken in Folge landwirtschaftlicher Aktivitäten, anfällig sind. Zudem können optische Systeme den Waldbrand in der Regel erst erkennen, wenn der Waldbrand bereits fortgeschritten ist und die Rauchsäulen über größere Distanzen sichtbar werden. Eine Überwachung mittels einer in einem Satelliten verbauter IR-Kamera aus einem hohen Orbit weist den Nachteil auf, dass die Auflösung der Kameras über die großen Distanzen eine Erkennung von Waldbränden in der Frühphase verhindert. Ein Satellit ist außerdem teuer in Anschaffung und Unterhalt, insbesondere der Start des Satelliten. Eine Überwachung durch Minisatelliten in einem niedrigen Orbit weist den Nachteil auf, dass die Satelliten nicht geostationär sind, für einen Umlauf also eine gewisse Zeit benötigen, in der das Areal nicht überwacht wird. Für eine engmaschige Überwachung wird eine große Mehrzahl von Satelliten benötigt, deren Start ebenfalls kostenintensiv ist. Eine Überwachung durch Satelliten ist außerdem während deren Starts mit einem hohen Kohlendioxid-Ausstoß verbunden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Detektion eines Waldbrandes bereitzustellen, das zuverlässig und automatisch arbeitet, beliebig erweiterbar und kostengünstig in Installation und Unterhalt ist. Es ist ebenfalls Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Waldbranddetektionssystem bereitzustellen, das zuverlässig und automatisch arbeitet, beliebig erweiterbar und sowie kostengünstig in Installation und Unterhalt ist. Es ist ebenfalls Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Waldbranddetektionsvorrichtung bereitzustellen, die zuverlässig und automatisch arbeitet, beliebig erweiterbar und sowie kostengünstig in Installation und Unterhalt ist. Es ist ebenfalls Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine autonome Waldbranddetektionseinheit bereitzustellen, die zuverlässig und automatisch arbeitet, beliebig erweiterbar und sowie kostengünstig in Installation und Unterhalt ist. Es ist ebenfalls Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Waldbranddetektionsstation bereitzustellen, die zuverlässig und automatisch arbeitet, beliebig erweiterbar und sowie kostengünstig in Installation und Unterhalt ist.

Die Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes mit einer Waldbranddetektionsstation gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion und/oder Löschung eines Waldbrandes mit einer Waldbranddetektionsstation weist vier Verfahrensschritte auf: Im ersten Verfahrensschritt werden Informationen empfangen. Die Informationen beinhalten z.B. die Detektion eines Waldbrandes, dessen Position und ggf. dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit und -richtung. Im zweiten Verfahrensschritt wird ein Steuerbefehl generiert. Der Steuerbefehl beinhaltet die empfangenen Informationen und Befehle zur Detektion eines Waldbrandes. Im dritten Verfahrensschritt wird ein Steuerbefehl und/oder eine Information versendet. Im vierten Verfahrensschritt wird ein Waldbranddetektionsvorgang ausgeführt.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt der Empfang von Informationen auf einer Servereinheit. Die Servereinheit ist Teil eines Netzwerkes zur Detektion und Detektion eines Waldbrandes. Das Netzwerk ist vorzugsweise ein LoRaWAN-Netzwerk, das eine sternförmige Architektur aufweist, in der mittels Gateways Nachrichtenpakete zwischen den ersten Waldbranddetektionssensoren und einem zentralen Servereinheit ausgetauscht werden.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die Information von einem Endgerät gesendet. Der Waldbranddetektionssensor ist Teil eines Endgerätes und in diesem angeordnet. Über eine Single-Hop-Verbindung sind die Endgeräte mit Gateways verbunden.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung erfolgt der Versand der Information über ein Netzwerk. Das Netzwerk ist vorzugsweise ein LoRaWAN-Netzwerk, das eine sternförmige Architektur aufweist, in der mittels Gateways Nachrichtenpakete zwischen den Endgeräten und einem zentralen Servereinheit ausgetauscht werden.

In einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet die Information das Ergebnis einer Analyse. Die Analyse ist z.B. eine Gasanalyse und eine Erfassung der Temperatur der Gase, die während eines Waldbrandes entstehen. Ein Waldbrand erzeugt neben starker Rauchbildung eine Vielzahl von Gasen, insbesondere Kohlendioxid und Kohlenmonoxid. Art und Konzentration dieser Gase sind bei einem Waldbrand charakteristisch und lassen sich mittels geeigneter Sensoren detektieren.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung erfolgt die Analyse aus Messdaten eines Sensors. Der Sensor ist z.B. ein Sensorarray zur Gasanalyse, zur Erfassung der Temperatur der Gase auf sowie zur Erfassung der vorherrschenden Windrichtung und - geschwindigkeit.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Messdaten auf dem Endgerät erfasst. Der Sensor ist Teil eines Endgerätes und in diesem angeordnet.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Analyse auf dem Endgerät oder der Servereinheit. Auf der Servereinheit ist ein Software-Programm in einem Speicher angeordnet, mit dem die Analyse automatisch durchgeführt werden kann.

In einerweiteren Ausführung der Erfindung wird aus der Information der Steuerbefehl oder Informationen zur Generierung eines Steuerbefehls generiert. Mittels des Steuerbefehls wird die Detektion eines Waldbrandes initiiert.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird der Steuerbefehl oder die Information zur Generierung eines Steuerbefehls versendet. Der vorzugsweise auf der Servereinheit generierte Steuerbefehl wird über IP-Verbindung und per Kabel an die Waldbranddetektionsvorrichtung gesendet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Versand des Steuerbefehls oder der Information zur Generierung eines Steuerbefehls von der Servereinheit an die Waldbranddetektionsvorrichtung. Der vorzugsweise auf der Servereinheit generierte Steuerbefehl wird über IP-Verbindung und per Kabel an die Waldbranddetektionsvorrichtung gesendet, der Vorgang zur Detektion eines detektierten Waldbrandes wird initiiert.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt der Versand über ein Netzwerk. Das Netzwerk ist vorzugsweise ein LoRaWAN-Netzwerk, das eine sternförmige Architektur aufweist, in der mittels Gateways Nachrichtenpakete zwischen den ersten Waldbranddetektionssensoren und einem zentralen Servereinheit ausgetauscht werden.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang eine erste Positionierung einer Waldbranddetektionseinheit. Die Waldbranddetektionseinheit wird derart in der Nähe des Brandherdes positioniert, dass die Waldbranddetektionseinheit mittels eines geeigneten Sensors, vorzugsweise eine Infrarot-Kamera, den Brandherd detektiert.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang die Lokalisierung des Brandherdes. Die Waldbranddetektionseinheit wird derart in der Nähe des Brandherdes positioniert, dass die Waldbranddetektionseinheit mittels eines geeigneten Sensors, vorzugsweise eine Infrarot-Kamera, den Brandherd detektiert und lokalisiert.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang den Auswurf von einem Waldbranddetektionsmittel. Das Waldbranddetektionsmittel wird durch die Waldbranddetektionseinheit auf oder in einem Umkreis um den Brandherd abgeworfen.

Die Aufgabe wird außerdem mit dem erfindungsgemäßen Waldbranddetektionssystem gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind ebenfalls in den Unteransprüchen dargelegt.

Das erfindungsgemäße Waldbranddetektionssystem weist eine Netzwerkeinrichtung, eine Servereinheit und ein Gateway auf. Das Waldbrandfrüherkennungssystem weist ein Mesh- Gateway-Netzwerk auf, das die Technologie eines LoRaWAN-Netzwerks nutzt. Das LoRaWAN-Netzwerk weist eine sternförmige Architektur auf, in der mittels Gateways Nachrichtenpakete zwischen den Sensoren und einem zentralen Internet-Netzwerk-Server ausgetauscht werden. Das Waldbranddetektionssystem weist eine Vielzahl von Sensoren auf, die über eine Single-Hop-Verbindung mit Gateways verbunden sind. Die Gateways sind üblicherweise Frontend-Gateways. Die Frontend-Gateways sind untereinander verbunden sowie teilweise mit Grenz-Gateways. Ein Grenz-Gateway kann auch mit einem Frontend-Gateway zu einer Mesh-Gateway-Vorrichtung in einem Gerät kombiniert sein. Die Grenz-Gateways sind mit dem Internet-Netzwerk-Server verbunden, entweder über eine drahtgebundene Verbindung oder über eine drahtlose Verbindung mittels Internetprotokoll.

Das erfindungsgemäße Waldbranddetektionssystem weist außerdem ein erstes Endgerät auf, wobei das erste Endgerät eine Sensoreinheit aufweist.

Das erfindungsgemäße Waldbranddetektionssystem weist zusätzlich ein zweites Endgerät auf, wobei das zweite Endgerät ein Waldbranddetektionselement aufweist.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Netzwerk ein LoRaWAN-Netzwerk mit Server, Gateway, einem ersten Endgerät, und einem von dem ersten Endgerät verschiedenen zweiten Endgerät. Das zweite Endgerät ist vorzugsweise eine Waldbranddetektionseinheit, die einen Sensor zur Detektion eines Waldbrandes aufweist, sowie eine Einrichtung zur Detektion eines Waldbrandes.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist das erste Endgerät eine Sensoreinheit und/oder das zweite Endgerät eine Waldbranddetektionseinheit auf. Das zweite Endgerät ist vorzugsweise eine Waldbranddetektionseinheit, die einen Sensor zur Detektion eines Waldbrandes aufweist, sowie eine Einrichtung zur Detektion eines Waldbrandes.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist das erste Endgerät ortsfest angeordnet, z.B. an einem Baum des zu überwachenden Waldes. In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weist das erste Endgerät einen Sensor zur Waldbranddetektion, eine Kommunikationsvorrichtung, einen Energiespeicher und/oder eine Energiekonversionsvorrichtung auf. Das erste Endgerät ist damit autark betreibbar, mit der Kommunikationsvorrichtung mit dem zentralen Netzwerkserver verbindbar. Der Sensor ist ein Sensor zur Gasanalyse, zur Erfassung der Temperatur der Gase sowie zur Erfassung der vorherrschenden Windrichtung und -geschwindigkeit.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Endgerät beweglich, z.B. eine flugfähige Drohne.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist das zweite Endgerät einen Sensor zur Waldbranddetektion, einen Navigationsvorrichtung, einen Antrieb und/oder einen Energiespeicher auf. Die Navigationssensoren weisen einen oder eine Mehrzahl von Kameras und/oder auf Laufzeitmessung basierende Sensoren auf, die Hindernisse während der Bewegung des zweiten Endgerätes erkennt. Das zweite Endgerät ist daher in der Lage, diese Hindernisse zu umgehen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor des ersten Endgerätes verschieden vom Sensor des zweiten Endgerätes. Die erste Detektion des Waldbrandes mittels des ersten Endgerätes erfolgt bevorzugt mittels Detektion und Analyse der bei einem Waldbrand entstehenden Gase (Rauch) sowie deren Temperatur. Die zweite Detektion verwendet ein zur ersten Detektion unterschiedliches Verfahren, z.B. ein bilderfassendes Verfahren, oder ein Verfahren zur Detektion von Partikeln. Mittels eines bilderfassenden Verfahrens kann der Brandherd genauer detektiert werden, insbesondere sind die Ausdehnung des Brandherdes und dessen Ausbreitungsrichtung genauer zu erfassen. Das bilderfassende Verfahren erzeugt bevorzugt ein Wärmebild des Brandherdes. In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist das Netzwerk einen zentralen Server auf. Auf dem zentralen Server ist ein ausführbares Programm in einem Speicher abgelegt, das die Detektion eines Waldbrandes steuert.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weist das Netzwerk mehrere Gateways auf, wobei die Gateways Mesh-Gateways und/oder Grenz-Gateways sind. Mittels Gateways Nachrichtenpakete zwischen den Sensoren und einem zentralen Internet-Netzwerk-Server ausgetauscht werden. Die Mesh-Gateways sind untereinander verbunden sowie teilweise mit Grenz-Gateways. Die Grenz-Gateways sind mit dem Internetnetzwerkserver verbunden, entweder über eine drahtgebundene Verbindung oder über eine drahtlose Verbindung mittels Internetprotokoll.

Die Aufgabe wird außerdem mittels des Verfahrens zur Detektion eines Waldbrandes gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind ebenfalls in den Unteransprüchen dargelegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion eines Waldbrandes weist sechs Verfahrensschritte auf: Im ersten Verfahrensschritt erfolgt eine erste Detektion eines Brandherdes mittels eines ersten Waldbranddetektionssensors. Der erste Waldbranddetektionssensor kann z.B. ein optischer Sensor, Gassensor, Partikelsensor und/oder Temperatursensor sein.

Im zweiten Verfahrensschritt erfolgt eine erste Lokalisierung des Brandherdes. Die Lokalisierung erfolgt im einfachsten Fall über die Position des ersten Waldbranddetektionssensors, der die erste Detektion durchführt. Dazu muss die Position des ersten Waldbranddetektionssensors bekannt sein. Die Positionsbestimmung kann z.B. bei der Installation des ersten Waldbranddetektionssensors erfolgen. Der erste Waldbranddetektionssensor kann z.B. an einem Baum des zu überwachenden Waldes angeordnet werden und die Position des ersten Waldbranddetektionssensors mittels eines Navigationssatellitensystems, z.B. GNSS (global navigation satellite system) einmalig bestimmt werden. Dazu kann z.B. ein handelsübliches GPS-System oder ein Smartphone verwendet werden.

Im dritten Verfahrensschritt erfolgt die Positionierung eines zweiten Waldbranddetektionssensors. Der zweite Waldbranddetektionssensor ist dazu vorzugsweise beweglich ausgeführt und wird in einer derartigen Entfernung vom Brandherd positioniert, dass der zweite Waldbranddetektionssensor im vierten Verfahrensschritt eine zweite Detektion eines Brandherdes durchführt. Der zweite Waldbranddetektionssensor kann ebenfalls wie der erste Waldbranddetektionssensor z.B. ein optischer Sensor, Gassensor, Partikelsensor oder Temperatursensor sein. Zusätzlich zur Detektion des Brandherdes können weitere Informationen zum Brandherd mittels des zweiten Waldbranddetektionssensors ermittelt werden, z.B. die Ausdehnung, Ausbreitungsrichtung und -geschwindigkeit des Brandherdes.

Im fünften Verfahrensschritt erfolgt eine zweite Lokalisierung des Brandherdes. Die Lokalisierung des Brandherdes kann z.B. über die Ermittlung der Position des zweiten Waldbranddetektionssensors erfolgen, wobei die Position des zweiten Waldbranddetektionssensors ebenfalls mittels eines Navigationssatellitensystems, z.B. GNSS (global navigation satellite system) bestimmt wird. Diese zweite Lokalisierung ermittelt den Ort des Brandherdes mit einer geringeren Fehlerrate als die erste Lokalisierung des Brandherdes aufgrund der örtlichen Nähe des zweiten

Waldbranddetektionssensors zum Brandherd.

Im sechsten Verfahrensschritt wird der Brandherd mit einer Waldbranddetektionseinheit detektiert. Aufgrund der genaueren Lokalisierung und der zusätzlich ermittelten Informationen des Brandherdes mittels der zweiten Lokalisierung des Brandherdes ist eine gezielte und frühzeitige Detektion und eine daran anschließende Bekämpfung des Brandherdes möglich. Im Sinne dieser Patentschrift wird unter der Detektion von Waldbränden die Erkennung eines Waldbrandes und/oder Erkennung eines Brandherdes im überwachten Gebiet verstanden. Die Lokalisierung von Waldbränden beinhaltet in dieser Schrift neben der Detektion eines Waldbrandes und/oder Brandherdes zusätzlich auch die Bestimmung der Position eines Waldbrandes und/oder Brandherdes.

Im Sinne dieser Patentschrift wird unter der Bekämpfung von Waldbränden die Detektion, die Lokalisierung, die Eindämmung und/oder die Löschung eines Waldbrandes verstanden Die Detektion umfasst die Erkennung eines Waldbrandes und/oder Erkennung eines Brandherdes im überwachten Gebiet. Die Lokalisierung von Waldbränden beinhaltet in dieser Schrift neben der Detektion eines Waldbrandes und/oder Brandherdes zusätzlich auch die Bestimmung der Position eines Waldbrandes und/oder Brandherdes.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der erste Waldbranddetektionssensor ein ortsfester Waldbranddetektionssensor. Der erste Waldbranddetektionssensor kann z.B. an einem Baum eines zu überwachenden Waldes angeordnet sein.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der erste Waldbranddetektionssensor Teil eines Endgeräts und/oder Gateways eines Netzwerkes. Bevorzugt ist das Netzwerk ein LoRaWAN. Die Netzwerk-Architektur des LoRaWAN ist typischerweise in einer Sterntopologie aufgebaut, bei der Gateways als transparente Brücke fungieren, welche Nachrichten zwischen Endgeräten und einem zentralen Netzwerk-Server, Endgeräten und Back-End-weiterleiten. Die Gateways werden dabei über eine Standard-IP-Verbindung mit einem entsprechenden Netzwerk-Server verbunden, während die Endgeräte eine Single- Hop- Wireless-Kommunikation (LoRa) zu einem oder auch mehreren Gateways verwenden. LoRaWAN-Netzwerke setzen eine sternförmige Architektur mittels Gateways- Nachrichtenpaketen zwischen den Endgeräten und dem zentralen Netzwerk-Server um. Die Gateways sind an den Netzwerk-Server über das Standard-Internet-Protokoll angebunden, während die Endgeräte per Funk über LoRa (Zirpenfrequenzspreizungsmodulation) oder FSK (Frequenzmodulation) mit dem jeweiligen Gateway kommunizieren.

In einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Waldbranddetektionssensor Teil eines Endgerätes und/oder Gateways, wobei das Endgerät und/oder Gateway Teil eines Netzwerks ist. Ein Endgerät weist einen erste Waldbranddetektionssensor, wobei der erste Waldbranddetektionssensor eine Sensoreinheit sein kann. Die Sensoreinheit des ersten Waldbranddetektionssensors weist eine Mehrzahl von Sensoren auf, mit denen ein Waldbrand erfassbar ist. Das Netzwerk weist eine Mehrzahl an Endgeräten auf, die über das zu überwachende Areal verteilt angeordnet sind.

In einerweiteren Ausführung der Erfindung detektiert der erste Waldbranddetektionssensor den Brand durch die Detektion und Analyse von Rauch, Gas-, Temperatur, Partikel oder anderen Informationen. Ein Waldbrand erzeugt neben starker Rauchbildung eine Vielzahl von Gasen, insbesondere Kohlendioxid und Kohlenmonoxid. Außerdem wird die Temperatur der Gase erfasst. Neben Art und Konzentration der bei einem Waldbrand entstehenden Gase ist deren Temperatur ein Indikator für einen Waldbrand. Art und Konzentration dieser Gase sind bei einem Waldbrand charakteristisch und lassen sich mittels geeigneter Sensoren detektieren und analysieren. Die von der Sensoreinheit erfassten Signale werden hinsichtlich der Konzentration der Zusammensetzung der Gase analysiert. Bei Überschreiten einer Konzentration der Gase wird ein Waldbrand detektiert. Art, Zusammensetzung und Temperatur der bei einem Waldbrand entstehenden Gase lassen gerade auch auf das Entstehen eines Waldbrandes schließen. Damit ist es möglich, einen entstehenden Waldbrand zu erfassen und dessen Detektion frühzeitig einzuleiten.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung wird die erste Lokalisierung durch das Auslesen der Position des ersten Waldbranddetektionssensor aus einem Speicher und/oder durch Triangulation der Position der Ortungsvorrichtung und/oder des Waldbranddetektionssensor ermittelt. Die Lokalisierung erfolgt im einfachsten Fall über die Position des ersten Waldbranddetektionssensors, der die erste Detektion durchführt. Dazu muss die Position des ersten Waldbranddetektionssensors bekannt sein. Die Positionsbestimmung kann z.B. bei der Installation des ersten Waldbranddetektionssensors erfolgen. Der erste Waldbranddetektionssensor kann z.B. an einem Baum des zu überwachenden Waldes angeordnet werden und die Position des ersten Waldbranddetektionssensors mittels eines Navigationssatellitensystems, z.B. GPS (Global Positioning System) einmalig bestimmt und gespeichert werden.

Eine andere Möglichkeit ist die Lokalisierung einer Mehrzahl von ersten Waldbranddetektionssensors aus den individuellen Zeitpunkten, an denen jeder erste Waldbranddetektionssensor den Waldbrand detektiert. Von den Waldbranddetektionssensoren erfasste Signale des Waldbrandes können jeweils zueinander unterschiedliche Zeitstempel aufweisen, also zu unterschiedlichen Zeiten detektiert sein. Der Unterschied der Detektion der Signale wird zur Lokalisierung des Waldbrandes herangezogen.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die erste Lokalisierung unter Berücksichtigung der Windrichtung, der Windgeschwindigkeit, des Zeitpunktes der Detektion und/oder der Laufzeit der Signale. Die Lokalisierung eines Waldbrandes erfolgt z.B. mittels einer Mehrzahl von ersten Waldbranddetektionssensoren, insbesondere aus den individuellen Zeitpunkten, an denen jeder erste Waldbranddetektionssensor den Waldbrand detektiert. Von den Waldbranddetektionssensoren erfasste Signale des Waldbrandes können jeweils zueinander unterschiedliche Zeitstempel aufweisen, also zu unterschiedlichen Zeiten detektiert sein. Der Unterschied der Detektion der Signale wird zur Lokalisierung des Waldbrandes herangezogen. Es ist aufgrund der Kenntnis der Zeitpunkte der Detektion des Waldbrandes durch den Waldbranddetektionssensor nicht nur möglich, die Position eines Waldbrandes genauer zu bestimmen, sondern auch dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit. Windrichtung und -geschwindigkeit geben den Brand bekämpfenden Kräften Hinweise auf Ausbreitungsrichtung und -geschwindigkeit des Waldbrandes. Die Detektion des Brandherdes kann daher gezielt und priorisiert eingesetzt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung erfolgt die Positionierung des zweiten Waldbranddetektionssensors dadurch, dass ein zweiter Waldbranddetektionssensor dichter am lokalisierten Brandherd positioniert wird als der erste Waldbranddetektionssensor zum Zeitpunkt der ersten Detektion. Der zweite Waldbranddetektionssensor wird also derart positioniert, dass er während der zweiten Detektion und ebenfalls der zweiten Lokalisierung des Brandherdes eine geringere Entfernung zum Brandherd aufweist als der erste Waldbranddetektionssensor während der ersten Detektion und der ersten Lokalisierung des Brandherdes. Die zweite Detektion und die zweite Lokalisierung des Brandherdes erfolgen daher mit größerer Präzision als die erste Detektion und die erste Lokalisierung des Brandherdes.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist der Waldbranddetektionssensor, der die zweite Detektion durchgeführt hat, ein zweiter Waldbranddetektionssensor. Der zweite Waldbranddetektionssensor wird also zusätzlich zum ersten Waldbranddetektionssensor zur Lokalisierung des Waldbrandes eingesetzt. Der erste Waldbranddetektionssensor führt eine erste Detektion und erste Lokalisierung eines Waldbrandes durch, der zweite Waldbranddetektionssensor eine zweite Detektion und zweite Lokalisierung eines Waldbrandes.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Positionierung des zweiten Waldbranddetektionssensor automatisch. Die Positionierung kann z.B. mittels eines Fahrzeugs erfolgen, in dem der Waldbranddetektionssensor angeordnet ist bzw. der Waldbranddetektionssensor ist ein derartiges Fahrzeug. Der Waldbranddetektionssensor führt einen automatisierten Prozess aus, basierend auf einer Programmierung des Waldbranddetektionssensors.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Positionierung des zweiten Waldbranddetektionssensors autonom. Die Positionierung erfolgt derart, dass eigenständig ohne Fremdeinwirkung die Positionierung des zweiten Waldbranddetektionssensors erfolgt. Dabei werden Hindernisse, z.B. Bäume, erkannt, analysiert sowie aktiv umgangen.

In einer besonders vorteilhaften Gestaltung der Erfindung ist der zweite Waldbranddetektionssensor Teil einer mobilen Waldbranddetektionseinheit. Durch diese vorteilhafte Anordnung ist es mittels der mobile Waldbranddetektionseinheit möglich, den mittels des zweiten Waldbranddetektionssensors detektierten Waldbrand unmittelbar nach der Detektion zu lokalisieren und damit den Brand bekämpfenden Kräften präzise Hinweise zur Bekämpfung und/oder Löschung des Waldbrandes zu geben. Die Ausbreitung des Waldbrandes kann so wirksam vermindert werden.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird die zweite Detektion eines Brandherdes mit dem zweiten Waldbranddetektionssensor durchgeführt. Der zweite Waldbranddetektionssensor wird also zusätzlich zum ersten Waldbranddetektionssensor zur Lokalisierung des Waldbrandes eingesetzt. Der erste Waldbranddetektionssensor führt eine erste Detektion und erste Lokalisierung eines Waldbrandes durch, der zweite Waldbranddetektionssensor eine zweite Detektion und zweite Lokalisierung eines Waldbrandes.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die zweite Detektion des Brandherdes mit einem zur ersten Detektion unterschiedlichen Verfahren durchgeführt. Die erste Detektion des Waldbrandes mittels des ersten Waldbranddetektionssensors erfolgt bevorzugt mittels Detektion und Analyse der bei einem Waldbrand entstehenden Gase (Rauch) sowie deren Temperatur. Die zweite Detektion verwendet ein zur ersten Detektion unterschiedliches Verfahren, z.B. ein bilderfassendes Verfahren.

In einer Weiterbildung der Erfindung verwendet die zweite Detektion ein bilderfassendes Verfahren. Mittels eines bilderfassenden Verfahrens kann der Brandherd genauer detektiert werden, insbesondere sind die Ausdehnung des Brandherdes und dessen Ausbreitungsrichtung genauer zu erfassen. Das bilderfassende Verfahren erzeugt bevorzugt ein Wärmebild des Brandherdes.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die zweite Lokalisierung des Brandherdes mithilfe der Position des zweiten Waldbranddetektionssensor ermittelt. Die zweite Lokalisierung erfolgt mittels des zweiten Waldbranddetektionssensors, der im Vergleich zum fest installierten ersten Waldbranddetektionssensor zum Zeitpunkt der ersten Lokalisierung in einer geringeren Entfernung zum Brandherd positioniert wird. Die zweite Lokalisierung des Brandherdes erfolgt daher mit größerer Präzision als die erste Lokalisierung des Brandherdes.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die zweite Lokalisierung des Brandherdes mithilfe der vom zweiten Waldbranddetektionssensor erfassten Messwerte. Der zweite Waldbranddetektionssensor erfasst mittels geeigneter Sensoren, z.B. eines Infrarot- Sensors, in Kombination mit einem Navigationssensor die Position des Brandherdes mit einer höheren Genauigkeit als der erste Waldbranddetektionssensor.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die zweite Lokalisierung des Brandherdes mit einer mit dem zweiten Waldbranddetektionssensor gekoppelten Steuereinheit. Die Steuereinheit ist als z.B. Mikrocontroller mit einer Steuersoftware ausgebildet. Die Steuereinheit fragt den zweiten Waldbranddetektionssensor ab, sammelt dessen Messwerte und ermittelt die Position des Brandherdes.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuereinheit Teil einer Waldbranddetektionseinheit. Insbesondere in die Steuereinheit in der Waldbranddetektionseinheit angeordnet.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung wird das Ergebnis der zweiten Lokalisierung an einen Netzwerkserver gesendet. Die Steuereinheit und/oder eine mit der Steuereinheit verbundene Kommunikationseinheit sendet das Ergebnis der zweiten Lokalisierung an den zentralen Netzwerkserver des Netzwerks.

In einer Weiterbildung der Erfindung werden neben dem Ergebnis der zweiten Lokalisierung weitere Daten an den Netzwerkserver gesendet. Insbesondere werden Daten zur Ausbreitungsgeschwindigkeit und -richtung des Brandherdes gesendet.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung erfolgt das Bekämpfen und/oder Löschen des Brandherdes mit einer mit dem zweiten Waldbranddetektionssensor gekoppelten Löscheinheit. Der zweite Waldbranddetektionssensor verfügt vorteilhafterweise über eine gekoppelte Löscheinheit, um nach der zweiten Detektion und zweiten Lokalisierung des Brandherdes den Brandherd unverzüglich und gezielt zu bekämpfen bzw. zu löschen.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Bekämpfen und/oder Löschen des Brandherdes durch Auswerfen von Löschmittel. Die Löscheinheit weist ein mit Löschmittel befülltes Lösch mittel reservoir auf. Das Löschmittel wird aus dem Lösch mittel reservoir auf den Brandherd ausgeworfen.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung erfolgt das Auswerfen mehrfach. Das Auswerfen des Löschmittels erfolgt so lange, bis entweder der Brandherd gelöscht ist, oder die Löscheinheit nicht mehr über Löschmittel verfügt. Als Löschmethode kann hier beispielsweise auch Infraschall eingesetzt werden.

In einer Weiterführung der Erfindung wird das Löschmittel nach dem Auswerfen in von der Auswurfrichtung unterschiedlichen Richtungen verteilt. Damit wird sichergestellt, dass das Löschmittel derart in einem Umkreis um den Brandherd verteilt wird, dass die Ausbreitung des Brandherdes vermindert wird. In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Löscheinheit Teil einer Waldbranddetektionseinheit. Die Waldbranddetektionseinheit weist neben dem zweiten Waldbranddetektionssensor die Löscheinheit auf, um nach der zweiten Detektion und zweiten Lokalisierung des Brandherdes den Brandherd unverzüglich und gezielt zu bekämpfen bzw. zu löschen.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden die Verfahrensschritte Positionierung eines zweiten Waldbranddetektionssensor zur Detektion von Waldbränden, zweite Detektion eines Brandherdes und zweite Lokalisierung des Brandherdes mehrfach durchgeführt. Die Positionierung, zweite Detektion und zweite Lokalisierung mittels einer Waldbranddetektionseinheit wird derart wiederholt, dass der Brandherd mit einer geringen Fehlerquote lokalisiert und detektiert ist. Zusätzlich wird die Ausbreitungsgeschwindigkeit und -richtung laufend aktualisiert. Die Detektion des Brandherdes kann daher effektiver erfolgen.

In einer Weiterbildung der Erfindung werden die Verfahrensschritte Positionierung eines zweiten Waldbranddetektionssensor zur Detektion von Waldbränden, zweite Detektion eines Brandherdes, zweite Lokalisierung des Brandherdes und Bekämpfen und/oder Löschen des Brandherdes mit mehreren Waldbranddetektionseinheiten parallel durchgeführt. Mit einer Mehrzahl von Waldbranddetektionseinheiten ist ein Brandherd sehr viel effektiver zu detektieren als nur mit einer Waldbranddetektionseinheit.

Die Aufgabe wird weiterhin mit dem erfindungsgemäßen Waldbranddetektionssystem gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Das erfindungsgemäße Waldbranddetektionssystem weist einen ersten Waldbranddetektionssensor zur Detektion von Waldbränden auf. Der erste Waldbranddetektionssensor ist vorzugsweise ortsfest angeordnet, z.B. an einem Baum des zu überwachenden Waldes. Außerdem weist das erfindungsgemäße Waldbranddetektionssystem ein Positionsermittlungssystem auf, das dafür geeignet und dafür vorgesehen ist die Position des ersten Waldbranddetektionssensor zu ermitteln. Das Positionsermittlungssystem ermittelt die Position des ersten Waldbranddetektionssensor z.B. bei der Installation des ersten Waldbranddetektionssensors. Der erste Waldbranddetektionssensor kann z.B. an einem Baum des zu überwachenden Waldes angeordnet werden und die Position des ersten Waldbranddetektionssensors mittels eines Navigationssatellitensystems, z.B. GPS (Global Positioning System) einmalig bestimmt werden. Dazu können z.B. ein handelsübliches GPS-System oder ein Smartphone verwendet werden. Die Position eines Brandherdes wird über die Position des ersten Waldbranddetektionssensors ermittelt.

Das erfindungsgemäße Waldbranddetektionssystems weist weiterhin einen zweiten Waldbranddetektionssensor sowie ein Ortungssystem auf, das dafür geeignet und dafür vorgesehen ist, die Position eines Brandherdes zu ermitteln. Der zweite Waldbranddetektionssensor wird zusätzlich zum ersten Waldbranddetektionssensor zur Lokalisierung des Waldbrandes eingesetzt. Der erste Waldbranddetektionssensor führt eine erste Detektion und erste Lokalisierung eines Waldbrandes durch, der zweite Waldbranddetektionssensor eine zweite Detektion und zweite Lokalisierung eines Waldbrandes. Das Ortungssystem ermittelt einen Brandherd mit geringerer Fehlerquote als der erste Waldbranddetektionssensor.

Das Waldbranddetektionssystem weist zusätzlich eine Waldbranddetektionseinheit auf. Die Waldbranddetektionseinheit ist im Gegensatz ersten Waldbranddetektionssensor vorzugsweise mobil ausgeführt und dafür geeignet, eine weitere Detektion eines Brandherdes zusätzlich zum ersten Waldbranddetektionssensor durchzuführen.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung umfasst das Waldbranddetektionssystem ein Netzwerk mit Endgerät, Gateway, Server und Waldbranddetektionseinheit. Bevorzugt ist das Netzwerk ein LoRaWAN. Die Netzwerk-Architektur des LoRaWAN ist typischerweise in einer Sterntopologie aufgebaut, bei der Gateways als transparente Brücke fungieren, welche Nachrichten zwischen Endgeräten und einem zentralen Netzwerk-Server, Endgeräten und Back-End-weiterleiten. Die Gateways werden dabei über eine Standard- IP-Verbindung mit einem entsprechenden Netzwerk-Server verbunden, während die Endgeräte eine Single-Hop- Wireless-Kommunikation (LoRa) zu einem oder auch mehreren Gateways verwenden. LoRaWAN-Netzwerke setzen eine sternförmige Architektur mittels Gateways-Nachrichtenpaketen zwischen den Endgeräten und dem zentralen Netzwerk- Server um. Die Gateways (auch Konzentratoren oder Basisstationen genannt) sind an den Netzwerk-Server über das Standard-Internet-Protokoll angebunden, während die Endgeräte per Funk über LoRa (Zirpenfrequenzspreizungsmodulation) oder FSK (Frequenzmodulation) mit dem jeweiligen Gateway kommunizieren.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der erste Waldbranddetektionssensor ortsfest angeordnet. Der erste Waldbranddetektionssensor ist vorzugsweise z.B. an einem Baum des zu überwachenden Waldes angeordnet.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung ist der erste Waldbranddetektionssensor Teil eines Endgerätes und/oder Gateways. Ein Endgerät und/oder Gateway weist einen ersten Waldbranddetektionssensor, wobei der erste Waldbranddetektionssensor eine Sensoreinheit sein kann. Die Sensoreinheit des ersten Waldbranddetektionssensors weist eine Mehrzahl von Sensoren auf, mit denen ein Waldbrand erfassbar ist. Das Netzwerk weist eine Mehrzahl an Endgeräten und/oder Gateways auf, die über das zu überwachende Areal verteilt angeordnet sind.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind mit dem Waldbranddetektionssystem die Wetterdaten erfassbar oder abrufbar. Die Wetterdaten umfassen z.B. Windgeschwindigkeit und -richtung. Aufgrund der Wetterdaten kann die Ausbreitungsrichtung und -geschwindigkeit eines Brandherdes vorhergesagt werden. In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist mit der Steuerung des Waldbranddetektionssystems die Position eines Brandherdes ermittelbar. Die Steuerung weist einen Speicher auf, in dem ein durch die Steuereinheit ausführbares Programm gespeichert ist, das die Position eines Brandherdes ermittelt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat das Positionsermittlungssystem des Waldbranddetektionssystems die Positionen von ortsfesten Elementen gespeichert. Ortsfeste Elemente des Waldbranddetektionssystems sind z.B. die ersten Waldbranddetektionssensoren, die in Endgeräten und Gateways angeordnet sind. Die Position eines Endgerätes wird z.B. auf dem Netzwerkserver dauerhaft gespeichert.

In einer Weiterbildung der Erfindung hat das Positionsermittlungssystem die Positionen von ortsfesten Elementen ermittelt. Ortsfeste Elemente des Waldbranddetektionssystems sind z.B. die ersten Waldbranddetektionssensoren, die in Endgeräten und Gateways angeordnet sind.

Zur Positionsbestimmung wird z.B. ein Navigationssatellitensystem verwendet. Die ermittelte Position eines ersten Waldbranddetektionssensors wird z.B. auf dem Netzwerkserver ebenfalls dauerhaft gespeichert. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionsbestimmung eines ersten Waldbranddetektionssensoren mittels des Navigationssatellitensystems ständig oder in Intervallen ermittelt und gespeichert werden.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung ist der zweite Waldbranddetektionssensor beweglich. Die zweite Lokalisierung eines Brandherdes erfolgt mittels des zweiten Waldbranddetektionssensors, der im Vergleich zum fest installierten ersten Waldbranddetektionssensor zum Zeitpunkt der ersten Lokalisierung in einer geringeren Entfernung zum Brandherd positioniert wird. Die zweite Lokalisierung des Brandherdes erfolgt daher mit größerer Präzision als die erste Lokalisierung des Brandherdes. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der zweite Waldbranddetektionssensor Teil der Waldbranddetektionseinheit. Nach der ersten Detektion und ersten Lokalisierung eines Brandherdes durch den ersten Waldbranddetektionssensor erfolgt die Detektion des Brandherdes mittels des zweiten Waldbranddetektionssensors.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist der zweite Waldbranddetektionssensor einen bilderfassenden Waldbranddetektionssensor auf. Mittels eines bilderfassenden Verfahrens kann der Brandherd genauer detektiert werden, insbesondere sind die Ausdehnung des Brandherdes und dessen Ausbreitungsrichtung genauer zu erfassen. Der bilderfassende Waldbranddetektionssensor erzeugt bevorzugt ein Wärmebild des Brandherdes.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Ortungssystem dafür geeignet und dafür vorgesehen, die Position des Brandherdes zu bestimmen. Das Ortungssystem ist im zweiten Waldbranddetektionssensor angeordnet, der in einer geringeren Entfernung zum Brandherd positioniert wird als der erste Waldbranddetektionssensor. Die Lokalisierung des Brandherdes erfolgt daher mit größerer Präzision als die erste Lokalisierung des Brandherdes mittels eines ersten Waldbranddetektionssensors.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Ortungssystem dafür geeignet und dafür vorgesehen, die Position des Brandherdes relativ zur Position des Ortungssystems zu bestimmen. Das Ortungssystem ist im zweiten Waldbranddetektionssensor angeordnet, der beweglich ist. Die Position des Brandherdes wird relativ zur Position des zweiten Waldbranddetektionssensors ermittelt und weist eine geringe Fehlerquote auf.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nutzt das Ortungssystem ein Triangulationsverfahren zur Positionsbestimmung, bei dem die Entfernung z.B. zu ortsfesten Elementen des Waldbranddetektionssystems, z.B. den ersten Waldbranddetektionssensoren und/oder den Gateways ermittelt wird. In einer weiteren Gestaltung der Erfindung ist die erste Steuerung Teil des zentralen Servers eines Netzwerkes. Die erste Steuerung ist ortsfest und z.B. ein Microcomputer und weist Speicher und Microprozessor sowie eine geeignete Software auf.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die zweite Steuerung Teil der Waldbranddetektionseinheit. Die zweite Steuerung weist einen Speicher auf, in dem durch die zweite Steuerung ein ausführbares gespeichert ist, das den Betrieb der Waldbranddetektionseinheit ermöglicht.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist die Waldbranddetektionseinheit als motorisiertes Fahrzeug ausgestaltet. Bevorzugt ist die Waldbranddetektionseinheit flugfähig, um auch größere Entfernungen in kurzer Zeit zurücklegen zu können.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Waldbranddetektionseinheit eine Drohne und/oder ein Roboter. Die Waldbranddetektionseinheit ist vorzugsweise unbemannt und ermöglicht eine automatische und/oder autonome Detektion eines Brandherdes.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Waldbranddetektionseinheit den zweiten Waldbranddetektionssensor, eine Antriebseinheit, eine Energieeinheit, eine Navigationseinheit, eine Lenkeinheit, eine Steuereinheit und/oder eine Kommunikationseinheit und/oder eine Löscheinheit auf. Die Waldbranddetektionseinheit ist vorzugsweise eine flugfähige Drohne, die automatisch und/oder autonom einen Brandherd detektiert.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weist die Navigationseinheit Navigationssensoren zur Erfassung von Objekten in der Umgebung auf. Die Navigationssensoren erkennen insbesondere Hindernisse, die während einer Bewegung der Waldbranddetektionseinheit auftreten können. Die Waldbranddetektionseinheit ist daher in der Lage, diese Hindernisse zu umgehen.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Navigationssensoren Kameras und/oder auf Laufzeitmessung basierende Sensoren. Die Navigationssensoren weisen einen oder eine Mehrzahl von Kameras und/oder auf Laufzeitmessung basierende Sensoren auf, die Hindernisse während der Bewegung der Waldbranddetektionseinheit erkennt. Die Hindernisse werden von der in der Waldbranddetektionseinheit angeordneten Steuereinheit derart erfasst, erkannt und analysiert, dass die Waldbranddetektionseinheit während der Bewegung den Hindernissen automatisch ausweicht.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung sind die auf Laufzeitmessung basierende Sensoren Radar-, Ultraschall- und/oder LiDAR-Sensoren. Die Navigationssensoren weisen einen oder eine Mehrzahl von Kameras und/oder auf Laufzeitmessung basierende Sensoren (z.B. Radar, Ultraschall, Lidar) auf, die Hindernisse während der Bewegung der Waldbranddetektionseinheit erkennt. Die Hindernisse werden von der in der Waldbranddetektionseinheit angeordneten Steuereinheit derart erfasst, erkannt und analysiert, dass die Waldbranddetektionseinheit während der Bewegung den Hindernissen automatisch ausweicht.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist das Waldbranddetektionssystem eine Waldbranddetektionsstation auf. Die Waldbranddetektionsstation ist eine witterungsgeschützte Station zur Aufnahme der Waldbranddetektionseinheit.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Waldbranddetektionseinheit an die Waldbranddetektionsstation koppelbar. Die Waldbranddetektionsstation ist dazu eingerichtet, mit z.B. einem Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit verbunden zu werden, um den Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit mit elektrischer Energie zu versorgen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen Waldbranddetektionseinheit und Waldbranddetektionsstation Daten, Energie und/oder Löschmittel austauschbar. Die Waldbranddetektionsstation ist dazu eingerichtet, mit z.B. einem Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit verbunden zu werden, um den Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit mit elektrischer Energie zu versorgen. Zusätzlich wird die Waldbranddetektionseinheit mit Löschmittel befüllt. Alternativ kann auch Infraschall zur Löschung des Brandes eingesetzt werden.

Die Aufgabe wird außerdem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind ebenfalls in den Unteransprüchen dargelegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes weist drei Verfahrensschritte auf: Im ersten Verfahrensschritt wird ein Waldbrand in einem Waldgebiet detektiert. Dazu wird eine Mehrzahl von Waldbranddetektionssensoren eingesetzt, die bevorzugt in einem Netzwerk angeordnet sind.

Im zweiten Verfahrensschritt wird der Brandherd lokalisiert. Die Lokalisierung erfolgt z.B. mittels eines Triangulationsverfahrens.

Im dritten Verfahrensschritt wird der Brandherd automatisch detektiert und/oder lokalisiert. Dazu wird eine Waldbranddetektionseinheit eingesetzt, die bevorzugt flugfähig ist und über entsprechende Sensoren verfügt.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird der Brandherd mit einem ersten Waldbranddetektionssensor detektiert. Der erste Waldbranddetektionssensor ist ortsfest angeordnet, z.B. an einem Baum des zu überwachenden Waldgebietes. In einer weiteren Ausführung der Erfindung werden aus den erfassten Daten des ersten Waldbranddetektionssensors, gespeicherten Daten, Windrichtung, Windgeschwindigkeit und/oder Triangulationsverfahren der Brandherd lokalisiert. Die Sensoreinheiten des ersten Waldbranddetektionssensors detektieren jeweils ein Signal, deren Quelle die durch den Waldbrand erzeugten Gase sind, sowie die einzelnen Zeitpunkte der Erfassung der einzelnen Signale. Aufgrund dieser detektierten Signale sowie der erfassten Zeitpunkte ihrer Detektion wird die Position des Brandherdes ermittelt. Mittels der Windrichtung und Windgeschwindigkeit wird die Positionsbestimmung mit einer geringen Fehlerquote möglich.

In einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung wird nach der Lokalisierung des Brandherdes ein automatischer Waldbranddetektions- und/oder Lokalisierungsvorgang gestartet. Der Start des automatischen Waldbranddetektions- und/oder Lokalisierungsvorgangs erfolgt unmittelbar nach der Lokalisierung des Brandherdes, indem z.B. eine flugfähige Drohne als Waldbranddetektionseinheit eingesetzt wird. Eine automatische Detektion und/oder Lokalisierung eines Brandherdes kann daher unmittelbar nach Entstehen eines Brandherdes einsetzen. Im Anschluss an die Lokalisierung des Waldbrandes folgt optional die Waldbrandbekämpfung.

In einer Weiterbildung der Erfindung beinhaltet der Start des Waldbranddetektions- und/oder Lokalisierungsvorgangs die Aktivierung einer Waldbranddetektionseinheit. Die Waldbranddetektionseinheit befindet sich üblicherweise in einem Ruhemodus, um Energie zu sparen. Erst bei einem Signal zum Start eines Waldbranddetektions- und/oder Lokalisierungsvorgangs wird die Waldbranddetektionseinheit aktiviert. Die Waldbranddetektionseinheit wird optional auch zur Waldbrandbekämpfung eingesetzt und in diesem Fall mit einem Löschmittel ausgerüstet.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung wird die Waldbranddetektionseinheit nach der Lokalisierung des Brandherdes neu positioniert. Die Waldbranddetektionseinheit wird vorzugsweise derart in der Nähe des Brandherdes positioniert, dass eine Detektion und/oder Lokalisierung eines Brandherdes erfolgen kann.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung erfolgt die Positionierung der Waldbranddetektionseinheit anhand der Lokalisierung des Brandherdes. Die Waldbranddetektionseinheit wird vorzugsweise derart in der Nähe des Brandherdes positioniert, dass eine Detektion und/oder Lokalisierung eines Brandherdes erfolgen kann. Dazu muss die Position eines Brandherdes möglichst genau bekannt sein. Die Sensoreinheiten des ersten Waldbranddetektionssensors detektieren und lokalisieren den Brandherd und senden die Positionsdaten an die Waldbranddetektionseinheit.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt vor dem automatischen Detektieren und/oder Lokalisieren des Brandherdes eine zweite Lokalisierung des Brandherdes. Die zweite Lokalisierung erfolgt bevorzugt mit einem zweiten Waldbranddetektionssensor, der derart in der Nähe des Brandherdes positioniert ist, dass die Entfernung des zweiten Waldbranddetektionssensors zum Brandherd geringer ist als die Entfernung eines ersten Waldbranddetektionssensors zum Zeitpunkt der ersten Detektion des Waldbrandes.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt nach der zweiten Lokalisierung des Brandherdes eine zweite Positionierung der Löscheinheit. Aufgrund der zweiten Lokalisierung erfolgt die zweite Positionierung mit einer höheren Genauigkeit als die erste Positionierung der Löscheinheit.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung erfolgt die automatische Detektion und/oder Lokalisierung des Brandherdes durch die Positionierung der Waldbranddetektionseinheit über dem Brandherd und/oder in seiner unmittelbaren Nähe. Aufgrund der Positionierung erfolgt die automatische Detektion Lokalisierung mit einer höheren Genauigkeit als die erste Positionierung der Waldbranddetektionseinheit. Hierzu wird die aktuelle Position der Waldbrandbekämpfungseinheit beispielsweise mittels GPS bestimmt. Weiterhin kommt für die automatische Detektion und/oder Lokalisierung des Brandherdes durch die Positionierung der Waldbranddetektionseinheit ein anderer Sensor zum Einsatz als mit dem ersten Waldbranddetektionssensors. Bevorzugt ist dies eine IR-Kamera.

Die Aufgabe wird weiterhin mit der erfindungsgemäßen Waldbranddetektionsvorrichtung gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind ebenfalls in den Unteransprüchen dargelegt.

Die erfindungsgemäße Waldbranddetektionsvorrichtung weist einen Brandsensor, ein Ortungssystem sowie eine automatische Detektionseinheit auf. Eine Mehrzahl von Waldbranddetektionssensoren, die z.B. in einem Netzwerk angeordnet sind, sind derart ausgebildet, dass sie einen Waldbrand und/oder einen Brandherd detektieren. Das Ortungssystem ist dafür geeignet und dafür vorgesehen, die Position des Brandherdes zu bestimmen. Die Lokalisierung erfolgt z.B. mittels eines Triangulationsverfahrens. Die automatische Detektionseinheit weist geeignete Sensoren zur Detektion eines Brandherdes auf. Die automatische Detektionseinheit ist vorzugsweise Teil einer flugfähigen Drohne, die automatisch einen Brandherd detektiert.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind der Brandsensor, das Ortungssystem und/oder die automatische Detektionseinheit beweglich angeordnet. Die automatische Detektionseinheit ist vorzugsweise Teil einer flugfähigen Drohne, die automatisch einen Waldbrand detektiert, lokalisiert und optional auch einen Brandherd bekämpft.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung sind der Brandsensor, das Ortungssystem und/oder die automatische Detektionseinheit Teil eines motorisierten Fahrzeugs. Die automatische Detektionseinheit ist vorzugsweise Teil einer flugfähigen Drohne, die automatisch einen Waldbrand detektiert, lokalisiert und optional auch einen Brandherd bekämpft. In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist die Waldbranddetektionsvorrichtung eine Waldbranddetektionseinheit und/oder eine Waldbranddetektionsstation auf. Die Waldbranddetektionsstation ist eine witterungsgeschützte Station zur Aufnahme der Waldbranddetektionseinheit. Die Waldbranddetektionseinheit weist den Brandsensor und/oder das Ortungssystem auf.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Waldbranddetektionseinheit den zweiten Sensor, eine Antriebseinheit, eine Energieeinheit, eine Navigationseinheit, eine Lenkeinheit, eine Steuereinheit und/oder eine Kommunikationseinheit auf. Die Waldbranddetektionseinheit ist vorzugsweise eine flugfähige Drohne, die automatisch einen Brandherd detektiert und lokalisiert.

Die Aufgabe wird außerdem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind ebenfalls in den Unteransprüchen dargelegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes weist drei Verfahrensschritte auf: Im ersten Verfahrensschritt werden Informationen empfangen. Die Informationen beinhalten z.B. die Detektion eines Waldbrandes, dessen Position und ggf. dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit und -richtung. Im zweiten Verfahrensschritt wird eine Waldbranddetektionseinheit anhand der empfangenen Informationen autonom positioniert. Im dritten Verfahrensschritt wird der Brandherd mit der Waldbranddetektionseinheit detektiert und/oder lokalisiert, indem z.B. eine flugfähige Drohne als Waldbranddetektionseinheit eingesetzt wird. Eine Detektion und/oder Lokalisierung eines Brandherdes kann daher unmittelbar nach Entstehen eines Brandherdes einsetzen.

In einer Weiterbildung der Erfindung beinhalten die Informationen Positionsdaten, insbesondere die Position eines Waldbrandes und die Position einer Waldbranddetektionseinheit. In einer weiteren Ausbildung der Erfindung werden die Informationen zum Empfang von einem Endgerät und/oder einem zentralen Server versendet und/oder von einer Waldbranddetektionsvorrichtung empfangen. Der zentrale Server ist z.B. ein Netzwerkserver eines LoRaWAN-Mesh-Gateway-Netzwerks, in dem eine Mehrzahl an Waldbranddetektionssensoren angeordnet sind. Die Waldbranddetektionsvorrichtung weist eine Waldbranddetektionseinheit auf.

In einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Waldbranddetektionsvorrichtung eine Waldbranddetektionsstation und/oder eine Waldbranddetektionseinheit. Die Waldbranddetektionsstation ist eine witterungsgeschützte Station zur Aufnahme der Waldbranddetektionseinheit.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung erfolgt die Routenbestimmung aus eigenen Positionsdaten und Zielpositionsdaten. Dazu wird z.B. auf dem Netzwerkserver eine Route bestimmt. Die Route beinhaltet die derzeitige Position der Waldbranddetektionseinheit als Teil der Waldbranddetektionsstation sowie die Position des Zielgebietes, insbesondere die Position des Brandherdes.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Waldbranddetektionseinheit von einer Waldbranddetektionsstation entkoppelt. Im Ruhemodus ist die Waldbranddetektionseinheit mit der Waldbranddetektionsstation unbeweglich gekoppelt.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird der Motor der Waldbranddetektionseinheit gestartet. Der Motor ist bevorzugt ein Elektromotor, der mittels eines Energiespeichers (Akku) mit elektrischer Energie versorgt wird.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird die Waldbranddetektionseinheit entlang einer bestimmten Route motorisiert fortbewegt. Die Route beinhaltet die derzeitige Position der Waldbranddetektionseinheit als Teil der Waldbranddetektionsstation sowie die Position des Zielgebietes, insbesondere des Brandherdes.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfasst die Waldbranddetektionseinheit Hindernisse entlang einer Route. Hindernisse sind z.B. Bäume des zu überwachenden Waldes, die während einer Bewegung der Waldbranddetektionseinheit auftreten können. Die Waldbranddetektionseinheit ist daher in der Lage, diese Hindernisse zu umgehen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ermittelt die Waldbranddetektionseinheit eine Ausweichroute zum Ziel. Die Waldbranddetektionseinheit verfügt dazu über eine Steuereinheit, die die Ausweichroute aufgrund der erfassten Hindernisse, derzeitige Position der Waldbranddetektionseinheit und Zielposition ermittelt.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die Waldbranddetektionseinheit die motorisierte Bewegung auf der Ausweichroute fortgesetzt. Erfassung von Hindernissen, Ermittlung einer Ausweichroute und motorisierte Bewegung entlang der Ausweichroute wird permanent während der Bewegung der Waldbranddetektionseinheit wiederholt und ausgeführt.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung detektiert die Waldbranddetektionseinheit den Brandherd nach Erreichen des Zielgebietes. Aufgrund der ersten Detektion und Lokalisierung des Waldbrandes wird eine Waldbranddetektionseinheit derart in der Nähe des Brandherdes positioniert, dass die Waldbranddetektionseinheit mittels eines geeigneten Sensors, vorzugsweise eine Infrarot- Kamera, den Brandherd detektiert.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung lokalisiert die Waldbranddetektionseinheit den Brandherd nach Erreichen des Zielgebietes. Aufgrund der ersten Detektion und Lokalisierung des Waldbrandes wird eine Waldbranddetektionseinheit derart in der Nähe des Brandherdes positioniert, dass die Waldbranddetektionseinheit mittels eines geeigneten Sensors, vorzugsweise eine Infrarot- Kamera, den Brandherd detektiert.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung löscht die Waldbranddetektionseinheit den Brandherd durch Auswerfen von Löschmitteln. Alternativ kann hier auch Infraschall als Löschmittel eingesetzt werden. Die Waldbranddetektionseinheit weist ein Löschmittelreservoir auf. Das Löschmittel ist z.B. Wasser oder ein Schaumlöschmittel.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung generiert und/oder führt eine Steuereinheit der Waldbranddetektionseinheit Steuerbefehle zur Detektion eines Brandherdes, zur Lokalisierung eines Brandherdes, zur Fortbewegung der Waldbranddetektionseinheit, zur Navigation der Waldbranddetektionseinheit, zur Lenkung der Waldbranddetektionseinheit und/oder zum Auswerfen von Löschmitteln aus. Die Steuereinheit ist als Mikrocontroller ausgebildet und weist Speicher und Microprozessor mit einer Steuersoftware auf.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung erfolgt einer oder mehrere der vorhergehenden Verfahrensschritte autonom. Die Waldbranddetektionseinheit ist vorzugsweise unbemannt und als autonom steuerbare und flugfähige Drohne ausgebildet. Eine Detektion und Löschung eines Brandherdes kann daher in einem geringen Zeitfenster nach der Detektion eines Brandherdes erfolgen.

Die Aufgabe wird außerdem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes mit einer Waldbranddetektionsstation gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind ebenfalls in den Unteransprüchen dargelegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes mit einer Waldbranddetektionsstation weist drei Verfahrensschritte auf: Im ersten Verfahrensschritt werden Informationen empfangen. Die Informationen beinhalten z.B. die Detektion eines Waldbrandes, dessen Position und ggf. dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit und -richtung. Im zweiten Verfahrensschritt wird eine Waldbranddetektionseinheit von einer Waldbranddetektionsstation entkoppelt. Die Waldbranddetektionsstation ist eine witterungsgeschützte Station zur Aufnahme der Waldbranddetektionseinheit. Im Ruhemodus ist die Waldbranddetektionseinheit mit der Waldbranddetektionsstation unbeweglich gekoppelt. Im dritten Verfahrensschritt wird der Brandherd mit der Waldbranddetektionseinheit detektiert und/oder lokalisiert, indem z.B. eine flugfähige Drohne als Waldbranddetektionseinheit eingesetzt wird. Eine Detektion und/oder Lokalisierung eines Brandherdes kann daher unmittelbar nach Detektion eines Brandherdes einsetzen.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung werden die Informationen von der Waldbranddetektionseinheit an die Waldbranddetektionsstation und/oder von der Waldbranddetektionsstation an die Waldbranddetektionseinheit weitergeleitet.

In einer Weiterbildung der Erfindung beinhalten die Informationen Positionsdaten, insbesondere die Position eines Waldbrandes und die Position einer Waldbranddetektionseinheit.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung umfassen die Positionsinformationen die Position eines detektierten Waldbrandes oder die Position der den Waldbrand detektierenden Sensoren. Die den Waldbrand detektierenden Sensoren sind üblicherweise ortsfest z.B. an einem Baum des zu überwachenden Waldes angeordnet. Die Position der den Waldbrand detektierenden Sensoren sind auf z.B. einem Netzwerkserver gespeichert, nachdem sie z.B. mittels GNSS oder Triangulation ermittelt wurde.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang das Positionieren einer Waldbranddetektionseinheit. Die Waldbranddetektionseinheit wird derart in der Nähe des Brandherdes positioniert, dass die Entfernung der Waldbranddetektionseinheit zum Brandherd geringer ist als die Entfernung der den Waldbrand detektierenden Sensoren. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang das Erfassen von Sensordaten eines Sensors der Waldbranddetektionseinheit. Der Sensor ist bevorzugt eine Infrarot-Kamera, die ein Wärmebild des Brandherdes erfasst. Zusätzlich können Sensoren zur Gasanalyse in der Waldbranddetektionseinheit angeordnet sein.

In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang das Lokalisieren der Position des Waldbrandes mit der Waldbranddetektionseinheit. Der Brandherd ist daher genauer lokalisiert und kann gezielt bekämpft werden.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang das Bekämpfen des Waldbrandes mit einem Löschmittel. Die Waldbranddetektionseinheit weist Löschmittel, z.B. Wasser oder ein Schaumlöschmittel oder eine Einheit zur Generierung von Infraschall auf.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Löschmittel aus der Waldbranddetektionseinheit ausgeworfen. Die Waldbranddetektionseinheit weist Löschmittel, z.B. Wasser oder ein Schaumlöschmittel auf, das ausgeworfen wird. Dabei kann je nach Ausdehnung des Brandherdes und dessen Ausbreitungsrichtung und - geschwindigkeit das Auswerfen mehrfach erfolgen.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung kehrt die Waldbranddetektionseinheit nach Auswurf des Löschmittel zur Waldbranddetektionsstation zurück. An der Waldbranddetektionsstation kann die Waldbranddetektionseinheit wieder mit Löschmittel beladen und betankt werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung koppelt die Waldbranddetektionseinheit nach der Rückkehr zur Waldbranddetektionsstation an die Waldbranddetektionsstation. Die Waldbranddetektionseinheit wird in eine Ruhemodus versetzt, um Energie zu sparen. In einer weiteren Gestaltung der Erfindung umfasst das Koppeln den Anschluss der Waldbranddetektionseinheit an die Waldbranddetektionsstation. Mittels der Kopplung an der Waldbranddetektionsstation kann die Waldbranddetektionseinheit wieder mit Löschmittel beladen und betankt werden, Daten und Informationen werden ausgetauscht und ggf. ein Software- Update durchgeführt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Anschluss der Waldbranddetektionseinheit an die Waldbranddetektionsstation einen Anschluss der Waldbranddetektionseinheit eine Energieversorgung. Die Waldbranddetektionseinheit ist vorzugsweise eine flugfähige Drohne mit elektrischem Antrieb. Mittels eines in der Waldbranddetektionsstation angeordneten Energieversorgung kann die Waldbranddetektionseinheit wieder mit elektrischer Energie versorgt werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird die Waldbranddetektionseinheit mit Energie betankt. Die Waldbranddetektionseinheit ist vorzugsweise eine flugfähige Drohne mit elektrischem Antrieb. Mittels eines in der Waldbranddetektionsstation angeordneten Energieversorgung kann die Waldbranddetektionseinheit wieder mit elektrischer Energie versorgt werden.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung umfasst der Anschluss der Waldbranddetektionseinheit an die Waldbranddetektionsstation einen Anschluss der Waldbranddetektionseinheit ein Löschmittelreservoir. Das Löschmittel ist z.B. Wasser oder ein Schaumlöschmittel, das in abwerfbaren Behältern in der Waldbranddetektionsstation gelagert ist.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die Waldbranddetektionseinheit mit Löschmittel beladen. Das Löschmittel ist z.B. Wasser oder ein Schaumlöschmittel, das zum Beispiel in abwerfbaren Behältern in der Waldbranddetektionsstation gelagert ist oder direkt ausgeworfen wird. Nach der Detektion des Brandherdes wird die Waldbranddetektionseinheit wieder mit Löschmittel beladen und ist wieder einsatzbereit.

In einer Weiterbildung der Erfindung beinhaltet das Entkoppeln das Trennen eines Anschlusses an Energie-(Strom-)versorgung. Die Waldbranddetektionseinheit ist vorzugsweise eine flugfähige Drohne mit elektrischem Antrieb, der aus einem in der Waldbranddetektionseinheit angeordneten aufladbarem Energiespeicher (Akku) versorgt wird.

Die Aufgabe wird außerdem mit der erfindungsgemäßen autonomen Waldbranddetektionseinheit gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind ebenfalls in den Unteransprüchen dargelegt.

Die erfindungsgemäße autonome Waldbranddetektionseinheit weist eine Navigationseinheit, eine autonome Steuereinheit sowie eine Lokalisierungseinheit auf. Die Navigationseinheit weist Navigationssensoren zur Erfassung von Objekten in der Umgebung auf. Die Navigationssensoren erkennen insbesondere Hindernisse, die während einer Bewegung der Waldbranddetektionseinheit auftreten können. Die Waldbranddetektionseinheit ist daher in der Lage, diese Hindernisse zu umgehen. Die Steuereinheit ist als Mikrocontroller ausgebildet und weist Speicher und Microprozessor mit einer Steuersoftware auf. Die Lokalisierungseinheit weist geeignete Sensoren zur Lokalisierung eines Waldbrandes auf. Bevorzugt ist das ein IR-Sensor und/oder eine IR- Kamera.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die autonome Waldbranddetektionseinheit einen Antrieb auf. Die autonome Waldbranddetektionseinheit ist vorzugsweise eine flugfähige Drohne, die automatisch einen Brandherd detektiert. Der Antrieb ist vorzugsweise elektrisch und weist einen elektrischen Motor sowie einen Rotor auf, mit dem die autonome Waldbranddetektionseinheit antreibbar ist. In einerweiteren Ausbildung der Erfindung weist die autonome Waldbranddetektionseinheit eine steuerbare Lenkung auf. Durch Verschwenken der Rotoren und Variation der Drehzahl der die einzelnen Motoren des Antriebs ist die autonome Waldbranddetektionseinheit lenkbar.

In einerweiteren Gestaltung der Erfindung weist die autonome Waldbranddetektionseinheit eine Detektionseinheit auf, die dafür vorgesehen und dafür geeignet ist einen Brandherd zu detektieren. Bevorzugt verwendet die Detektion ein bilderfassendes Verfahren, bevorzugt wird ein Wärmebild des Brandherdes erfasst.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist die Detektionseinheit eine Detektionssensoreinheit auf, die dafür vorgesehen und dafür geeignet ist einen Waldbrand zu erkennen. Bevorzugt verwendet die Detektion ein bilderfassendes Verfahren, bevorzugt wird ein Wärmebild des Brandherdes erfasst.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Detektionseinheit eine Ortungssensoreinheit auf, die dafür vorgesehen und dafür geeignet ist einen Waldbrand zu lokalisieren. Mittels der Ortungssensoreinheit ist die Position des Brandherdes relativ zur Ortungssensoreinheit der Waldbranddetektionseinheit bestimmbar. Zusätzlich kann die Position des Ortungssensoreinheit der Waldbranddetektionseinheit mittels eines Navigationssatellitensystems, z.B. GPS, bestimmbar sein.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die Ortungssensoreinheit, die Detektionssensoreinheit, der Antrieb, die steuerbare Lenkung, die Navigationseinheit, die Navigationssensoren und/oder die Kommunikationseinheit an die autonome Steuereinheit gekoppelt. Die Steuereinheit der Waldbranddetektionseinheit führt Steuerbefehle zur Detektion eines Brandherdes, zur Lokalisierung eines Brandherdes, zur Fortbewegung der Waldbranddetektionseinheit, zur Navigation der Waldbranddetektionseinheit, zur Lenkung der Waldbranddetektionseinheit und/oder zum Auswerfen von Löschmitteln aus. Die Steuereinheit ist als Mikrocontroller ausgebildet und weist Speicher und Microprozessor mit einer Steuersoftware auf.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist die autonome Steuereinheit einen Speicher auf, in dem ein durch die autonome Steuereinheit ausführbares Programm gespeichert ist, das den autonomen Betrieb der autonomen Waldbranddetektionseinheit ermöglicht.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weist die autonome Steuereinheit ein Softwareprogramm zur Steuerung einer autonome Waldbranddetektionseinheit auf.

Die Aufgabe wird außerdem mit der erfindungsgemäßen Waldbranddetektionsstation gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind ebenfalls in den Unteransprüchen dargelegt.

Die erfindungsgemäße Waldbranddetektionsstation weist eine Empfangseinrichtung, eine Energiequelle sowie eine Aufnahme für bewegliche Waldbranddetektionseinheit auf. Die Waldbranddetektionsstation ist dazu eingerichtet, die Waldbranddetektionseinheit aufzunehmen und weist einen allseitigen Witterungsschutz auf, der an der Oberseite öffenbar bzw. verschließbar gestaltet ist. Die Oberseite weist eine Energiekonversionsvorrichtung auf. Auf der Unterseite ist ein Energiespeicher (Akku) angeordnet, der durch die Energiekonversionsvorrichtung mit elektrischer Energie geladen wird.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Waldbranddetektionsstation einen Empfänger, eine Energiequelle und/oder eine Löschvorrichtung auf. Der Empfänger ist dazu eingerichtet, Informationen insbesondere zur Position eines detektierten Brandherdes zu empfangen. Die Energiequelle ist bevorzugt eine Photovoltaik-Anlage mit einem Energiespeicher. Die Löschvorrichtung weist eine Mehrzahl an abwerfbaren Behältern mit Löschmittel, z.B. einem Schaumlöschmittel, auf. Alternativ wird das Löschmittel direkt abgeworfen.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst die Waldbranddetektionsstation eine fahrbare Waldbranddetektionseinheit. Die Waldbranddetektionseinheit ist als bevorzugt autonome flugfähige Drohne ausgeführt und weist dazu eine Antriebseinheit mit einer Mehrzahl an von Motoren angetriebenen Rotoren auf. Die Motoren sind üblicherweise Elektromotoren und werden durch einen wiederaufladbaren Energiespeicher (Akku) mit Energie versorgt.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung umfasst die Waldbranddetektionsstation und/oder die Waldbranddetektionseinheit ein Löschmittelreservoir. Die Löschmittelreservoir weist eine Mehrzahl an abwerfbaren Behältern mit Löschmittel, z.B. einem Schaumlöschmittel, auf, die in der beweglichen Waldbranddetektionseinheit angeordnet werden können. Alternativ wird das Löschmittel in einen Tank der Waldbranddetektionseinheit gepumpt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Waldbranddetektionsstation und/oder die Waldbranddetektionseinheit einen Stromanschluss und/oder eine Energiekonversionsvorrichtung. Die Energiequelle ist bevorzugt eine Photovoltaik-Anlage mit einem Energiespeicher, die Waldbranddetektionsstation kann daher unabhängig von einer Stromversorgung angeordnet werden.

In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Waldbranddetektionsstation und/oder die Waldbranddetektionseinheit einen Energiespeicher. Der Energiespeicher (Akku) wird durch die Energiekonversionsvorrichtung mit elektrischer Energie geladen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Waldbranddetektionsstation einen Witterungsschutz für die Waldbranddetektionseinheit. Die in der Waldbranddetektionsstation angeordnete Waldbranddetektionseinheit sowie die in der Waldbranddetektionsstation angeordneten Komponenten sind daher vor Witterungseinflüssen geschützt.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Waldbranddetektionsstation eine Aufnahme für die Waldbranddetektionseinheit. Über die Aufnahme ist die Waldbranddetektionseinheit mit der Waldbranddetektionsstation koppelbar. Die Aufnahme ist dazu eingerichtet, mit dem Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit verbunden zu werden, um den Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit mit elektrischer Energie zu laden.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung umfasst die Waldbranddetektionsstation und/oder die Waldbranddetektionseinheit eine Steuereinheit. Die Steuereinheit weist einen Speicher auf, in dem durch die Steuereinheit ausführbares Programm gespeichert ist, das den Betrieb der Waldbranddetektionsstation ermöglicht.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst die Waldbranddetektionsstation und/oder die Waldbranddetektionseinheit eine Kommunikationseinheit. Mittels der Kommunikationseinheit werden Informationen empfangen, z.B. Positionsdaten eines detektierten Brandherdes, sowie gesendet, z.B. Daten über den Zustand der Waldbranddetektionsstation.

Die Aufgabe wird außerdem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes mit einer Waldbranddetektionsstation gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind ebenfalls in den Unteransprüchen dargelegt. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion und/oder Löschung eines Waldbrandes mit einer Waldbranddetektionsstation weist vier Verfahrensschritte auf: Im ersten Verfahrensschritt werden Informationen empfangen. Die Informationen beinhalten z.B. die Detektion eines Waldbrandes, dessen Position und ggf. dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit und -richtung. Im zweiten Verfahrensschritt wird ein Steuerbefehl generiert. Der Steuerbefehl beinhaltet die empfangenen Informationen und Befehle zur Detektion eines Waldbrandes. Im dritten Verfahrensschritt wird ein Steuerbefehl und/oder eine Information versendet. Im vierten Verfahrensschritt wird ein Waldbranddetektionsvorgang ausgeführt.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt der Empfang von Informationen auf einer Servereinheit. Die Servereinheit ist Teil eines Netzwerkes zur Detektion und Detektion eines Waldbrandes. Das Netzwerk ist vorzugsweise ein LoRaWAN-Netzwerk, das eine sternförmige Architektur aufweist, in der mittels Gateways Nachrichtenpakete zwischen den ersten Waldbranddetektionssensoren und einem zentralen Servereinheit ausgetauscht werden.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die Information von einem Endgerät gesendet. Der Waldbranddetektionssensor ist Teil eines Endgerätes und in diesem angeordnet. Über eine Single-Hop-Verbindung sind die Endgeräte mit Gateways verbunden.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung erfolgt der Versand der Information über ein Netzwerk. Das Netzwerk ist vorzugsweise ein LoRaWAN-Netzwerk, das eine sternförmige Architektur aufweist, in der mittels Gateways Nachrichtenpakete zwischen den Endgeräten und einem zentralen Servereinheit ausgetauscht werden.

In einerweiteren Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet die Information das Ergebnis einer Analyse. Die Analyse ist z.B. eine Gasanalyse und eine Erfassung der Temperatur der Gase, die während eines Waldbrandes entstehen. Ein Waldbrand erzeugt neben starker Rauchbildung eine Vielzahl von Gasen, insbesondere Kohlendioxid und Kohlenmonoxid. Art und Konzentration dieser Gase sind bei einem Waldbrand charakteristisch und lassen sich mittels geeigneter Sensoren detektieren.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung erfolgt die Analyse aus Messdaten eines Sensors. Der Sensor ist z.B. ein Sensorarray zur Gasanalyse, zur Erfassung der Temperatur der Gase auf sowie zur Erfassung der vorherrschenden Windrichtung und - geschwindigkeit.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Messdaten auf dem Endgerät erfasst. Der Sensor ist Teil eines Endgerätes und in diesem angeordnet.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Analyse auf dem Endgerät oder der Servereinheit. Auf der Servereinheit ist ein Software-Programm in einem Speicher angeordnet, mit dem die Analyse automatisch durchgeführt werden kann.

In einerweiteren Ausführung der Erfindung wird aus der Information der Steuerbefehl oder Informationen zur Generierung eines Steuerbefehls generiert. Mittels des Steuerbefehls wird die Detektion eines Waldbrandes initiiert.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird der Steuerbefehl oder die Information zur Generierung eines Steuerbefehls versendet. Der vorzugsweise auf der Servereinheit generierte Steuerbefehl wird über IP-Verbindung und per Kabel an die Waldbranddetektionsvorrichtung gesendet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Versand des Steuerbefehls oder der Information zur Generierung eines Steuerbefehls von der Servereinheit an die Waldbranddetektionsvorrichtung. Der vorzugsweise auf der Servereinheit generierte Steuerbefehl wird über IP-Verbindung und per Kabel an die Waldbranddetektionsvorrichtung gesendet, der Vorgang zur Detektion eines detektierten Waldbrandes wird initiiert.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt der Versand über ein Netzwerk. Das Netzwerk ist vorzugsweise ein LoRaWAN-Netzwerk, das eine sternförmige Architektur aufweist, in der mittels Gateways Nachrichtenpakete zwischen den ersten Waldbranddetektionssensoren und einem zentralen Servereinheit ausgetauscht werden.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang eine erste Positionierung einer Waldbranddetektionseinheit. Die Waldbranddetektionseinheit wird derart in der Nähe des Brandherdes positioniert, dass die Waldbranddetektionseinheit mittels eines geeigneten Sensors, vorzugsweise eine Infrarot-Kamera, den Brandherd detektiert.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang die Lokalisierung des Brandherdes. Die Waldbranddetektionseinheit wird derart in der Nähe des Brandherdes positioniert, dass die Waldbranddetektionseinheit mittels eines geeigneten Sensors, vorzugsweise eine Infrarot-Kamera, den Brandherd detektiert und lokalisiert.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang den Auswurf von einem Waldbranddetektionsmittel. Das Löschmittel wird durch die Waldbranddetektionseinheit auf oder in einem Umkreis um den Brandherd abgeworfen. Alternativ kann auch der Waldbrand mit Infraschall bekämpft werden.

Die Aufgabe wird außerdem mit dem erfindungsgemäßen Waldbranddetektionssystem gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind ebenfalls in den Unteransprüchen dargelegt. Das erfindungsgemäße Waldbranddetektionssystem weist eine Netzwerkeinrichtung, eine Servereinheit und ein Gateway auf. Das Waldbrandfrüherkennungssystem weist ein Mesh- Gateway-Netzwerk auf, das die Technologie eines LoRaWAN-Netzwerks nutzt. Das LoRaWAN-Netzwerk weist eine sternförmige Architektur auf, in der mittels Gateways Nachrichtenpakete zwischen den Sensoren und einem zentralen Internet-Netzwerk-Server ausgetauscht werden.

Das Waldbranddetektionssystem weist eine Vielzahl von Sensoren auf, die über eine Single-Hop-Verbindung mit Gateways verbunden sind. Die Gateways sind üblicherweise Frontend-Gateways. Die Frontend-Gateways sind untereinander verbunden sowie teilweise mit Grenz-Gateways. Ein Grenz-Gateway kann auch mit einem Frontend-Gateway zu einer Mesh-Gateway-Vorrichtung in einem Gerät kombiniert sein. Die Grenz-Gateways sind mit dem Internet-Netzwerk-Server verbunden, entweder über eine drahtgebundene Verbindung oder über eine drahtlose Verbindung mittels Internetprotokoll.

Das erfindungsgemäße Waldbranddetektionssystem weist außerdem ein erstes Endgerät auf, wobei das erste Endgerät eine Sensoreinheit aufweist.

Das erfindungsgemäße Waldbranddetektionssystem weist zusätzlich ein zweites Endgerät auf, wobei das zweite Endgerät ein Waldbranddetektionselement aufweist.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Netzwerk ein LoRaWAN-Netzwerk mit Server, Gateway, einem ersten Endgerät, und einem von dem ersten Endgerät verschiedenen zweiten Endgerät. Das zweite Endgerät ist vorzugsweise eine Waldbranddetektionseinheit, die einen Sensor zur Detektion eines Waldbrandes aufweist, sowie eine Einrichtung zur Detektion eines Waldbrandes.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist das erste Endgerät eine Sensoreinheit und/oder das zweite Endgerät eine Waldbranddetektionseinheit auf. Das zweite Endgerät ist vorzugsweise eine Waldbranddetektionseinheit, die einen Sensor zur Detektion eines Waldbrandes aufweist, sowie eine Einrichtung zur Detektion eines Waldbrandes.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist das erste Endgerät ortsfest angeordnet, z.B. an einem Baum des zu überwachenden Waldes.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weist das erste Endgerät einen Sensor zur Waldbranddetektion, eine Kommunikationsvorrichtung, einen Energiespeicher und/oder eine Energiekonversionsvorrichtung auf. Das erste Endgerät ist damit autark betreibbar, mit der Kommunikationsvorrichtung mit dem zentralen Netzwerkserver verbindbar. Der Sensor ist ein Sensor zur Gasanalyse, zur Erfassung der Temperatur der Gase sowie zur Erfassung der vorherrschenden Windrichtung und -geschwindigkeit.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite Endgerät beweglich, z.B, eine flugfähige Drohne.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist das zweite Endgerät einen Sensor zur Waldbranddetektion, einen Navigationsvorrichtung, einen Antrieb und/oder einen Energiespeicher auf. Die Navigationssensoren weisen einen oder eine Mehrzahl von Kameras und/oder auf Laufzeitmessung basierende Sensoren auf, die Hindernisse während der Bewegung des zweiten Endgeräte erkennt. Das zweite Endgerät ist daher in der Lage, diese Hindernisse zu umgehen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor des ersten Endgerätes verschieden ist vom Sensor des zweiten Endgerätes. Die erste Detektion des Waldbrandes mittels des ersten Endgerätes erfolgt bevorzugt mittels Detektion und Analyse der bei einem Waldbrand entstehenden Gase (Rauch) sowie deren Temperatur. Die zweite Detektion verwendet ein zur ersten Detektion unterschiedliches Verfahren, z.B. ein bilderfassendes Verfahren, oder eine Verfahren zur Detektion von Partikeln. Mittels eines bilderfassenden Verfahrens kann der Brandherd genauer detektiert werden, insbesondere sind die Ausdehnung des Brandherdes und dessen Ausbreitungsrichtung genauer zu erfassen. Das bilderfassende Verfahren erzeugt bevorzugt ein Wärmebild des Brandherdes.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist das Netzwerk einen zentralen Server auf. Auf dem zentralen Server ist ein ausführbares Programm in einem Speicher abgelegt, das die Detektion eines Waldbrandes steuert.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weist das Netzwerk mehrere Gateways auf, wobei die Gateways Mesh-Gateways und/oder Grenz-Gateways sind. Mittels Gateways Nachrichtenpakete zwischen den Sensoren und einem zentralen Internet-Netzwerk-Server ausgetauscht werden. Die Mesh-Gateways sind untereinander verbunden sowie teilweise mit Grenz-Gateways. Die Grenz-Gateways sind mit dem Internetnetzwerkserver verbunden, entweder über eine drahtgebundene Verbindung oder über eine drahtlose Verbindung mittels Internetprotokoll.

Die Aufgabe wird außerdem mit der erfindungsgemäßen Waldbranddetektionseinheit gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind ebenfalls in den Unteransprüchen dargelegt.

Die erfindungsgemäße Waldbranddetektionseinheit weist einen Antrieb sowie eine Detektionseinheit auf, die dafür vorgesehen und dafür geeignet ist, einen Brandherd zu detektieren. Die Waldbranddetektionseinheit ist vorzugsweise als autonome flugfähige Drohne ausgeführt und weist dazu eine Antriebseinheit mit einer Mehrzahl an von Motoren angetriebenen Rotoren auf. Die Motoren sind üblicherweise Elektromotoren und werden durch einen wiederaufladbaren Energiespeicher (Akku) mit Energie versorgt. Die Detektionseinheit ist vorzugsweise eine Infrarot-Kamera zur Erfassung von Wärmebildern. Außerdem weist die erfindungsgemäße Waldbranddetektionseinheit eine Navigationseinheit sowie eine Lokalisierungseinheit auf. Die Lokalisierungseinheit geeignete Sensoren zur Lokalisierung des Waldbrandes auf. Die Navigationseinheit erfasst Objekte in der Umgebung der Waldbranddetektionseinheit.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Detektionseinheit eine Detektionssensoreinheit auf, die dafür vorgesehen und dafür geeignet ist einen Waldbrand zu erkennen. Die Detektionseinheit ist vorzugsweise eine Infrarot-Kamera zur Erfassung von Wärmebildern.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung weist die Detektionseinheit eine Ortungssensoreinheit auf, die dafür vorgesehen und dafür geeignet ist einen Waldbrand zu orten. Mittels der Ortungssensoreinheit ist die Position des Brandherdes relativ zur Ortungssensoreinheit der Waldbranddetektionseinheit bestimmbar. Zusätzlich kann die Position des Ortungssensoreinheit der Waldbranddetektionseinheit mittels eines Navigationssatellitensystems, z.B. GPS, bestimmbar sein.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Ortungssensoreinheit an eine Steuereinheit gekoppelt. Die Steuereinheit weist ein in einem Speicher gespeichertes Programm zur automatischen Ortung eines Waldbrandes auf.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Detektionseinheit an die Steuereinheit gekoppelt. Die Steuereinheit weist ein in einem Speicher gespeichertes Programm zur automatischen Detektion eines Waldbrandes auf.

In einer besonders vorteilhaften Gestaltung der Erfindung weist die Waldbranddetektionseinheit einen Flugantrieb auf. Die Waldbranddetektionseinheit ist als autonome flugfähige Drohne ausgeführt und weist dazu eine Antriebseinheit mit einer Mehrzahl an von Motoren angetriebenen Rotoren auf. Die Aufgabe wird außerdem mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes mit einer Waldbranddetektionsstation gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind ebenfalls in den Unteransprüchen dargelegt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes mit einer Waldbranddetektionsstation weist drei Verfahrensschritte auf: Im ersten Verfahrensschritt werden Informationen empfangen. Die Informationen beinhalten z.B. die Detektion eines Waldbrandes, dessen Position und ggf. dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit und -richtung. Im zweiten Verfahrensschritt wird eine Waldbranddetektionseinheit von einer Waldbranddetektionsstation entkoppelt. Die Waldbranddetektionsstation ist eine witterungsgeschützte Station zur Aufnahme der Waldbranddetektionseinheit. Im Ruhemodus ist die Waldbranddetektionseinheit mit der Waldbranddetektionsstation unbeweglich gekoppelt. Im dritten Verfahrensschritt wird ein Waldbranddetektionsvorgang zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes gestartet, indem z.B. eine flugfähige Drohne als Waldbranddetektionseinheit eingesetzt wird. Eine Detektion und/oder Lokalisierung eines Brandherdes kann daher unmittelbar nach Detektion eines Brandherdes einsetzen.

In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang das Starten der Waldbranddetektionseinheit. Im Ruhemodus ist die Waldbranddetektionseinheit mit der Waldbranddetektionsstation unbeweglich gekoppelt. Die Waldbranddetektionseinheit ist als autonome flugfähige Drohne ausgeführt und wird zu Beginn des Waldbranddetektionsvorgangs aus der Waldbranddetektionsstation gestartet.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang das Bewegen der Waldbranddetektionseinheit in eine erste Position. Die Waldbranddetektionseinheit wird derart in der Nähe des Brandherdes positioniert, dass die Waldbranddetektionseinheit mittels eines geeigneten Sensors, vorzugsweise eine Infrarot- Kamera, den Brandherd detektiert und eine Detektion des Waldbrandes ermöglicht ist. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die erste Position nach Bewegen der Waldbranddetektionseinheit einen anderen Abstand zum Waldbrand auf als die Waldbranddetektionsstation. Üblicherweise ist der Abstand der Waldbranddetektionsstation zum Waldbrand größer als der Abstand der Waldbranddetektionseinheit zum Waldbrand.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang die Detektion eines Waldbrandes durch die Waldbranddetektionseinheit. Mittels eines Sensors, z.B. einer Infrarot-Kamera, detektiert die Waldbranddetektionseinheit den Brandherd.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung umfasst der Waldbranddetektionsvorgang die Ortung eines Waldbrandes durch die Waldbranddetektionseinheit. Mittels der Ortungssensoreinheit der Waldbranddetektionseinheit ist die Position des Brandherdes relativ zur Ortungssensoreinheit der Waldbranddetektionseinheit bestimmbar.

In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Ortung durch ein bilderfassendes Verfahren, bevorzugt wird ein Wärmebild des Brandherdes erfasst.

In einer weiteren Gestaltung der Erfindung wird nach der Ortung des Waldbrandes durch die Waldbranddetektionseinheit die Waldbranddetektionseinheit in eine zweite Position bewegt. In der zweiten Position ist die Waldbranddetektionseinheit derart positioniert, dass eine Detektion eines Waldbrandes möglich ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der Löschvorgang nach Erreichen der ersten und/oder der zweiten Position der Waldbranddetektionseinheit. Dazu wird z.B. ein Löschmittel ausgeworfen, das in der Waldbranddetektionseinheit angeordnet ist. In einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt der Löschvorgang mehrmals. Je nach Ausdehnung des Brandherdes und dessen Ausbreitungsrichtung und -geschwindigkeit erfolgt der Löschvorgang mehrfach, um den Waldbrand vollständig zu löschen.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird nach der Durchführung eines Löschvorganges die Waldbranddetektionseinheit zur Waldbranddetektionsstation bewegt. Nach der Detektion des Brandherdes, insbesondere nach dem Abwurf des Löschmittels, kehrt die Waldbranddetektionseinheit zur Waldbranddetektionsstation zurück, um betankt und mit Löschmittel befüllt zu werden. Die Betankung kann in Form von Energie erfolgen, wenn beispielsweise der Waldbrand mit Infraschall bekämpft wird.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird die Waldbranddetektionseinheit mit der Waldbranddetektionsstation gekoppelt. Die Waldbranddetektionseinheit koppelt derart an die Waldbranddetektionsstation an, dass die Waldbranddetektionseinheit an die Energieversorgung der Waldbranddetektionsstation angeschlossen ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung lädt nach der Kopplung der Waldbranddetektionsstation mit der Waldbranddetektionseinheit die Waldbranddetektionseinheit Energie und/oder Löschmittel von der Waldbranddetektionsstation. Die Waldbranddetektionseinheit wird mit elektrischer Energie betankt. Außerdem ist die Waldbranddetektionseinheit an das Löschmittelreservoir der Waldbranddetektionsstation angeschlossen. Die Waldbranddetektionseinheit wird ebenfalls mit Löschmittel beladen.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist das Waldbranddetektionssystem eine Waldbranddetektionsstation auf. Die Waldbranddetektionsstation ist eine witterungsgeschützte Station zur Aufnahme der Waldbranddetektionseinheit. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Waldbranddetektionseinheit den zweiten Sensor, eine Antriebseinheit, eine Energieeinheit, eine Navigationseinheit, eine Lenkeinheit, eine Steuereinheit, eine Kommunikationseinheit und/oder eine Lokalisierungseinheit auf. Die Waldbranddetektionseinheit ist vorzugsweise eine flugfähige Drohne, die automatisch einen Brandherd detektiert.

In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Navigationseinheit Navigationssensoren zur Erfassung von Objekten in der Umgebung auf. Die Navigationssensoren erkennen insbesondere Hindernisse, die während einer Bewegung der Waldbranddetektionseinheit auftreten können. Die Waldbranddetektionseinheit ist daher in der Lage, diese Hindernisse zu umgehen.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Navigationssensoren Kameras und/oder auf Laufzeitmessung basierende Sensoren. Die Navigationssensoren weisen einen oder eine Mehrzahl von Kameras und/oder auf Laufzeitmessung basierende Sensoren auf, die Hindernisse während der Bewegung der Waldbranddetektionseinheit erkennt. Die Hindernisse werden von der in der Waldbranddetektionseinheit angeordneten Steuereinheit derart erfasst, erkannt und analysiert, dass die Waldbranddetektionseinheit während der Bewegung den Hindernissen automatisch ausweicht.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die auf Laufzeitmessung basierende Sensoren Radar-, Ultraschall- und/oder LiDAR-Sensoren. Die Navigationssensoren weisen einen oder eine Mehrzahl von Kameras und/oder auf Laufzeitmessung basierende Sensoren (z.B. Radar, Ultraschall, Lidar) auf, die Hindernisse während der Bewegung der Waldbranddetektionseinheit erkennt. Die Hindernisse werden von der in der Waldbranddetektionseinheit angeordneten Steuereinheit derart erfasst, erkannt und analysiert, dass die Waldbranddetektionseinheit während der Bewegung den Hindernissen automatisch ausweicht. In einer weiteren Gestaltung der Erfindung ist die Waldbranddetektionseinheit autonom steuerbar. Die Waldbranddetektionseinheit ist vorzugsweise unbemannt und ermöglicht eine automatische und/oder autonome Detektion eines Brandherdes.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist die Waldbranddetektionseinheit ein Löschmittelreservoir auf. Das Löschmittel ist z.B. Wasser oder ein Schaumlöschmittel.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Waldbranddetektionseinheit eine Aus- und/oder Abwurfvorrichtung für Löschmittel auf. Das Löschmittel wird aus dem Löschmittelreservoir auf den Brandherd ausgeworfen.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist die Waldbranddetektionsstation eine Aufnahme auf, die dafür vorgesehen und dafür geeignet ist, die Waldbranddetektionseinheit aufzunehmen. Die Waldbranddetektionsstation ist dazu eingerichtet, mit z.B. einem Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit verbunden zu werden, um den Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit mit elektrischer Energie zu versorgen.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Waldbranddetektionsstation eine Steuereinheit, einen Witterungsschutz, einen Energiespeicher, ein Löschmittelreservoir und/oder eine Kommunikationseinheit auf. Die Waldbranddetektionsstation ist dazu eingerichtet, mit z.B. einem Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit verbunden zu werden, um den Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit mit elektrischer Energie zu versorgen. Zusätzlich wird die Waldbranddetektionseinheit mit Löschmittel befüllt.

In einer Weiterbildung der Erfindung beinhalten die Informationen Positionsdaten, insbesondere die Position eines Waldbrandes und die Position einer Waldbranddetektionseinheit. Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zur autonomen Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes und des erfindungsgemäßen Waldbranddetektionssystems sind in den Zeichnungen schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 : Waldbranddetektionssystem

Fig. 2: Detailansicht des erfindungsgemäßen Waldbranddetektionssystem

Fig. 3: Waldbranddetektionseinheit

Fig. 4: Waldbranddetektionsvorrichtung

Fig. 5: Waldbranddetektionsvorrichtung offen

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Waldbranddetektionssystems 1 , angeordnet in einem zu überwachenden Wald W, zeigt Fig. 1. Das LoRaWAN-Mesh- Gateway-Netzwerk 1 weist ein Mesh-Gateway-Netzwerk 1 auf, das die Technologie eines LoRaWAN-Netzwerks nutzt. Das LoRaWAN-Netzwerk 1 weist eine sternförmige Architektur auf, in der mittels Gateways Nachrichtenpakete zwischen den ersten Waldbranddetektionssensoren ED und einem zentralen Internetnetzwerkserver NS ausgetauscht werden. Der erste Waldbranddetektionssensor ist Teil eines Endgerätes ED und in diesem angeordnet. In dieser Schrift werden daher Endgerät ED und erster Waldbranddetektionssensor synonym mit gleichem Bezugszeichen verwendet.

Das LoRaWAN-Mesh-Gateway-Netzwerk 1 weist eine Vielzahl von ersten Waldbranddetektionssensoren ED auf, die über eine Single-Hop-Verbindung FSK mit Gateways G verbunden sind. Die Gateways G sind üblicherweise Mesh-Gateways MGD. Die Mesh-Gateways MGD sind untereinander verbunden sowie teilweise mit Grenz- Gateways BGD. Die Grenz-Gateways BGD sind mit dem Internetnetzwerkserver NS verbunden, entweder über eine drahtgebundene Verbindung WN oder über eine drahtlose Verbindung mittels Internetprotokoll IP. Im und um den Wald W herum verteilt sind eine Mehrzahl von Waldbranddetektionsvorrichtungen 100 angeordnet. Jede Waldbranddetektionsvorrichtung 100 weist jeweils eine Waldbranddetektionsstation 200 sowie eine bewegliche Waldbranddetektionseinheit 300 auf (s. Fig. 4).

Zur autonomen Detektion eines Waldbrandes erfolgt eine erste Detektion eines Waldbrandes durch einen oder mehrere der fest angeordneten ersten Waldbranddetektionssensoren ED. Der erste Waldbranddetektionssensor ED weist dazu ein Sensorarray zur Gasanalyse, zur Erfassung der Temperatur der Gase auf sowie zur Erfassung der vorherrschenden Windrichtung und -geschwindigkeit auf. Alternativ oder zusätzlich kann das Sensorarray auch Signale zur vorherrschenden Windrichtung von externen Messeinrichtungen erfassen bzw. erhalten.

Der Waldbrand wird im nächsten Verfahrensschritt mittels einer ersten Lokalisierung lokalisiert. Die erste Lokalisierung erfolgt mit dem den Waldbrand detektierenden ersten Waldbranddetektionssensor ED, m.a.W die Position des Waldbranddetektionssensor ED, der den Waldbrand detektiert, markiert den Ort des Waldbrandes. Außerdem erfolgt die erste Lokalisierung mittels einer Mehrzahl an ersten Waldbranddetektionssensoren ED: Eine Mehrzahl Endgeräte ED detektieren jeweils ein Signal, deren Quelle die durch den Waldbrand erzeugten Gase sind, sowie die einzelnen Zeitpunkte der Erfassung der drei einzelnen Signale. Aufgrund dieser drei detektierten Signale sowie der erfassten Zeitpunkte ihrer Detektion wird die Position des Waldbrandes ermittelt. Zusätzlich wird die Windgeschwindigkeit und -richtung in die erste Lokalisierung des Waldbrandes einbezogen, deren Erfassung mittels des ersten Waldbranddetektionssensors ED möglich ist.

Um die erste Lokalisierung durchzuführen, muss die Position jedes ersten Waldbranddetektionssensors ED so präzise wie möglich bekannt sein. Die Positionsbestimmung kann z.B. bei der Installation des ersten Waldbranddetektionssensors ED erfolgen. Das erste Waldbranddetektionssensor ED kann z.B. an einem Baum des zu überwachenden Waldes angeordnet werden und die Position des ersten Waldbranddetektionssensors ED mittels eines Navigationssatellitensystems, z.B. GPS (Global Positioning System) einmalig bestimmt werden. Dazu können z.B. ein handelsübliches GPS-System oder ein Smartphone verwendet werden.

Möglich ist auch die Positionsbestimmung eines ersten Waldbranddetektionssensors ED durch einen geeigneten Empfänger. Der erste Waldbranddetektionssensor ED empfängt zur Positionsbestimmung Signale aus mindestens vier, üblicherweise sechs Quellen, im Falle der Benutzung des Navigationssatellitensystems GPS Radiosignale auf der L1- Frequenz (1575,42 MHz). Die Quellen sind Satelliten, die ständig ihre aktuelle Position und die genaue Uhrzeit ausstrahlen. Die ermittelte Position des ersten Waldbranddetektionssensors ED wird auf dem Netzwerkserver NS und optional zusätzlich in der Steuereinheit desjenigen ersten Waldbranddetektionssensors ED gespeichert, dessen Position derart ermittelt wurde, ebenfalls dauerhaft gespeichert. Alternativ oder zusätzlich kann die Positionsbestimmung eines ersten Waldbranddetektionssensors ED mittels des Navigationssatellitensystems ständig oder in Intervallen ermittelt werden. Die Position eines ersten Waldbranddetektionssensors ED wird dann regelmäßig überprüft und aktualisiert. Der Netzwerkserver NS weist eine erste Steuerung in Form eines Software- Programms auf einem Speicher auf, mittels der die Position eines Brandherdes ermittelbar ist.

Aufgrund der ersten Lokalisierung des Waldbrandes mittels der ersten Waldbranddetektionssensoren ED wird ein zweiter Waldbranddetektionssensor 330 derart in der Nähe des Brandherdes positioniert, dass die Entfernung des zweiten Waldbranddetektionssensors 330 zum Brandherd geringer ist als die Entfernung eines ersten Waldbranddetektionssensors ED zum Zeitpunkt der ersten Detektion des Waldbrandes. Dazu ist der zweite Waldbranddetektionssensor 330 in einer beweglich und autonom steuerbaren flugfähigen Waldbranddetektionseinheit 300 (s. Fig. 3) angeordnet. Die Waldbranddetektionseinheit 300 ist als Teil einer Waldbranddetektionsvorrichtung 100 (s. Fig. 4, 5) in einer Waldbranddetektionsstation 200 angeordnet. Vor, während und nach der Positionierung des zweiten Waldbranddetektionssensors 330 in der Nähe des Waldbrandes wird eine zweite Detektion mittels des zweiten Waldbranddetektionssensors 330 durchgeführt. Dabei wird für die zweite Detektion ein zur ersten Detektion unterschiedliches Verfahren angewandt: Während die erste Detektion mittels des ersten Waldbranddetektionssensors ED eine Gasanalyse und eine Erfassung der Temperatur der Gase durchführt, verwendet die zweite Detektion ein bilderfassendes Verfahren, bevorzugt wird ein Wärmebild des Brandherdes erfasst.

Mittels des zweiten Waldbranddetektionssensors 330 wird eine zweite Lokalisierung des Brandherdes durchgeführt. Dazu werden die mittels des zweiten Waldbranddetektionssensors 330 erfassten Messwerte herangezogen, insbesondere das Wärmebild des Brandherdes. Die Waldbranddetektionseinheit 300 weist dazu ein Ortungssystem auf (s. Fig. 3), mit dem die Position des Brandherdes relativ zum Ortungssystem der Waldbranddetektionseinheit 300 bestimmt wird. Zusätzlich wird die Position des Ortungssystems der Waldbranddetektionseinheit 300 mittels eines Navigationssatellitensystems, z.B. GPS, bestimmt und laufend aktualisiert. Alternativ oder zusätzlich wird ein Triangulationsverfahren benutzt, bei dem die Entfernung zu ortsfesten Elementen des Waldbranddetektionssystems 1, z.B. den ersten Waldbranddetektionssensoren ED und/oder den Gateways G, MGD, BGD ermittelt wird.

Diese zweite Lokalisierung des Brandherdes ist vorteilhafterweise genauer als die erste Lokalisierung des Brandherdes mittels der ersten Waldbranddetektionssensoren ED. Der Brandherd ist daher genauer lokalisiert und kann gezielt bekämpft werden. Zusätzlich zur zweiten Lokalisierung des Brandherdes übermittelt die Waldbranddetektionseinheit 300 neben der ersten Lokalisierung zusätzliche Informationen über z.B. Ausdehnung des Brandherdes an den Netzwerkserver NS, entweder über eine Direktverbindung zwischen Waldbranddetektionseinheit 300 und Internetnetzwerkserver NS und/oder über eine Verbindung zwischen Waldbranddetektionseinheit 300 und ein oder mehreren Gateways G, MGD, BGD. Die Waldbranddetektionseinheit 300 weist dazu eine zweite Steuerung und eine Kommunikationseinheit auf. Die Positionierung des zweiten Waldbranddetektionssensors 330, die zweite Detektion und zweite Lokalisierung des Brandherdes erfolgt üblicherweise mehrfach über einen Zeitraum verteilt. Position, Ausdehnung sowie Ausbreitungsrichtung und -geschwindigkeit des Brandherdes werden daher laufend erfasst und aktualisiert.

Nach der zweiten Lokalisierung erfolgt die Waldbranddetektion und/oder Löschung mittels der Waldbranddetektionseinheit 300. Die Waldbranddetektionseinheit 300 weist dazu eine Löscheinheit 310 (s. Fig. 3) auf. Die Löscheinheit 310 weist Löschmittel, z.B. Wasser oder ein Schaumlöschmittel auf, das ausgeworfen wird. Dabei kann je nach Ausdehnung des Brandherdes und dessen Ausbreitungsrichtung und -geschwindigkeit das Auswerfen mehrfach erfolgen. Insbesondere kann das Löschmittel 310 in unterschiedliche Richtungen erfolgen, um den Brandherd einzudämmen bzw. effizient zu löschen.

Die Positionierung des zweiten Waldbranddetektionssensors 330, die zweite Detektion und zweite Lokalisierung des Brandherdes und die Waldbranddetektion und/oder Löschung kann je nach Ausdehnung sowie Ausbreitungsrichtung und -geschwindigkeit des Brandherdes auch mittels einer Mehrzahl an Waldbranddetektionseinheiten 300 zeitgleich parallel erfolgen.

Eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Waldbranddetektionssystems 10 zeigt Fig. 2. Das Waldbranddetektionssystem 10 weist eine Mehrzahl ersten Waldbranddetektionssensoren ED auf, wobei jeweils acht erste Waldbranddetektionssensoren ED über eine Single-Hop-Verbindung FSK mit einem Gateway G kommunizieren. Die Gateways FGD sind untereinander sowie mit Grenz- Gateways BGD verbunden. Die Grenz-Gateways BGD sind mit dem Internetnetzwerkserver NS verbunden, entweder über eine drahtgebundene Verbindung WN oder über eine drahtlose Verbindung mittels Internetprotokoll IP. Eine Mehrzahl von Waldbranddetektionsvorrichtungen 100 ist um den zu überwachenden Wald Wangeordnet. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Waldbranddetektionseinheit 300. Die Waldbranddetektionseinheit 300 ist als autonome flugfähige Drohne ausgeführt und weist dazu eine Antriebseinheit 320 mit einer Mehrzahl an von Motoren 321 angetriebenen Rotoren 322 auf. Die Motoren 321 sind üblicherweise Elektromotoren und werden durch einen wiederaufladbaren Energiespeicher (Akku) mit Energie versorgt. Durch Verschwenken der Rotoren 322 und Variation der Drehzahl der die einzelnen Motoren 321 wird die Waldbranddetektionseinheit 300 gelenkt.

Zur zweiten Lokalisierung eines Brandherdes weist die Waldbranddetektionseinheit 300 den zweiten Waldbranddetektionssensor 330 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel eine Infrarot-Kamera ist. Zusätzlich weist die Waldbranddetektionseinheit 300 in diesem Ausführungsbeispiel einen weiteren Waldbranddetektionssensor 340 auf, der als Gassensor ausgebildet ist.

Zur Detektion eines Brandherdes weist die Waldbranddetektionseinheit 300 die Löscheinheit 310 auf, die die Löschmittelaufnahme 311 zur Aufnahme des Löschmittels 313 aufweist. Mittels der Löschmittelabwurfvorrichtung 312 kann das Löschmittel 313 zur Detektion und Löschung eines Brandherdes abgeworfen werden.

Die erfindungsgemäße Waldbranddetektionseinheit 300 weist außerdem einen Navigationssensor 350 auf, der Objekte in der Umgebung der Waldbranddetektionseinheit 300 erfasst. Der Navigationssensor 350 weist einen oder eine Mehrzahl von Kameras und/oder auf Laufzeitmessung basierende Sensoren (z.B. Radar, Ultraschall, Lidar) auf, die Hindernisse auf dem Flug der Waldbranddetektionseinheit 300 erkennt. Die Hindernisse werden von der in der Waldbranddetektionseinheit 300 angeordneten Steuereinheit derart erfasst, erkannt und analysiert, dass die Waldbranddetektionseinheit 300 während ihres Fluges den Hindernissen automatisch ausweicht. Alle genannten Komponenten sind mit einer zweiten Steuereinheit der Waldbranddetektionseinheit 300 verbunden und werden durch die zweite Steuereinheit gesteuert.

Ein Ausführungsbeispiel einer Waldbranddetektionsvorrichtung 100 zeigen Fig. 4 und Fig. 5. Die Waldbranddetektionsvorrichtung 100 weist die Hauptkomponenten Waldbranddetektionsstation 200 und die Waldbranddetektionseinheit 300 (s. Fig. 3) auf.

Die Waldbranddetektionsstation 200 ist dazu eingerichtet, die Waldbranddetektionseinheit 300 aufzunehmen und weist einen allseitigen Witterungsschutz 210 auf, der an der Oberseite öffenbar bzw. verschließbar gestaltet ist. Die Oberseite weist eine Energiekonversionsvorrichtung 220 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel eine Photovoltaik-Anlage ist. Auf der Unterseite ist ein Energiespeicher (Akku) 230 angeordnet, der durch die Energiekonversionsvorrichtung 220 mit elektrischer Energie geladen wird.

Die Waldbranddetektionsstation 200 weist zur Aufnahme der Waldbranddetektionseinheit 300 eine Aufnahme 250 auf, über die die Waldbranddetektionseinheit 300 mit der Waldbranddetektionsstation 200 gekoppelt wird. Die Aufnahme 250 ist dazu eingerichtet, mit dem Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit 300 verbunden zu werden, um den Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit 300 mit elektrischer Energie zu laden.

Auf einer schrägen Ebene am Boden der Waldbranddetektionsstation 200 ist das Löschmittelreservoir 240 angeordnet. Das Löschmittel 313 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Schaumlöschmittel, das in eine Mehrzahl an abwerfbaren Behältern gefüllt ist. Derartige Behälter werden von der Rain Industries Inc vertrieben. Ein oder mehrere Behälter werden durch die Waldbranddetektionseinheit 300 auf den Brandherd abgeworfen, aufgrund der Hitzeentwicklung platzt die Kunststoffwandung des Behälters und das Löschmittel 313 wird appliziert. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von wassergefüllten Behältern. Alternativ kann die Waldbranddetektionseinheit 300 eine Akustik-Kanone als Löschmittel 313 aufweisen, die mittels der durch den Schalldruck auftretenden Luftdruckschwankungen einen Brandherd bekämpft. Die Schallwellen mit einer Frequenz von 30 bis 60 Hz lösen mechanische Vibrationen in der Umgebung des Brandherdes aus, die sowohl den brennenden Stoff als auch die Sauerstoffzufuhr beeinflussen. Die Löschung mittels einer Akustik-Kanone ist besonders nachhaltig, erzeugt während der Löschung keinerlei Abfall, benötigt kein Wasser oder evtl, für einen Waldboden problematische Chemikalien und kann so lange durchgeführt werden, wie der Energiespeicher der Waldbranddetektionseinheit 300 über Energie verfügt.

Zur Detektion eines Waldbrandes wird nach der ersten Detektion und ersten Lokalisierung eines Brandherdes durch einen fest angeordneten ersten Waldbranddetektionssensor ED (s. Fig. 1) der zweite Waldbranddetektionssensor 330 und damit die Waldbranddetektionseinheit 300 zum Zweck der zweiten Detektion, der zweiten Lokalisierung und der Waldbranddetektion an den Brandherd bewegt. Dazu wird zunächst auf dem Netzwerkserver NS eine Route bestimmt. Die Route beinhaltet die derzeitige Position der Waldbranddetektionseinheit 300 als Teil der Waldbranddetektionsstation 200 sowie die Position des Zielgebietes, insbesondere des Brandherdes. Die Waldbranddetektionsvorrichtung 100 weist eine Kommunikationseinheit auf, die mit dem Netzwerkserver NS verbunden ist und Informationen über Ausdehnung des Brandherdes und Positionsdaten empfängt und sendet. Die Waldbranddetektionseinheit 300 wird dann von der Waldbranddetektionsstation 200 entkoppelt und der Motor 321 der Waldbranddetektionseinheit 300 gestartet. Zeitgleich wird der Witterungsschutz 210 der Waldbranddetektionsstation 200 geöffnet (Fig. 5).

Die Waldbranddetektionseinheit 300 bewegt sich dann motorisiert entlang der berechneten Route zum Zielgebiet des Brandherdes. Dabei erfasst die Waldbranddetektionseinheit 300 mittels des Navigationssensors 350 permanent etwaig auftretende Hindernisse, ermittelt beim Auftreten von Hindernissen mittels der zweiten Steuerung eine Ausweichroute zum Zielgebiet und setzt die die motorisierte Bewegung entlang der Ausweichroute zum Zielgebiet fort, wobei Erfassung von Hindernissen, Ermittlung einer Ausweichroute und motorisierte Bewegung entlang der Ausweichroute permanent während der Bewegung der Waldbranddetektionseinheit 300 wiederholt und ausgeführt wird.

Im Zielgebiet erfolgt die zweite Detektion sowie die zweite Lokalisierung des Brandherdes sowie die Detektion bzw. Löschung des Brandherdes mittels der Waldbranddetektionseinheit 300, indem das Löschmittel 313 abgeworfen wird. Die zweite Steuerung der Waldbranddetektionseinheit 300 generiert und/oder führt Steuerbefehle zur zweiten Detektion eines Brandherdes, zur zweiten Lokalisierung eines Brandherdes, zur Fortbewegung der Waldbranddetektionseinheit 300, zur Navigation der Waldbranddetektionseinheit 300, zur Lenkung der Waldbranddetektionseinheit 300 und/oder zum Auswerfen von Löschmitteln 313 aus.

Die zweite Steuerung der Waldbranddetektionseinheit 300 weist einen Speicher auf, in dem durch die zweite Steuerung ein ausführbares Programm gespeichert ist, das den autonomen Betrieb der autonomen Waldbranddetektionseinheit ermöglicht. Zweite Detektion des Brandherdes, zweite Lokalisierung des Brandherdes und Auswurf des Löschmittels 313 erfolgt vorteilhafter mittels des dargelegten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Detektion und/oder Lokalisierung eines Waldbrandes vollständig oder zumindest teilweise autonom.

Nach der Detektion des Brandherdes, insbesondere nach der Lokalisierung dem Abwurf des Löschmittels 313, kehrt die Waldbranddetektionseinheit 300 zu einer Waldbranddetektionsstation 200 zurück und koppelt derart an die Aufnahme 250 an, dass die Waldbranddetektionseinheit 300 an die Energieversorgung (Energiespeicher 230) der Waldbranddetektionsstation 200 angeschlossen ist. Danach wird die Waldbranddetektionseinheit 300 mit elektrischer Energie betankt. Außerdem ist die Waldbranddetektionseinheit 300 an das Löschmittelreservoir 240 angeschlossen. Die Waldbranddetektionseinheit 300 wird ebenfalls mit Löschmittel 313 beladen. Zusätzlich wird der Witterungsschutz 210 geschlossen (Fig. 4), die Waldbranddetektionsstation 200 ist wieder einsatzbereit. Zusätzlich weist die Waldbranddetektionsstation 200 ebenfalls eine Steuereinheit auf, die die Energiekonversionsvorrichtung 220, die Bestückung der Waldbranddetektionseinheit 300 mit Löschmittel 313 aus dem Löschmittelreservoir 240 und den Start bzw. die Landung der Waldbranddetektionseinheit 300 sowie das Öffnen und Schließen des Witterungsschutzes 210 steuert.

B EZ U G SZ E I C H E N L I ST E

1 Waldbranddetektionssystem

10 Lo R a WA N - M es h- Gateway- N etzwe rk

ED Endgerät I Erster Waldbranddetektionssensor

G Gateway

NS Internet-Netzwerk-Server

IP Internetprotokoll

MHF Multi-Hop-Funknetzwerk

MDG Mesh-Gateways

BGD Grenz-Gateway

FSK FSK-Modulation

WN Drahtgebundene Verbindung

W Wald

100 Waldbranddetektionsvorrichtung

200 Waldbranddetektionsstation

210 Witterungsschutz

220 Energiekonversionseinheit

230 Energiespeicher

240 Lösch mittel reservoir

250 Aufnahme für Waldbranddetektionseinheit

300 Waldbranddetektionseinheit

310 Löscheinheit

311 Löschmittelaufnahme

312 Löschmittelabwurfvorrichtung Lösch mittel Flugantrieb/Antriebseinheit Motor Rotor Zweiter Waldbranddetektionssensor / IR-Kamera Waldbranddetektionssensor Navigationssensor