Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Steu ern eines Fluggeräts.

Es gibt Sperrgebiete, in die Fluggeräte nicht eindringen dür fen. Dazu gehören militärische Sperrbezirke, Sperrzonen im Be reich von Flughäfen und sonstige Gebiete, die nicht durch Fluggeräte beeinträchtigt werden sollen.

Wird eine vorgesehene Flugroute in ein Steuersystem eines Fluggeräts eingespeist, so wird zunächst geprüft, ob die Flug route in Konflikt mit einem Sperrgebiet steht. Ist dies der Fall, so muss die Flugroute abgeändert werden. Wurde eine zu lässige Flugroute gefunden, so kann das Fluggerät unter Be rücksichtigung von zugehörigen geographischen Informationen entlang der Flugroute gesteuert werden.

Die Berücksichtigung von geographischen Informationen ist er forderlich, damit das Fluggerät einen passenden Abstand zur Erdoberfläche einhält. Beispielweise kann das Fluggerät in ei ner Flughöhe von 400 m über Meeresspiegel gesteuert werden, wenn die geographische Höhe in der betreffenden Position 320 m über Meeresspiegel ist.

Eine Flugroute kann sich über geographische Sondergebiete er strecken, in denen der Betrieb eines Fluggeräts bestimmten Einschränkungen unterliegt. Diese Einschränkungen können sich insbesondere auf bestimmte Betriebsparameter von Betriebskom ponenten des Fluggeräts beziehen. Beispielsweise kann es sein, dass das Fluggerät bestimmte Leucht _S ignale geben muss oder nicht geben darf, dass in dem Sondergebiet nur ein geräuschre duzierten Betrieb zulässig ist oder dass ein Fluggerät sich nur mit geringer Geschwindigkeit bewegen darf. Soll die Flug route durch das Sondergebiet führen und der Betrieb des Flug geräts an die Einschränkungen des Sondergebiets angepasst wer den, ist neben geographischer Information die Berücksichtigung von in dem Sondergebiet geltenden Betriebsvorgaben erforder lich, damit das Fluggerät den Betrieb an die Einschränkungen anpassen kann.

Die Bereitstellung von Informationen über die Betriebsvorgaben zu den in Sondergebieten geltenden Einschränkungen erfordert bislang einigen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zum Steuern eines Fluggeräts vorzustellen, mit de nen der Aufwand beim Bereitstellen von Informationen über in Sondergebiete geltende Einschränkungen vermindert wird. Ausge hend vom genannten Stand der Technik wird die Aufgabe gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine vorgesehene Flugposition des Fluggeräts mit einer zugeordneten geographi schen Höheninformation abgeglichen. Die geographische Höhenin formation wird aus einem Satz von Höheninformationen entnom men, der mit einem geographischen Gebiet korrespondiert, wobei der Satz von Höheninformationen für einen ersten Teil des geo graphischen Gebiets eine zutreffende geographische Höheninfor mation angibt und für einen zweiten Teil des geographischen Gebiets eine von der tatsächlichen geographischen Höhe abwei chende Höheninformation angibt. Die Erfindung geht aus von dem Gedanken, dass eine von der tatsächlichen geographischen Höhe abweichende Höheninformation genutzt werden kann, um Informationen über eine Betriebsvor gabe zu vermitteln, die in einem Sondergebiet einzuhalten ist. Mit der Erfindung wird ein Satz von Höheninformationen bereit gestellt, der für einen ersten Teil des abgedeckten geographi schen Gebiets eine zutreffende geographische Höheninformation liefert. Dieser Teil des geographischen Gebiets kann dadurch definiert sein, dass es sich um ein Fluggebiet handelt, in dem das Fluggerät ohne Einschränkungen betrieben werden kann. Für den zweiten Teil des geographischen Gebiets wird anstatt der tatsächlichen Höheninformation eine von der tatsächlichen Höhe abweichende Höheninformation angegeben. Bei dem zweiten Teil des geographischen Gebiets kann es sich um ein oder mehrere Sondergebiete handeln, in denen das Fluggerät nur mit Ein schränkungen betrieben werden darf.

Gemäß der Erfindung wird aus dem Satz von Höheninformationen ein zweifacher Nutzen gezogen. Erstens wird die aus dem Satz entnommene Höheninformation zur Steuerung genutzt. Dazu kann aus einer geographischen Höheninformation ein Steuerbefehl ab geleitet werden, mit dem eine Antriebskomponente des Flugge räts angesteuert wird. Beispielsweise kann anhand der geogra phischen Höheninformation eine Flugroute realisiert werden, mit der das Fluggerät auch bei unebenem Gelände einen konstan ten Abstand zur Erdoberfläche einhält. Zweitens wird über den Satz von Höheninformationen eine Information vermittelt, in welchen Sondergebieten das Fluggerät nur mit Einschränkungen fliegen darf. Für diese Sondergebiete weicht die dem Satz von Höheninformationen entnommene Höheninformation von der tat sächlichen geographischen Höhe ab. Anhand der von der tatsäch lichen Höhe abweichenden Höheninformation kann ein Steuerbe fehl abgeleitet werden, mit dem eine Betriebskomponente des Fluggeräts an die Einschränkungen des Sondergebiets angepasst wird. Eine Betriebskomponente kann beispielsweise eine Be leuchtungseinrichtung, ein Funkmodul, an dem Fluggerät ange brachtes Zubehör oder auch eine Antriebskomponente des Flugge räts sein. Mit anderen Worten kann ein Steuerbefehl abgeleitet werden, mit dem ein Betriebsparameter einer Betriebskomponente des Fluggeräts gesteuert wird, um beispielsweise vorgegebene Leucht _S ignale über eine Signalleuchte abzugeben, die Funkleis tung von einem Funkmodul zu reduzieren oder die Geschwindig keit des Fluggeräts zu limitieren.

Indem für Sondergebiete die tatsächliche Höheninformation durch eine von der tatsächlichen Höheninformation abweichende Information ersetzt wird, wird die Möglichkeit geöffnet, mit einem einheitlichen Satz von Informationen zwei Bedürfnisse bei der Steuerung des Fluggeräts abzudecken. Erstens werden die erforderlichen Navigationsinformationen zur Verfügung ge stellt. Zweitens werden die Gebiete gekennzeichnet, in denen das Fluggerät nur mit Einschränkungen fliegen darf. Indem dies innerhalb eines einheitlichen Datensatzes geschieht, wird die Steuerung des Fluggeräts erheblich erleichtert. Ein Zugriff auf die Datenstruktur, in der die betreffende Information ab gebildet ist, ist ohnehin erforderlich. Parallelstrukturen, mit denen geographische Informationen sowie Informationen über Sondergebiete separat voneinander ermittelt werden, werden überflüssig.

Auf die von der tatsächlichen Höhe abweichende Höheninforma tion für die Sondergebiete wird auf die gleiche Weise zuge griffen wie auf die tatsächlichen Höheninformationen der un eingeschränkten Fluggebiete. Obwohl es sich nicht um die An gabe einer tatsächlichen Höhe handelt, stellt sich die Höhen information beim Zugriff so dar, als sei sie eine tatsächliche Höheninformation . Eine geographische Position auf der Erdoberfläche lässt sich im Allgemeinen durch zwei Koordinaten definieren, beispiels weise durch Angabe einer Längenkoordinate und einer Breitenko ordinate. Als Höheninformation wird eine der geographischen Position zugeordnete Information bezeichnet, die die Höhenpo sition der dortigen Topographie angibt. Die Höhenposition kann relativ zu einer geeigneten Referenzhöhe wie beispielsweise dem Meeresspiegel angegeben werden. Die Höheninformation kann sich auf das Gelände beziehen und ggf. zusätzlich Bauwerke o- der sonstige Strukturen auf dem Gelände berücksichtigen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass ein Fluggerät in einer Position, die höher liegt als die geographische Höhenan gabe, nicht mit der Erdoberfläche oder dort angeordneten Strukturen kollidiert.

Für das Fluggerät kann ein Bereich zugänglicher Höhenpositio nen definiert sein. Dieser Bereich kann nach unten hin be grenzt sein durch die tiefsten Positionen, die das Fluggerät einnehmen kann, also eine Position auf der Höhe des Meeres spiegels oder leicht darunter. Der Bereich kann nach oben hin begrenzt sein durch die höchsten Positionen, die das Fluggerät einnehmen kann, also beispielsweise eine Höhe von einigen 1000 m oberhalb des Meeresspiegels. Der Satz von Höheninformationen kann so gestaltet sein, dass die für einen zweiten Teil des geographischen Gebiets angegebene Höheninformation außerhalb des Bereichs zulässiger Höhenpositionen des Fluggeräts liegt.

In einer Ausführungsform gibt es einen festen Wert, der als Höheninformation für ein Sondergebiet steht. Dies kann bei spielsweise ein Wert von 9999 m sein, der sich als einheitli che Höhenangabe über das gesamte Sondergebiet erstreckt. Es ist möglich, dass der feste Wert einheitlich für alle mit dem Satz von Höheninformationen abgedeckten Sondergebiete gilt. In einer alternativen Ausführungsform gibt es einen ersten festen Wert für eine erste Art Sondergebiet und eine davon abweichend Höheninformation für eine zweite Art Sondergebiet. Die abwei chende Höheninformation für die zweite Art Sondergebiet kann ebenfalls ein fester Wert sein. Beispielsweise könnte mit ei ner Höheninformation von 9999 m eine erste Art Sondergebiet gekennzeichnet sein, in dem das Fluggerät die beim Eintreten in das Sondergebiet verwendete Flughöhe beibehalten muss und zusätzlich bestimmte Leucht _S ignale geben muss. Mit einer Hö heninformation von 9998 m könnte eine zweite Art Sondergebiet, in der ebenfalls die Flughöhe beibehalten werden muss und zu sätzlich die Fluggeschwindigkeit einen vorgegebenen Wert nicht überschreiten darf.

In einer Ausführungsform wird die Erfindung verwirklicht, in dem innerhalb der Höhenangabe ein oder mehrere weitere Daten felder vorgesehen sind, in denen Informationen zur Art des Sondergebiets, zum Betrieb des Fluggeräts oder sonstige Be triebsvorgaben angegeben werden. Das Datenfeld kann eine zu sätzliche Stelle in der Höhenangabe bilden, so dass der tat sächlichen Höheninformation eine Ziffer voran- oder nachge stellt wird. Die in dem Datenfeld angegebene Information kann eine eindimensionale Information, korrespondierend zu einer einzelnen zusätzlichen Ziffer, oder eine mehrdimensionale In formation in Form eines Vektors sein, korrespondierend zu meh reren zusätzlichen Ziffern. Die Information kann sich auf Be triebsparameter von Betriebskomponenten des Fluggeräts bezie hen. Umfasst beispielsweise das Fluggerät eine Betriebskompo nente, die elektromagnetische Strahlung abgibt, so kann in dem Datenfeld die Information enthalten sein, dass die Leistung, mit der die elektromagnetische Strahlung abgegeben wird, einen vorgegebenen Schwellwert nicht überschreiten darf. Denkbar wäre auch, dass in dem Datenfeld die Information enthalten ist, dass das Fluggerät in der betreffenden geographischen Po- sition nur in einem geräuschreduzierten Betriebsmodus betrie ben werden darf. Ein geräuschreduzierter Betrieb kann bei spielsweise darin bestehen, dass die Drehzahl und/oder oder die Leistung der Rotoren relativ zum Normalbetrieb reduziert wird. Bei einem Fluggerät, das einen hybriden Antrieb mit ei nem Elektromotor und einem Verbrennungsmotor umfasst, kann im geräuschreduzierten Betriebsmodus dem Elektromotor Vorrang ge geben werden vor dem Verbrennungsmotor. Denkbar wäre auch, dass in dem Datenfeld eine Information enthalten ist, wie Be leuchtungseinrichtungen und/oder Signalleuchten des Fluggeräts in der zugehörigen geographischen Position zu betreiben sind.

In dieser Ausführungsform umfasst die geographische Höhenin formation sowohl eine tatsächliche Höheninformation als auch eine Betriebsvorgabe. Besteht die geographische Höheninforma tion beispielsweise aus fünf Ziffern, so kann die erste Ziffer eine Betriebsvorgabe und die nachfolgenden vier Ziffern eine tatsächliche Höheninformation vermitteln. Die erste Ziffer stellt dann das zusätzliche Datenfeld dar. In diesem Beispiel könnten tatsächliche geographische Höheninformationen bis zu 9999 m und 10 unterschiedliche Arten von Betriebsvorgaben für Sondergebiete vermittelt werden. Es ist vorteilhaft, wenn so viele Ziffern zur Vermittlung der tatsächlichen Höheninforma tion verwendet werden, dass der für das Fluggerät zugängliche Bereich vollständig abgedeckt wird. Das Vorhandensein eines Sondergebiets kann dann einfach daran erkannt werden, dass die geographische Höheninformation außerhalb des für das Fluggerät zugänglichen Bereichs liegt.

Mit anderen Worten kann die beispielhafte geographische Höhen information 10150 m gemäß dieser Ausführungsform eine tatsäch liche Höheninformation von 150 m und anhand der vorangestell ten Ziffer 1 eine bestimmte Art von Sondergebiet vermitteln. Gemäß diesem Beispiel würde die geographische Höheninformation für ein uneingeschränktes Fluggebiet 00150 m lauten und somit nicht von der tatsächlichen geographischen Höhe von 150 m ab weichen. Es ist natürlich auch denkbar, dass eine von diesem Beispiel verschiedene Anzahl von Ziffern zur Vermittlung der geographischen und nicht-geographischen Information verwendet wird und/oder dass die Informationen in anderer Reihenfolge angegeben werden. Vorteilhaft ist an dieser Ausführungsform, dass die tatsächliche geographische Höheninformation trotz der zusätzlichen Betriebsvorgabe einfach abzulesen ist.

Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Art der Darstellung der Höheninformation eingeschränkt. Neben der oben erwähnten Möglichkeit, dass mit zwei Koordinaten eine geographische Po sition auf der Erdoberfläche bestimmt wird und dieser eine Hö heninformation zugeordnet wird (Tile-Based Digital Elevation Model), ist beispielsweise auch eine Vektordarstellung mög lich.

Es kann ein Steuersystem vorgesehen sein, das dazu ausgelegt ist, Steuerbefehle an Betriebskomponenten des Fluggeräts zu senden. Beispielsweise können Steuerbefehle an Antriebskompo nenten gesendet werden, so dass das Fluggerät sich in eine vorgegebene Flugposition oder entlang einer vorgegebenen Flug route bewegt. Dabei können die Antriebskomponenten so ange steuert werden, dass eine vorgegebene Fluggeschwindigkeit nicht überschritten wird und/oder das von dem Fluggerät abge gebene Geräusch unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts bleibt Das Steuersystem kann Steuerbefehle auch an andere Betriebs komponenten senden, so dass der Betrieb des Fluggeräts mittels vorgegebener Betriebsparameter erfolgt. Es kann beispielsweise sein, dass eine Beleuchtungseinrichtung und/oder Signalleuchte eingeschaltet oder die Sendeleistung eines Funkmoduls redu ziert wird. Das Steuersystem kann ein Element des Fluggeräts sein. Möglich ist auch, dass Elemente des Steuersystems in ein oder mehreren von dem Fluggerät separaten Modulen angeordnet sind.

Das Steuersystem kann eine Eingangsschnittstelle umfassen, über die eine gewünschte Flugroute oder eine gewünschte Flug position in das Steuersystem eingegeben werden können. Das Steuersystem kann eine Recheneinheit umfassen, in der die über die Eingangsschnittstelle erhaltenen Informationen verarbeitet werden, um Steuerbefehle für die Betriebskomponenten des Flug geräts zu ermitteln.

Das Steuersystem kann dazu ausgelegt sein, auf einen Daten speicher zuzugreifen, in dem der Satz von Höheninformationen hinterlegt ist. Der Datenspeicher für den Satz von Höheninfor mationen kann ein Element des Steuersystems sein. Beispiels weise kann der Datenspeicher in dem Fluggerät angeordnet sein. Alternativ kann der Datenspeicher in einem von dem Fluggerät getrennten Modul angeordnet sein, beispielsweise in einem Fernsteuer-Modul. Von der Erfindung umfasst ist auch die Mög lichkeit, dass die Höheninformationen aus einer von dem Steu ersystem separaten Einrichtung über eine Datenverbindung abge rufen werden.

Wird beispielsweise über die Eingangsschnittstelle eingegeben, dass das Fluggerät ausgehend von seiner gegenwärtigen Position eine bestimmte Zielposition ansteuern soll, so kann eine Aus wertung des Satzes von Höheninformationen ergeben, dass die Flugroute zu der Zielposition ein erstes Sondergebiet schnei det, innerhalb dessen das Fluggerät nur mit Einschränkungen betrieben werden darf. Das Steuersystem kann aus dem Satz von Höheninformationen die Betriebsvorgaben ableiten, die den Ein schränkungen des ersten Sondergebiets entsprechen. Das Steuer system kann dazu ausgelegt sein, anhand der Betriebsvorgaben geeignete Steuerbefehle für die Betriebskomponenten des Flug geräts zu ermitteln.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann so durchgeführt werden, dass eine Bedienperson über eine Schnittstelle Daten in das Steuersystem eingibt, so dass sich aus den Daten eine Flug route für das Fluggerät ergibt. Beispielsweise kann in das Fernsteuer-Modul eine Zielposition eingegeben werden verbunden mit der Anweisung an das Fluggerät, sich von seiner gegenwär tigen Position zu der Zielposition zu bewegen. In dem Steuer system kann eine geeignete Flugroute berechnet werden, entlang derer das Fluggerät seine Zielposition erreichen kann. In vie len Fällen wird es möglich sein, die Zielposition entlang ei nes direkten Wegs anzusteuern, so dass zum Ermitteln der Flug route lediglich die Flughöhe so bestimmt werden muss, dass Hindernisse vermieden werden. Die passende Flughöhe ermittelt das Steuersystem unter Berücksichtigung der geographischen Hö heninformationen. Nachdem das Steuersystem alle erforderlichen Daten für die Flugroute ermittelt hat, kann das Steuersystem eigenständig den Flug beginnen und die Antriebskomponenten des Fluggeräts mit geeigneten Steuerbefehlen ansteuern. Das Flug gerät kann die Zielposition ohne weitere Eingriffe der Bedien person erreichen.

Ergibt die Abfrage der geographischen Höheninformationen durch das Steuersystem, dass die berechnete Flugroute von der gegen wärtigen Position zu der Zielposition ein erstes Sondergebiet schneidet, so ermittelt das Steuersystem die Betriebsparame ter, die den Einschränkungen des Sondergebiets genügen. Bei Eintritt in das erste Sondergebiet steuert das Steuersystem die Betriebskomponenten des Fluggeräts anhand geeigneter Steu erbefehle an, die es aus den für das erste Sondergebiet gel tenden Betriebsvorgaben ableitet. Beim Überfliegen des ersten Sondergebiets kann das Fluggerät den Einschränkungen des ers ten Sondergebietes somit genügen.

Es kann auch sein, dass eine direkte Flugroute von der gegen wärtigen Position zu der Zielposition nicht möglich ist, weil diese ein zweites Sondergebiet in Form eines für Fluggeräte gesperrten Sperrgebiets schneiden würde. Es wird dann eine al ternative Flugroute berechnet, die um das Sperrgebiet herum führt. In dem Satz von Höheninformationen kann die geographi sche Höhe für das zweite Sondergebiet so angegeben sein, dass sie die Information über das Sperrgebiet vermittelt. Für die Flugroute um das Sperrgebiet herum kann das Steuersystem wie derum auf Basis der geographischen Höheninformationen eine ge eignete Flughöhe ermittelt. Sobald alle Informationen über die Flugroute vorliegen, kann das Fluggerät selbständig seinen Flug starten und der Flugroute folgen, auf der ein Konflikt mit dem Sperrgebiet vermieden wird.

Der zweite Teil des geographischen Gebiets kann zusätzlich o- der alternativ dazu ein drittes Sondergebiet umfassen, in dem eine bestimmte Mindestflughöhe vorgegeben ist. Dies kann bei spielsweise für einen Schifffahrtskanal gelten, bei denen Fluggeräte einen ausreichenden Abstand zum Wasserspiegel ein- halten müssen, damit eine Kollision mit Schiffen vermieden wird. In dem Satz von Höheninformationen kann die geographi sche Höhe für das dritte Sondergebiet so angegeben sein, dass sie der vorgeschriebenen Mindestflughöhe entspricht. In einem solchen Fall kann das Steuersystem die Flugroute so berechnen, dass beim Überqueren des dritten Sondergebiets die vorge schriebene Mindestflughöhe automatisch eingehalten wird.

Möglich ist auch, dass mit den von der Bedienperson über die Schnittstelle eingegebenen Daten eine bestimmte Flugroute für das Fluggerät vorgegeben wird. Die Vorgabe kann beispielsweise dergestalt sein, dass eine vorgegebene Strecke abgeflogen wer den soll und dass dabei eine Flughöhe von 60 m eingehalten werden soll. Unter Berücksichtigung der geographischen Höhen information kann das Steuersystem die Flugroute so berechnen, dass ein vertikaler Abstand von 60 m gegenüber dem Gelände bzw. dort errichteten Bauwerken eingehalten wird. Sobald die Flugroute vollständig berechnet ist, kann das Fluggerät diese selbständig abfliegen. Stellt sich anhand der geographischen Höheninformation heraus, dass die gewünschte Flugroute ein Sondergebiet schneidet, so kann eine Warnung an die Bedienper son ausgegeben werden, dass der Betrieb des Fluggeräts auf der vorgegebenen Flugroute bestimmten Einschränkungen unterliegt. Möglich ist, dass das Steuersystem unter Berücksichtigung der geographischen Höheninformation selbständig bei Eintritt in das Sondergebiet eine Anpassung der Betriebskomponenten an die Einschränkungen des Sondergebiets unternimmt.

Die Eingabe der Bedienperson in das Steuersystem kann auch so gestaltet sein, dass das Fluggerät die Vorgabe erhält, ein ge ographisches Gebiet abzufliegen, beispielsweise mit dem Ziel einen flächendeckenden Satz von Foto- oder Videoaufnahmen zu erhalten. Das Steuersystem kann aus dieser Vorgabe eine Flug route berechnen, die beispielsweise durch eine Vielzahl von zueinander parallelen Flugbahnen das gesamte geographische Ge biet abdeckt. Bei der Ermittlung der Flugroute können die geo graphischen Höheninformationen berücksichtigt werden, so dass das Fluggerät einen konstanten Abstand zu den Strukturen am Boden einhält und dass die fotografischen Aufnahmen mit einem konsistenten Blickwinkel aufgenommen werden. Ergibt die Ab frage der geographischen Höheninformationen, dass sich das ab zufliegende Gebiet mit einem Sondergebiet überschneidet, in dem beispielsweise das Erstellen fotographischer Aufnahmen verboten oder unerwünscht ist, so kann eine Fehlermeldung an die Bedienperson ergehen und das Steuersystem kann das Erstel len von fotographischen Aufnahmen über dem Sonderbiet unter binden. Die Bedienperson kann ein alternatives geographisches Gebiet auswählen, das sich nicht mit einem solchen Sonderge biet überschneidet. Möglich ist auch, dass das Steuersystem selbsttätig eine Flugroute berechnet, mit der das geographi sche Gebiet nur teilweise abgedeckt wird und mit der das Son dergebiet vermieden wird.

Das Fluggerät kann ein unbemanntes Fluggerät sein. Es kann sich um ein Kleinfluggerät mit einem Abfluggewicht zwischen beispielsweise 1 kg und 100 kg, vorzugsweise zwischen 1 kg und 25 kg, weiter vorzugsweise zwischen 1 kg und 4 kg handeln. Das Fluggerät kann ein Multicopter sein mit einer Mehrzahl von Ro toren, die um im Wesentlichen vertikale Achsen rotieren. Der Multicopter kann beispielsweise vier, sechs oder acht Rotoren umfassen. Zu den Antriebskomponenten des Fluggeräts können insbesondere Antriebsmotoren für die Rotoren gehören, die mit Steuerbefehlen angesteuert werden können und mit einer vorge gebenen Drehzahl betrieben werden können.

Das Steuersystem kann eine in dem Fluggerät angeordnete Steu ereinheit sowie ein von dem Fluggerät separates Fernsteuer-Mo dul umfassen. Zwischen dem Fluggerät und dem Fernsteuer-Modul kann eine Funkverbindung bestehen. Die Eingaben der Bedienper son können in das Fernsteuer-Modul erfolgen. Das Fernsteuer- Modul kann eine grafische Benutzeroberfläche und/oder einen Touchscreen umfassen. Die Berechnung der Flugroute kann in dem Fernsteuer-Modul erfolgen. Die fertig berechnete Flugroute kann an die Steuereinheit des Fluggeräts übertragen werden, so dass die Steuereinheit die geeigneten Steuerbefehle für die Antriebskomponenten des Fluggeräts ermitteln kann. Möglich ist auch, die Eingaben der Bedienperson über Funk an die Steuer einheit des Fluggeräts zu übertragen, so dass die Berechnung der Flugroute in der Steuereinheit des Fluggeräts erfolgen kann.

Bei der Ermittlung der Flugroute wird auf den in einem Daten speicher hinterlegten Satz von Höheninformationen zugegriffen. Der Datenspeicher kann ein Element des Fluggeräts oder ein Element des Fernsteuer-Moduls sein. Der Datenspeicher kann ein fest installierter Datenspeicher sein oder ein austauschbarer Datenspeicher, beispielsweise in Form einer Speicherkarte. Möglich ist auch, dass zu dem Steuersystem eine von dem Flug gerät und dem Fernsteuer-Modul separate Komponente gehört, die den Datenspeicher umfasst. Der Satz von Höheninformationen kann auch in einer von dem Steuersystem separaten Einrichtung gespeichert sein. Die Abfrage der Daten kann über ein öffent liches Datennetz erfolgen, beispielsweise über ein Mobilfunk netz oder das Internet.

In einer Ausführungsform umfasst das Fluggerät alle Komponen ten des Steuersystems. Das Fluggerät kann mit einer Schnitt stelle ausgestattet sein, über das die erforderlichen Informa tionen in das Fluggerät eingegeben werden können. Den Satz von Höheninformationen kann das Fluggerät beispielsweise durch Einstecken einer Speicherkarte erhalten. Eine solche Gestal tung ist möglich für bemannte Fluggeräte und unbemannte Flug geräte.

Die Erfindung betrifft auch ein Steuersystem für ein Fluggerät mit einer Recheneinheit, die eine vorgesehene Flugposition des Fluggeräts mit einer der vorgesehenen Flugposition entspre chenden geographischen Höheninformation abgleicht. Die geogra phische Höheninformation wird aus einem Satz von Höheninforma tionen entnommen, der mit einem geographischen Gebiet korres pondiert, wobei der Satz von Höheninformationen für einen ers- ten Teil des geographischen Gebiets eine zutreffende geogra phische Höheninformation angibt und für einen zweiten Teil des geographischen Gebiets eine von der tatsächlichen geographi schen Höhe abweichende Höheninformation angibt. Der zweite Teil des geographischen Gebiets umfasst ein erstes Sonderge biet, in dem das Fluggerät nur unter einer Einschränkung be trieben werden darf. Die von der tatsächlichen geographischen Höhe abweichende Höheninformation wird ausgewertet, um eine Betriebskomponente des Fluggeräts so anzusteuern, dass das Fluggerät der Einschränkung genügt, wenn das Fluggerät in dem ersten Sondergebiet betrieben wird.

Das Steuersystem kann eine Steuereinheit des Fluggeräts umfas sen, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, anhand eines aus der geographischen Höheninformation abgeleiteten Steuerbe fehls eine Betriebskomponente des Fluggeräts anzusteuern. Die Ableitung des Steuerbefehls aus der geographischen Höheninfor mation kann in dem Fluggerät oder in einer von dem Fluggerät separaten Komponente des Steuersystems erfolgen.

Das Steuersystem kann mit weiteren Merkmalen fortgebildet wer den, die im Zusammenhang des erfindungsgemäßen Verfahrens be schrieben sind. Das Verfahren kann mit weiteren Merkmalen fortgebildet werden, die im Zusammenhang des erfindungsgemäßen Steuersystems beschrieben sind.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beige fügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen bei spielhaft beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung eines erfindungsge mäßen Steuersystems;

Fig. 2: ein Blockdiagramm des Steuersystems aus Fig. 1; Fig. 3: eine vorgesehene Flugroute;

Fig. 4: einen Ausschnitt aus einem Satz von Höheninforma- tionen;

Fig. 5: eine mit einem erfindungsgemäßen Steuersystem er mittelte Flugroute;

Fig. 6: eine Eingabeschnittstelle eines erfindungsgemäßen Steuersystems;

Fig. 7-10: Beispiele für die Durchführung des erfindungsge mäßen Verfahrens.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, 2 umfasst ein erfin dungsgemäßes Steuersystem ein Fernsteuer-Modul 14, das von ei ner Person 15 bedient wird, sowie eine Steuereinheit 16, die in einem Fluggerät 17 angeordnet ist. Das Fluggerät 17 ist ein Quadcopter mit vier Rotoren 21 und jeweils einem Antriebsmotor 22 für jeden der Rotoren 21. Das Fluggerät umfasst eine Sig nalleuchte 51 zum Abgeben von LeuchtSignalen.

Das Fernsteuer-Modul 14 umfasst eine Eingabe-Schnittstelle 18 in Form eines Touchscreens mit grafisch dargestellten Bedien elementen 36. Über die Eingabe-Schnittstelle 18 gibt die Bedi enperson 15 ein, dass das Fluggerät 17 sich von seiner gegen wärtigen Position 19 zu einer Zielposition 20 bewegen soll.

Zwischen einer Funkeinheit 23 des Fernsteuer-Moduls 14 und ei ner Funkeinheit 24 des Fluggeräts 17 besteht eine Funkverbin dung. Über die Funkverbindung fragt das Fernsteuer-Modul 14 die gegenwärtige Position des Fluggeräts 17 ab. Die Informa tion über die gegenwärtige Position wird in dem Fluggerät 17 durch eine GPS-Einheit 25 zur Verfügung gestellt. Mit einer Recheneinheit 26 des Fernsteuer-Moduls 14 wird eine

Flugroute zwischen der gegenwärtigen Position 19 und der Ziel position 20 berechnet. Bei der Berechnung wird auf geographi sche Höheninformationen zugegriffen, die in einem Datenspei cher 27 des Fernsteuer-Moduls 14 hinterlegt sind.

Gemäß der grafischen Darstellung in Fig. 4 umfasst der in dem Datenspeicher 27 hinterlegte Satz von Höheninformationen einen ersten Teilsatz 28, in dem eine tatsächliche Höheninformation 30 angegeben ist, und einen zweiten Teilsatz 29, in dem eine von der tatsächlichen Höhe abweichende Höheninformation 31 an gegeben ist. Als tatsächliche Höheninformation 30 wird es be zeichnet, wenn die Angabe in dem Datenspeicher 27 den tatsäch lichen topographischen Gegebenheiten an der betreffenden geo graphischen Position entspricht. Die Höhenangabe 30, deren Wert durch die vertikale Position innerhalb der perspektivi schen Darstellung angedeutet ist, liegt in dem Teilsatz 28 zwischen 316 m und 324 m. Diese Angabe gibt die Höhe über dem Meeresspiegel an. Ein Fluggerät 17, das beispielsweise in 80 m Höhe über einer geographischen Höhe von 316 m fliegt, hätte eine Höhe von 396 m über dem Meeresspiegel.

In dem zweiten Teilsatz 29, der sich auf ein geographisches Sondergebiet 32 bezieht, in dem das Fluggerät 17 nur unter Einschränkungen genutzt werden darf, ist die Höhenangabe auf 10324 m gesetzt. Die Höhenangaben 31 in dem zweiten Teilsatz 29 entsprechen nicht der tatsächlichen geographischen Höhe.

Die tatsächliche geographische Höhe liegt ähnlich wie in dem benachbarten Gebiet bei 324 m über dem Meeresspiegel. Diese Höhenangabe 31 ist in demselben Datensatz enthalten, in dem in dem ersten Teilsatz 28 die tatsächliche geographische Höhenan gabe 30 gemacht wird. In der Recheneinheit 26 ist festgeschrieben, dass nur die letzten vier Ziffern der Höhenangabe 31 einer tatsächlichen geographischen Höhe entsprechen. Durch die Höhenangabe 10324 m werden der Recheneinheit 26 daher eine geographische Informa tion (die tatsächliche geographische Höhe von 324 m) und eine Betriebsvorgabe (die vorangestellte Ziffer 1) vermittelt. Die vorangestellte Ziffer 1 der Höhenangabe 10324 m vermittelt der Recheneinheit 26, dass das Fluggerät 17 in dem geographischen Sondergebiet 32 nur unter der Einschränkung betrieben werden darf, dass ein Lichtsignal über eine Signalleuchte abgegeben wird. Die Recheneinheit 26 ermittelt die Betriebsparameter, die den Einschränkungen genügen und die über die Funkverbin dung zwischen den Funkeinheiten 23, 24 zu dem Fluggerät 17 übertragen werden. Die Steuereinheit 16 schaltet die Signal leuchte 51 anhand der übertragenen Betriebsparameter bei Ein tritt in das geographische Sondergebiet 29 ein. In einem ande ren Ausführungsbeispiel findet die Umsetzung von einer Höhen angabe 31 in Betriebsparameter zur Ansteuerung von Betriebs komponenten wie der Signalleuchte 51 direkt in der Steuerein heit 16 statt. Es werden dann lediglich geographische Höhenan gaben 31 von dem Fernsteuer-Modul 14 an das Fluggerät 17 über tragen.

In einem weiteren Beispiel betrifft die Einschränkung über dem Sondergebiet 29 einen nur geräuschreduziert erlaubten Betrieb des Fluggeräts 17. Die Steuereinheit 16 steuert die An triebsmotoren 22 anhand von empfangenen Betriebsparametern an und reduziert ihre Drehzahl und/oder Leistung, um dem ge räuschreduzierten Betrieb zu genügen.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 führt die direkte Route 33 zwischen der gegenwärtigen Position 19 und der Ziel position 20 durch das Sondergebiet 32. Kann das Fluggerät 17 den Einschränkungen des Sondergebiets 32 nicht genügen, weil beispielsweise entsprechende Betriebskomponenten fehlen oder ausgefallen sind, so berechnet die Recheneinheit 26 eine Flug route 34, die um das Sondergebiet 32 herumführt. Kann das Fluggerät 17 den Einschränkungen genügen, werden die Betriebs komponenten an die Einschränkungen angepasst und die direkte Flugroute 33 gewählt.

Die berechnete Flugroute 33, 34 wird über die Funkverbindung zwischen den Funkeinheiten 23, 24 zu dem Fluggerät 17 übertra gen. Die Steuereinheit 16 des Fluggeräts 17 berechnet daraus und unter weiterer Berücksichtigung der von dem GPS-Modul 25 erhaltenen Daten Steuerbefehle für die Antriebsmotoren 22 des Fluggeräts 17. Das Fluggerät 17 fliegt unter der Kontrolle der Steuereinheit 16 entlang der Flugroute 33, 34 von der gegen wärtigen Position 19 zu der Zielposition 20. Dabei werden über die Funkverbindung 23, 24 laufend Daten über die aktuelle Po sition und den Flugzustand an das Fernsteuer-Modul 14 übermit telt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 gibt die Bedienperson 15 über die Eingabe-Schnittstelle 18 des Fernsteuer-Moduls 14 ein geographisches Gebiet 35 ein, das mit dem Fluggerät 17 ab geflogen werden soll, um Fotoaufnahmen zu gewinnen. Die Ein gabe-Schnittstelle 18 ist als Touchscreen mit einer Mehrzahl von grafisch dargestellten Bedienelementen 36 gestaltet.

Auf einem Teilabschnitt 37 des Touchscreens ist ein Ausschnitt einer Landkarte dargestellt. Das geographische Gebiet 35 wird eingegeben, indem es mit einem Touchpen auf der Landkarte ein gezeichnet wird. Die Recheneinheit 26 des Fernsteuer-Moduls 14 übersetzt diese grafische Eingabe in eine Koordinatendarstel lung. Auf Basis der Koordinatendarstellung werden die Höhenin formationen aus dem Datenspeicher 27 abgerufen. Die Abfrage ergibt, dass das geographische Gebiet 35 sich mit einem Son dergebiet 32 überschneidet, in dem das Fluggerät 17 keine Fo toaufnahmen anfertigen und nur geräusch-reduziert betrieben werden darf. Der Rest des geographischen Gebiets 35 ist ein normales Fluggebiet 45, in dem ein Betrieb des Fluggeräts 17 uneingeschränkt zulässig ist.

Die Recheneinheit 26 erzeugt eine Fehlermeldung, die über die Eingabe-Schnittstelle 18 ausgegeben wird. Mit der Fehlermel dung wird die Bedienperson 15 aufgefordert, das geographische Gebiet 35 so zu ändern, dass eine Überschneidung mit dem Son dergebiet 32 vermieden wird, oder alternativ das geographische Gebiet 35 trotz der Einschränkungen des Sondergebiets 32 zu bestätigen. Wird das geographische Gebiet 35 bestätigt, genügt das Fluggerät 17 automatisch den Einschränkungen des Sonderge biets 32, indem es über dem Sondergebiet 32 keine Fotoaufnah men anfertigt und geräusch-reduziert betrieben wird.

In Fig. 8 ist eine Variante dargestellt, bei der die Rechen einheit 26 zusätzlich zu der Fehlermeldung eine mögliche Flug route 34 berechnet, mit der das geographische Gebiet 35 abge flogen wird, soweit es ohne Überschneidung mit dem Sonderge biet 32 möglich ist. Die Bedienperson 15 hat die Möglichkeit, den Vorschlag zu bestätigen. Die Flugroute 34 wird dann über die Funkverbindung 23, 24 zu dem Fluggerät 17 übertragen, so dass das Fluggerät 17 die Flugroute 34 unter der Kontrolle der Steuereinheit 16 abfliegt. Während des Flugs werden über die Funkverbindung 23, 24 laufend aktuelle Fotoaufnahmen zu dem Fernsteuer-Modul 14 übertragen.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 ist das Sondergebiet 32 ein für die Schifffahrt genutzter Kanal. Damit es nicht zu einer Kollision zwischen Fluggeräten und Schiffen kommt, sind eine Mindestflughöhe von 50 m und das Einschalten einer Sig nalleuchte 51 beim Überqueren des Kanals vorgeschrieben. Der in dem Datenspeicher 27 hinterlegte Satz von Höheninformatio nen umfasst einen ersten Teilsatz 28, in dem die Höheninforma- tion 30 der tatsächlichen geographischen Höhe entspricht. In dem Schifffahrtskanal entsprechenden Sondergebiet 32 wird in einem zweiten Teilsatz 29 eine von der tatsächlichen geogra phischen Höhe abweichende Höheninformation 31 angegeben.

Die Recheneinheit 26 erkennt nach der Abfrage der Höheninfor- mationen 30, 31 aus dem Datenspeicher 27, dass der direkte Weg 33 zwischen der gegenwärtigen Position 19 und der Zielposition 20 in Konflikt mit dem Sondergebiet 32 steht. Die Betriebsvor gabe innerhalb der Höheninformation 31 vermittelt der Rechen einheit 26, dass das Fluggerät 17 nur in das Sondergebiet 32 eintreten darf, wenn die Flughöhe mindestens 50 m über der tatsächlichen geographischen Höhe liegt und die Signalleuchte 51 eingeschaltet ist. Die tatsächliche geographische Höhe ent nimmt die Recheneinheit der tatsächlichen Höhenangabe inner halb der geographischen Höheninformation 31. Die Betriebspara- meter werden zu dem Fluggerät 17 übertragen. Das Fluggerät 17 fliegt unter Kontrolle der Steuereinheit 16 von der gegenwär tigen Position 19 zu der Zielposition 20 und genügt dabei den Einschränkungen des Sondergebiets 32, indem die Flughöhe ange passt und die Signalleuchte 51 eingeschaltet wird.