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Drohnenanlieferung

Landevorrichtung mit optischen Markern zur Authentifizierung von luftgestützten Anlieferungen

Problembeschreibung

Der derzeitige Testbetrieb von Drohnenanlieferungen erfolgt oftmals unter Idealbedingungen mit exakt lokalisierten, einzelnen Anlieferpunkten. Zukünftig könnten in Ballungsgebieten eine Vielzahl von individuellen Anlieferstellen mit geringen räumlichen Abständen und ungenauen Positionsdefinitionen entstehen. Um Fehlanlieferungen zu vermeiden ist während des Landeanflugs daher eine gute räumliche Lokalisierung und sichere Authentifizierung des Lieferpunkts erforderlich.

Darüber hinaus werden Lieferdrohnen insbesondere hinsichtlich der Manipulation des Lieferpunkts ein attraktives Ziel für Missbrauchsversuche darstellen. Eine lokale Kommunikationsverbindung zwischen Liefersystem und Landevorrichtung kann dabei eine zusätzliche, potentielle Sicherheitslücke darstellen.

Derzeitige Lösung

  • Lokale verschlüsselte Funkverbindungen zwischen Drohne und Landevorrichtung mit Übermittelung eines Authentifizierungscodes

  • Kamerabasierte Erfassung von Orientierungsmarkern bei der Landung

  • RFID / NFC-Authentifizierung bei Ablieferung

Die neue Lösung

Verwendung einer Landevorrichtung mit optischen Markern bzw. Signalcodes zur Lokalisierung und sicheren Authentifizierung des Anlieferpunkts durch ein Kamerasystem an der Drohne.

Selling Points:

  • Gute räumliche Lokalisierbarkeit und Identifikation der Landeposition bei dicht aneinander liegenden Anlieferpunkten (z.B. in Ballungsgebieten, Mietshäusern etc.)

  • Distante Authentifizierung möglich, ohne dass ein direkter Zugriff vom Boden erfolgen kann

  • Manipulationssicherheit durch schwierige ad hoc Replikation des Authentifizierungsmusters durch Hacker, Räumliche und/oder zeitliche Codes möglich, Authentifizierungscodes nur räumlich begrenzt öffentlich einsehbar, nicht unauffällig erfassbar

  • Manipulationssicherheit durch schwierige ad hoc Replikation des Authentifizierungsmusters durch Hacker, Räumliche und/oder zeitliche Codes möglich, optische Authentifizierungsmuster nur räumlich begrenzt öffentlich einsehbar, nicht unauffällig erfassbar

  • Eigenständige Generierung des Authentifizierungscodes durch die Drohne (vgl. optische TAN Generatoren) auf Basis von Bilddaten, keine Weiterleitung eines funkübermittelten Codes

  • Gute Interoperabilität von Liefer- und Landevorrichtungen verschiedener Hersteller / Dienstleister (Lokal keine Kommunikationsprotokolle, Verschlüsselungs-Keys etc. erforderlich)

  • Kostengünstige und einfache Realisierungsmöglichkeiten, keine Funkzulassung notwendig

  • Unempfindlich gegen elektromagnetische Störungen (z.B. durch überlagerte WLAN-Netze etc.)

  • Verschiedene Ausführungen & transportable Lösungen möglich

Für die Realisierung der Landevorrichtung mit optischen Markern stehen verschiedene Varianten zur Verfügung.

Vereinfachter Ablauf einer aktiven Realisierung der Landevorrichtung (V4):

  • 1: Kunde bestellt Ware via Smart Device, Leitstelle startet Liefervorgang und generiert Authentifizierungscode (Token)

  • 2: Drohne fliegt mit Ware GPS-gestützt in die Nähe des Anlieferpunkts (Umkreis ~20-30 m)

  • 3: Drohne aktiviert Kamera

  • 4: Drohne meldet Lieferbereitschaft an Leitstelle

  • 5: Leitstelle initiiert Anzeige einer individuellen Codesequenz entsprechend des Tokens an der Landevorrichtung bzw. am Smart Device

  • 6: Drohne erfasst Codesequenz/Marker der Landevorrichtung und überträgt erfassten Code an die Leitstelle

  • 7: Authentifizierung durch Abgleich von Codesequenz / Marker und Token in Leitstelle (alternativ in Drohne)

  • 8: Landung und Ablieferung der Ware

  • 9: Drohne meldet Ablieferung an Leitstelle und kehrt zurück

  • Ggf. Wiederholung der Punkte 5-7 mit neuer Sequenz falls Authentifizierung fehlschlägt

Für eine einfache vorgangsspezifische Authentifizierung kann eine Landevorrichtung mit einer Anordnung von optischen Emittern verwendet werden.

Während des Anforderns einer luftgestützten Lieferung verbindet in diesem Beispiel der Sendungsempfänger ein Smart-Device mit der Landevorrichtung und schickt die aktuellen GPS-Koordinaten an eine Leitstelle.

Wenn sich die Lieferdrohne den GPS-Koordinaten nähert, sendet die Landevorrichtung über das Emitterfeld einen optischen Signalcode. Der optische Code ist vorgangsspezifisch und kann eine zeitliche und/oder räumliche Charakteristik haben.

Die Lieferdrohne erfasst den Signalcode mit einer integrierten Kamera und gleicht diesen mit der Leitstelle ab. Die Lieferung wird abgesetzt sobald der Signalcode erfolgreich authentifiziert wurde.

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