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Dokumentenidentifikation DE102006006719A1 23.08.2007
Titel Verfahren zum Ermitteln von Positionen mobiler Objekte in Räumen
Anmelder Airbus Deutschland GmbH, 21129 Hamburg, DE
Erfinder Reitmann, Jörg, 21698 Harsefeld, DE;
Reuter, Joachim, 22359 Hamburg, DE;
Fischer, Wolfgang, 21635 Jork, DE;
Krebs, Thomas, 28215 Bremen, DE
Vertreter Eisenführ, Speiser & Partner, 28195 Bremen
DE-Anmeldedatum 13.02.2006
DE-Aktenzeichen 102006006719
Offenlegungstag 23.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.08.2007
IPC-Hauptklasse G01S 1/00(2006.01)A, F, I, 20060213, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B64D 11/00(2006.01)A, L, I, 20060213, B, H, DE   B64D 45/00(2006.01)A, L, I, 20060213, B, H, DE   B64D 47/00(2006.01)A, L, I, 20060213, B, H, DE   G07C 11/00(2006.01)A, L, I, 20060213, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Lokalisieren von mobilen Objekten in einem Raum mit Planpositionen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Planposition eines unmittelbar neben einem mobilen Objekt angeordneten ortsfesten Einbauelements innerhalb eines Raums bestimmt, indem das mobile Objekt mittels einer Sende- und Empfangseinheit ein Ortungssignal aussendet, mehrere im Raum angeordnete Empfangseinheiten das Ortungssignal empfangen, aus den Laufzeiten zwischen dem Aussenden des Ortungssignals und dem Empfang des Ortungssignals die relativen Positionen des mobilen Objekts zu den Empfangseinheiten bestimmt wird, aus den absoluten Positionen der Empfangseinheiten in dem Raum und den bestimmten relativen Positionen des mobilen Objekts die absolute Position des mobilen Objekts in dem Raum bestimmt wird und aus der bestimmten absoluten Position des mobilen Objekts und einem Raumaufteilungsplan ein relativ zum mobilen Objekt nächstliegendes ortsfestes Einbauelement in dem Raum ermittelt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die absoluten Positionen der mobilen Objekte innerhalb des Raums autark, robust und fehlertolerant bestimmt werden.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln einer Position eines mobilen Objekts innerhalb eines Raums, insbesondere einer Passagierkabine eines Flugzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine Empfangseinheit, ein mobiles Objekt, eine Rechenvorrichtung und ein Computerprogramm zur Verwendung in einem solchen System, sowie ein Fahrzeug mit einem solchen System.

Zur Steigerung des Komforts in Passagierkabinen moderner Verkehrsflugzeuge werden an Bord vermehrt Multimedia- und Kommunikations-Anwendungen und Geräte bereitgestellt. Häufig besteht seitens der Passagiere ferner der Bedarf, diese Anwendungen nicht nur an einem zugewiesenen Sitzplatz, sondern insbesondere im Falle eines Großraumflugzeugs mit zusätzlichen Aufenthaltsbereichen innerhalb der gesamten Flugzeugkabine, wie etwa in einer Bar, einer Lounge oder dgl. zu verwenden.

Dies ist an Bord heutiger Flugzeuge nur sehr beschränkt möglich, da sich die für Multimedia- und Kommunikationsanwendungen verwendeten Geräte drahtgebunden an den jeweiligen Sitzplätzen der Passagiere befinden oder nur mit einer relativ geringen Sende- und Empfangsreichweite drahtlos an den Sitzplätzen betrieben werden können, wie dies bspw. bei gängigen drahtlosen Kopfhörern der Fall ist. Weiterhin ist bei der Verwendung dieser herkömmlichen drahtlos betriebenen Geräte nachteilig, dass für jedes Gerät eine eigene Sende- und Empfangsstation erforderlich ist. Werden die Geräte andererseits in ein drahtloses Netzwerk integriert, über das sie mit Daten versorgt werden bzw. ihre Funktionalität zur Verfügung stellen, ist eine manuelle Zuordnung des Geräts zu einem Passagier bzw. dessen Sitzplatz notwendig, bspw. durch Eingabe von Gerätekennziffern in ein Steuergerät oder dergleichen.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Verringerung oder Eliminierung der vorangehend geschilderten Nachteile. Insbesondere sollen ein Verfahren und Vorrichtungen bereitgestellt werden, die in einem vorhandenen Funknetz an Bord verwendet und robust und automatisch einem Benutzer zugeordnet werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein in Anspruch 1 angegebenes Verfahren dadurch gelöst, dass das mobile Objekt mittels einer Sendeeinheit ein Ortungssignal aussendet, mehrere im Raum angeordnete Empfangseinheiten das Ortungssignal empfangen, aus den Laufzeiten zwischen dem Aussenden des Ortungssignals und dem Empfang des Ortungssignals die relativen Positionen des mobilen Objekts zu den Empfangseinheiten bestimmt wird, aus den absoluten Positionen der Empfangseinheiten in dem Raum und den bestimmten relativen Positionen des mobilen Objekts die absolute Position des mobilen Objekts in dem Raum bestimmt wird und aus der bestimmten absoluten Position des mobilen Objekts und einem Raumaufteilungsplan ein relativ zum mobilen Objekt nächstliegendes ortsfestes Einbauelement in dem Raum ermittelt wird.

Durch dieses Verfahren wird erreicht, dass ein mobiles Objekt innerhalb eines Raums lokalisiert werden kann, wodurch es ermöglicht wird, ein nächstliegendes ortsfestes Einbauelement innerhalb des Raums zu identifizieren und das mobile Objekt diesem ortsfesten Einbauelement zuzuordnen. Beispielsweise ist es mit diesem Verfahren leicht möglich, ein elektronisches Gerät (z. B. einen Kopfhörer) innerhalb einer Passagierkabine eines Flugzeugs zu orten und abhängig vom Ergebnis dieses Ortungsverfahrens einem nächstliegenden Passagiersitz dieses elektronische Gerät zuzuordnen. Der Begriff „Zuordnen" bedeutet im Wesentlichen das Abstimmen aller Funktionalitäten des elektronischen Geräts bzw. mobilen Objekts auf Steuereingaben ausgehend von diesem nächstliegenden ortsfesten Einbauelement. Das Verfahren ist so zu verstehen, dass die Lokalisierung nicht kontinuierlich abläuft, sondern beispielsweise einmalig bei der Übergabe des betreffenden mobilen Objekts an eine Person, die sich an dem lokalisierten Ort aufhält. Durch das einmalige Anwenden des Verfahrens wird das mobile Objekt einmalig an das ortsfeste Element zugeordnet, die Zuordnung bleibt über den gesamten Betrieb des mobilen Objekts bestehen, auch wenn sich das mobile Objekt und dessen Benutzer sich innerhalb des Raums bewegen.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem zu lokalisierenden mobilen Objekt um ein drahtloses Gerät zur Bereitstellung von Unterhaltungs-, Kommunikations- oder Steuerungsanwendungen. Dies dient aufgrund der Bewegungsfreiheit und des Wegfalls störender Kabel der Steigerung des Benutzerkomforts. Aus dem gleichen Grund kann das mobile Objekt aus einer Gruppe von drahtlosen oder drahtgebundenen Geräten ausgewählt werden, die einen Kopfhörer, eine Fernbedienung, ein Telefon und einen Bildschirm aufweist.

Günstig ist bei einem Flugzeug, dass das ortsfeste Einbauelement ein Passagiersitz ist. Durch eine Ermittlung des relativ zum mobilen Objekt nächstliegenden Passagiersitzes kann eine Zuordnung der bereitgestellten Anwendungen für einen auf diesem Passagiersitz befindlichen Anwender realisiert werden, der ein durch das erfindungsgemäße Verfahren lokalisiertes Gerät verwendet.

Weiterhin enthält in einer besonders vorteilhaften Weiterbildung das Ortungssignal eine Kennung des zu lokalisierenden mobilen Objekts. Hierdurch können Störungen durch andere mobile Objekte vermieden werden, die zur gleichen Zeit lokalisiert werden. Die Verwendung einer einzigartigen Kennung kann verhindern, dass der Lokalisierung eines mobilen Objekts die Entfernungsdaten eines anderen mobilen Objekts zugrundegelegt werden.

Das Bestimmen der relativen Positionen des mobilen Objekts aus den Laufzeiten zwischen dem Aussenden des Ortungssignals und dem Empfang des Ortungssignals durch die Empfangseinheiten ist ebenfalls bevorzugt. Die Empfangseinheiten sind innerhalb des Raums in fest vorgegebenen Positionen angeordnet und können gegebenenfalls ihre benötigte Energie aus dem Bordstromnetz des Fahrzeugs beziehen. Durch die ausgelagerte Ermittlung der Positionsdaten eines mobilen Geräts kann dieses zur Senkung des Energieverbrauchs entlastet werden.

Es ist besonders vorteilhaft, die relativen Positionen des mobilen Objekts an eine Auswerteeinheit zu übermitteln, welche aus den bekannten Positionen der verwendeten Empfangseinheiten die absolute Position des zu lokalisierenden mobilen Objekts bestimmt. Das Auslagern der Ermittlung der absoluten Position eines zu lokalisierenden mobilen Objekts in eine Auswerteeinheit dient zur Bündelung aller in dem Raum oder der betreffenden Zone des Raums vorzunehmenden Berechnungen und kann die Komplexität der Empfangseinheiten senken, die dann lediglich zum Empfangen der Ortungssignale verwendet werden.

Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Empfangseinheiten als Reflektoreinheiten nach Empfang des Ortungssignals ein Reflektorsignal aussenden, welches von der Sendeeinheit des mobilen Objekts empfangen wird. Hierdurch kann etwa das Bestimmen der Abstände zu den Empfangseinheiten durch das mobile Objekt selbst bestimmt werden, wodurch dies zu einer weiteren Vereinfachung der Empfangseinheiten führen kann.

Weiterhin ist das Aufweisen einer Steuereinheit, die aus der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ortungssignals und dem Empfang des Reflektorsignals die Abstände zu den verwendeten Empfangseinheiten ermittelt, von dem mobilen Objekt besonders vorteilhaft. Ohne eine solche Steuereinheit, die auch in der Sende- und Empfangseinheit des mobilen Objekts integriert sein kann, ist eine Bestimmung der Abstände zu den Reflektoreinheiten nicht möglich.

Günstig ist darüber hinaus das Senden der Abstände zu den Reflektoreinheiten vom mobilen Objekt an die Auswerteeinheit aus den gleichen Gründen, wie vorstehend in Bezug auf die Übermittlung durch die Reflektoreinheiten beschrieben wurde.

Das Ermitteln eines relativ zum mobilen Objekt nächstliegenden Einbauelements in dem Raum durch die Auswerteeinheit aus der bestimmten absoluten Position des mobilen Objekts und einem Raumaufteilungsplan ist überdies günstig. Die Auswerteeinheit kann als zentrale Einheit innerhalb des Raums zur Verfügung gestellt werden und führt alle notwendigen Lokalisierungsaufgaben in Bezug auf den Raumaufteilungsplan aus, wodurch lediglich in der Auswerteeinheit ausreichend Rechen- und Speicherkapazität zur Verfügung gestellt werden muss und die restlichen zur Lokalisierung verwendeten Geräte vereinfacht werden können.

Außerdem ist es bevorzugt, dass eine Verwaltungseinheit für den Raum und/oder den betreffenden Abschnitt des Raums aus der bestimmten absoluten Position des mobilen Objekts und einem Raumaufteilungsplan ein relativ zum mobilen Objekt nächstliegendes ortsfestes Einbauelement in dem Raum ermittelt. Dies könnte zu einer weiteren Vereinfachung der Anordnung führen, da eine im Fahrzeug bereits vorhandene zentrale Verwaltungseinheit für die Aufgabe der Zuordnung ortsfester Elemente aufgrund eines Raumaufteilungsplans ausgerüstet werden kann, wodurch andere Geräte, insbesondere die Auswerteeinheit, eingespart werden können.

Weiterhin wird die Aufgabe durch ein System zum Ermitteln einer Position eines mobilen Objekts innerhalb eines Raums, insbesondere einer Passagierkabine eines Flugzeugs, mit einem mobilen Objekt mit einer Sendeeinheit zum Aussenden eines Ortungssignals, mehreren im Raum angeordneten Empfangseinheiten zum Empfangen des Ortungssignals, einer ersten Recheneinheit zum Bestimmen der relativen Positionen des Objekts zu den Reflektoreinheiten aus den Laufzeiten zwischen dem Senden des Ortungssignals und dem Empfangen der Ortungssignals, einer zweiten Recheneinheit zum Bestimmen der absoluten Position des Objekts aus den absoluten Positionen der Empfangseinheiten im Raum und den bestimmten relativen Positionen des mobilen Objekts und einer dritten Recheneinheit zum Bestimmen der Planposition des relativ zum mobilen Objekt nächstliegenden ortsfesten Einbauelements in dem Raum. Das System weist die vorstehend genannten Vorteile auf und ist in der Lage, das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.

Vorteilhafterweise sind die ersten, zweiten und/oder dritten Recheneinheiten wahlweise miteinander kombiniert oder als gesonderte Einheiten ausgeführt. Weiterhin ist es von Vorteil, dass die ersten, zweiten und/oder dritten Recheneinheiten an oder in einer Empfangseinheit, an oder in einem ortsfesten Objekt angeordnet sind oder gesonderte und vom mobilen Objekt und der Empfangseinheit unabhängige Einheiten sind. Dies dient der Erhöhung der Flexibilität bei der Ausnutzung bereits vorhandener Rechenkapazitäten.

Ferner erfüllt eine Empfangseinheit, wie in Anspruch 16 angegeben, zur Verwendung in einem oben beschriebenen System die Aufgabe der Erfindung. Außerdem wird die Aufgabe auch durch ein mobiles Objekt, wie in Anspruch 17 angegeben, zur Verwendung in oben dargestelltem System zum Ermitteln der Position eines mobilen Objekts innerhalb eines Raums, insbesondere eine Passagierkabine eines Flugzeugs gelöst. Weiterhin erfüllen eine Rechenvorrichtung und ein Computerprogramm zur Verwendung in dem System die Aufgabe der Erfindung. Vorteilhafterweise ist es mit diesen Elementen möglich, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.

Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, insbesondere ein Passagierflugzeug, das die genannten Vorrichtungen und das System beinhaltet und das erfindungsgemäße Verfahren ausführen kann.

Die bevorzugten Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer Vorrichtung wird anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

1 ein beispielhaftes Layout einer Passagierkabine eines Flugzeugs,

2 eine Passagiersitzanordnung, einen drahtlosen Kopfhörer, Empfangseinheiten und eine Auswerteeinheit,

3 eine schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

4 eine Passagiersitzanordnung, einen drahtlosen Kopfhörer und, Reflektoreinheiten und

5 eine schematische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Passagierkabine 2 eines modernen Verkehrsflugzeugs. Innerhalb der Passagierkabine 2 befindet sich eine Reihe von Passagiersitzen 4, die nach einem bestimmten Schema angeordnet sind. Dieses Schema, auch als Kabinenlayout bezeichnet, kann mehrere Klassenunterteilungen aufweisen, die etwa durch Trennvorhänge 6 voneinander getrennt sind. Innerhalb des Kabinenlayouts sind alle Positionen der Einbauten festgelegt, die Passagiersitze 4 sind außerdem nummeriert, um später den Fluggästen einen definierten reservierten Platz zuweisen zu können. Das Kabinenlayout ist die Ausgangsbasis für das erfindungsgemäße Verfahren zum Zuordnen von drahtlosen Geräten zu den Sitzen 4, die durch die Sitznummern gekennzeichnet werden.

In 2 sind eine Anordnung von Passagiersitzen 4 (allg. „Einbauelemente") und mehrere drahtlose Passagiergeräte 8 (allg. „mobile Objekte") gezeigt, die in diesem Falle als ein Kopfhörer ausgeführt sind. In ein drahtloses Passagiergerät 8 ist eine Sende- und Empfangseinheiten 10 integriert, die mit einem ebenfalls in das drahtlose Passagiergerät 8 integrierten Steuergerät 12 in Verbindung steht. Das Steuergerät 12 stellt hier je nach Anwendungsfall im Wesentlichen Rechenleistung und/oder Signalverarbeitungsfähigkeit zur Verfügung. Ein Kopfhörer weist hier insbesondere eine Einheit zum Umwandeln digitaler Daten in analoge Audiosignale auf. Das Steuergerät 12 erhält von einem Kabinensystem, welches als zentrale Einheit eine Vielzahl von passagierkomfortrelevanten Funktionen bereitstellt, bei dessen Initialisierung weiterhin eine einzigartige Netzwerkadresse zugewiesen, um in ein innerhalb der Kabine 2 befindliches Datennetzwerk, das z. B. in Frequenzbereichen um 5 GHz arbeitet, integriert zu werden. Beispielsweise kann ein drahtloses Netzwerk verwendet werden, welches zur Vermeidung von Störungen durch andere an Bord befindliche Netzwerkgeräte innerhalb eines Frequenzbereichs zwischen 6 GHz und 11 GHz betrieben werden könnte. Die Prozedur der Adresszuweisung ähnelt im Wesentlichen der des Zuweisens von Netzwerkadressen durch einen DHCP-Server an vernetzte Computer, die eine DHCP-Clientsoftware ausführen. Das Kabinensystem (genauer dessen Subsystem zur Adressierung und Lokalisierung drahtloser Geräte) ist in der Lage festzustellen, ob dieses drahtlose Passagiergerät 8 bereits bekannt oder ob es neu ist. Das Steuergerät 12 erhält eine Netzwerkadresse aus einem zur Verfügung stehenden Pool, die bei bekanntem Steuergerät 12 im Vergleich zu vorherigen Initialisierungs- bzw. Einschaltphasen des Kabinensystems vorzugsweise nicht geändert wird.

Das Steuergerät 12 kann über die Sende- und Empfangseinheit 10 mehrere Empfangseinheiten 14 erreichen, die in unmittelbarer Umgebung jedes Sitzes 4 innerhalb der Kabine angeordnet sind. Die Empfangseinheiten 14 empfangen von Steuergeräten 12 ausgesandte Ortungssignale und dienen zusammen mit einer Auswerteeinheit 16 zur Bestimmung der Laufzeit des Ortungssignals und daraus zur Ermittlung der Entfernung der jeweiligen Empfangseinheit zu dem Steuergerät 12. Für eine sog. Kabinenzone werden etwa vier am Kabinenrand positionierte Empfangseinheiten 14 mit einer gemeinsamen Auswerteeinheit 16 verwendet. Hieraus kann die absolute Position der in der Kabine befindlichen Kopfhörer und die Zuordnung zu den jeweiligen Passagiersitzen erfolgen, wie im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels detaillierter beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Auslösen des Ortungssignals und zum Bestimmen der absoluten Position eines drahtlosen Passagiergeräts 8 wird nachfolgend anhand der Darstellung aus 3 im Detail beschrieben.

Das Kabinensystem bzw. das Subsystem zur Adressierung und Lokalisierung drahtloser Geräte initialisiert nach der Übergabe des drahtlosen Passagiergeräts an einen Passagier die Prozedur zur Positionsbestimmung des drahtlosen Passagiergeräts 8 (Schritt 18), was im Wesentlichen das Zuweisen einer einzigartigen Netzwerkadresse und das Einbinden in das drahtlose Netzwerk beinhaltet. Im Kabinensystem ist hiermit ein neues und aktives Gerät mit einer bekannten Netzwerkadresse registriert, woraufhin das Aussenden eines Ortungssignals durch das Steuergerät 12 vom Kabinensystem ausgelöst wird (20). Das Ortungssignal wird dann von in der näheren Umgebung des drahtlosen Passagiergeräts 8 angeordneten Empfangseinheiten 14 empfangen (22). Die messbaren Laufzeiten zwischen dem Auslösen des Ortungssignals und dem Empfang durch die Empfangseinheiten 14 werden in Entfernungswerte zwischen den jeweiligen Empfangseinheiten 14 und dem drahtlosen Passagiergerät 8 berechnet (24). Über das Datennetzwerk werden die Entfernungswerte an die Auswerteeinheit 16 übergeben (26). Die Auswerteeinheit 16 bestimmt anhand der relativ zur Passagierkabine 2 bekannten Positionen der Empfangseinheiten 14 die absolute Position des drahtlosen Passagiergeräts 8 (28). Die errechnete absolute Position wird an das Kabinensystem übertragen (30). Dort wird die Positionsangabe des drahtlosen Passagiergeräts 8 mit dem Kabinenlayout verglichen, um die Sitznummer des unmittelbar an das drahtlose Passagiergerät 8 angrenzenden Passagiersitzes 4 zu bestimmen, der das Gerät zuzuordnen ist (32). Anschließend kann das drahtlose Passagiergerät 8 mit den Daten versorgt werden, die durch die zu leistenden Aufgaben am betreffenden Passagiersitz 4 anfallen. Dies kann etwa das Audiostreaming durch einen Kopfhörer, das Fernbedienen eines Videoprogramms durch eine drahtlose Fernbedienung oder auch das Telefonieren durch ein drahtloses Bordtelefon sein.

Soll ein drahtloses Passagiergerät 8 neu zugeordnet werden, so muss der Zuordnungsprozess manuell ausgelöst werden. So könnte etwa an dem zuzuordnenden drahtlosen Passagiergerät 8 und an der in den betreffenden Passagiersitz 4 integrierten Elektronik gleichzeitig ein entsprechendes Kommando ausgeführt werden. Die bisherige Zuordnung wird dadurch automatisch aufgehoben.

Sofern für die jeweiligen drahtlosen Passagiergeräte 8 eine Datenverbindung von relativ geringer Datenrate ausreicht, kann diese auch dadurch realisiert werden, dass die Empfangseinheiten 14 als Sende- und Empfangseinheiten bereitgestellt werden, um durch die hierüber realisierte Verbindung andere in der Passagierkabine 2 verfügbaren Funkdatennetzwerke entlastet werden.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Positionsbestimmung der drahtlosen Passagiergeräte durch eine Abwandlung des vorangehend beschriebenen Verfahrens durchgeführt. In 4 sind Reflektoreinheiten 34 dargestellt, die in vorbestimmten Positionen angeordnet sind. Die Reflektoreinheiten 34 senden bei Empfang bestimmter digitaler codierter Ortungsignale ein Reflektorsignal aus, welches etwa aus dem Ortungssignal besteht, dem jeweils eine einzigartige Reflektorkennung beigegeben wird. Die Reflektoreinheiten weisen einen sehr geringen Energiebedarf auf und können autonom etwa durch integrierte Bewegungsenergieumsetzer mit ausreichend elektrischer Energie versorgt werden.

Das zur Positionsbestimmung der drahtlosen Passagiergeräte 8 durchgeführte Verfahren wird näher anhand 5 gezeigt. Die Positionsbestimmung schließt sich nach der Initialisierung durch das Kabinensystem (36) mit dem Aussenden eines digital kodierten Ortungssignals von einem drahtlosen Passagiergerät 8 durch das dort integrierte Steuergerät 12 bzw. die Sende- und Empfangseinheit 10 (38). Dieses Signal wird von den in Reichweite befindlichen Reflektoreinheiten 34 mit bekannten Positionen in der Kabine 2 empfangen, woraufhin die Reflektoreinheiten 34 Reflektorsignale aussenden (40), welche etwa ein geändertes Ortungssignal mit zugefügter Kennung der betreffenden Reflektoreinheit sein können. Die Laufzeiten zwischen dem Aussenden des Ortungssignals und dem Empfang des Reflektorsignals werden ermittelt (42). Hieraus und mit den dazugehörigen und bekannten Totzeiten der Reflektoreinheiten 34 werden die Entfernungen des drahtlosen Passagiergeräts 8 zu den betreffenden Reflektoreinheiten 34 bspw. innerhalb des Steuergeräts 12 oder in einem dafür geeigneten Mikrocontroller berechnet (44). Aus der relativen Position zu den Reflektoreinheiten 34 wird die absolute Position des drahtlosen Passagiergeräts 8 in der Kabine 2 bestimmt (46).

Das Sitzsystem 10 erhält vom Kabinensystem (genauer vom Subsystem zur Adressierung und Lokalisierung) die absoluten Positionen der in Anspruch genommenen Reflektoreinheiten 16 und errechnet hieraus und aus den bekannten relativen Positionen des Sitzes 4 zu den Reflektoreinheiten 16 die absolute Position des Sitzes 4 in der Kabine 2 (34). Es ist jedoch auch denkbar, dass der Sitz die relative Position in Bezug auf die in Anspruch genommenen Reflektoreinheiten 16 zum Kabinensystem sendet, welches anhand der bekannten absoluten Positionen der Reflektoreinheiten 16 die absolute Position des jeweiligen Sitzes errechnet (36).

Die Zuweisung der Sitznummer des unmittelbar an das drahtlose Passagiergerät 8 angrenzenden Passagiersitzes 4 erfolgt ausgehend von den Planpositionen der Sitze 4 im festgelegten Kabinenlayout. Hierzu wird beispielsweise die ermittelte absolute Position des drahtlosen Passagiergeräts an das Kabinensystem übersandt (48), in dem anhand des digital beschriebenen Kabinenlayouts die entsprechende Sitznummer herausgesucht wird (50).

Die nun bekannte Sitznummer wird bspw. im Kabinensystem in einer Tabelle („lookup-table") festgehalten, in der alle ermittelten Sitznummern mit den zugehörigen Netzwerkadressen der Sitze 4 korreliert werden (52). Bei Bedarf ist aus der Netzwerkadresse des drahtlosen Passagiergeräts 8 die zugehörige Sitznummer ermittelbar oder umgekehrt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Lokalisieren mobiler Objekte, insbesondere mobiler Passagiergeräte in Flugzeugkabinen, wird eine robuste und automatische Zuordnung von mobilen Objekten zu Passagiersitzen innerhalb der Flugzeugkabine ermöglicht. Hierdurch kann das mobile Passagiergerät bei Bedarf anderen Passagieren übergeben und einem neuen Passagiersitz automatisch zugeordnet werden, ohne manuell Eingaben an einer zentralen Recheneinheit oder dem Gerät selbst vornehmen zu müssen. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die Anwendung in Flugzeugkabinen, sondern ist in einer Vielzahl von Ausgestaltungen denkbar. Ein Beispiel wäre etwa das Verwenden eines solchen Systems zum Zuordnen eines elektronischen drahtlosen Museumsführers zu Ausstellungsstücken, wodurch ein internes Wiedergabegerät veranlasst wird, eine zu dem Ausstellungsstück passende Beschreibung abzuspielen.


Anspruch[de]
Verfahren zum Ermitteln einer Position eines mobilen Objekts innerhalb eines Raums, insbesondere einer Passagierkabine eines Flugzeugs, bei dem

– das mobile Objekt mittels einer Sendeeinheit ein Ortungssignal aussendet,

– mehrere im Raum angeordnete Empfangseinheiten das Ortungssignal empfangen,

– aus den Laufzeiten zwischen dem Aussenden des Ortungssignals und dem Empfang des Ortungssignals die relativen Positionen des mobilen Objekts zu den Empfangseinheiten bestimmt wird,

– aus den absoluten Positionen der Empfangseinheiten in dem Raum und den bestimmten relativen Positionen des mobilen Objekts die absolute Position des mobilen Objekts in dem Raum bestimmt wird und

– aus der bestimmten absoluten Position des mobilen Objekts und einem Raumaufteilungsplan ein relativ zum mobilen Objekt nächstliegendes ortsfestes Einbauelement in dem Raum ermittelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das mobile Objekt ein drahtloses Gerät zur Bereitstellung von Unterhaltungs-, Kommunikations- oder Steuerungsanwendungen ist. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das mobile Objekt ein Kopfhörer, eine Fernbedienung, ein Telefon, oder ein Bildschirm ist. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das ortsfeste Einbauelement ein Passagiersitz ist. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Ortungssignal eine Kennung des zu lokalisierenden mobilen Objekts enthält. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Empfangseinheiten aus den Laufzeiten zwischen dem Aussenden des Ortungssignals und dem Empfang des Ortungssignals die relativen Positionen des mobilen Objekts bestimmen. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die relativen Positionen des mobilen Objekts an eine Auswerteeinheit übermittelt werden, die aus den bekannten Positionen der verwendeten Empfangseinheiten die absolute Position des zu lokalisierenden mobilen Objekts bestimmt. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Empfangseinheiten als Reflektoreinheiten nach Empfang des Ortungssignals ein Reflektorsignal aussenden, das von der Sendeeinheit des mobilen Objekts empfangen wird. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das mobile Objekt eine Steuereinheit aufweist, die aus der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ortungssignals und dem Empfang des Reflektorsignals die Abstände zu den verwendeten Empfangseinheiten ermittelt. Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem das mobile Objekt die Abstände zu den Empfangseinheiten an die Auswerteeinheit sendet. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Auswerteeinheit aus der bestimmten absoluten Position des mobilen Objekts und einem Raumaufteilungsplan ein relativ zum mobilen Objekt nächstliegendes ortsfestes Einbauelement in dem Raum ermittelt. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem eine Verwaltungseinheit für den Raum und/oder den betreffenden Abschnitt des Raums aus der bestimmten absoluten Position des mobilen Objekts und einem Raumaufteilungsplan ein relativ zum mobilen Objekt nächstliegendes ortsfestes Einbauelement in dem Raum ermittelt. System zum Ermitteln einer Position eines mobilen Objekts innerhalb eines Raums, insbesondere einer Passagierkabine eines Flugzeugs, mit

– einem mobilen Objekt mit einer Sendeeinheit zum Aussenden eines Ortungssignals und zum Empfangen eines Reflektorsignals,

– mehreren Empfangseinheiten zum Empfangen des Ortungssignals,

– einer ersten Recheneinheit zum Bestimmen der relativen Positionen des Objekts zu den Reflektoreinheiten aus den Laufzeiten zwischen dem Senden des Ortungssignals und dem Empfangen des Ortungssignals,

– einer zweiten Recheneinheit zum Bestimmen der absoluten Position des Objekts aus den absoluten Positionen der Empfangseinheiten im Raum und den bestimmten relativen Positionen des mobilen Objekts und

– einer dritten Recheneinheit zum Bestimmen der Planposition des relativ zum mobilen Objekt nächstliegenden ortsfesten Einbauelements in dem Raum.
System nach Anspruch 13, wobei die ersten, zweiten und/oder dritten Recheneinheiten wahlweise miteinander kombiniert oder als gesonderte Einheiten ausgeführt sind. System nach Anspruch 13 oder 14, wobei die ersten, zweiten und/oder dritten Recheneinheiten an oder in einer Empfangseinheit, an oder in einem ortsfesten Objekt angeordnet sind oder gesonderte und vom mobilen Objekt und der Empfangseinheit unabhängige Einheiten sind. Empfangseinheit zur Verwendung in einem System nach Anspruch 13 zum Ermitteln einer Position eines mobilen Objekts innerhalb eines Raums, insbesondere einer Passagierkabine eines Flugzeugs, wobei

– die Empfangseinheit Empfangsmittel zum Empfangen eines Ortungssignals von einem mobilen Objekt aufweist und

– mittels einer innerhalb oder außerhalb der Empfangseinheit angeordneten Rechenvorrichtung

– aus den Laufzeiten zwischen dem Aussenden des Ortungssignals und dem Empfangen des Ortungssignals die relativen Positionen des mobilen Objekts zu den Empfangseinheiten bestimmt wird,

– aus den absoluten Positionen der Empfangseinheiten in dem Raum und den bestimmten relativen Positionen des mobilen Objekts die absolute Position des mobilen Objekts in dem Raum bestimmt wird und

– aus der bestimmten absoluten Position des mobilen Objekts und einem Raumaufteilungsplan ein relativ zum mobilen Objekt nächstliegendes ortsfestes Einbauelement in dem Raum ermittelt wird.
Mobiles Objekt zur Verwendung in einem System nach Anspruch 13 zum Ermitteln der Position des mobilen Objekts innerhalb eines Raums, insbesondere einer Passagierkabine eines Flugzeugs, wobei:

– das mobile Objekt eine Sendeeinheit zum Aussenden eines Ortungssignals zum Empfang von Empfangseinheiten aufweist, und

– mittels einer innerhalb oder außerhalb des mobilen Objekts angeordneten Rechenvorrichtung

– aus den Laufzeiten zwischen dem Aussenden des Ortungssignals und dem Empfang des Ortungssignals die relativen Positionen des mobilen Objekts zu den Empfangseinheiten bestimmt wird,

– aus den absoluten Positionen der Empfangseineinheiten in dem Raum und den bestimmten relativen Positionen des mobilen Objekts die absolute Position des mobilen Objekts in dem Raum bestimmt wird und

– aus der bestimmten absoluten Position des mobilen Objekts und einem Raumaufteilungsplan ein relativ zum mobilen Objekt nächstliegendes ortsfestes Einbauelement in dem Raum ermittelt wird.
Rechenvorrichtung zur Verwendung in einem System nach Anspruch 13 zum Ermitteln einer Position eines mobilen Objekts innerhalb eines Raums, insbesondere einer Passagierkabine eines Flugzeugs, mit einem mobilen Objekt mit einer Sendeeinheit zum Aussenden eines Ortungssignals und mehreren Empfangseinheiten zum Empfangen des Ortungssignals, wobei die Rechenvorrichtung aufweist:

– eine erste Recheneinheit zum Berechnen der relativen Positionen des mobilen Objekts zu den Empfangseinheiten aus den Laufzeiten zwischen dem Aussenden des Ortungssignals und dem Empfang des Ortungssignals,

– eine zweite Recheneinheit zum Berechnen der absoluten Position des mobilen Objekts in dem Raum aus den absoluten Positionen der Empfangseineinheiten in dem Raum und den bestimmten relativen Positionen des mobilen Objekts und

– eine dritte Recheneinheit zum Ermitteln eines relativ zum mobilen Objekt nächstliegendes ortsfestes Einbauelement in dem Raum aus der bestimmten absoluten Position des mobilen Objekts und einem Raumaufteilungsplan.
Computerprogramm zur Verwendung in einem System nach Anspruch 13 zum Ermitteln einer Position eines mobilen Objekts innerhalb eines Raums, insbesondere einer Passagierkabine eines Flugzeugs, mit einem mobilen Objekt mit einer Sendeeinheit zum Aussenden eines Ortungssignals und mehreren Empfangseinheiten zum Empfangen des Ortungssignals, wobei das Computerprogramm aufweist:

– erste Programmmittel zum Berechnen der relativen Positionen des mobilen Objekts zu den Empfangseinheiten aus den Laufzeiten zwischen dem Aussenden des Ortungssignals und dem Empfang des Ortungssignals,

– zweite Programmmittel zum Berechnen der absoluten Position des mobilen Objekts in dem Raum aus den absoluten Positionen der Empfangseineinheiten in dem Raum und den bestimmten relativen Positionen des mobilen Objekts und

– dritte Programmmittel zum Ermitteln eines relativ zum mobilen Objekt nächstliegendes ortsfestes Einbauelement in dem Raum aus der bestimmten absoluten Position des mobilen Objekts und einem Raumaufteilungsplan.
Fahrzeug, insbesondere ein Passagierflugzeug, mit

– mindestens einen Raum mit mehreren Planpositionen,

– mindestens einem mobilen Objekt mit einer Sendeeinheit zum Aussenden eines Ortungssignals,

– mehreren Empfangseinheiten zum Empfangen des Ortungssignals,

– einer ersten Recheneinheit zum Bestimmen der relativen Positionen des Objekts zu den Empfangseinheiten aus den Laufzeiten zwischen dem Senden des Ortungssignals und dem Empfangen des Ortungssignals,

– einer zweiten Recheneinheit zum Bestimmen der absoluten Position des Objekts aus den absoluten Positionen der Empfangseinheiten im Raum und den bestimmten relativen Positionen des Objekts und

– einer dritten Recheneinheit zum Bestimmen der Planposition des relativ zum mobilen Objekts nächstliegendes ortsfestes Einbauelement in dem Raum.






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