DE102012012972A1

DE102012012972A1 - Lokalisierung von Geräten mittels Audiosignalen unter Verwendung eines deterministischen Datenkanals

Info

Publication number: DE102012012972A1
Application number: DE102012012972.6A
Authority: DE
Inventors: Peter Klose; Stefan Schneele; Wolfgang Fischer
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-04-17
Also published as: EP2680026A2; US9207310B2; US20140003194A1; EP2680026B1; EP2680026A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lokalisierungseinrichtung zur Lokalisierung von zumindest einem an Bord eines Transportmittels, beispielsweise an Bord eines Flugzeugs, anordenbaren zu lokalisierenden Gerät, ein Lokalisierungssystem mit einer solchen Lokalisierungseinrichtung und zumindest einem zu lokalisierenden Gerät, ein Flugzeug mit einem derartigen Lokalisierungssystem, ein zugehöriges Verfahren zur Lokalisierung von zumindest einem an Bord eines Transportmittels, beispielsweise an Bord eines Flugzeugs, anordenbaren zu lokalisierenden Gerät und ein Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens. Die Lokalisierungseinrichtung (2) umfasst: eine Erfassungseinheit (10) zum Erfassen eines von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät (30a–36b) drahtlos übertragenen Audiosignals; und eine Recheneinheit (20) zum Ermitteln der Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts (30a–36b) von der Erfassungseinheit (10) basierend auf dem von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät (30a–36b) übertragenen Audiosignal und einem dem Audiosignal zugeordneten, über eine erste deterministische Datenverbindung übermittelten ersten Informationssignal.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lokalisierungseinrichtung zur Lokalisierung von zumindest einem an Bord eines Transportmittels, beispielsweise an Bord eines Flugzeugs, anordenbaren zu lokalisierenden Gerät, ein Lokalisierungssystem mit einer solchen Lokalisierungseinrichtung und zumindest einem zu lokalisierenden Gerät, ein Flugzeug mit einem derartigen Lokalisierungssystem, ein zugehöriges Verfahren zur Lokalisierung von zumindest einem an Bord eines Transportmittels, beispielsweise an Bord eines Flugzeugs, anordenbaren zu lokalisierenden Gerät und ein Computerprogramm zur Ausführung des Verfahrens.
An Bord von Transportmitteln, wie Flugzeugen, Bussen, Zügen oder Schiffen, sind für gewöhnlich zahlreiche Geräte an unterschiedlichen und oftmals auch veränderbaren Positionen angeordnet. Einige solcher Transportmittel sind z. B. mit Passagierversorgungsmodulen (oftmals auch als Passagierserviceeinheiten oder auf englisch Personal Service Units (PSUs)) bestückt, um Passagiere des Transportmittels individuell zu versorgen oder Informationen anzuzeigen.
Die Passagierkabine eines modernen Verkehrsflugzeugs ist üblicherweise mit einer Vielzahl von jeweils einer Passagiersitzreihe zugeordneten PSUs ausgestattet, die unterhalb von Überkopfgepäckfächern in einer für die auf den Passagiersitzen sitzenden Passagiere zugänglichen Position angeordnet sind. Eine typische PSU, wie sie beispielsweise in der DE 10 2009 058 849 A1 beschrieben ist, umfasst einen Lautsprecher, ein Anzeigeelement, auf dem beispielsweise ein Anschnallzeichen dargestellt ist, sowie eine oder mehrere Leselampe(n). Ferner ist in einer herkömmlichen PSU für jeden Passagiersitz einer Sitzreihe eine individuell einstellbare Luftdüse integriert.
In herkömmlichen Kabinenarchitekturen von Flugzeugen sind die Sitze und entsprechend auch die Sitzreihen an festen Sitzpositionen angeordnet, d. h. für gewöhnlich haben Flugzeuge eine feste Kabinenarchitektur. Jeder Sitzreihe ist für gewöhnlich eine PSU zugeordnet. Entsprechend ist über jeder Sitzreihe jeweils mindestens eine PSU angeordnet und installiert. Um bei Bedarf mehr oder weniger Passagiere in Teilbereichen der Flugzeugkabine oder der gesamten Flugzeugkabine befördern zu können, wird zunehmend ein flexibler Kabinenaufbau angestrebt. Hierfür können die Sitze zur Vergrößerung oder Verkleinerung des Sitzabstandes in Längsrichtung des Flugzeugs verschoben werden. Entsprechend können in manchen Kabinenarchitekturen die PSUs umpositioniert werden.
Mehrere oder alle PSUs eines Transportmittels sind normalerweise jeweils mit einer Schnittstelle einer sogenannten Decoder Encoder Unit (DEU) gekoppelt. In herkömmlichen Flugzeugarchitekturen bildet eine DEU des Typs A (DEU A) die Schnittstelle zwischen dem „Cabin Intercom and Data System” (CIDS) und den für die Passagiere relevanten Systemen. Eine DEU A kann mehrere, z. B. bis zu drei Passagiersitze versorgen und ist für gewöhnlich oberhalb der Sitze entlang der gesamten Kabine verlegt. Mit dem CIDS ist es möglich, zahlreiche Kabinensysteme zu kontrollieren, zu überwachen und zu testen. Beispielsweise werden von dem CIDS Ansagen an Passagiere, die interne Kommunikation des Flugpersonals, die beleuchteten Warn- und Hinweisschilder, die allgemeine Kabinenbeleuchtung, die Beleuchtung der Fluchtwege, und Unterhaltungssysteme (Video, Musik; in Bezug auf Flugzeuge normalerweise als In Flight Entertainment (IFE) bezeichnet)) als Kabinensysteme verwaltet. Die Kommunikation zwischen dem zentralen Computer des CIDS (dem sogenannten Director) und den Kabinensystemen geschieht über die genannten DEUs.
Um Funktionalitäten der PSUs anzusteuern, z. B. elektrische Funktionalitäten wie die Lautsprecherausgabe oder die Ausgabe von Informationen an dem Anzeigeelement, erfolgt für gewöhnlich eine indirekte Adressierung der anzusteuernden PSU mittels der DEU-Schnittstelle, an welcher die anzusteuernde PSU hängt. Die indirekte Adressierung der PSUs mittels der DEU lässt keinen Rückschluss auf die physikalische Einbauposition, d. h. die tatsächliche Position der PSU, zu. Die Korrelation zwischen logischer Adresse und physikalischer Position, beispielsweise die Zuordnung der PSU zur entsprechenden Sitzreihennummer in der Kabine, erfolgt für gewöhnlich manuell durch das Installationspersonal.
Verfahren zur Topologie-Erkennung auf Netzwerkebene unter Verwendung von Netzwerkprotokollen wie dem Link Layer Discovery Protocol (LLDP) oder die Vermessung von Kabellängen/Übertragungszeiten mittels des Precision Time Protocols (PTP) ermöglichen zwar eine sehr genaue Bestimmung der logischen Reihenfolge von mit der DEU verbundenen Geräten, wie PSUs, erlauben aber keine Rückschlüsse auf die wirkliche Anordnung der Endgeräte, wie deren Position, in der Kabine des Transportmittels.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lokalisierungseinrichtung, ein Lokalisierungssystem mit einer solchen Lokalisierungseinrichtung, ein Flugzeug mit einem derartigen Lokalisierungssystem, ein zugehöriges Verfahren sowie ein Computerprogramm bereitzustellen, mittels welcher auf einfache Weise an Bord eines Transportmittels anordenbare Geräte zuverlässig lokalisiert werden können.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche 1, 7, 9, 10 und 14 gelöst. Spezifische Ausführungsformen ergeben sich jeweils aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Lokalisierungseinrichtung zur Lokalisierung von zumindest einem an Bord eines Transportmittels, beispielsweise an Bord eines Flugzeugs, anordenbaren zu lokalisierenden Gerät bereitgestellt. Die Lokalisierungseinrichtung umfasst eine Erfassungseinheit und eine Recheneinheit. Die Erfassungseinheit ist dazu ausgebildet, ein von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät drahtlos übertragenes Audiosignal zu erfassen oder zu empfangen. Die Recheneinheit ist dazu ausgebildet, die Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts von der Erfassungseinheit basierend auf dem von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät übertragenen Audiosignal und einem dem Audiosignal zugeordneten, über eine erste deterministische Datenverbindung übermittelten ersten Informationssignal zu ermitteln.
Unter der Zuordnung zwischen dem Audiosignal und dem ersten Informationssignal kann verstanden werden, dass das Audiosignal und das erste Informationssignal miteinander in Zusammenhang stehen. Dieser Zusammenhang kann z. B. darin bestehen, dass das Audiosignal und das erste Informationssignal in einem zeitlichen Bezug zueinander stehen und/oder dem gleichen zu lokalisierenden Gerät zugeordnet sind, wie z. B. von dem gleichen zu lokalisierenden Gerät ausgesandt werden. Der zeitliche Bezug kann beispielsweise darin bestehen, dass das erste Informationssignal die Aussendung des Audiosignals von dem zu lokalisierenden Gerät anzeigt oder den Zeitpunkt des Aussendens des Audiosignals von dem zu lokalisierenden Gerät anzeigt. Das Anzeigen des Aussendezeitpunkts des Audiosignals durch das erste Informationssignals kann beispielsweise durch eine zeitlich korrelierte Aussendung des Audiosignals und des ersten Informationssignals verwirklicht werden.
Unter Zuordnung kann ferner verstanden werden, dass das erste Informationssignal Information(en) aufweist, welche das Audiosignal näher kennzeichnet/kennzeichnen und/oder welche die das Audiosignal aussendende Einheit (das zu lokalisierende Gerät) näher kennzeichnet/kennzeichnen. Beispielsweise können sowohl das Audiosignal als auch das erste Informationssignal von dem selben zu lokalisierenden Gerät ausgesandt werden. Das Audiosignal wird zumindest teilweise über eine drahtlose Schnittstelle, wie eine Luftschnittstelle, und das erste Informationssignal über die erste deterministische Datenverbindung übertragen.
Durch die Ermittlung der Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts von der Erfassungseinheit hat die Lokalisierungseinrichtung das zumindest eine zu lokalisierende Gerät erfolgreich lokalisiert. Unter Lokalisierung wird demnach hierin verstanden, die Entfernung zwischen dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät und der Erfassungseinheit zu ermitteln. Spezifische Ausgestaltungen der Lokalisierungseinrichtung erlauben es ferner, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird, die Position, wie z. B. die relative Position des zu lokalisierenden Geräts in Bezug auf die Erfassungseinheit oder die absolute Position des zu lokalisierenden Geräts in dem Transportmittel, zu bestimmen.
Unter dem Audiosignal kann jede Form von Schallsignal verstanden werden, das z. B. von einem in dem zu lokalisierenden Gerät vorhandenen oder an dem zu lokalisierenden Gerät angeordneten Lautsprecher ausgesandt werden kann. Das zu lokalisierende Gerät kann beispielsweise mit einem Netzwerk verbunden oder in einem solchen angeordnet sein. Das Netzwerk kann verschiedene Netzwerk-Topologien, wie eine Ring-Topologie, eine Stern-Topologie, eine Baum-Topologie oder eine Bus-Topologie, aufweisen. Beispielsweise kann das Netzwerk als deterministisches Datennetzwerk mit einem oder mehreren Datenbussen aufgebaut sein.
Sind eine Vielzahl von zu lokalisierenden Geräten vorhanden, können alle der zu lokalisierenden Geräte über geeignete Schnittstellen mit einem einzigen deterministischen Datennetzwerk, wie einem einzigen Datenbus, verbunden sein. Alternativ hierzu kann eine erste Teilmenge aus mindestens einem der Vielzahl von zu lokalisierenden Geräten mit einem ersten deterministischen Datennetzwerk, wie einem ersten Datenbus, verbunden sein und kann eine zweite Teilmenge aus mindestens einem anderen der Vielzahl von zu lokalisierenden Geräten mit einem zweiten deterministischen Datennetzwerk, wie einem zweiten Datenbus, verbunden sein.
Der Begriff des deterministischen Datennetzwerks, der deterministischen Datenverbindung oder des deterministischen Datenkanals kann z. B. so verstanden werden, dass die Verzögerung (englisch: delay) und/oder die „Fluktuation”/„Schwankung” (englisch: Jitter) des Datennetzwerks, der Datenverbindung bzw. des Datenkanals bekannt und konstant sind. Auf Grund der deterministischen Datenverbindung (des deterministischen Datenkanals) kann die Recheneinheit zeitliche Aussagen über das erste Informationssignal treffen. Ferner kann die Recheneinheit das erste Informationssignal (das auch als erstes Datensignal bezeichnet werden kann) dazu berücksichtigen, die Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts von der Erfassungseinheit zu ermitteln.
Die Recheneinheit kann z. B. dazu ausgebildet sein, basierend auf dem ersten Informationssignal den Aussendezeitpunkt des Audiosignals von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät zu ermitteln. Die Recheneinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, den ermittelten Aussendezeitpunkt des Audiosignals bei der Ermittlung der Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts von der Erfassungseinheit zu berücksichtigen.
Kennt die Recheneinheit den Aussendezeitpunkt des Audiosignals kann sie aus der Differenz des Aussendezeitpunkts des Audiosignals von dem zu lokalisierenden Gerät und des Empfangszeitpunkts des Audiosignals an der Erfassungseinheit die Schalllaufzeit des Audiosignals berechnen. Unter der Schalllaufzeit (manchmal auch nur kurz als Laufzeit bezeichnet) des Audiosignals kann die Zeit verstanden werden, die das Audiosignal benötigt, die Strecke von dem zu lokalisierenden Gerät als Audioquelle zu der Erfassungseinheit als Audiosenke zurückzulegen. Aus der Schalllaufzeit kann die Recheneinheit unter Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit in dem vorliegenden Medium, z. B. Luft, auf die Länge der Strecke zwischen Audioquelle und Audiosenke, d. h. auf die Entfernung zwischen dem zu lokalisierenden Gerät und der Erfassungseinheit, schließen.
Sind mehrere Geräte zu lokalisieren kann die Erfassungseinheit aus der Schalllaufzeit des jeweils von den mehreren zu lokalisierenden Geräten ausgesandten Audiosignals die Entfernung des entsprechenden Geräts von der Erfassungseinheit ermitteln. Sind beispielsweise mehrere jeweils an einem unterschiedlichen Ort angeordnete zu lokalisierende Geräte vorhanden, kann die Recheneinheit die Entfernung jedes der mehreren zu lokalisierenden Geräte von der Erfassungseinheit ermitteln.
Gemäß einer ersten möglichen Ausführung der Lokalisierungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt kann zunächst die Erfassungseinheit ein von einem der mehreren zu lokalisierenden Geräte ausgesandtes Audiosignal erfassen. Die Aussendung des Audiosignals wird der Recheneinheit mit Hilfe des ersten Informationssignals mitgeteilt. Das erste Informationssignal kann um einen bestimmten zeitlichen Abstand versetzt zu dem Audiosignal von dem das Audiosignal aussendenden zu lokalisierenden Gerät ausgesandt werden. Der zeitliche Abstand kann auch Null betragen, so dass das Audiosignal und das erste Informationssignal zumindest nahezu zeitgleich miteinander von dem zu lokalisierenden Gerät ausgesandt werden. Nimmt man nun an, dass das erste Informationssignal mit wesentlich höherer Geschwindigkeit (z. B. mit 2e8 m/s) (Lichtgeschwindigkeit ist ungefähr 3e8 m/s; d. h. hierin wird statt der Schreibweise 300000000 m/s die Schreibweise 3e8 m/s verwendet) übertragen wird als das Audiosignal (das z. B. bei Schallgeschwindigkeit von 343 m/s übertragen wird) und zeitgleich mit dem Audiosignal ausgesandt wurde, stimmt der Empfangszeitpunkt des ersten Informationssignals an der Recheneinheit zumindest nahezu mit dem Aussendezeitpunkt des Audiosignals überein. Damit kennt die Recheneinheit den ungefähren Aussendezeitpunkt des Audiosignals und kann (aus dem ungefähren Aussendezeitpunkt und dem Empfangszeitpunkt des Audiosignals) die näherungsweise Schalllaufzeit des Audiosignals von dem das Audiosignal aussendenden zu lokalisierenden Gerät zur Erfassungseinheit ermitteln. Anhand der näherungsweisen Schalllaufzeit kann die Recheneinheit die Entfernung zwischen dem das Audiosignal aussenden zu lokalisierenden Gerät und der Erfassungseinheit unter Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit ermitteln.
Rein beispielhaft kann angenommen werden, dass das erste Informationssignal mit einer Geschwindigkeit von 2e8 m/s über eine maximale Kabellänge von 100 m übertragen wird (d. h. die maximale Länge der ersten deterministischen Datenverbindung beträgt 100 m). Bei einer Übertragungsgeschwindigkeit des Audiosignals von 343 m/s (Schallgeschwindigkeit in Luft bei 20°C) ergibt sich damit auch ohne Kenntnis der genauen Kabellänge (d. h. ohne Kenntnis der Länge der ersten deterministischen Datenverbindung) eine Auflösung des Ortes von besser als 0,02 mm, d. h. es kann auf mindestens 0,02 mm genau die Entfernung des zu lokalisierenden Geräts von der Erfassungseinheit und es kann ggf. auf mindestens 0,02 mm genau die Position des zu lokalisierenden Geräts bestimmt werden. Selbst wenn man zusätzlich noch ein Netzwerkelement mit einer Verzögerung von 2–3 μs berücksichtigt, kann noch eine Ortsauflösung von besser als 1 mm erreicht werden, d. h. es kann auf mindestens 1 mm genau die Entfernung des zu lokalisierenden Geräts von der Erfassungseinheit und es kann ggf. auf mindestens 1 mm genau die Position des zu lokalisierenden Geräts bestimmt werden.
Gemäß einer zweiten möglichen Ausführung der Lokalisierungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt kann das erste Informationssignal beispielsweise eine Absenderadressinformation über eine logische Absenderadresse des zu lokalisierenden Geräts aufweisen. Die Absenderadressinformation kann z. B. Informationen über die logische Absenderadresse oder die logische Absenderadresse selbst aufweisen. Bei der Absenderadresse kann es sich z. B. um eine temporäre/vorübergehende Absenderadresse handeln. Im Einklang mit dieser zweiten möglichen Ausführung kann die Recheneinheit dazu ausgebildet sein, den Aussendezeitpunkt des Audiosignals basierend auf der Absenderadressinformation zu ermitteln.
Es ist gemäß einer ersten Variante dieser zweiten möglichen Ausführung z. B. denkbar, dass in der Recheneinheit eine Zuordnung zwischen Absenderadresse und Signallaufzeit hinterlegt ist. Beispielsweise kann jeder Absenderadresse eine Signallaufzeit zugeordnet sein. So kann einer ersten Absenderadresse eine erste Signallaufzeit, einer zweiten Absenderadresse eine zweite Signallaufzeit usw. zugeordnet sein. Alternativ hierzu ist es gemäß einer zweiten Variante der zweiten möglichen Ausführung denkbar, dass die Recheneinheit aus der in dem ersten Informationssignal übersandten Absenderadresse auf die Länge der ersten deterministischen Datenverbindung schließen kann. Die Länge kann sich beispielsweise aus der der Recheneinheit bekannten Netzwerk-Topologie ergeben. Aus der Länge der ersten deterministischen Datenverbindung kann die Recheneinheit durch den Determinismus des ersten Datenkanals auf die Laufzeit des ersten Informationssignals schließen.
Unterschiedliche Signallaufzeiten des ersten Informationssignals können daraus resultieren, dass die erste deterministische Datenverbindung zwischen einem mit der ersten Absenderadresse bezeichneten zu lokalisierenden Gerät und der Recheneinheit unterschiedlich ist von (z. B. unterschiedlich lang ist als) der ersten deterministischen Datenverbindung zwischen einem mit der zweiten Absenderadresse bezeichneten zu lokalisierenden Gerät und der Recheneinheit. Aus der der Recheneinheit mit dem ersten Informationssignal übersandten Absenderadresse kann die Recheneinheit die zu erwartende Signallaufzeit des ersten Informationssignals ermitteln und daraus auf den Absendezeitpunkt des über die erste deterministische Datenverbindung übersandten ersten Informationssignals schließen.
Zusammengefasst kann gemäß der ersten möglichen Ausführung die Recheneinheit durch den Empfangszeitpunkt des ersten Informationssignals auf den Aussendezeitpunkt des Audiosignals schließen. Beispielsweise kann die Recheneinheit den Aussendezeitpunkt des Audiosignals mit dem Empfangszeitpunkt des ersten Informationssignals gleichsetzen (unter der Annahme, dass die Laufzeit des ersten Informationssignals deutlich schneller ist als die des Audiosignals und das erste Informationssignal und das Audiosignal gleichzeitig ausgesandt wurden). Gemäß der zweiten möglichen Ausführung kann die Recheneinheit aus der Absenderadresse auf die Signallaufzeit des ersten Informationssignals und damit auch auf den Absendezeitpunkt des ersten Informationssignals schließen.
Das erste Informationssignal und das Audiosignal können in einem vorbestimmten und/oder veränderbaren zeitlichen Versatz zueinander ausgesandt werden. Gemäß einer ersten möglichen Realisierung der Lokalisierungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt, die mit jeder der zuvor beschriebenen Ausführungen kombinierbar ist, können das erste Informationssignal und das Audiosignal gleichzeitig von dem zu lokalisierenden Gerät ausgesandt werden. Alternativ hierzu ist es gemäß einer zweiten möglichen Realisierung der Lokalisierungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt, die mit jeder der zuvor beschriebenen Ausführungen kombinierbar ist, denkbar, dass das erste Informationssignal und das Audiosignal um einen der Recheneinheit vorbekannten und/oder einstellbaren zeitlichen Abstand versetzt zueinander von dem zu lokalisierenden Gerät ausgesandt werden.
Gemäß der ersten möglichen Realisierung kann die Recheneinheit aus dem ermittelten Aussendezeitpunkt des ersten Informationssignals unmittelbar auf den Aussendezeitpunkt des Audiosignals schließen, da die beiden Aussendezeitpunkte übereinstimmen. Gemäß der zweiten Realisierung kann die Recheneinheit zur Ermittlung des Aussendezeitpunkts des Audiosignals den vorbekannten Versatz zwischen der Aussendung des Audiosignals und der Aussendung des ersten Informationssignals berücksichtigen, um den Aussendezeitpunkt des Audiosignals aus dem Aussendezeitpunkt des ersten Informationssignals abzuleiten.
Die Recheneinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, die Laufzeit oder Schalllaufzeit des Audiosignals aus dem ermittelten Aussendezeitpunkt des Audiosignals von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät und dem Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit zu ermitteln. Aus der Schalllaufzeit des Audiosignals kann die Recheneinheit die Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts von der Erfassungseinheit ermitteln.
Im Falle einer Vielzahl von zu lokalisierenden Geräten kann die Entfernungsermittlung der Geräte z. B. nacheinander erfolgen. Die Reihenfolge der Ermittlung kann sich z. B. nach der (temporären) Adresse der Geräte richten.
Gemäß einer ersten möglichen Ausgestaltung der Lokalisierungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt, die mit jeder der zuvor beschriebenen Ausführungen und/oder Realisierungen kombinierbar ist, können die Recheneinheit und die Erfassungseinheit in einer gemeinsamen Einheit zusammengefasst sein. In diesem Fall kann der Recheneinheit der Empfangszeitpunkt des Audiosignals durch die Erfassungseinheit unmittelbar bekannt sein oder der Empfangszeitpunkt des Audiosignals kann der Recheneinheit zumindest annähernd ohne Verzögerung oder mit zu vernachlässigender Verzögerung durch die Erfassungseinheit mitgeteilt werden. Im Einklang mit der ersten möglichen Ausgestaltung kann die Recheneinheit somit ohne weitere Information die Schalllaufzeit des Audiosignals ermitteln.
Gemäß einer zweiten möglichen Ausgestaltung der Lokalisierungseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt, die mit jeder der zuvor beschriebenen Ausführungen und/oder Realisierungen kombinierbar ist, können die Erfassungseinheit und die Recheneinheit räumlich getrennt voneinander angeordnet sein. Die Erfassungseinheit kann z. B. mit der Recheneinheit über eine zweite deterministische Datenverbindung verbunden sein. Die Erfassungseinheit kann dazu ausgebildet sein, bei Empfang (z. B. unmittelbar bei Empfang) des Audiosignals ein zweites Informationssignal über die zweite deterministische Datenverbindung auszugeben. Die Signallaufzeit des zweiten Informationssignals von der Erfassungseinheit an die Recheneinheit kann von der Recheneinheit beispielsweise vernachlässigt werden oder kann der Recheneinheit bekannt sein oder kann durch die Recheneinheit aus der Netzwerk-Topologie abgeleitet werden. Die Recheneinheit kann die Signallaufzeit des zweiten Informationssignals verwenden, um den Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit zu ermitteln. Hierfür kann die Recheneinheit beispielsweise den Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit dadurch ermitteln, indem sie von dem Zeitpunkt, an dem sie das zweite Informationssignal erhält, die Signallaufzeit des zweiten Informationssignals abzieht. Alternativ kann die Recheneinheit (bei Vernachlässigung der Laufzeit des zweiten Informationssignals) den Empfangszeitpunkt des zweiten Informationssignals (an der Recheneinheit) mit dem Empfangszeitpunk des Audiosignals an der Erfassungseinheit gleichsetzen.
Die Recheneinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, die Position des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts an Bord des Transportmittels basierend auf der ermittelten Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts von der Erfassungseinheit zu bestimmen. Hierfür kann die Recheneinheit beispielsweise die Topologie des Netzwerks und/oder die Geometrie oder Architektur der Kabine des Transportmittels berücksichtigen. Die Position der Erfassungseinheit kann der Recheneinheit, z. B. durch einen Kalibrierungsvorgang, vorbekannt sein.
Beispielsweise kann die Erfassungseinheit so in der Kabine angeordnet sein oder werden, dass die Audiosignale nur aus einer Richtung eintreffen. Es ist z. B. denkbar, dass sich die Erfassungseinheit hierfür im vorderen Bereich der Kabine befindet und in Fahrt- bzw. Flugrichtung des Transportmittels weiter vorne angeordnet ist, als die zu lokalisierenden Geräte. Dies erlaubt es der Recheneinheit basierend auf der ermittelten Entfernung zwischen zu dem lokalisierenden Gerät und der Erfassungseinheit Rückschlüsse auf die Position des zu lokalisierenden Geräts zu ziehen.
Zudem kann die Erfassungseinheit versetzt zu der Mittelachse des Transportmittels angeordnet sein oder werden. Sind aus den Geräten gebildete Teilmengen an Geräten z. B. achsensymmetrisch zu der Mittelachse und die Erfassungseinheit versetzt zu der Mittelachse angeordnet, kann die Recheneinheit für jedes zu lokalisierende Gerät eine individuelle und einzigartige Entfernung zu der Erfassungseinheit ermitteln und daraus eindeutige Positionen ableiten. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann auch ohne Versatz der Erfassungseinheit (d. h. selbst dann, wenn sich die Erfassungseinheit auf der Mittelachse des Transportmittels befindet) die Recheneinheit eindeutige Positionen bestimmen, selbst wenn die Teilmengen an Geräten achsensymmetrisch angeordnet sind. Hierzu kann die Recheneinheit beispielsweise die Netzwerktopologie berücksichtigen. Es ist denkbar, dass eine erste Teilmenge an zu lokalisierenden Geräten über eine erste deterministische Datenverbindung mit der Recheneinheit verbunden ist und eine zweite Teilmenge an zu lokalisierenden Geräten über eine weitere erste deterministische Datenverbindung mit der Recheneinheit verbunden ist usw. Je nachdem von welcher der ersten deterministischen Datenverbindungen die Recheneinheit das erste Informationssignal empfängt, kann die Recheneinheit darauf schließen, zu welcher Teilmenge an Geräten das entsprechende Gerät gehört. Berücksichtigt die Recheneinheit zusätzlich die ermittelte Entfernung kann sie eine eindeutige Position des zu lokalisierenden Geräts bestimmen.
Durch die automatische Positionsbestimmung kann eine aufwändige manuelle Positionsbestimmung der Geräte entfallen.
Die Recheneinheit kann ferner dazu ausgebildet sein, dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät eine logische Adresse zuzuweisen. Diese logische Adresse kann beispielsweise die Absenderadresse ersetzen. Die Adresszuweisung kann z. B. nach der Positionsbestimmung erfolgen. Für die Zuweisung der Adresse kann die Recheneinheit beispielsweise die bestimmten Position des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts berücksichtigen. Die Adresszuweisung kann über die gleiche erste deterministische Datenverbindung erfolgen, über die zuvor das erste Informationssignal gesandt wurde.
Durch die Positionsbestimmung des/der zu lokalisierenden Geräts/Geräte und die Adresszuweisung kann einer Einbauposition des Geräts automatisch eine logische Adresse zuverlässig zugewiesen werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt, wird ein Lokalisierungssystem zur Lokalisierung von zumindest einem an Bord eines Transportmittels, beispielsweise an Bord eines Flugzeugs, anordenbaren zu lokalisierenden Gerät bereitgestellt. Das Lokalisierungssystem umfasst eine Lokalisierungseinrichtung wie sie hierin beschrieben wurde/wird und das zumindest eine zu lokalisierendes Gerät. Das Lokalisierungssystem kann z. B. eine Vielzahl von zu lokalisierenden Geräten aufweisen.
Die Erfassungseinheit kann ein Mikrofon aufweisen oder als ein solches ausgebildet sein. Das zumindest eine zu lokalisierende Gerät kann ein zumindest einen Lautsprecher aufweisendes Passagierversorgungsmodul aufweisen oder als solches ausgebildet sein. Zur Aussendung des Audiosignals kann der in dem Passagierversorgungsmodul vorhandene Lautsprecher verwendet werden. Im Falle eines Flugzeugs als Transportmittel kann die Erfassungseinheit z. B. an dem Handset am Arbeitsplatz des Pursers (als Purser wird oftmals der ranghöchste Flugbegleiter bezeichnet) angeordnet sein oder kann als das Handset selbst ausgebildet sein.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Flugzeug mit dem Lokalisierungssystem wie es hierin beschrieben wurde/wird bereitgestellt. Bei den zu lokalisierenden Geräten kann es sich beispielsweise um Passagierversorgungsmodule handeln, die in Längsrichtung des Flugzeugs in bekannter Weise über den Sitzreihen angeordnet sind.
Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Verfahren zur Lokalisierung von zumindest einem an Bord eines Transportmittels, beispielsweise an Bord eines Flugzeugs, anordenbaren zu lokalisierenden Gerät bereitgestellt. Das Verfahren weist die Schritte auf: Erfassen, durch eine Erfassungseinheit, eines von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät drahtlos übertragenen Audiosignals; und Ermitteln, durch eine Recheneinheit, der Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts von der Erfassungseinheit basierend auf dem von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät übertragenen Audiosignal und einem dem Audiosignal zugeordneten, über eine erste deterministische Datenverbindung übermittelten ersten Informationssignal.
Das Verfahren kann ferner das Ermitteln, durch die Recheneinheit, des Aussendezeitpunkts des Audiosignals von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät basierend auf dem ersten Informationssignal aufweisen. Der ermittelte Aussendezeitpunkt des Audiosignals kann bei der Ermittlung der Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts berücksichtigt werden. Beispielsweise kann das erste Informationssignal eine Absenderadressinformation über eine logische Absenderadresse des zu lokalisierenden Geräts aufweisen. Der Aussendezeitpunkt des Audiosignals kann basierend auf der Absenderadressinformation ermittelt werden.
Das Verfahren kann ferner das Ermitteln, durch die Recheneinheit, einer Laufzeit des Audiosignals aus dem ermittelten Aussendezeitpunkt des Audiosignals von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät und dem Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit aufweisen. Ferner kann das Verfahren das Ermitteln, durch die Recheneinheit, der Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts von der Erfassungseinheit aus der ermittelten Laufzeit des Audiosignals aufweisen.
Das Verfahren kann ferner das Aussenden, durch die Erfassungseinheit, eines zweiten Informationssignals über eine zweite deterministische Datenverbindung an die Recheneinheit bei Empfang des Audiosignals und das Ermitteln, durch die Recheneinheit, des Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit basierend auf dem zweiten Informationssignal aufweisen. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann das Verfahren das Bestimmen, durch die Recheneinheit, der Position des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts an Bord des Transportmittels basierend auf der ermittelten Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts von der Erfassungseinheit aufweisen. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann das Verfahren das Zuweisen, durch die Recheneinheit, einer logischen Adresse an das zumindest eine zu lokalisierende Gerät, beispielsweise unter Berücksichtigung der bestimmten Position des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts, aufweisen.
Gemäß einem fünften Aspekt wird ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln bereitgestellt, das, wenn es in einen Computer oder einen Prozessor (beispielsweise einen Mikroprozessor, Mikrocontroller oder digitalen Signalprozessor (DSP)) geladen ist, oder auf einem Computer oder Prozessor (z. B. einem Mikroprozessor, Mikrocontroller oder DSP) läuft, den Computer oder Prozessor (z. B. Mikroprozessor, Mikrocontroller oder DPS) dazu veranlasst, ein oder mehrere Schritte oder alle Schritte der zuvor beschriebenen Aspekte oder des zuvor beschriebenen Verfahrens auszuführen. Zudem wird ein Programmspeichermedium oder Computerprogrammprodukt mit dem genannten Computerprogramm bereitgestellt. Beispielsweise kann das Computerprogramm auf der Recheneinheit gespeichert sein und die Recheneinheit dazu veranlassen ein oder mehrere oder alle der in Bezug auf die Recheneinheit beschriebenen Aspekte und/oder Schritte auszuführen.
Auch wenn einige der voranstehend beschriebenen Aspekte in Bezug auf die Lokalisierungseinrichtung, das Lokalisierungssystem oder das Flugzeug beschrieben wurden, so können diese Aspekte auch als Verfahren oder als ein das Verfahren ausführendes Computerprogramm implementiert sein. Auch wenn voranstehend als Beispiel für ein zu lokalisierendes Gerät nur ein Passagierversorgungsmodul genannt wurde, sind die zu lokalisierenden Geräte nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Jedes an Bord eines Transportmittels anordenbare Gerät, das eine Audioquelle (wie einen Lautsprecher) aufweist oder an dem eine Audioquelle (z. B. ein Lautsprecher) angeordnet werden kann, kann als mittels der Lokalisierungseinrichtung zu lokaliserendes Gerät dienen. Rein beispielhaft seien hier an Bord eines Transportmittels angebrachte Unterhaltungssysteme oder deren mit Lautsprechern versehene oder versehbare Monitore genannt.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten schematischen Figuren erläutert. Es stellen dar:
1 eine schematische Darstellung einer denkbaren Ausführungsform eines Lokalisierungssystems mit einer möglichen Ausführungsform einer Lokalisierungseinrichtung;
2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des Lokalisierungssystems aus 1 in leicht abgewandelter Anordnung; und
3 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines in der Lokalisierungsreinrichtung und dem Lokalisierungssystem aus den 1 und 2 durchgeführten Verfahrens.
Im Folgenden werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, spezifische Details dargelegt, um ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung zu liefern. Es ist einem Fachmann jedoch klar, dass die vorliegende Erfindung in anderen Ausführungsformen verwendet werden kann, die von den nachfolgend dargelegten Details abweichen können.
Es ist dem Fachmann klar, dass die nachfolgend dargelegten Erklärungen unter Verwendung von Hardwareschaltungen, Softwaremitteln oder einer Kombination davon implementiert sein/werden können. Die Softwaremittel können im Zusammenhang stehen mit programmierten Mikroprozessoren oder einem allgemeinen Computer, einer ASCI (Application Specific Integrated Circuit; zu deutsch: anwendungsspezifische integrierte Schaltung) und/oder DSPs (Digital Signal Processors; zu deutsch: digitalen Signalprozessoren). Es ist zudem klar, dass auch dann, wenn die nachfolgenden Details in Bezug auf ein Verfahren beschrieben werden, diese Details auch in einer geeigneten Vorrichtungseinheit, einem Computerprozessor oder einem mit einem Prozessor verbundenen Speicher realisiert sein können, wobei der Speicher mit einem oder mehreren Programmen versehen ist, die das Verfahren durchführen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden.
Die Ausführungsformen werden im Folgenden rein beispielhaft in Bezug auf ein Flugzeug als Beispiel für ein Transportmittel beschrieben. Ferner wird beispielhaft im Folgenden angenommen, dass es sich bei den in den Figuren gezeigten Komponenten und Einheiten um solche eines Flugzeugs handelt. Die nachfolgend beschriebenen Komponenten sind jedoch nicht auf eine Verwendung im Flugzeug beschränkt, sondern können auch in anderen Transportmitteln, wie Zügen, Bussen oder Schiffen angeordnet sein/werden.
Die 1 zeigt die grundsätzliche Architektur eines in einem Flugzeug, genauer gesagt in der Kabine des Flugzeugs, vorgesehenen Lokalisierungssystems gemäß einer Ausführungsform. Das Lokalisierungssystem umfasst eine als Audiosenke dienende Erfassungseinheit 10, einen als Recheneinheit dienenden Server 20 und eine Vielzahl von jeweils als Audioquelle dienende Passagierserviceeinheiten 30a–36b, die im Folgenden als ein Beispiel für zu lokalisierende Geräte beschrieben werden (im Folgenden werden als Abkürzungen PSU für eine Passagierserviceeinheit und PSUs für mehrere Passagierserviceeinheiten verwendet). Auch wenn rein beispielhaft in 1 acht PSUs gezeigt sind, kann jede Vielzahl von PSUs als Teil des Lokalisierungssystems in dem Flugzeug angeordnet sein.
Die PSUs 30a–36b sind in zwei Gruppen aufgeteilt. Eine erste Gruppe aus vier PSUs 30a–36a befindet sich auf der linken Seite der Mittelachse des Flugzeugs (gesehen in Flugrichtung des Flugzeugs). Eine zweite Gruppe aus vier PSUs 30b–36b befindet sich auf der rechten Seite der Mittelachse des Flugzeugs (gesehen in Flugrichtung des Flugzeugs).
Ein erster Datenbus 22a verbindet jede PSU der ersten Gruppe von PSUs 30a–36a mit dem Server 20. Ein zweiter Datenbus 22b verbindet jede PSU der zweiten Gruppe von PSUs 30b–36b mit dem Server 20. Auch wenn in 1 zum Zwecke der Illustrierung rein beispielhaft Datenbusse dargestellt sind, so sind Datennetzwerke anderer Topologie denkbar, wie eine Ring-Topologie, Stern-Topologie, Baum-Topologie usw.
Ferner ist die Erfassungseinheit 10 über eine zweite Datenverbindung 24 mit dem Server 20 verbunden. Die Erfassungseinheit 10 und der Server 20 bilden in der in 1 gezeigten Ausführungsform (zusammen mit der Datenverbindung 24) die Lokalisierungseinrichtung. In dieser Ausführungsform sind die Erfassungseinheit 10 und der Server 20 räumlich getrennt voneinander angeordnet. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die Erfassungseinheit 10 und der Server 20 eine Einheit (die Lokalisierungseinrichtung) bilden. Gemäß der letztgenannten Alternative kann die Datenverbindung 24 entfallen oder als interne Datenverbindung zwischen der Erfassungseinheit 10 und dem Server 20 in der Lokalisierungseinrichtung ausgebildet sein.
Wie in 1 schematisch in Bezug auf die PSUs 30a, 34a, 32b, 36b angedeutet, ist jede der PSUs 30a–36b dazu ausgebildet, ein Audiosignal auszusenden. Das Audiosignal kann auch als Schallsignal angesehen werden. Zur Aussendung des Audiosignals weist jede der PSUs 30a–36b einen Lautsprecher auf. Die PSUs 30a–36b können über die gezeigten Datenbusse 22a, 22b oder andere Datenverbindungen z. B. von dem Server 20 oder anderen Steuereinheiten des Flugzeugs dazu instruiert werden, das Audiosignal auszusenden.
Die Erfassungseinheit 10 dient, wie in 1 schematisch angedeutet, als Audiosenke und ist demgemäß dazu ausgebildet, das oder die ausgesendeten Audiosignale zu erfassen oder zu empfangen. Zur Erfassung bzw. zum Empfang des oder der Audiosignale weist die Erfassungseinheit 10 ein Mikrofon (nicht gezeigt) auf. Es wird demgemäß ein Audiosignal (Schallsignal) von der Audioquelle (Schallquelle), d. h. einer oder mehreren der PSUs 30a–36b, an eine Audiosenke (Schallsenke), d. h. die Erfassungseinheit 10, drahtlos übertragen. In der in 1 beispielhaft gezeigten Anordnung ist die Erfassungseinheit 10 als Handset am Arbeitsplatz des Pursers ausgebildet. Wie in 1 ferner zu erkennen, befindet sich die Erfassungseinheit 10 in Flugrichtung des Flugzeugs weiter vorne in der Kabine als alle PSUs 30a–36b.
Die relative Anordnung von Erfassungseinheit 10 und Server 20 ist völlig flexibel. Dem Server 20 kann die relative Anordnung von Erfassungseinheit 10 und Server 20, d. h. die relative Position der Erfassungseinheit 10 zum Server 20 bekannt sein.
Die PSUs 30a–36b sind jeweils dazu ausgebildet, in einem bestimmten zeitlichen Verhältnis zur Aussendung des Audiosignals, ein erstes Informationssignal oder erstes Datensignal auszugeben (das im Folgenden nur als erstes Datensignal bezeichnet wird). Rein beispielhaft wird nachfolgend angenommen, dass die PSUs 30a–36b jeweils gleichzeitig das Audiosignal und das erste Datensignal ausgeben. Die PSUs 30a–36b können zur Ausgabe des ersten Datensignals z. B. von dem Server 20 angewiesen werden oder können bei Aussendung des Audiosignals selbständig die Aussendung des ersten Datensignals veranlassen. Das erste Datensignal wird von der jeweiligen PSU 30a–36b über den entsprechenden Datenbus 22a, 22b ausgesandt.
Sendet z. B. die PSU 30a ein Audiosignal aus und überträgt es drahtlos an die Erfassungseinheit 10, sendet sie gleichzeitig mit der drahtlosen Aussendung des Audiosignals das drahtgebundene erste Datensignal über den Datenbus 22a aus. In diesem Fall sendet die PSU 30a das erste Datensignal über eine erste deterministische Datenverbindung oder einen ersten deterministischen Datenkanal an den Server 20. Diese erste deterministische Datenverbindung besteht im Falle der PSU 30a zwischen der Schnittstelle des Datenbusses 22a, an welche die PSU 30a angeschlossen ist, und dem Server 20.
Sendet hingegen z. B. die PSU 32b ein Audiosignal aus und überträgt es drahtlos an die Erfassungseinheit 10, sendet sie gleichzeitig mit der drahtlosen Aussendung des Audiosignals das drahtgebundene erste Datensignal über den Datenbus 22b aus. In diesem Fall sendet die PSU 32b das erste Datensignal über eine erste deterministische Datenverbindung oder einen ersten deterministischen Datenkanal an den Server 20. Diese erste deterministische Datenverbindung besteht im Falle der PSU 32b zwischen der Schnittstelle des Datenbusses 22b, an welche die PSU 32b angeschlossen ist, und dem Server 20.
Zusätzlich zu der auf diese Weise gebildeten ersten deterministischen Datenverbindung existiert in der in 1 gezeigten beispielhaften Anordnung eine zweite deterministische Datenverbindung zwischen der Erfassungseinheit 10 und dem Server 20.
Die Funktionsweise der Lokalisierungseinrichtung und des Lokalisierungssystems der in 1 gezeigten Ausführungsform wird nun in Bezug auf 2 näher beschrieben (hierbei wird in 2 die Lokalisierungseinrichtung mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet). In 2 ist, um die Variabilität der Ausführungsform zu verdeutlichen, die räumliche Beziehung zwischen der Erfassungseinheit 10 und dem Server 20 gegenüber der 1 verändert. Während in 1 der Server 20 in Flugrichtung rechts von der Erfassungseinheit 10 angeordnet ist, ist der Server 20 in 2 in Flugrichtung links von der Erfassungseinheit 10 angeordnet. Die Funktionsweise bleibt jedoch identisch.
Bei der Beschreibung der Funktionsweise wird in geeigneter Weise auf das Flussdiagramm aus 3 Bezug genommen, das ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform illustriert. Dabei müssen, wie in 3 anhand der gestrichelten Linien zu erkennen, die Schritte 306 und 308 nicht ausgeführt werden, sondern diese sind als rein optional anzusehen.
Zunächst sendet eine der PSUs 30a–36b (rein beispielhaft wird im Folgenden angenommen, dass die PSU 30a hierfür zuständig ist) ein Audiosignal (oder Schallsignal) über ihren Lautsprecher aus. Dieses Audiosignal wird drahtlos (über die vorhandene Luftschnittstelle) an die als Audiosenke ausgebildete Erfassungseinheit 10 übertragen, welche mittels ihres Mikrofons das Audiosignal erfasst (Schritt 302) und in ein elektrisches Signal umwandelt.
Gleichzeitig mit der Aussendung des Audiosignals gibt die PSU 30a ein erstes Datensignal auf den Datenbus 22a (der Einfachheit halber wird in dieser Ausführungsform die gleichzeitige Aussendung von Audiosignal und dem ersten Datensignal angenommen, es ist jedoch auch möglich, die beiden Signale um einen vorbekannten Abstand versetzt auszusenden). Durch Aussendung des ersten Datensignals zeigt die PSU 30a die Aussendung des Audiosignals an. Über den Datenbus 22a, genauer gesagt über die erste deterministische Datenverbindung zwischen der PSU 30a und dem Server 20, wird das erste Datensignal an den Server 20 gesendet.
Der Empfang des Audiosignals an der Erfassungseinheit 10 wird dem Server 20 von der Erfassungseinheit 10 über die Datenverbindung 24, genauer gesagt die zweite deterministische Datenverbindung 24, mitgeteilt. Diese Mitteilung wird nachfolgend als zweites Datensignal bezeichnet.
Gemäß einer ersten Alternative wird die Laufzeit des ersten Datensignals gegenüber der Schalllaufzeit des Audiosignals vernachlässigt, da angenommen wird, dass die Geschwindigkeit des ersten Datensignals wesentlich größer ist als die des Audiosignals (z. B. eine Geschwindigkeit des ersten Datensignals von 2e8 m/s und eine Geschwindigkeit des Audiosignals von 343 m/s (Schallgeschwindigkeit in Luft bei 20°C)). Der Server 20 weiß, zu welchem Empfangszeitpunkt das erste Datensignal bei ihm eingegangen ist. Ferner kann der Server 20 den Aussendezeitpunkt des ersten Datensignals mit dem Empfangszeitpunkt des ersten Datensignals gleichsetzen, da er die Laufzeit des ersten Datensignals vernachlässigt. Da dem Server 20 bekannt ist, dass das Audiosignal und das erste Datensignal gleichzeitig ausgesandt wurden, hat der Server 20 über die Ermittlung des Aussendezeitpunkts des ersten Datensignals auch den Aussendezeitpunkt des Audiosignals ermittelt.
Gemäß einer zweiten Alternative, überträgt die PSU 30a ihre temporäre Absenderadresse in dem ersten Datensignal von der PSU 30a an den Server 20. Anhand der Absenderadresse kann der Server 20 die Strecke/Länge der ersten deterministischen Datenverbindung zwischen der PSU 30a und dem Server 20 feststellen. Dies kann z. B. dadurch geschehen, dass dem Server 20 für jede Absenderadresse die zugehörige Strecke/Länge der deterministischen Datenverbindung bekannt ist. Da auf der ersten deterministischen Datenverbindung sowohl der Delay als auch der Jitter dem Server 20 bekannt sind, kann der Server 20 die Signallaufzeit des ersten Datensignals feststellen. Ferner weiß der Server 20 zu welchem Empfangszeitpunkt das erste Datensignal bei ihm eingegangen ist. Aus dem Empfangszeitpunkt des Datensignals und der Signallaufzeit des ersten Datensignals ermittelt der Server 20 den Aussendezeitpunkt des ersten Datensignals. Da dem Server 20 bekannt ist, dass das Audiosignal und das erste Datensignal gleichzeitig ausgesandt wurden, hat der Server 20 über die Ermittlung des Aussendezeitpunkts des ersten Datensignals auch den Aussendezeitpunkt des Audiosignals ermittelt.
Der Server 20 kann zudem aus dem zweiten Datensignal den Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit 10 ableiten. Dem Server 20 ist die Signallaufzeit des zweiten Datensignals bekannt oder er kann diese aus der bekannten Strecke/Länge des zweiten deterministischen Datenkanals ermitteln. Der Server 20 kann nun den Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit 10 dadurch ermitteln, indem er von dem Empfangszeitpunkt des zweiten Datensignals am Server 20 die Signallaufzeit des zweiten Datensignals subtrahiert. Alternativ kann der Server 20 die Signallaufzeit des zweiten Datensignals vernachlässigen. In diesem Fall kann der Server 20 den Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit mit dem Empfangszeitpunkt des zweiten Datensignals am Server 20 gleichsetzen.
Damit sind dem Server 20 sowohl der Aussendezeitpunkt des Audiosignals von der PSU 30a als auch der Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit 10 bekannt. Dadurch kennt der Server 20 die Schalllaufzeit des Audiosignals von der PSU 30a zu der Erfassungseinheit 10. Mit Hilfe der Schallgeschwindigkeit kann der Server 20 nun die Entfernung zwischen der PSU 30a und der Erfassungseinheit 10 ermitteln (Schritt 304).
Durch die Verwendung der deterministischen Datenkanäle kann auf synchrone Uhren auf der Audioquelle, der Audiosenke und der Recheneinheit verzichtet werden.
Nachfolgend können z. B. die Entfernungen der anderen PSUs ermittelt werden. Alternativ wird optional zunächst das Verfahren zur Positionsbestimmung der PSU 30a und Adressierung der PSU 30a durchgeführt. Zur Positionsbestimmung der PSU 30a und Adresszuweisung an die PSU 30a können optional noch weitere Schritte durchgeführt werden, die nachfolgend beschrieben werden.
Auf Grund der Geometrie der Flugzeugkabine und der Topologie des deterministischen Datennetzwerks kann die Position der PSU 30a aus der einfachen Entfernung zwischen Audioquelle und Audiosenke, nämlich der z. B. an vorbekannter Position angeordneten Erfassungseinheit 10, eindeutig bestimmt werden. Da die Erfassungseinheit 10 als Audiosenke in Flugrichtung des Flugzeugs weiter vorne angeordnet ist als alle PSUs 30a–36b, kann das Audiosignal nur aus einer Richtung gekommen sein, nämlich von hinten.
Wie in 1 schematisch zu erkennen, ist auf Grund des Versatzes der Erfassungseinheit relativ zur Mittelachse des Flugzeugs (in diesem Fall ist die Erfassungseinheit 10 nach links versetzt), jeder Entfernung genau eine Position zugeordnet. Die kürzeste ermittelbare Entfernung gehört zu der PSU 30a, die zweitkürzeste zu der PSU 30b, die drittkürzeste zu der PSU 32a usw. Damit kann der Server 20 die Position der Audioquelle bestimmen (Schritt 306).
Selbst bei beliebiger Anordnung der Erfassungseinheit 10 relativ zu der Mittelachse, z. B. bei Positionierung der Erfassungseinheit 10 auf der Mittelachse, ist eine eindeutige Positionsbestimmung möglich. In diesem Fall kann die kürzest mögliche Entfernung sowohl zu der PSU 30a als auch zu der PSU 30b gehören. Die PSUs 30a–36a auf der linken Seite hängen jedoch an einem anderen Datenbus 22a als die PSUs 30b–36b der rechten Seite. Die PSUs 30b–36b der rechten Seite hängen nämlich an dem Datenbus 22b. Zusätzlich könnte optional eine mittlere Sitzreihe über einen weiteren, getrennten Datenbus an dem Server 20 angeschlossen sein. Empfängt der Server 20 nun das zu dem Audiosignal gehörende erste Datensignal über den linken Datenbus 22a, kann der Server 20 daraus folgern, dass das Audiosignal von der linken Seite stammt (ohne dass der Server eine Adressinformation der PSUs 30a–36b berücksichtigen muss). Zusammen mit der ermittelten Entfernung bestimmt der Server 20 dadurch eine eindeutige Position der PSU 30a (Schritt 306).
Anschließend können die Positionen der weiteren PSUs bestimmt werden oder es kann optional eine Adresszuweisung an die PSU 30a erfolgen.
Im letztgenannten Fall wird nach der Bestimmung der Position vom Server 20 der PSU 30a eine Adresse zugewiesen (Schritt 308). Dies erfolgt z. B. auf dem gleichen Datenkanal, auf welchem die PSU 30a zuvor ihre Audioaussendung mitgeteilt hat, d. h. auf dem Kanal, über welchen das erste Datensignal gesendet wurde. Die mit der Audioaussendung mitgeteilte temporäre Absenderadresse der PSU 30a wird durch die vom Server 20 zugewiesen Adresse ersetzt. Auf diese Weise erfolgt eine automatische Adressvergabe.
Anschließend können die Schritte 302–304 oder die Schritte 302–306 oder die Schritte 302–308 für die weiteren PSUs wiederholt werden.
Durch die zuvor beschriebene Ausführungsform wird mit Hilfe von an einer vorbekannten Position angeordneten Audiosenke sowie einer am zu lokalisierenden Objekt vorhandenen Audioquelle das zu lokalisierende Objekt auf einfache Weise automatisch lokalisiert. Ferner kann dessen genaue Position automatisch bestimmt werden. Schließlich kann noch die Adressvergabe automatisch erfolgen.
In der zuvor beschriebenen Lokalisierungseinrichtung und dem zuvor beschriebenen Lokalisierungssystem werden keine speziellen Geräte benötigt, sondern es kann auf eine ohnehin vorhandene Architektur zurückgegriffen werden. Durch die Verwendung von ohnehin vorhandener Architektur wird keine zusätzliche Infrastruktur und kein Umrüsten der PSUs benötigt. Durch die automatische Positionsbestimmung der Geräte entfällt der Zeitaufwand für eine manuelle Positionsbestimmung. Durch die automatische Zuordnung zwischen logischer Adresse und physikalischer Position reduziert sich die Fehlermöglichkeit bei der Installation.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009058849 A1 [0003]

Claims

Lokalisierungseinrichtung (2) zur Lokalisierung von zumindest einem an Bord eines Transportmittels, beispielsweise an Bord eines Flugzeugs, anordenbaren zu lokalisierenden Gerät (30a–36b), wobei die Lokalisierungseinrichtung (2) aufweist: – eine Erfassungseinheit (10) zum Erfassen eines von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät (30a–36b) drahtlos übertragenen Audiosignals; und – eine Recheneinheit (20) zum Ermitteln der Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts (30a–36b) von der Erfassungseinheit (10) basierend auf dem von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät (30a–36b) übertragenen Audiosignal und einem dem Audiosignal zugeordneten, über eine erste deterministische Datenverbindung übermittelten ersten Informationssignal.
Lokalisierungseinrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei die Recheneinheit (20) dazu ausgebildet ist, basierend auf dem ersten Informationssignal den Aussendezeitpunkt des Audiosignals von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät (30a–36b) zu ermitteln und den ermittelten Aussendezeitpunkt des Audiosignals bei der Ermittlung der Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts (30a–36b) von der Erfassungseinheit (10) zu berücksichtigen, wobei beispielsweise das erste Informationssignal eine Absenderadressinformation über eine logische Absenderadresse des zu lokalisierenden Geräts (30a–36b) aufweist und die Recheneinheit (20) dazu ausgebildet ist, den Aussendezeitpunkt des Audiosignals basierend auf der Absenderadressinformation zu ermitteln.
Lokalisierungseinrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Recheneinheit (20) dazu ausgebildet ist, eine Laufzeit des Audiosignals aus dem ermittelten Aussendezeitpunkt des Audiosignals von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät (30a–36b) und dem Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit (10) zu ermitteln und aus der ermittelten Laufzeit des Audiosignals die Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts von der Erfassungseinheit (10) zu ermitteln.
Lokalisierungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Erfassungseinheit (10) mit der Recheneinheit (20) über eine zweite deterministische Datenverbindung verbunden ist, wobei die Erfassungseinheit (10) dazu ausgebildet ist, bei Empfang des Audiosignals ein zweites Informationssignal über die zweite deterministische Datenverbindung auszugeben und die Recheneinheit (20) dazu ausgebildet ist, den Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit (10) basierend auf dem zweiten Informationssignal zu ermitteln.
Lokalisierungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Recheneinheit (20) ferner dazu ausgebildet ist, die Position des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts (30a–36b) an Bord des Transportmittels basierend auf der ermittelten Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts (30a–36b) von der Erfassungseinheit (10) zu bestimmen.
Lokalisierungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Recheneinheit (20) ferner dazu ausgebildet ist, dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät (30a–36b), beispielsweise unter Berücksichtigung der bestimmten Position des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts (30a–36b), eine logische Adresse zuzuweisen.
Lokalisierungssystem zur Lokalisierung von zumindest einem an Bord eines Transportmittels, beispielsweise an Bord eines Flugzeugs, anordenbaren zu lokalisierenden Gerät (30a–36b), wobei das Lokalisierungssystem aufweist: – eine Lokalisierungseinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6; und – das zumindest eine zu lokalisierendes Gerät (30a–36b).
Lokalisierungssystem nach Anspruch 7, wobei die Erfassungseinheit (10) ein Mikrofon aufweist oder als ein solches ausgebildet ist und das zumindest eine zu lokalisierende Gerät (30a–36b) ein zumindest einen Lautsprecher aufweisendes Passagierversorgungsmodul aufweist oder als solches ausgebildet ist.
Transportmittel, beispielsweise Flugzeug, mit einem Lokalisierungssystem nach Anspruch 7 oder 8.
Verfahren zur Lokalisierung von zumindest einem an Bord eines Transportmittels, beispielsweise an Bord eines Flugzeugs, anordenbaren zu lokalisierenden Gerät, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: – Erfassen (302), durch eine Erfassungseinheit (10), eines von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät (30a–36b) drahtlos übertragenen Audiosignals; und – Ermitteln (304), durch eine Recheneinheit (20), der Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts (30a–36b) von der Erfassungseinheit (10) basierend auf dem von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät (30a–36b) übertragenen Audiosignal und einem dem Audiosignal zugeordneten, über eine erste deterministische Datenverbindung übermittelten ersten Informationssignal.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren ferner aufweist das Ermitteln, durch die Recheneinheit (20), des Aussendezeitpunkts des Audiosignals von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät (30a–36b) basierend auf dem ersten Informationssignal, wobei der ermittelte Aussendezeitpunkt des Audiosignals bei der Ermittlung der Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts (30a–36b) berücksichtigt wird, wobei beispielsweise das erste Informationssignal eine Absenderadressinformation über eine logische Absenderadresse des zu lokalisierenden Geräts (30a–36b) aufweist und der Aussendezeitpunkt des Audiosignals basierend auf der Absenderadressinformation ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Verfahren ferner aufweist das Ermitteln, durch die Recheneinheit (20), einer Laufzeit des Audiosignals aus dem ermittelten Aussendezeitpunkt des Audiosignals von dem zumindest einen zu lokalisierenden Gerät (30a–36b) und dem Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit (10) und das Ermitteln (304), durch die Recheneinheit (20), der Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts (30a–36b) von der Erfassungseinheit (10) aus der ermittelten Laufzeit des Audiosignals.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Verfahren ferner zumindest einen der folgenden Schritte aufweist: – Aussenden, durch die Erfassungseinheit (10), eines zweiten Informationssignals über eine zweite deterministische Datenverbindung an die Recheneinheit (20) bei Empfang des Audiosignals und Ermitteln, durch die Recheneinheit (20), des Empfangszeitpunkt des Audiosignals an der Erfassungseinheit (10) basierend auf dem zweiten Informationssignal; – Bestimmen (306), durch die Recheneinheit (20), der Position des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts (30a–36b) an Bord des Transportmittels basierend auf der ermittelten Entfernung des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts (30a–36b) von der Erfassungseinheit (10); – Zuweisen (308), durch die Recheneinheit (20), einer logischen Adresse an das zumindest eine zu lokalisierende Gerät (30a–36b), beispielsweise unter Berücksichtigung der bestimmten Position des zumindest einen zu lokalisierenden Geräts (30a–36b).
Computerprogramm mit Programmcodemitteln, das, wenn es in einen Computer oder einen Prozessor geladen ist oder auf einem Computer oder Prozessor läuft, den Computer oder Prozessor dazu veranlasst, einen oder mehrere, beispielsweise alle, der Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 13 auszuführen.
Programmspeichermedium oder Computerprogrammprodukt mit dem Computerprogramm nach dem vorhergehenden Anspruch.