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Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige optischer Informationen an Personen in räumlich ausgedehnten Bereichen.
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In räumlich ausgedehnten Bereichen tritt häufig eine Notwendigkeit auf, Regeln, Mitteilungen, Hinweise oder Warnungen an Personen, beispielsweise Passanten oder Verkehrsteilnehmer, mitzuteilen. Neben einer nur in Einzelfällen und Sonderbereichen praktizierten Möglichkeit, Mitteilungen über Ansagen zu kommunizieren, wird heute überwiegend eine visuelle Darstellung solcher Mitteilungen bevorzugt. Ansagen haben nämlich mehrere Nachteile, welche insbesondere darin bestehen, dass diese nur in einem begrenzten Hörbereich wahrgenommen werden, die Wahrnehmbarkeit auf die Dauer der Ansage begrenzt ist und eine Erfassung von komplexen Mitteilungen schwierig und zeitaufwändig ist. Aus diesem Grund werden Mitteilungen überwiegend in Form optischer Informationen kommuniziert, also typischerweise in Textform oder, wo möglich, durch symbolische Repräsentationen. Beispiele für optisch Informationen umfassen Hinweisschilder, Verkehrsschilder, Beschilderungen an Baustellen usw.
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Eine statische Natur derartiger Hinweisschilder, insbesondere im Verkehrsbereich, wurde schon vor langer Zeit als Problem erkannt und führte zur Entwicklung bekannter Anzeigevorrichtung zur Darstellung weitgehend frei definierbarer Anzeigeinhalte. Diese Anzeigenvorrichtungen mit je nach Situation darstellbaren Anzeigeinhalten haben in Verkehrsleitsystemen, Abfahrtstafeln und fahrbaren Verkehrsschildern eine weite Verbreitung gefunden. Die letztgenannten fahrbaren Verkehrsschilder sind z.B. als Aufsatz an Baustellenfahrzeugen angebracht, welche an Straßenabschnitten vor einer Gefahrenstelle, z.B. Baustelle, abgestellt werden. Ihre Anzeigeninhalte werden üblicherweise durch entsprechende Ansteuerung einer Matrix aus Leuchtpunkten definiert.
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Ungeachtet des beweglichen Charakters der genannten fahrbaren Verkehrsschilder haben diese eine Reihe von Nachteilen. In einer Situation, in der Verkehrsteilnehmer und Bauarbeiter vor Beeinträchtigungen und Gefahren einer bevorstehenden Straßenbaumaßnahme zu sichern sind, wobei entlang der Straße eine Verkehrsführung in baulich getrennten Richtungsfahrbahnen vorgesehen ist, ist eine aufwändige Planung und ein erheblicher Zeitaufwand erforderlich, um die fahrbaren Verkehrsschilder ohne größere Verkehrsbehinderungen an ihrem jeweiligen Einsatzort zu platzieren. Die fahrbaren Verkehrsschilder sind hierzu von einer Einfahrt vor der geplanten Baustelle in Gegenrichtung zur Fahrtrichtung der jeweiligen Richtungsfahrbahn zuzuführen und in annähernden Abständen zur geplanten Baustelle abzustellen.
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Der Zeitaufwand bis zur vollständigen Sicherung führt dazu, dass fahrbare Verkehrsschilder nicht in Betracht kommen, wenn ungeplante Vorfälle, z.B. Verkehrsstaus, eine raschere Sicherung von Fahrbahnabschnitten erfordern. In solchen Situation gewährleisten Einsatzfahrzeuge mit integrierten oder montierbaren Anzeigenvorrichtungen zur Signalisierung einer Gefahrensituation ein rascheres Eintreffen an einem Einsatzort. Obgleich Einsatzfahrzeuge gegenüber Baustellenfahrzeugen über Sonderberechtigungen verfügen und mit einer höheren Geschwindigkeit zu fahren sind, unterliegen diese ähnlichen Einschränkungen hinsichtlich einer Bindung an eine Straßenführung. Allein um eine Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer durch Einsatzfahrten in Gegenrichtung zu einer vorgesehenen Fahrbahnrichtung zu vermeiden, ist auch für Einsatzfahrzeuge eine spurrichtige Einfahrt in eine einseitige Fahrbahnrichtung das Mittel der Wahl. Mit anderen Worten unterliegen auch Einsatzfahrzeuge einer Bindung an eine Straßenführung.
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Abgesehen von der einleitenden Erläuterung am Beispiel von Straßenverkehrshinweisen entsteht auch in allgemeineren Ausprägungen räumlich ausgedehnter Bereiche das Bedürfnis, auf ungeplante Vorfälle hin in rascher Weise Mitteilungen, Evakuierungshinweise, Warnungen oder Katastrophenwarnungen an Personen zu kommunizieren, insbesondere bei Großveranstaltungen, in ausgedehnten Firmenarealen, Parkplätzen oder auch in Badebereichen. Im Stand der Technik sind diesbezüglich nur unzureichende Maßnahmen bekannt, welche bis zum Eintritt ihrer Hinweisfunktion eine zu lange Zeitspanne erfordern. Die unzureichenden Maßnahmen sind oftmals durch Mobilitätseinschränkungen bedingt, insbesondere auch durch eine ungenügende Befahrbarkeit durch Einsatzfahrzeuge, etwa in öffentlichen Parks oder Badebereichen.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung zu schaffen, welche die Mobilitätseinschränkungen derzeitig bekannter Anzeigevorrichtungen überwindet und einen verkürzten Vorlauf bis zur Anzeige optischer Informationen an Personen in räumlich ausgedehnten Bereichen gewährleistet.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung zur Anzeige optischer Informationen an Personen in räumlich ausgedehnten Bereichen, umfasst ein unbemanntes Luftfahrzeug mit einem Flugsteuerungssystem, welches eingerichtet ist für eine georeferenzierte Navigation sowie für eine weitgehend autonome Flugsteuerung, eine mit dem Luftfahrzeug verbindbare Anzeigeeinheit zur Darstellung frei definierbarer Anzeigeinhalte und eine kontaktlose Schnittstelle zum Austausch von Steuerungsdaten mit einer Basisstation. Die Steuerungsdaten umfassen zumindest eine Zwischenposition sowie die Anzeigeninhalte definierende Daten.
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Die erfindungsgemäße Vorsehung eines unbemannten Luftfahrzeugs gestattet eine völlige Freiheit von Straßenführungsbeschränkungen. Durch den erfindungsgemäß geschaffenen Flugbetrieb ist der Vorlauf bis zum Eintreffen der Anzeigevorrichtung an einem Einsatzort und ihrer dortigen bestimmungsgemäßen Anzeigefunktion gegenüber allen heute bekannten Maßnahmen extrem verkürzt.
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Aufgrund der georeferenzierte Navigation und der weitgehend autonomen Flugsteuerung ist der Steuerungsaufwand zur Führung der Anzeigevorrichtung an deren Einsatzort in vorteilhafter Weise sehr gering.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuerungsdaten einen Routen- und/oder Zeitplan für mindestens eine Zwischenposition und/oder Zielposition umfassen. Diese Maßnahme gewährleistet eine Definition mehrerer Einsatzorte. Aufgrund der Autonomie der Flugsteuerung ist kein während des Einsatzes kein weiterer Eingriff oder keine weitere Datenübermittlung erforderlich.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen dass die Steuerungsdaten einen Anzeigenplan für mindestens einen Anzeigeinhalt umfassen. Diese Maßnahme gewährleistet eine Definition mehrerer Anzeigeninhalte sowie eines zeitlichen Ablaufs der dargestellten Anzeigeninhalte.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Flugsteuerung des Luftfahrzeugs einen autonomen Start-/Landemodus sowie einen Schwebezustand vorsieht. Diese Maßnahme bildet die Autonomie der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung dahingehend fort, dass für Start und Landung kein Eingriff durch einen Bediener erforderlich ist. Der Schwebezustand entspricht dem eigentlichen Betriebszustand. Das Luftfahrzeug wird in eine schwebende, stationäre Lage gebracht, in der ihre Anzeigenfunktion betrieben wird.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Luftfahrzeug zumindest teilweise umfasst;
- – einen Hub-/Flugschrauberantrieb;
- – einen Strahlflugzeugantrieb;
- – einen Propellerantrieb;
oder eine beliebige Kombination der genannten Antriebe umfasst. In vorteilhafter Weise werden die genannten Antriebe oder eine Kombination aus den genannten Antrieben gewählt, um die Anzeigevorrichtung ihrem genannten Einsatzzweck anzupassen. Beispielsweise ist ein Hub-/Flugschrauberantrieb in Verbindung mit einem Elektromotor besonders vorteilhaft für eine Leichtbauweise. Bei einem gewünschten längeren Betriebsmodus, welcher verbunden ist mit der Notwendigkeit, länger haltbare und damit auch schwerere Akkumulatoren mitzuführen, ist jedoch auch ein Brennstoffantrieb bis hin zu einem Strahlflugzeugantrieb denkbar.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Luftfahrzeug ausgestaltet ist als
- – Hubschrauber;
- – Flugschrauber;
- – Starrflügelflugzeug;
- – Schlagflügelflugzeug;
- – Drehflügler;
- – Luftschiff;
- – Wandelflugzeug;
- – Kombinationsflugschrauber; und/oder;
- – Strahlflugzeug.
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In vorteilhafter Weise werden die genannten Luftfahrzeugtypen oder eine Kombination aus den genannten Luftfahrzeugtypen gewählt, um die Anzeigevorrichtung ihrem genannten Einsatzzweck anzupassen. Beispielsweise kann sich eine Luftschiff-Konstruktion mit einem Heliumbehälter in Verbindung mit einer Drehflüglerkonstruktion anbieten, um die Anzeigevorrichtung im Wesentlichen durch den Auftrieb der Luftschiff-Konstruktion, ohne größeren Energieverbrauch in einem Schwebezustand zu halten.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzeigeinhalte Verkehrshinweise oder Verkehrswarnungen umfassen. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzeigeinhalte Verhaltenshinweise, Routenhinweise oder Veranstaltungspläne für Großveranstaltungen umfassen. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anzeigeinhalte Warnungen vor Gefahrensituationen umfassen.
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Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige FIG eine schematische Darstellung einer Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung.
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Die Anzeigevorrichtung umfasst ein unbemanntes Luftfahrzeug UAV. Ein unbemanntes Luftfahrzeug UAV, in der Fachwelt auch als Unmanned Air Vehicle bezeichnet, ist ein Luftfahrzeug, das ohne eine an Bord befindliche Besatzung betrieben und navigiert werden kann und über bauarttypische Steuereinrichtungen verfügt. Ein ziviler Betrieb von unbemannten Luftfahrzeugen ist bislang ausschließlich für Überwachungsaufgaben vorgesehen.
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Das unbemannte Luftfahrzeug UAV kann in zahlreichen Bauformen vorliegen, welche auch für einen zivilen oder militärischen Betrieb von unbemannten Luftfahrzeugen zum Einsatz kommen.
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In einer Ausführungsform ist das unbemannte Luftfahrzeug UAV als VTOL UAV (Vertical Take-Off and Landing Unmanned Aerial Vehicle), also als senkrecht startendes und landendes Luftfahrzeug UAV ausgeführt. Durch die Fähigkeit zum Senkrechtstart und zur Senkrechtlandung werden weder Start- und Landebahnen, noch Start- oder Landevorrichtungen benötigt. Gleichzeitig gestattet diese Ausführungsform einen einfach realisierbaren Schwebebetrieb.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das unbemannte Luftfahrzeug UAV als Hubschrauber ausgeführt. Mögliche Varianten umfassen Ausgestaltungen mit Heckrotor-, Koaxialrotor oder Flettner-Doppelrotor-Konfiguration, ferner auch Quadro-, Hexa- oder Octocopterbauweisen. Weitere gibt Ausführungsformen umfassen Mantelpropeller als Hubgebläse sowie Bauformen, in denen der Auftrieb während des gesamten Fluges überwiegend durch die Drehflügel erzeugt wird, bei denen das unbemannte Luftfahrzeug UAV also keinen Übergang bzw. Transition in einen aerodynamischen Horizontalflug durchführt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das unbemannte Luftfahrzeug UAV als Kombinationsflugschrauber, in der Fachwelt auch als Compound bekannt, ausgeführt. Ein Kombinationsflugschrauber ist eine Kombination aus einem Flugschrauber und einem Starrflügelflugzeug. Wie bei einem Flugschrauber wird der hauptsächliche Vortrieb nicht durch den Hauptrotor erzeugt. Beim senkrechten Start erzeugt der Hauptrotor einen Auftrieb während beim Horizontalflug Schub- und/oder Zugtriebwerke den Vortrieb übernehmen. Tragflächen oder festgestellte Rotoren übernehmen dann den Auftrieb. Durch diese Konfiguration können gegenüber einem Hubschrauber höhere Flugleistungen bei einer Steigerung der Effizienz erzielt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das unbemannte Luftfahrzeug UAV als Wandelflugzeug, in der Fachwelt auch als Verwandlungsflugzeuge oder Verwandlungshubschrauber bekannt, ausgeführt. Wandelflugzeuge nutzen beim Senkrechtstart die Konfiguration eines Hubschraubers mit einem oder mehreren zumeist horizontal angeordneten Rotoren. Beim Übergang bzw. Transition zum Horizontalflug werden die Rotoren zur Erzeugung des Vortriebs verlagert. Dies geschieht häufig durch Kippen des Rotors mitsamt den Tragflächen, welche in dieser Ausführung auch als Kippflügel bezeichnet werden, oder auch durch Kippen der Rotoren allein. In letzterem Fall wird auf den Roter auch als Kipprotor oder Tiltrotor Bezug genommen. Wandelflugzeuge kombinieren die Vorteile von Drehflüglern und Starrflügelflugzeugen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das unbemannte Luftfahrzeug UAV als Strahlflugzeug ausgeführt. Der Auftrieb bzw. Vortrieb wird beispielsweise durch mindestens ein kippbares Strahltriebwerk erzeugt. Die Steuerung bzw. Stabilisierung erfolgt beispielsweise über eine mindestens einen integrierten Mantelpropeller.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das unbemannte Luftfahrzeug UAV Starrflügelflugzeug ausgeführt. Hier wird beispielsweise ein Propeller für den Schwebemodus genutzt. Der Propeller wird weiterhin verwendet, um das unbemannte Luftfahrzeug UAV auf eine Geschwindigkeit zu beschleunigen, welche für einen hinreichenden Auftrieb an den Tragflächen zum Horizontalflug erforderlich ist.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das unbemannte Luftfahrzeug UAV als Ornithopter, in der Fachwelt auch Schlagflügelflugzeug genannt, ausgeführt. Ornithopter sind einem Flügelschlag von Vögeln nachempfunden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das unbemannte Luftfahrzeug UAV als Luftschiff. Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsform besteht in einer Möglichkeit, einen Schwebetrieb über mehrere Tage zu betreiben, ohne dass ein wesentlicher energetischer Aufwand für eine Unterhaltung dieses Schwebebetriebs erforderlich ist.
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Die oben genannten Ausführungsformen sind grundsätzlich in allen aerodynamischen bzw. aerostatischen Kombinationen zu verwirklichen.
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Im Folgenden wird die Beschreibung weiterer Funktionseinheiten der Anzeigevorrichtung unter Bezug auf die FIG fortgesetzt.
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Die Anzeigevorrichtung umfasst ein Flugsteuerungssystem CRT, welches unter anderem eingerichtet ist für eine georeferenzierte Navigation sowie für eine weitgehend autonome Flugsteuerung.
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Weiterhin ist eine mit dem Luftfahrzeug UAV verbindbare Anzeigeeinheit DSP zur Darstellung frei definierbarer Anzeigeinhalte. Zur Energieversorgung der Anzeigeeinheit DSP, eventuell auch des Antriebs, werden vorzugsweise – nicht dargestellte – elektrische Energiespeicher vorgesehen, deren Gewicht eine Laufzeit eines Elektroantriebs und damit eine Reichweite des Luftfahrzeugs UAV bestimmt.
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Zur Darstellung frei definierbarer Anzeigeinhalte ist eine Bauform der Anzeigeeinheit DSP wählbar, welche beispielsweise eine Matrix aus bistabilen Anzeigeelement, bei denen lediglich der Wechsel einer Darstellungsart – im einfachsten Fall an und Aus – elektrische Energie notwendig macht. Bistabile Anzeigeelemente bestehen beispielsweise aus einem Flüssigkristallanzeigen-Display, dessen Anzeigeelemente ihre Anzeige ohne zusätzliche Batterien oder Stützkondensatoren behalten. Energie wird bei dieser Bauform der Anzeigeeinheit nur für das Ändern der Ausrichtung der Flüssigkristalle benötigt. Einmal in Position gebracht, behalten die Anzeigeelemente ihre Ausrichtung bei, bis sie beim nächsten Anpassen neu orientiert werden. Ein Vorteil dieser Anzeigenart liegt in einem insgesamt geringeren Energieverbrauch und einer damit einhergehend Standzeit der mitgeführten elektrischen Energiespeicher. Alternativ sind alle denkbaren und technisch realisierbaren Anzeigeformen denkbar, auch rückleuchtende Anzeigeformen von Flüssigkristallanzeigen Dünnschichttransistoranzeigen, usw.
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Weiterhin umfasst die Anzeigevorrichtung eine kontaktlose Schnittstelle IF zum Austausch von Steuerungsdaten mit einer Basisstation BS. Die beispielsweise, wie in der Zeichnung dargestellte, terrestrisch positionierte Basisstation BS muss nicht notwendigerweise in Sichtweite zur Anzeigevorrichtung stehen.
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Bidirektional austauschbare Steuerungsdaten, in der Zeichnung durch einen Doppelpfeil symbolisiert, umfassen zumindest eine Zwischen- oder Zielposition sowie die Anzeigeninhalte definierende Daten. Steuerungsdaten werden des Weiteren zwischen der kontaktlosen Schnittstelle IF und dem Flugsteuerungssystem CRT ausgetauscht. Des Weiteren werden Steuerungsdaten zwischen der kontaktlosen Schnittstelle IF und der Anzeigeeinheit DSP, optional über das Flugsteuerungssystem CRT, ausgetauscht.
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Eine Verbindung der Anzeigeeinheit DSP mit dem Luftfahrzeug UAV erfolgt durch übliche konstruktive Maßnahmen, beispielsweise Flanschverbindungen. Alternativ bilden Anzeigeeinheit DSP und Luftfahrzeug UAV ein integral zusammenhängendes Gebilde, etwa zur Unterstützung besserer aerodynamischer bzw. aerostatischer Eigenschaften.
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In der Zeichnung ist ein Schwebeflugbetrieb der Anzeigevorrichtung dargestellt, welche durch einen wählbaren Abstand zum Boden – in der Zeichnung schraffiert dargestellt – eine sichtgünstige Anzeige der von der Anzeigeeinheit DSP dargestellten optischen Informationen an Personen in räumlich ausgedehnten Bereichen gestattet.
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Zusammenfassend umfasst die erfindungsgemäße Bedienvorrichtung ein um eine Drehachse axial verlagerbaren Bedienelement und ein in Bezug auf die Bedienvorrichtung ortsfesten und in Bezug auf das Bedienelement radial zur Drehachse innenliegenden Anzeigeneinheit. Die Anzeigeneinheit wird vom Bedienelement zumindest teilweise umgeben. Weiterhin ist eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Anzeigeneinheit vorgesehen, wobei die Ansteuerung derart erfolgt, dass mindestens ein Auswahlbereich dargestellt wird, welcher in Abhängigkeit einer Verlagerung des Bedienelements auswählbar ist. Bei Auswahl eines Auswahlbereichs mit Hilfe des Bedienelements wird eine dem Auswahlbereich aktuell zugeordnete Bedienfunktion ausgelöst. Die vorgeschlagene Bedienvorrichtung unterstützt eine intuitive Bedienung durch die umgebende Nähe des Bedienelements zur Anzeigeneinheit.
