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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem mobilen Sensorsystem zum Errichten eines Start- und/oder Landeplatzsystems mit Aufstellungsüberprüfungsfunktion, für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug, insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport, und einem entsprechenden Start- und/oder Landeplatzsystem.
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Aktuell ist das Thema „Urban Air Mobility“ durch verschiedene Start-Ups in den Medien präsent. Nach aktuellem Stand, dürfen jedoch Flugzeuge/Fluggeräte nur von Örtlichkeiten starten, welche als Flugplatz oder Landeplatz deklariert sind (z.B. anhand der länderspezifischen Regelungen wie in Deutschland WD7-3000-043/09). Die Infrastruktur auf dem Boden ist hierbei maßgeblich für die Umsetzbarkeit. Bereits heute sieht man in Fotomontagen, wie Landeplätze im urbanen Raum entstehen sollen. Das bisherige Flughafen-Landeplatzkonzept scheint damit nicht vereinbar.
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Offenbarung der Erfindung
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein mobiles Sensorsystem zum Errichten eines Start- und/oder Landeplatzsystems mit Aufstellungsüberprüfungsfunktion, für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug, insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport, mit N zueinander beabstandet anordenbaren Landebereichsbegrenzungseinheiten zum Ausbilden eines geometrisch definierten Start- und/oder Landebereichs für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug, wobei N größer oder gleich 3 ist und wobei
- - die N Landebereichsbegrenzungseinheiten jeweils zumindest einen Neigungssensor zum Detektieren eines Neigungswinkels der jeweiligen Landebereichsbegrenzungseinheit zu der Lotrichtung aufweisen;
- - die N Landebereichsbegrenzungseinheiten ferner insgesamt N-1 Lasersendeeinheiten zum Ausgeben eines Lasersignals an eine der anderen Landebereichsbegrenzungseinheiten und N-1 Laserdetektoreinheiten zum Empfangen eines von einer Lasersendeeinheit einer der anderen Landebereichsbegrenzungseinheiten ausgegebenen Lasersignals aufweisen, wobei
- o zwei der N Landebereichsbegrenzungseinheiten eine Einheit aus der Gruppe dieser N-1 Lasersendeeinheiten und N-1 Laserdetektoreinheiten aufweisen; und
- o die restlichen N-2 Landebereichsbegrenzungseinheiten jeweils zwei in einem definierten Winkel αi zueinander angeordnete Einheiten aus der Gruppe der restlichen Lasersendeeinheiten und Laserdetektoreinheiten aufweisen; und
- - die N Landebereichsbegrenzungseinheiten jeweils zumindest eine Ausgabeeinheit mit zumindest einer Sendeeinheit aufweisen, welche ausgebildet ist, zumindest ein erstes Informationssignal in Abhängigkeit von einem mittels des Neigungssensors erfassten Neigungswinkel der jeweiligen Landebereichsbegrenzungseinheit, insbesondere an eine Umgebung der Landebereichsbegrenzungseinheit auszugeben, wobei die Ausgabeeinheiten der Landebereichsbegrenzungseinheiten mit zumindest einer Laserdetektoreinheit ferner ausgebildet sind, ein zweites Informationssignal in Abhängigkeit von einem empfangenen Lasersignal, welches von einer Lasersendeeinheit einer der anderen Landebereichsbegrenzungseinheiten ausgegeben wurde, insbesondere an die Umgebung der Landebereichsbegrenzungseinheit auszugeben.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Start- und/oder Landeplatzsystem mit Aufstellungsüberprüfungsfunktion, für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug, insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport, mit N zueinander beabstandet angeordneten Landebereichsbegrenzungseinheiten, welche einen Start- und/oder Landebereich für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug geometrisch definieren, wobei N größer oder gleich 3 ist und wobei
- - die N Landebereichsbegrenzungseinheiten jeweils zumindest einen Neigungssensor zum Detektieren eines Neigungswinkels der jeweiligen Landebereichsbegrenzungseinheit zu der Lotrichtung aufweisen;
- - die N Landebereichsbegrenzungseinheiten ferner insgesamt N-1 Lasersendeeinheiten zum Ausgeben eines Lasersignals an eine der anderen Landebereichsbegrenzungseinheiten und N-1 Laserdetektoreinheiten zum Empfangen eines von einer Lasersendeeinheit einer der anderen Landebereichsbegrenzungseinheiten ausgegebenen Lasersignals aufweisen, wobei
- o zwei der N Landebereichsbegrenzungseinheiten eine Einheit aus der Gruppe dieser N-1 Lasersendeeinheiten und N-1 Laserdetektoreinheiten aufweisen; und
- o die restlichen N-2 Landebereichsbegrenzungseinheiten jeweils zwei in einem definierten bzw. vorgegebenen Winkel αi zueinander angeordnete Einheiten aus der Gruppe der restlichen Lasersendeeinheiten und Laserdetektoreinheiten aufweisen; und
- - die N Landebereichsbegrenzungseinheiten jeweils zumindest eine Ausgabeeinheit mit zumindest einer Sendeeinheit aufweisen, welche ausgebildet ist, zumindest ein erstes Informationssignal in Abhängigkeit von einem mittels des Neigungssensors erfassten Neigungswinkel der jeweiligen Landebereichsbegrenzungseinheit, insbesondere an eine Umgebung der Landebereichsbegrenzungseinheit auszugeben, wobei die Ausgabeeinheiten der Landebereichsbegrenzungseinheiten mit zumindest einer Laserdetektoreinheit ferner ausgebildet sind, ein zweites Informationssignal in Abhängigkeit von einem empfangenen Lasersignal, welches von einer Lasersendeeinheit einer der anderen Landebereichsbegrenzungseinheiten ausgegeben wurde, insbesondere an die Umgebung der Landebereichsbegrenzungseinheit auszugeben.
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Das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug bzw. Flugobjekt (vornehmlich Vertical Take-off and Landing Flugobjekt) ist bevorzugt für den Personen- und/oder Gütertransport bzw. den kommerziellen Personen- und/oder Gütertransport ausgebildet/eingerichtet. Demnach kann das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug bspw. ein Lufttaxi sein. Das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug kann ein bemannter oder unbemannter Senkrechtstarter, wie bspw. eine Drohne sein. Das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug kann als Multikopter ausgebildet sein. Das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug kann autonom fliegend ausgebildet sein.
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Das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem ist für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug eingerichtet bzw. ausgelegt. Das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem kann mobil bzw. transportabel ausgebildet sein. D.h., mit andere Worten, dass das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem, insbesondere die Landebereichsbegrenzungseinheiten bspw. lösbar mit dem Boden verbindbar/verbunden und/oder auf dem Boden aufstellbar sind. Das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem kann jedoch auch stationär ausgebildet sein. D.h., mit andere Worten, dass das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem, insbesondere die Landebereichsbegrenzungseinheiten über eine feste, bspw. stoffschlüssige Verbindung und/oder lösbare Verbindung, bspw. Schraubverbindung mit dem Boden verbindbar/verbunden sind.
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Das mobile Sensorsystem bzw. das Start- und/oder Landeplatzsystem kann über eine Art „Plug-and-Play“ mit einer vorhandenen, bspw. fest im Boden verankerten Infrastruktur mechanisch und ggf. elektrisch verbindbar/verbunden sein. Das Start- und/oder Landeplatzsystem kann, insbesondere nach einer Prüfung und/oder Registrierung, bspw. durch/bei einer zuständigen Behörde oder einem zuständigen Unternehmen zertifiziert werden, sodass ein zertifizierter Start- und/oder Landebereich entsteht.
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Die netzunabhängige Energiespeichereinheit ist eine wiederaufladbare Energiespeichereinheit. Die netzunabhängige Energiespeichereinheit kann einen oder mehrere separate wiederaufladbare Energiespeicher bzw. Akkumulatoren aufweisen. Jede Sensoreinheit und/oder jede Ausgabeeinheit kann jeweils einen separaten Energiespeicher aufweisen. Es kann jedoch auch nur ein gemeinsamer Energiespeicher für die Sensoreinheiten und/oder die Ausgabeeinheiten vorgesehen sein.
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Der Start- und/oder Landebereich kann als eine Art „Flugsicherheitszone“ ausgebildet sein bzw. darstellen. Der Start- und/oder Landebereich kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Fläche oder dreidimensionaler Raum verstanden werden. Der Start- und/oder Landebereich ist durch die zumindest drei Landebereichsbegrenzungseinheiten geometrisch, d.h. räumlich definiert bzw. begrenzt. D.h., mit anderen Worten, dass die zumindest drei zueinander beabstandet angeordneten Landebereichsbegrenzungseinheiten eine Begrenzung bzw. Umgrenzung des Start- und/oder Landebereichs darstellen bzw. repräsentieren. Die zumindest drei Landebereichsbegrenzungseinheiten können Randpunkte/Randlinien, insbesondere Eckpunkte/Kanten des Start- und/oder Landebereichs darstellen bzw. repräsentieren. Hierbei kann eine gedachte Verbindung, ein physisches (Verbindungs-)Element oder eine Markierung an bzw. zwischen den einzelnen Landebereichsbegrenzungseinheiten eine Begrenzung bzw. Umgrenzung des Start- und/oder Landebereichs darstellen bzw. repräsentieren.
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Das Start- und/oder Landeplatzsystem weist N Landebereichsbegrenzungseinheiten auf, wobei N größer oder gleich 3 ist. N ist bevorzugt gleich 3 oder gleich 4, d.h. das Start- und/oder Landeplatzsystem weist bevorzugt genau drei oder genau vier Landebereichsbegrenzungseinheiten auf. Hierbei werden die Landebereichsbegrenzungseinheiten bevorzugt umfänglich äquidistant zueinander angeordnet, sodass der Start- und/oder Landebereich bevorzugt die Grundfläche eines gleichseitigen Dreiecks bzw. eines Quadrats aufweist. Das Start- und/oder Landeplatzsystem kann jedoch auch fünf oder mehr Landebereichsbegrenzungseinheiten aufweisen. Hierbei werden die Landebereichsbegrenzungseinheiten bevorzugt umfänglich äquidistant zueinander angeordnet, sodass der Start- und/oder Landebereich bevorzugt die Grundfläche eines regemäßigen Polygons aufweist.
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Jede der N Landebereichsbegrenzungseinheiten weist zumindest einen Neigungssensor zum Detektieren eines Neigungswinkels der jeweiligen Landebereichsbegrenzungseinheit zu der Lotrichtung auf. Die N Landebereichsbegrenzungseinheiten weisen ferner insgesamt N-1 Lasersendeeinheiten zum Ausgeben eines Lasersignals an eine der anderen Landebereichsbegrenzungseinheiten und N-1 Laserdetektoreinheiten zum Empfangen eines von einer Lasersendeeinheit einer der anderen Landebereichsbegrenzungseinheiten ausgegebenen Lasersignals auf. Hierbei weisen zwei der N Landebereichsbegrenzungseinheiten eine Einheit aus der Gruppe dieser N-1 Lasersendeeinheiten und N-1 Laserdetektoreinheiten auf. Ferner weisen die restlichen N-2 Landebereichsbegrenzungseinheiten jeweils zwei in einem definierten bzw. vorgegebenen Winkel αi zueinander angeordnete Einheiten aus der Gruppe der restlichen Lasersendeeinheiten und Laserdetektoreinheiten auf. Hierbei ist der Winkel αi bei allen N-2 Landebereichsbegrenzungseinheiten bevorzugt gleich groß und liegt insbesondere im Wesentlichen in einem Bereich von (N-2)/N*180°, sodass der Start- und/oder Landebereich die Form eines regelmäßigen Vielecks aufweist. Bevorzugt weist jede der N-2 Landebereichsbegrenzungseinheiten jeweils eine Lasersendeeinheit und eine Laserdetektoreinheit auf, sodass die N-2 Landebereichsbegrenzungseinheiten im Wesentlichen gleich aufgebaut sind. D.h., mit anderen Worten, die bei den N-2 Landebereichsbegrenzungseinheiten die Geometrie bzw. Anordnung der beiden Einheiten zueinander vorgegeben ist.
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Des Weiteren weisen die N Landebereichsbegrenzungseinheiten jeweils zumindest eine Ausgabeeinheit mit zumindest einer Sendeeinheit auf. Die Ausgabeeinheit ist ausgebildet, zumindest ein erstes Informationssignal in Abhängigkeit von einem mittels des Neigungssensors erfassten Neigungswinkel der jeweiligen Landebereichsbegrenzungseinheit, insbesondere an eine Umgebung der Landebereichsbegrenzungseinheit auszugeben. Ferner sind die Ausgabeeinheiten der Landebereichsbegrenzungseinheiten, welche zumindest eine Laserdetektoreinheit aufweisen, ferner ausgebildet, ein zweites Informationssignal in Abhängigkeit von einem empfangenen Lasersignal, welches von einer Lasersendeeinheit einer der anderen Landebereichsbegrenzungseinheiten ausgegeben wurde, insbesondere an die Umgebung der Landebereichsbegrenzungseinheit auszugeben.
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Bevorzugt weisen die N Landebereichsbegrenzungseinheiten ferner jeweils zumindest einen, insbesondere säulenförmigen oder stabförmigen oder spießförmigen Begrenzungskörper auf, an dem der entsprechende Neigungssensor und/oder die Lasersendeeinheit und/oder die Laserdetektoreinheit angeordnet ist/sind. Der Begrenzungskörper kann als Säule, Pfahl oder Pfosten ausgebildet sein. Der Begrenzungskörper dient insbesondere zur Verankerung im Boden. Der Neigungssensor kann bspw. ein Gyroskop umfassen oder sein. Die Lasersendeeinheiten und die Laserdetektoreinheiten können bevorzugt derart ausgebildet sein, dass ein Empfang bzw. eine Detektion des Lasersignals nur bis zu einem erlaubten Abstand zwischen den entsprechenden beiden Landebereichsbegrenzungseinheiten möglich ist. Die Lasersendeeinheit umfasst zum Ausgeben des Lasersignals bevorzugt einen Linienlaser. Hierdurch wird dem Anwender vorteilhafterweise eine Orientierung gegeben, da die auf den Boden projiziert Linie direkt sichtbar ist. Unter einem Lasersignal kann insbesondere ein Laserstrahl verstanden werden.
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Das erste Informationssignal ist bevorzugt ein optisches und/oder akustisches Signal. Alternativ oder zusätzlich ist das zweite Informationssignal bevorzugt ein optisches und/oder akustisches Signal. Hierfür weist die Sendeeinheit bevorzugt zumindest ein erstes optisches Leuchtelement zum Ausgeben des ersten optischen Informationssignals und zumindest ein zweites optisches Leuchtelement zum Ausgeben des zweiten optischen Informationssignals, oder ein optisches Leuchtelement zum Ausgeben sowohl des ersten optischen Informationssignals als auch des zweiten optischen Informationssignals auf.
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Die Ausgabeeinheit ist bevorzugt ausgebildet, das erste Informationssignal, insbesondere nur bei einem detektierten Neigungswinkel zu der Lotrichtung von im Wesentlichen 0° auszugeben. Somit wird durch den Neigungssensor die vertikale Ausrichtung der Landebereichsbegrenzungseinheit bzw. des Begrenzungskörpers Landebereichsbegrenzungseinheit sichergestellt.
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Die Ausgabeeinheit ist bevorzugt ausgebildet, das zweite Informationssignal, insbesondere nur bei Empfangen des von einer Lasersendeeinheit einer der anderen Landebereichsbegrenzungseinheiten ausgegebenen Lasersignals auszugeben.
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Durch die vorliegende Erfindung ist es nunmehr möglich, ein bspw. urbanes Start- und/oder Landeplatzsystem bereitzustellen, bei dem während des Aufstellens der Landebereichsbegrenzungseinheiten überprüft wird, ob die Landebereichsbegrenzungseinheiten jeweils ordnungsgemäß bzw. korrekt aufgestellt sind und somit vorgegebenen Anforderungen entsprechend. Hierbei wird durch bspw. ein visuelles oder akustisches Signal dem Anwender signalisiert, ob die Aufstellung der Landebereichsbegrenzungseinheiten, bspw. in Bezug auf Neigung und/oder vertikalem Abstand und/oder Höhenunterschied (Ebenheit) korrekt ist. Hierdurch kann insbesondere eine ordnungsgemäße bzw. korrekte Aufstellung eines (mobilen) Sensorsystems zum Errichten eines örtlich individuellen Start- und/oder Landeplatzsystems, bspw. zu Zertifizierungszwecken sichergestellt werden. Fernern ist dadurch, dass bei N-2 Landebereichsbegrenzungseinheiten die Geometrie bzw. Anordnung der Einheiten (aus der Gruppe bestehend aus Lasersendeeinheit und Laserdetektoreinheit) definiert bzw. vorgegeben ist, kein Geometrieabgleich zwischen der ersten und der letzten Landebereichsbegrenzungseinheit mehr notwendig, sodass bei diesen Landebereichsbegrenzungseinheiten zwei Einheiten (aus der Gruppe bestehend aus Lasersendeeinheit und Laserdetektoreinheit) eingespart werden können.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Laserdetektoreinheit eine Detektionsfläche mit einer definierten Längsausdehnung zur Begrenzung der maximal zulässigen Bodenneigung aufweist. Bei der Längsausdehnung handelt es sich hierbei um die vertikale Ausdehnung der Detektionsfläche bei einem Neigungswinkel der Landesbereichsbegrenzungseinheit bzw. des Begrenzungskörpers zu der Lotrichtung von im Wesentlichen 0°. Demnach können durch eine Festlegung der (vertikalen) Längsausdehnung der Detektionsflächen die Toleranzen für die maximal zulässige Neigung des Start- und/oder Landebereichs begrenzt werden, da eine größere Neigung dazu führt, dass das zu empfangende Lasersignal der anderen Landebereichsbegrenzungseinheit nicht auf die Detektionsfläche trifft.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Ausgabeeinheit ausgebildet ist, unter Verwendung des empfangenen Lasersignals, insbesondere einer Intensitätsverteilung des empfangenen Lasersignals einen Abstand und/oder einen Höhenunterschied zu dieser Landebereichsbegrenzungseinheit und daraus eine Bodenneigung zu ermitteln, und das zweite Informationssignal, insbesondere nur bei einem ermittelten Abstand in einem definierten zulässigen Bereich und/oder nur bei einem ermittelten Höhenunterschied und/oder einer ermittelten Bodenneigung in einem definierten zulässigen Bereich auszugeben. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn zumindest eine der Ausgabeeinheiten ferner ausgebildet ist, ein weiteres Informationssignal, insbesondere ein Datensignal, mit geometrischen bzw. räumlichen Informationen, insbesondere den ermittelten Abständen und/oder den ermittelten Höhenunterschieden und/oder den ermittelten Bodenneigungen, an eine externe Einheit, insbesondere in Reaktion auf ein Anforderungssignal auszugeben.
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Die Lasersendeeinheit umfasst hierbei zum Ausgeben des Lasersignals bevorzugt einen Linienlaser. Zum einen können hierdurch analog zum einem mittels Laserentfernungsmessung die Abstände zwischen den Landebereichsbegrenzungseinheiten ermittelt werden, um in Abhängigkeit davon zu prüfen, ob die erforderlichen Anforderungen an die Geometrie des Start- und/oder Landebereichs erfüllt sind. Zum anderen kann das Lasersignal bzw. der Linienlaser mit einer Intensitätsverteilung moduliert werden, sodass durch die bekannte Ausrichtung und das bekannte Intensitätsprofil die Ausgabeeinheit direkt von der empfangenen Intensitätsstärke auf die kombinierte Neigung der anderen Landebereichsbegrenzungseinheit rückschließen kann. Diese kombinierte Neigung wird abgeglichen mit Neigungssensor der eigenen Landebereichsbegrenzungseinheit, um die kombinierte Neigung in die Neigung der anderen Landebereichsbegrenzungseinheit (vertikale Abweichung) und die Neigung des Bodens zu unterteilen und abzugleichen, ob der Start- und/oder Landebereich die erforderlichen Anforderungen in Bezug auf die Neigung erfüllt. Somit können auch hierdurch die Toleranzen für die maximal zulässige Neigung des Start- und/oder Landebereichs begrenzt werden.
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Es ist außerdem vorteilhaft, wenn zumindest eine der Ausgabeeinheiten ferner ausgebildet ist, ein weiteres Informationssignal, insbesondere ein Datensignal, zum Aktivschalten und/oder Registrieren des Start- und/oder Landeplatzsystems an eine externe Einheit auszugeben. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn diese Ausgabeeinheit ausgebildet ist, das weitere Informationssignal, insbesondere nur bei vorheriger entsprechender Ausgabe der jeweiligen ersten und zweiten Informationssignale, und/oder nach erfolgter Endüberprüfung der Aufstellung der Landebereichsbegrenzungseinheiten mittels eines entsprechenden Kontrollsignals an die externe Einheit auszugeben. Das weitere Informationssignal kann vorteilhafterweise ein von der externen Einheit empfangbares Datensignal umfassen oder sein, um bspw. einem Eigentümer/Besitzer des Start- und/oder Ladeplatzsystems oder des Luftfahrzeugs, insbesondere einem Flottenbetreiber von Luftfahrzeugen eine ordnungsgemäße Aufstellung des Start- und/oder Landebereichs zu signalisieren.
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Hierbei kann die Sendeeinheit ausgebildet sein, das Datensignal drahtlos an die externe Einheit auszugeben. Eine drahtlose Übertragung von Signalen bzw. Datensignalen kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung bspw. über Wifi oder Bluetooth oder das Mobilfunknetz erfolgen. Das Datensignal kann bspw. zumindest eine Information aufweisen mit oder in Bezug auf: Kennzeichnung oder ID des Landeplatzsystems und/oder des Start- und/oder Landebereichs, Kennzeichnung oder ID des Eigentümers und/oder des Besitzers, Position Landeplatzsystems und/oder des Start- und/oder Landebereichs. Das Datensignal kann auch ein Bild des Landeplatzsystems und/oder des Start- und/oder Landebereichs und/oder der Umgebung des Aufstellungsortes aufweisen. Demnach kann die externe Einheit bspw. eine Cloud sein. Die Cloud kann von einem Flottenbetreiber von Luftfahrzeugen und/oder einer Buchungsplattform von Luftfahrzeugen bzw. Lufttaxis sein. Die externe Einheit kann ferner eine Anzeigeeinheit mit einer Displayeinheit, insbesondere ein Mobilfunktelefon bzw. ein Smartphone sein. Die externe Einheit kann jedoch auch das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug sein. Durch diese Maßnahme können ordnungsgemäß aufgestellte Start- und/oder Landeplatzsysteme bzw. Start- und/oder Landebereiche zertifiziert werden, sodass bspw. auch nur diese Start- und/oder Landeplatzsysteme, bspw. für den Personentransport genutzt werden dürfen. Somit könnten derart zertifizierte Start- und/oder Landeplatzsysteme (bspw. anhand der länderspezifischen Regelungen wie in Deutschland) ermöglichen, dass Lufttaxis auch an individuelleren Zonen, bis hin zu Privatgrundstücken im ländlichen Raum, starten und landen dürfen. Ein zertifiziertes Sensornetzwerk, welches einen definierten Raum umspannt oder abdeckt stellt hierbei sicher, dass der überwachte Raum als Start- und/oder Landebereich geeignet ist und ebenso eine Landung oder ein Start sicher durchführbar sind. Dabei ist vor allem das korrekte Aufstellen wichtig, damit der definierte Start- und/oder Landebereich ggfs. rechtlichen Vorgaben entsprechen kann.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die N Landebereichsbegrenzungseinheiten jeweils ferner einen Bodenabstandssensor zum Ermitteln einer Höhe der entsprechenden Landebereichsbegrenzungseinheit zum Boden aufweisen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass alle Landebereichsbegrenzungseinheiten bzw. Begrenzungskörper bis zu einer zuvor definierten Tiefe bzw. Höhe relativ zur Oberfläche des Bodens aufgestellt sind, sodass eine genaue bzw. korrekte Ermittlung der Bodenneigung durchgeführt werden kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Schritts des Ausgebens eines ersten Informationssignals mittels einer ersten Ausgabeeinheit der ersten Landebereichsbegrenzungseinheit;
- 2 und 3 schematische Darstellungen zweier alternativer Schritte des Ausgebens eines zweiten Informationssignals mittels einer weiteren Ausgabeeinheit in Abhängigkeit von einem empfangenen Lasersignal;
- 4a, b schematische Darstellungen eines Start- und/oder Landeplatzsystems mit einem dreieckförmigen bzw. einem quadratförmigen Start- und/oder Landebereich; und
- 5a-c schematische Darstellungen einer Ausführungsform eines Start- und/oder Landeplatzsystems mit Aufstellungsüberprüfungsfunktion in verschiedenen Szenarien.
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In 1 ist eine erste Landbereichsbegrenzungseinheit 10 gezeigt, welche einen Eckpunkt eines noch unfertigen und daher mit gestichelten Linien angedeuteten Start- und/oder Landebereichs 12 für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug, insbesondere zum Personen- und/oder Gütertransport, definiert. Hierbei ist zum besseren Verständnis die Landbereichsbegrenzungseinheit 10 in zwei Ausrichtungen gezeigt.
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Die Landebereichsbegrenzungseinheit 10 weist einen säulenförmigen Begrenzungskörper 14 und eine an dem Begrenzungskörper 14 angeordnete Sensoreinheit 16 auf.
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Die Sensoreinheit 16 weist einen (nicht gezeigten) Neigungssensor zum Detektieren eines Neigungswinkels der Landebereichsbegrenzungseinheit 10 bzw. des Begrenzungskörpers 14 zu der Lotrichtung auf. Die Sensoreinheit 16 weist ferner eine Lasersendeeinheit 18 zum Ausgeben eines Lasersignals an eine andere Landebereichsbegrenzungseinheit 10 auf. Die Sensoreinheit 16 weist außerdem eine in 2 und 3 näher dargestellte Laserdetektoreinheit 20 zum Empfangen eines von einer Lasersendeeinheit 18 einer anderen Landebereichsbegrenzungseinheit 10 ausgegebenen Lasersignals auf. Die erste Landebereichsbegrenzungseinheit 10 weist ferner eine an dem Begrenzungskörper 14 angeordnete Ausgabeeinheit 22 auf. Die Ausgabeeinheit 22 ist ausgebildet, ein erstes Informationssignal in Abhängigkeit von einem mittels des Neigungssensors erfassten Neigungswinkel der Landebereichsbegrenzungseinheit 10 und ein zweites Informationssignal in Abhängigkeit von einem empfangenen Lasersignal, welches von einer Lasersendeeinheit 18 einer anderen Landebereichsbegrenzungseinheit 10 ausgegebenen wurde an eine Umgebung der Landebereichsbegrenzungseinheit 10 auszugeben.
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Hierbei weist die Ausgabeeinheit 22 zum Ausgeben des ersten Informationssignals eine erste Sendeeinheit 24 und zum Ausgeben des zweiten Informationssignals eine zweite Sendeeinheit 26 auf. Die beiden Sendeeinheiten 24, 26 sind als Leuchteinheiten 24, 26 ausgebildet. Die Informationssignale sind für Personen in der Umgebung der Landebereichsbegrenzungseinheit 10 optisch wahrnehmbare Signale bzw. optische Informationssignale, um insbesondere den Benutzern zu signalisieren, ob die Ausrichtung ordnungsgemäß erfolgt ist.
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Da die ordnungsgemäße Ausrichtung der Landebereichsbegrenzungseinheit 10 bei einem Neigungswinkel zu der Lotrichtung von im Wesentlichen 0° vorliegt, gibt die erste Sendeeinheit der senkrechte angeordneten Landebereichsbegrenzungseinheit 10 ein grünes optisches Informationssignal aus, um einem Anwender die ordnungsgemäße Ausrichtung zu signalisieren. Im Gegensatz dazu gibt die erste Sendeeinheit der schräg angeordneten Landebereichsbegrenzungseinheit 10 ein rotes optisches Informationssignal aus, um dem Anwender die nicht ordnungsgemäße Ausrichtung zu signalisieren. In beiden Fällen empfängt die jeweilige Laserdetektionseinheit 20 kein Lasersignal, sodass die jeweilige zweite Sendeeinheit 26 ein rotes optisches Informationssignal ausgibt.
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2 und 3 zeigen zwei alternative Möglichkeiten der Ermittlung eines zulässigen Höhenunterschieds y bzw. einer zulässigen Bodenneigung zweier Landbereichsbegrenzungseinheiten 10. Hierbei sind zum besseren Verständnis in beiden Figuren die Landbereichsbegrenzungseinheiten 10 jeweils in zwei Anordnungen gezeigt.
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In allen Ausgestaltungen ist die Ausgabeeinheit 22 ausgebildet, unter Verwendung eines empfangenen Lasersignals 28 einen Abstand x zwischen den beiden Landbereichsbegrenzungseinheiten 10 zu ermitteln. Der Abstand x liegt hierbei in beiden Figuren in einem zulässigen Bereich.
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In 2 weist die Laserdetektoreinheit 20 eine Detektionsfläche mit einer definierten Längsausdehnung zum Empfangen des Lasersignals 28 auf. Hierbei ist die Ausgabeeinheit 24 ausgebildet, das zweite Informationssignal nur bei Empfangen des Lasersignals 28 und bei einem ermittelten Abstand x in einem definierten zulässigen Bereich auszugeben. Durch die erste Bedingung kann die maximal zulässigen Bodenneigung begrenzt werden.
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Wie aus 2 ersichtlich, wird in der oberen Anordnung das Lasersignal 28 von der Detektionsfläche der Laserdetektoreinheit 20 empfangen, sodass die erste Sendeeinheit 24 ein grünes optisches Informationssignal ausgibt, um dem Anwender die ordnungsgemäße Anordnung bzw. eine zulässige Bodenneigung zu signalisieren. Im Gegensatz dazu trifft das Lasersignal 28 in der unteren Anordnung nicht auf die Detektionsfläche der Laserempfangseinheit 28, weshalb die erste Sendeeinheit 24 in diesem Fall ein rotes optisches Informationssignal ausgibt, um dem Anwender die nicht ordnungsgemäße Anordnung bzw. eine unzulässige Bodenneigung zu signalisieren.
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3 weist die Laserdetektoreinheit 20 ebenfalls eine Detektionsfläche mit einer definierten Längsausdehnung zum Empfangen des Lasersignals 28 auf. Im Gegensatz zu der Ausgestaltung aus 2, ist die Lasersendeeinheit 18 ein Linienlaser 28, welcher mit einer Intensitätsverteilung 30 moduliert wird, wobei die Ausgabeeinheit 24 ausgebildet ist, unter Verwendung der Intensitätsverteilung des empfangenen Lasersignals 28 einen Höhenunterschied y zu dieser Landebereichsbegrenzungseinheit 10 und daraus eine Bodenneigung zu ermitteln und das zweite Informationssignal in Abhängigkeit von dem ermittelten Höhenunterschied y und/oder der ermittelten Bodenneigung in einem definierten zulässigen Bereich und bei einem ermittelten Abstand x in einem definierten zulässigen Bereich auszugeben. Hierdurch kann die maximal zulässige Bodenneigung begrenzt werden und ferner auch bspw. eine qualitative Information in Bezug auf die Bodenneigung ausgegeben werden.
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Wie aus 3 ersichtlich, wird in der oberen Anordnung eine hohe Intensität des Lasersignals 28 von der Detektionsfläche der Laserdetektoreinheit 20 empfangen, was auf eine sehr geringe Bodenneigung schließen lässt. Daher gibt erste Sendeeinheit 24 ein grünes optisches Informationssignal aus, um dem Anwender die ordnungsgemäße Anordnung bzw. eine zulässige Bodenneigung zu signalisieren. Im Gegensatz dazu wird in der unteren Anordnung nur eine sehr geringe Intensität des Lasersignals 28 von der Detektionsfläche der Laserempfangseinheit 28 empfangen, was auf eine große Bodenneigung schließen lässt. Daher gibt die erste Sendeeinheit 24 in diesem Fall ein rotes optisches Informationssignal aus, um dem Anwender die nicht ordnungsgemäße Anordnung bzw. eine unzulässige Bodenneigung zu signalisieren.
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In 4a und 4b ist eine schematische Darstellung eines aufgebauten Start- und/oder Landeplatzsystems mit Aufstellungsüberprüfungsfunktion gezeigt, welches in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 50 versehen ist. Aus Darstellungsgründen ist das Start- und/oder Landeplatzsystem 50 hierbei sehr vereinfach dargestellt.
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Das in 4a dargestellte Start- und/oder Landeplatzsystem 50 weist N=3 Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 auf, welche äquidistant zueinander angeordnet sind und einen Start- und Landbereich 12 mit der Form eines gleichseitigen Dreiecks geometrisch definieren.
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Von den N=3 Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 weist N-2=1 Landebereichsbegrenzungseinheit 10 eine Lasersendeeinheit 18 und eine Laserdetektoreinheit 20 auf, wobei diese in einem definierten Winkel α=60° zueinander angeordnet sind. Von den restlichen zwei Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 weist eine Landebereichsbegrenzungseinheit 10 lediglich eine Lasersendereinheit 18 und die andere lediglich eine Laserdetektoreinheit 20 auf. Der gestrichelte Laserstrahl 28 deutet hierbei die tolerierbare horizontale Winkelabweichung an.
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Demnach kommt das Start- und/oder Landeplatzsystem 50 mit N=3 Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 für die Aufstellungsüberprüfungsfunktion mit lediglich N-1=2 Lasersendeeinheiten 18 und N-1=2 Laserdetektoreinheiten 20 aus.
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Das in 4b dargestellte Start- und/oder Landeplatzsystem 50 weist N=4 Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 auf, welche umfänglich äquidistant zueinander angeordnet sind und einen Start- und Landbereich 12 mit der Grundfläche eines Quadrats geometrisch definieren.
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Von den N=4 Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 weisen N-2=2 Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 jeweils eine Lasersendeeinheit 18 und eine Laserdetektoreinheit 20 auf, wobei diese an der jeweiligen Landebereichsbegrenzungseinheit 10 in einem definierten Winkel α=90° zueinander angeordnet sind. Diese beiden Landebereichsbegrenzungseinheit 10 sind im Wesentlichen gleich aufgebaut. Von den restlichen zwei Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 weist eine Landebereichsbegrenzungseinheit 10 lediglich eine Lasersendereinheit 18 und die andere lediglich eine Laserdetektoreinheit 20 auf. Der gestrichelte Laserstrahl 28 deutet hierbei die tolerierbare horizontale Winkelabweichung an.
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Demnach kommt das Start- und/oder Landeplatzsystem 50 mit N=4 Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 für die Aufstellungsüberprüfungsfunktion mit lediglich N-1=3 Lasersendeeinheiten 18 und N-1=3 Laserdetektoreinheiten 20 aus.
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In 5a bis 5c ist eine schematische Darstellung eines aufgebauten Start- und/oder Landeplatzsystems 50 mit Aufstellungsüberprüfungsfunktion in verschiedene Szenarien gezeigt.
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Das Start- und/oder Landeplatzsystem 50 ist für ein senkrecht startendes und/oder landendes Luftfahrzeug zum Transport von Personen und/oder Gütern eingerichtet bzw. ausgelegt.
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Das Start- und/oder Landeplatzsystem 50 weist vier zueinander beabstandet angeordnete Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 gemäß der vorangehend beschriebenen Ausführung auf 3 auf. Die Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 sind äquidistant angeordnet und definieren geometrisch bzw. bilden einen Start- und/oder Landebereich 12 für das senkrecht startende und/oder landende Luftfahrzeug.
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In 5a ist ein erstes Szenario gezeigt, in dem die Bodenneigung im Start- und oder Landebereich 12 relativ groß ist, so dass eine der vier Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 relativ zu den anderen drei höher angeordnet ist. Hierbei übersteigt der ermittelte Höhenunterschied y bzw. die ermittelte Bodenneigung einen zulässigen Bereich, weshalb die zweite Sendeeinheit 26 dieser Landebereichsbegrenzungseinheit 10 ein rotes optisches Informationssignal ausgibt, um dem Anwender eine unzulässige Bodenneigung bzw. die nicht ordnungsgemäße Anordnung dieser Landebereichsbegrenzungseinheit 10 zu signalisieren. Da die Bodenneigung zwischen den anderen drei Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 im zulässigen Bereich liegt, geben die jeweiligen zweiten Sendeeinheiten 26 ein grünes optisches Informationssignal aus.
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In dem in 5b gezeigten zweiten Szenario liegt der ermittelte Höhenunterschied y bzw. die ermittelte Bodenneigung der höher gelegenen Landebereichsbegrenzungseinheit 10 im Start- und oder Landebereich 12 zwar in einem unzulässigen Bereich, jedoch ist diese Bodenneigung bspw. durch eine Anflugkorrektur des Luftfahrzeugs kompensierbar. Daher gibt in diesem Fall die zweite Sendeeinheit 26 der höher gelegenen Landebereichsbegrenzungseinheit 10 ein orangenes optisches Informationssignal aus, um dem Anwender die entsprechende Information zu signalisieren.
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In dem in 5c gezeigten dritten Szenario ist der Boden im Start- und oder Landebereich 12 fast eben, d.h. die Bodenneigung liegt im gesamten im Start- und oder Landebereich 12 bei im Wesentlichen 0° und somit im zulässigen Bereich. Daher geben in diesem Fall die zweiten Sendeeinheit 26 aller vier Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 ein grünes optisches Informationssignal aus, um dem Anwender die ordnungsgemäße Anordnung bzw. eine zulässige Bodenneigung zu signalisieren zu signalisieren.
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Hierbei ist zumindest eine der Ausgabeeinheiten 22 des Start- und/oder Landeplatzsystems 50 ferner ausgebildet ist, ein Datensignal zum Aktivschalten und/oder Registrieren des Start- und/oder Landeplatzsystems 50 an eine externe Einheit auszugeben. Das Datensignal wird nur nach erfolgter Endüberprüfung der Aufstellung der Landebereichsbegrenzungseinheiten 10 mittels eines entsprechenden Kontrollsignals an die externe Einheit auszugeben.
