DE102020006834A1

DE102020006834A1 - Lastverteilung und Ressourcenzuweisung in Luftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102020006834A1
Application number: DE102020006834.0A
Authority: DE
Inventors: Miriam Fleckenstein
Original assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-12-30
Also published as: US20230145183A1; WO2022002461A1; EP4172765A1

Abstract

Es ist eine Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) für ein Luftfahrzeug (1) beschrieben. Die Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) weist eine Bedienschnittstelle (20) und eine Steuereinheit (40) auf. Die Bedienschnittstelle (20) nimmt Benutzereingaben entgegen und erzeugt basierend darauf Steuerkommandos. Die Steuereinheit (40) aktiviert basierend auf den Steuerkommandos einen von einer Mehrzahl von möglichen Anwendungsfällen für eine Ressourcenzuweisung an Prozesse, führt einen oder mehrere Prozesse aus und greift bei der Ausführung der Prozesse auf ein Peripheriegerät (60) oder mehrere Peripheriegeräte (60) des Luftfahrzeugs (1) zu. Ein Anwendungsfall definiert, welcher Prozess welchen Anteil an einer Gesamtheit von verfügbaren Ressourcen des Luftfahrzeugs (1) erhält.

Description

Technisches Gebiet
Die Beschreibung betrifft die Ressourcenverwaltung in einem Luftfahrzeug, insbesondere einem militärischen Luftfahrzeug wie beispielsweise einem Kampfflugzeug. Insbesondere betrifft die Beschreibung eine Ressourcenzuweisungsvorrichtung sowie ein Luftfahrzeug mit einer solchen Ressourcenzuweisungsvorrichtung.
Technischer Hintergrund
Militärische Luftfahrzeuge, insbesondere Kampfflugzeuge, können als Systemverbund von Sensoren, Effektoren und Steuervorrichtungen betrachtet werden. Kampfflugzeuge agieren oftmals in einer Gruppe bestehend aus zwei oder mehreren Luftfahrzeugen. Allerdings ist ein Kampfflugzeug unter Berücksichtigung seiner technischen Ausrüstung und seinen Fähigkeiten typischerweise so ausgestaltet, dass es auch als autarkes System agieren kann. Vorliegend wird der Begriff des autarken Systems so verstanden, dass die in einem Kampfflugzeug befindlichen Vorrichtungen untereinander kommunizieren und interagieren, um eine Aufgabe erfüllen zu können. Dies schließt nicht aus, dass das Kampfflugzeug mit externen Einrichtungen wie einer Führungsstelle oder einem anderen Kampfflugzeug kommuniziert.
In seiner Eigenschaft als autarkes System ist es vorteilhaft, wenn die Nutzung der an Bord befindlichen Systeme, also Sensoren, Effektoren und andere technische und militärische Vorrichtungen, koordiniert erfolgt.
Beschreibung der Erfindung
Es kann als Aufgabe betrachtet werden, die Zuweisung der an Bord eines Luftfahrzeugs, insbesondere eines militärischen Kampfflugzeugs, verfügbaren Ressourcen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gelöst mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs. Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
Gemäß einem Aspekt ist eine Ressourcenzuweisungsvorrichtung für ein Luftfahrzeug angegeben. Die Ressourcenzuweisungsvorrichtung weist eine Bedienschnittstelle und eine Steuereinheit auf. Die Bedienschnittstelle ist ausgeführt, Benutzereingaben entgegenzunehmen und basierend darauf Steuerkommandos zu erzeugen. Die Steuereinheit ist ausgeführt, basierend auf den Steuerkommandos einen von einer Mehrzahl von möglichen Anwendungsfällen für eine Ressourcenzuweisung an Prozesse zu aktivieren. Die Steuereinheit ist weiter ausgeführt, einen oder mehrere Prozesse auszuführen und bei der Ausführung der Prozesse auf ein Peripheriegerät oder mehrere Peripheriegeräte des Luftfahrzeugs zuzugreifen, wobei ein Anwendungsfall definiert, welcher Prozess welchen Anteil an einer Gesamtheit von verfügbaren Ressourcen des Luftfahrzeugs erhält.
Ein Anwendungsfall ist ein Missionsablaufplan, welcher die Eckdaten und die Arbeitsweise der Prozesse während einer bestimmten Mission oder einer Phase eines Einsatzes festlegt. Ein Anwendungsfall kann auch als Ressourcenzuweisungsplan bezeichnet werden. Die so getroffene Arbeitsweise gilt solange der gewählte Anwendungsfall aktiv ist. Für verschiedene Missionen oder Phasen eines Einsatzes können also unterschiedliche Anwendungsfälle ausgewählt bzw. aktiviert werden. Somit legt ein Anwendungsfall fest, welcher Prozess wie viele Ressourcen und welche Ressourcen erhält, während der besagte Anwendungsfall ausgewählt oder aktiv ist. Damit ist es möglich, vor einem Einsatz des Luftfahrzeugs eine Vorauswahl zu treffen, welche Prozesse mit welchen Ressourcen und unter welchen Bedingungen ausgeführt werden. Diese Tätigkeiten müssen dann nicht mehr einzeln während der Betriebszeit des Luftfahrzeugs erfolgen, sondern bestimmte Szenarien (Anwendungsfälle) werden vorab konfiguriert bzw. vorbereitet, so dass ein Bediener des Luftfahrzeugs bzw. Pilot diese Anwendungsfälle zur Betriebszeit abrufen und aktivieren kann, womit nicht nur ein einzelner Prozess mit Ressourcen versorgt wird, sondern womit die Rahmenbedingungen für eine Mehrzahl von Prozessen definiert werden und festgelegt wird, welcher Prozess welchen Anteil an den verfügbaren Ressourcen des Luftfahrzeugs erhält, solange der besagte Anwendungsfall aktiv ist.
Ein Prozess kann auch als Task oder Vorgang bezeichnet werden und greift auf Peripheriegeräte und deren Funktionen zu, um Daten zu erhalten und basierend auf diesen Daten, und ggf. im Anschluss an einen Verarbeitungsschritt, ein Ergebnis oder Zwischenergebnis zu liefern.
Oftmals greifen Prozesse in einem Kampfflugzeug auf Sensoren zu, welche die Umwelt erfassen. Unter verschiedenen Missions- oder Gefechtsszenarien oder Einsatz- oder Flugphasen sind unterschiedliche Sensorarbeitsweisen vorteilhaft oder es werden unterschiedliche Sensoren auf unterschiedliche Weise und mit unterschiedlicher Intensität (und somit mit variierendem Energiebedarf) betrieben. Diese Arbeitsweise kann Bestandteil eines vorab definierten Anwendungsfalls sein. Die Verwendung von solchen Anwendungsfällen kann den Piloten entlasten, weil für bestimmte Szenarien nur der entsprechende Anwendungsfall gewählt werden muss, ohne dass der Pilot sich um die Auswahl der Sensoren und der Zuweisung von Ressourcen an einzelne Prozesse kümmern muss.
Ein Anwendungsfall wird in die Steuereinheit geladen und dieser Anwendungsfall legt fest, wie die Ressourcenzuweisung an einen Prozess erfolgt. Die Prozesse greifen auf Peripheriegeräte zu, wenn sie ausgeführt werden.
Der hier beschriebene Ansatz für die Ressourcenzuweisung ermöglicht es, die verfügbaren Ressourcen dynamisch während einer Operation oder Mission des Luftfahrzeugs in Abhängigkeit der äußeren Bedingungen anzupassen. In anderen Worten können die Rahmenbedingungen für die Verwendung der Ressourcen durch die entsprechenden Prozesse dynamisch während der Betriebszeit des Luftfahrzeugs angepasst werden. Über die Auswahl eines Anwendungsfalls kann den auf einem Flugrechner ausgeführten Prozessen dynamisch ein anderer Anteil an den Ressourcen zugewiesen werden. Somit ist es nicht nötig, die Ressourcenzuweisung für die Peripheriegeräte manuell und individuell vorzunehmen. Vielmehr erfolgt dies gebündelt durch Auswahl eines geeigneten Anwendungsfalls, wobei ein Anwendungsfall vorteilhafterweise die Ressourcen mehrerer Peripheriegeräte an mehrere Prozesse zuweist.
Die Benutzerschnittstelle kann als Mensch-Maschine-Schnittstelle in einem Luftfahrzeug ausgestaltet sein, z.B. als Display zusammen mit Eingabeelementen (z.B. Knöpfe oder Schalter oder andere bekannte und für ein Kampfflugzeug geeignete Eingabeelemente) in einem Cockpit des Luftfahrzeugs. Über die Benutzerschnittstelle kann ein Bediener Eingaben tätigen und diesem Bediener können Informationen angezeigt werden.
Die Ressourcenzuweisungsvorrichtung kann eine Konfigurationsschnittstelle aufweisen, welche ausgeführt ist, dass Anwendungsfälle vor Beginn einer Mission des Luftfahrzeugs in die Steuereinheit geladen werden. Die Anwendungsfälle können beispielsweise als Dateien in einen Speicher der Steuereinheit geladen und dort für einen Abruf durch den Bediener während der Betriebszeit des Luftfahrzeugs vorgehalten werden.
Im Laufe einer Mission oder eines Flugs ändern sich die Schwerpunkte bzw. die relevanten Informationen. Beim Starten des Flugzeugs beispielsweise hat es eine hohe Relevanz, den Bereich vor dem Flugzeug zu überwachen, um Kollisionen zu vermeiden. In einem Zielgebiet der Mission kann die Verfolgung eines Bewegungspfads eines Objektes hingegen von höherer Relevanz zu sein, weil diese Information maßgeblich ist, um die Mission zu erfüllen.
Die Steuereinheit ermöglicht es, dass in Abhängigkeit von der Flugphase oder der Mission ein Prozess die vorab gemäß einem Anwendungsfall festgelegten Ressourcen erhält, um die in der jeweiligen Flug- oder Missionsphase relevanten Daten mit der geforderten Präzision und in der geforderten Zeit zu verarbeiten und die entsprechenden Ergebnisse bereitzustellen.
Die Ressourcenzuweisungsvorrichtung wie hierin beschrieben ermöglicht eine dynamisch veränderliche Umsetzung der operationellen Belange und/oder Anforderungen an ein Luftfahrzeug sowie eine variable Ressourcenzuweisung an die von der Steuereinheit ausgeführten Prozesse in Abhängigkeit von einer jeweiligen Situation.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Peripheriegerät ein Element aus der Gruppe umfassend folgende Elemente: ein Infrarotsensor, eine optische Kamera, eine Radaranlage, ein Lasersensor, ein aktiver oder passiver Sensor für elektronische Kampfführung, eine Kommunikationsanlage.
Die Ressourcenzuweisungsvorrichtung wie hierin beschrieben weist einem Prozess insbesondere die Berechtigung zu, eines dieser Peripheriegeräte mit einer bestimmten Priorität und für eine bestimmte Zeit zu verwenden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die verfügbare Ressource eines Peripheriegeräts die Nutzungszeit eines Peripheriegeräts durch einen Prozess.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Prozess ein Vorgang aus der folgenden Liste von Vorgängen: Suchen eines Objektes, Beobachten eines Objektes von Interesse, Identifizieren eines Objektes, Steuern eines von dem eigenen Luftfahrzeug abgegebenen Lenkflugkörpers, Verfolgen eines Objektes, Kartografieren eines Geländebereichs mit oder ohne darauf befindliche Objekte, Datenaustausch zu Kommunikationszwecken mit einer Gegenstelle.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgeführt, bei der Ausführung eines Prozesses basierend auf einer aktuellen Auslastung der Peripheriegeräte dynamisch und wahlweise auf eines oder mehrere der Peripheriegeräte zuzugreifen.
Das bedeutet, dass für einen Prozess je nach Auslastung der Peripheriegeräte diejenigen Peripheriegeräte ausgewählt werden, welche im Augenblick Ressourcen frei haben. Für den Prozess des Beobachtens eines Objektes kann beispielsweise der Infrarotsensor, die optische Kamera, oder die Radaranlage oder eine Kombination hiervon gewählt werden. Je nach Auslastung der Peripheriegeräte kann die Steuereinheit für den Prozess eines oder mehrere der in Frage kommenden Peripheriegeräte auswählen. Dieser Ansatz ermöglicht eine dynamische Zuweisung der Peripheriegeräte an die Prozesse, so dass die Ressourcen in dem Luftfahrzeug insgesamt besser genutzt werden und ein einzelner Flaschenhals (beispielsweise in Form eines einzelnen stark ausgelasteten Peripheriegeräts) nicht die Abarbeitung von mehreren Prozessen blockiert oder verlangsamt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgeführt, eine Mehrzahl von Anwendungsfällen zu enthalten, wobei jeder Anwendungsfall sich von den anderen Anwendungsfällen dahingehend unterscheidet, dass jeder Anwendungsfall den Prozessen unterschiedliche Anteile an der Gesamtheit von verfügbaren Ressourcen zuweist.
Somit ergibt sich, dass verschiedene Anwendungsfälle auf die Verwendung unter verschiedenen äußeren Bedingungen oder Szenarien optimiert sind. Weil die Anwendungsfälle vor der Betriebszeit bzw. vor dem Beginn einer Mission definiert werden, ist es möglich, die Definition eines Anwendungsfalls und die jeweilige Ressourcenzuweisung ohne großen Zeitdruck und ohne die akute Bedrohung in einer Gefechtssituation vorzunehmen. Dies ermöglicht es, dass die Anwendungsfälle auf bestimmte Situationen maßgeschneidert sind und damit die im Vorfeld für ein bestimmtes Szenario als optimal erachtete Ressourcenzuweisung enthalten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgeführt, basierend auf den Steuerkommandos während der Betriebszeit des Luftfahrzeugs einen bestimmten Anwendungsfall aus der Mehrzahl von Anwendungsfällen zu aktivieren.
Dies ermöglicht es einem Piloten, während eines Flugs dynamisch auf ein geändertes Lagebild zu reagieren. Das Luftfahrzeug ist nicht starr an einen vorgegebenen Missionsablaufplan gebunden. Vielmehr kann bei einer geänderten Lage ein anderer Anwendungsfall gewählt werden, welcher eine für die gegenwärtige Lage besser geeignete Ressourcenzuweisung an die von der Steuereinheit ausgeführten Prozesse vornimmt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgeführt, den Prozessen eine Priorität zuzuweisen, wobei die Steuereinheit weiter ausgeführt ist, die Prozesse gemäß ihrer Priorität mit Ressourcen zu bedienen, wenn die Gesamtheit von verfügbaren Ressourcen nicht ausreicht, um alle Prozesse mit den ihnen planmäßig zugewiesenen Ressourcen zu bedienen.
Es ist denkbar, dass in einem Anwendungsfall mehr Ressourcen an Prozesse zugewiesen werden, als tatsächlich verfügbar sind. Dies ist deswegen möglich, weil nicht notwendigerweise alle Prozesse durchgängig ausgeführt werden. Daher können auch Prozesse mit niedriger Priorität Ressourcen erhalten. Wenn jedoch ein Prozess mit höherer Priorität ausgeführt wird, wird die Ausführung eines Prozesses mit niedrigerer Priorität ausgesetzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit ausgeführt, einem Prozess automatisch mehr Ressourcen zuzuweisen, wenn eine in dem Anwendungsfall definierte Bedingung eintritt.
Diese Ausführungsform kommt zum Tragen, wenn die Sensoren des Luftfahrzeugs ein feindliches Objekt oder eine auf das Luftfahrzeug gerichtete Waffe bzw. einen im Anflug befindlichen Flugkörper detektieren. In diesem Fall, d.h. bei Eintritt dieser Bedingung, bekommt der Prozess, welcher das feindliche Objekt oder den im Anflug befindlichen Flugkörper verfolgt, mehr Ressourcen zugewiesen, ohne dass es eines Eingriffs des Piloten bedarf.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist Luftfahrzeug mit einer Ressourcenzuweisungsvorrichtung wie hierin beschrieben angegeben. Bei dem Luftfahrzeug handelt es sich um ein militärisches Flugzeug, wie beispielsweise ein Kampfflugzeug.
Die Ressourcenzuweisungsvorrichtung kann aber auch in anderen Fahrzeugen verwendet werden, in welchen die Ressourcenzuweisung von Geräten an Prozessen eine relevante Rolle spielt, insbesondere im militärischen Bereich. So kann die Ressourcenzuweisungsvorrichtung in Kampfschiffen oder militärischen Landfahrzeugen eingesetzt werden.
Figurenliste
Weitere Details werden mit Bezug zu den Figuren beschrieben. Die Figuren sind schematisch und nicht maßstabsgetreu.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ressourcenzuweisungsvorrichtung.
2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ressourcenzuweisungsvorrichtung.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Luftfahrzeugs mit einer Ressourcenzuweisungsvorrichtung.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt eine Ressourcenzuweisungsvorrichtung 10. Die Ressourcenzuweisungsvorrichtung 10 weist eine Bedienschnittstelle 20, eine Konfigurationsschnittstelle 30 und eine Steuereinheit 40 auf. Daneben sind noch Peripheriegeräte 60 bereitgestellt, wie beispielsweise Sensoren der oben beschriebenen Art, welche Daten aus der Umgebung erfassen, ggf. verarbeiten und verarbeitet oder unverarbeitet weitergeben, um einen Beitrag zu der Erfüllung einer Mission zu leisten. Allgemein ausgedrückt interagieren die Peripheriegeräte 60 mit der der Ressourcenzuweisungsvorrichtung 10 oder einer ihrer Komponenten.
Die Steuereinheit 40 enthält eine Systemstatus-Datenbank 42, eine Objektverfolgungsdatenbank 44 und eine Sensorverwaltung 50. Die Sensorverwaltung 50 enthält eine Steuervorgabeeinheit 52 und eine Anforderungserzeugungseinheit 54.
Die Steuereinheit 40 kann als Computer/Rechner oder als Prozessor, Controller, Mikrokontroller oder dergleichen ausgestaltet sein. Die Steuereinheit 40 ist ausgeführt, um maschinenlesbare Befehle auszuführen und dabei vorgegebene Funktionen zu implementieren. Die Steuereinheit 40 kann für diesen Zweck auch einen Speicher enthalten (nicht gesondert dargestellt), in welchem die auszuführenden Befehle abgespeichert sind.
Die Bedienschnittstelle 20 kann insbesondere eine Kombination aus einem Ausgabeelement und einem oder mehreren Eingabeelementen sein. Das Ausgabeelement kann beispielsweise ein Display sein. Die Eingabeelemente können als Knöpfe, Tasten, Schalter oder dergleichen ausgestaltet sein. Die Bedienschnittstelle 20 dient dafür, einem Piloten Informationen zu präsentieren und Eingabe von dem Piloten entgegenzunehmen.
Die Konfigurationsschnittstelle 30 dient dazu, die Steuereinheit 40 mit einem oder mehreren Anwendungsfällen zu versorgen. Die Konfigurationsschnittstelle kann beispielsweise als leitungsgebundene oder auch leitungslose Datenübertragungsschnittstelle ausgestaltet sein, an welche ein externer Rechner angeschlossen werden kann, um die Daten eines oder mehrerer Anwendungsfälle an die Steuereinheit 40 zu übertragen.
Die Interaktion sowie der Datenfluss zwischen den einzelnen Komponenten der Ressourcenzuweisungsvorrichtung 10 sind mittels Pfeilen und Verbindungslinien dargestellt.
Einige der Blöcke in 1 können als strukturelle Elemente oder Hardware implementiert sein. Dies gilt beispielsweise für die Bedienschnittstelle 20, die Konfigurationsschnittstelle 30, und die Steuereinheit 40. Andere in 1 dargestellte Blöcke stellen beispielsweise Speicherbausteine, Funktionen oder Funktionsmodule dar, welche als ausführbare maschinenlesbare Befehle von der Steuereinheit 40 ausgeführt werden.
Die Systemstatus-Datenbank 42 und die Objektverfolgungsdatenbank 44 sind als flüchtige oder nicht-flüchtige Speichermodule ausgestaltet. Die Speichermodule können Teil der Steuereinheit 40 sein oder getrennt davon vorliegen. Wenn die Speichermodule von der Steuereinheit 40 getrennt sind, dann besteht zwischen der Steuereinheit 40 und den Speichermodulen mindestens eine Datenverbindung, über welche Daten in mindestens eine Richtung (lesend, von den Speichermodulen zu der Steuereinheit), bevorzugt aber bidirektional ausgetauscht werden können.
Die Sensorverwaltung 50 ist als Funktion in der Steuereinheit 50 implementiert und wird davon ausgeführt. Die Sensorverwaltung 50 enthält ihrerseits weitere Funktionen wie die Steuervorgabeeinheit 52 und die Anforderungserzeugungseinheit 54.
Eingaben, die ein Pilot an der Bedienschnittstelle 20 vornimmt, werden in Steuerkommandos umgesetzt und sowohl an die Steuervorgabeeinheit 52 als auch an die Anforderungserzeugungseinheit 54 übertragen. Die Steuervorgabeeinheit 52 enthält mindestens den aktiven Anwendungsfall, welcher die Ressourcenzuweisung an Prozesse vorgibt. Daneben kann die Steuervorgabeeinheit 52 mehrere andere vordefinierte Anwendungsfälle enthalten. Bevorzugt ist jedoch nur ein Anwendungsfall zu einer Zeit aktiv. Es ist auch denkbar, dass die Steuervorgabeeinheit 52 für verschiedene Systembereiche jeweils einen eigenen Anwendungsfall aktiviert, wobei aber in einem solchen Fall jeder Anwendungsfall exklusiv über einen oder mehrere Prozesse sowie eine oder mehrere Ressourcen/Peripheriegeräte verfügen kann, damit die Zuweisungen mehrerer Anwendungsfälle nicht kollidieren bzw. einen Konflikt erzeugen. Über die Bedienschnittstelle 20 wird der aktive Anwendungsfall ausgewählt. Die Steuervorgabeeinheit 52 erhält Informationen von der Systemstatus-Datenbank 42 und der Objektverfolgungsdatenbank 44.
Die Systemstatus-Datenbank 42 enthält Informationen über das Luftfahrzeug, in welchem die Ressourcenzuweisungsvorrichtung 10 angeordnet ist. Diese Informationen enthalten die Zustandsinformationen über das Luftfahrzeug als solches und über die einzelnen Systeme des Luftfahrzeugs, wie beispielsweise den Betriebszustand, die Auslastung, die von Sensoren gemeldeten Messwerte, usw., und auch Informationen über die Umgebung des Luftfahrzeugs.
Die Objektverfolgungsdatenbank 44 enthält Informationen über Objekte, die sich außerhalb des Luftfahrzeugs befinden und allgemein als die Lage oder das Szenario definierende Objekte bezeichnet werden können. In der Objektverfolgungsdatenbank 44 werden beispielsweise Informationen zu den Objekten, deren Bewegung und andere Parameter (Identifikationsinformationen, etc.) vorgehalten.
Ganz allgemein ausgedrückt, führt die Steuereinheit 40 Prozesse (Tasks) aus, welche auf Peripheriegeräte 60, wie beispielsweise Sensoren der oben beschriebenen Art, zugreifen, Daten von den Peripheriegeräten erhalten, und diese Daten verarbeiten oder weitergeben, um einen Beitrag zu der Erfüllung einer Mission zu leisten. Die Steuereinheit 40 führt also computerimplementierte Vorgänge aus, welche auf die Peripheriegeräte mindestens lesend zugreifen und die somit erhaltenen Daten weiterverarbeiten.
Der in der Steuervorgabeeinheit 52 aktivierte Anwendungsfall weist ausgehend von den Vorgaben des Anwendungsfalls und ggf. unter Hinzunahme der Informationen aus der Systemstatus-Datenbank 42 und der Objektverfolgungsdatenbank 44 den Prozessen, welche die Steuereinheit 40 ausführt und welche auf die Peripheriegeräte 60 (z.B. Sensoren) zugreifen, Ressourcen zu. Die Steuervorgabeeinheit 52 legt basierend auf dem aktiven Anwendungsfall fest, welcher Prozess der Steuereinheit 40 wie lange und mit welcher Leistungsstufe auf welchen Sensor 60 zugreifen darf. Diese Zuteilung der Ressourcen erfolgt unter Berücksichtigung der Vorgaben in dem Anwendungsfall.
Die Bedienschnittstelle 20 liefert ebenfalls Steuerkommandos an die Anforderungserzeugungseinheit 54, welcher die unmittelbare Steuerung der Peripheriegeräte 60 basierend auf den Vorgaben der Steuervorgabeeinheit 52 obliegt. Hierzu kann die Anforderungserzeugungseinheit 54 mit jedem Peripheriegerät 60 verbunden sein, so dass Steuerkommandos an die Peripheriegeräte 60 übertragen werden können. Die Anforderungserzeugungseinheit 54 greift auf Informationen in der Objektverfolgungsdatenbank 44 zu, um beispielsweise die Sensoren passend einzustellen, damit ein zu verfolgendes Objekt von einem Sensor oder einer Gruppe von Sensoren geeignet erfasst wird.
Die Peripheriegeräte 60 liefern ihre Ausgabewerte sowohl an die Bedienschnittstelle 20, wo sie dem Piloten angezeigt werden, als auch an die Objektverfolgungsdatenbank 44, welche die aktualisierten Informationen zu einem Objekt speichert.
2 zeigt eine Ressourcenzuweisungsvorrichtung 10, welche im Vergleich zu dem Beispiel in 1 weiterhin eine Anforderungszuweisungseinheit 56 enthält.
Die funktionalen und strukturellen Bausteine, welche schon mit Bezug zu 1 beschrieben wurden, werden an dieser Stelle nicht erneut beschrieben, da deren Funktion und Arbeitsweise auch in dem Beispiel der 2 gleich ist.
Die Anforderungszuweisungseinheit 56 weist einer Anforderung, die die Anforderungserzeugungseinheit 54 liefert, ein Peripheriegerät 60 bzw. einen Sensor zu. Damit ist hier eine weitere funktionale Trennung erfolgt. In dem Beispiel der 2 wird von der Anforderungserzeugungseinheit 54 lediglich eine Ressourcenanforderung erzeugt, allerdings nicht direkt auf die Ressource zugegriffen. Der Zugriff auf die Peripheriegeräte und die Zuweisung der Peripheriegeräte an einen Prozess erfolgt in diesem Beispiel durch die Anforderungszuweisungseinheit 56. Die Anforderungszuweisungseinheit 56 hat insbesondere die Aufgabe der Lastverteilung zwischen den einzelnen Peripheriegeräten. In dem Beispiel der 2 liefern die Peripheriegeräte eine Information über ihre Zuweisung und ihre Auslastung an die Anforderungszuweisungseinheit 56, so dass hier vergleichbar zu einem geschlossenen Regelkreis eine bessere Lastverteilung erfolgen kann.
Die hier beschriebene Ressourcenzuweisungsvorrichtung 10 ermöglicht eine funktionale Trennung zwischen Anforderung einer Funktion durch den Piloten und Auswahl und Zuweisung einer Ressource durch die Ressourcenzuweisungsvorrichtung 10. In einem Luftfahrzeug gibt der Pilot unter Verwendung der Ressourcenzuweisungsvorrichtung 10 lediglich vor, welche Funktion ausgeführt werden soll, und der Anwendungsfall legt fest, wie die Funktion ausgeführt wird und welche Ressourcen hierfür verwendet werden.
Die Steuervorgabeeinheit 52 ist als funktionaler Block in einen Flugsteuerungsrechner eingebettet und bewertet Eingaben des Piloten sowie Sensorwerte über die Situation des Flugzeugs, die Umgebung und Objekte in der Umgebung des Flugzeugs. Der Pilot kann mit Hilfe der Bedienschnittstelle 20 Schwerpunkt für die Beobachtung setzen und die Steuervorgabeeinheit 52 legt basierend auf dem Anwendungsfall fest, welche Sensoren wie angesteuert werden, um die von dem Piloten gewünschten Ergebnisse in der für den Anwendungsfall festgelegten Genauigkeit und/oder Detailtiefe zu liefern. Der Pilot kann beispielsweise einen Geländebereich oder ein Objekt priorisieren, und die Steuervorgabeeinheit steuert die Peripheriegeräte 60 entsprechend an und weist den von der Steuereinheit 40 ausgeführten Prozessen entsprechende Ressourcen zu.
Die Steuervorgabeeinheit 52 priorisiert aus einer Mehrzahl von Prozessen, um die von dem Piloten vorgegebenen Prioritäten unter Berücksichtigung der in dem Anwendungsfall vorgegebenen Ressourcenzuweisung zu erfüllen. Der Pilot greift also nicht direkt auf die Prozesse zu, um diesen eine Priorität zuzuweisen, sondern gibt vielmehr vor, welche Aufgabe die Steuervorgabeeinheit 52 primär ausführen soll und die Steuervorgabeeinheit 52 weist den Prozessen gemäß dem aktiven Anwendungsfall Ressourcen zu, damit die von dem Piloten vorgegebene Aufgabe erfüllt wird.
Beispielsweise können einem Prozess automatisch mehr Ressourcen zugewiesen werden, wenn es zu den von diesem Prozess bearbeiteten Informationen weitere Erkenntnisse gibt. Verfolgt beispielsweise ein Prozess ein Objekt, von dem sich herausstellt, dass es ein zu feindlichen Kräften gehöriges Objekt handelt, kann die Steuervorgabeeinheit 52 diesem Prozess gemäß dem vorher definierten und aktiven Anwendungsfall mehr Ressourcen zuweisen. Es ist auch denkbar, dass der Pilot die Relevanz eines Objekts über die Bedienschnittstelle 20 vorgibt, dann erhält der dieses Objekt verfolgende Prozess ebenfalls mehr Ressourcen, soweit der aktive Anwendungsfall dem Piloten diese Einstufung eines Objekts erlaubt.
Die Peripheriegeräte 60 können Sensoren, Kommunikationsvorrichtungen oder andere funktionale Einheiten eines Luftfahrzeugs sein. Die Steuervorgabeeinheit 52 kann beispielsweise ausgeführt sein, über eine Kommunikationsverbindung auf ein anderes Luftfahrzeug des eigenen Verbands zuzugreifen und Messergebnisse der Sensoren des anderen Luftfahrzeugs für den eigenen Bedarf abfragen. Dies kann beispielsweise erfolgen, wenn das andere Luftfahrzeug eine bessere Position hat, um bessere Aufklärungsergebnisse zu liefern oder wenn das eigene Luftfahrzeug nicht genügend Ressourcen verfügt oder diese ausgelastet sind.
Die Lastverteilung und die Ressourcenzuweisung an Prozesse der Steuereinheit 40 kann damit nicht nur lokal auf einem Luftfahrzeug erfolgen, sondern auch verteilt auf mehrere Luftfahrzeuge.
3 zeigt beispielhaft ein Kampfflugzeug 1, welches eine Ressourcenzuweisungsvorrichtung 10 wie mit Bezug zu 1 und 2 beschrieben enthält.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Ressourcenzuweisungsvorrichtung 10 auch in anderen Fahrzeugen, insbesondere militärischen Kampffahrzeugen, Verwendung finden kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass „umfassend“ oder „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte und auch keine höhere Anzahl an Elementen und Schritten als explizit angegeben ausschließt, als in den Ansprüchen und/oder der Beschreibung angegeben. „Ein“ oder „eine“ schließt eine Vielzahl nicht aus. Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, können auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Bezugszeichenliste

1: Luftfahrzeug
10: Ressourcenzuweisungsvorrichtung
20: Bedienschnittstelle
30: Konfigurationsschnittstelle
40: Steuereinheit
42: Systemstatus-Datenbank
44: Objektverfolgungsdatenbank
50: Sensorverwaltung
52: Steuervorgabeeinheit
54: Anforderungserzeugungseinheit
56: Anforderungszuweisungseinheit
60: Peripheriegerät, Sensor

Claims

Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) für ein Luftfahrzeug (1), die Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) aufweisend: eine Bedienschnittstelle (20), welche ausgeführt ist, Benutzereingaben entgegenzunehmen und basierend darauf Steuerkommandos zu erzeugen; eine Steuereinheit (40), welche ausgeführt ist, basierend auf den Steuerkommandos einen von einer Mehrzahl von möglichen Anwendungsfällen für eine Ressourcenzuweisung an Prozesse zu aktivieren; wobei die Steuereinheit (40) ausgeführt ist, einen oder mehrere Prozesse auszuführen und bei der Ausführung der Prozesse auf ein Peripheriegerät (60) oder mehrere Peripheriegeräte (60) des Luftfahrzeugs (1) zuzugreifen; wobei ein Anwendungsfall definiert, welcher Prozess welchen Anteil an einer Gesamtheit von verfügbaren Ressourcen des Luftfahrzeugs (1) erhält.
Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei ein Peripheriegerät (60) ein Element aus der Gruppe umfassend folgende Elemente ist: ein Infrarotsensor, eine optische Kamera, eine Radaranlage, ein Lasersensor, ein aktiver oder passiver Sensor für elektronische Kampfführung, eine Kommunikationsanlage.
Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die verfügbare Ressource eines Peripheriegeräts die Nutzungszeit eines Peripheriegeräts durch einen Prozess ist.
Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei ein Prozess ein Vorgang aus der folgenden Liste von Vorgängen ist: Suchen eines Objektes, Beobachten eines Objektes von Interesse, Identifizieren eines Objektes, Steuern eines Lenkflugkörpers, Verfolgen eines Objektes, Kartografieren eines Geländebereichs mit oder ohne darauf befindliche Objekte, Datenaustausch zu Kommunikationszwecken mit einer Gegenstelle.
Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (40) ausgeführt ist, bei der Ausführung eines Prozesses basierend auf einer aktuellen Auslastung der Peripheriegeräte dynamisch und wahlweise auf eines oder mehrere der Peripheriegeräte (60) zuzugreifen.
Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (40) ausgeführt ist, eine Mehrzahl von Anwendungsfällen zu enthalten; wobei jeder Anwendungsfall sich von den anderen Anwendungsfällen dahingehend unterscheidet, dass jeder Anwendungsfall den Prozessen unterschiedliche Anteile an der Gesamtheit von verfügbaren Ressourcen zuweist.
Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit (40) ausgeführt ist, basierend auf den Steuerkommandos während der Betriebszeit des Luftfahrzeugs (1) einen bestimmten Anwendungsfall aus der Mehrzahl von Anwendungsfällen zu aktivieren.
Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Steuereinheit (40) ausgeführt ist, den Prozessen eine Priorität zuzuweisen; wobei die Steuereinheit (40) ausgeführt ist, die Prozesse gemäß ihrer Priorität mit Ressourcen zu bedienen, wenn die Gesamtheit von verfügbaren Ressourcen nicht ausreicht, um alle Prozesse mit den ihnen planmäßig zugewiesenen Ressourcen zu bedienen.
Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (40) ausgeführt ist, einem Prozess automatisch mehr Ressourcen zuzuweisen, wenn eine in dem Anwendungsfall definierte Bedingung eintritt.
Luftfahrzeug (1) mit einer Ressourcenzuweisungsvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Luftfahrzeug (1) ein militärisches Flugzeug ist.