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Die Erfindung betrifft die Ermittlung eines Befüllungsgrades eines Gepäckfaches einer Passagierkabine eines Passagierflugzeuges und eine dafür vorgesehene Erfassungseinheit.
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Aus dem US-Patent
US 9 745 064 B2 ist ein System zur Überwachung eines Überkopf-Staufaches bekannt, das einen Näherungssensor, einen Lastsensor, einen Sensor für den Verriegelungsmechanismus, und eine Steuerung enthält, die betriebsmäßig mit dem Näherungssensor, dem Lastsensor, und dem Sensor für den Verriegelungsmechanismus verbunden ist. Die Steuerung ist dazu eingerichtet, Näherungsdaten vom Näherungssensor zu beziehen, die einen Hinweis über den Raum-Status eines Überkopf-Staufaches liefern.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verbesserungen in Bezug auf die Ermittlung eines Befüllungsgrades eines Gepäckfaches vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 zur Ermittlung eines Befüllungsgrades eines Gepäckfaches. Das Gepäckfach ist ein solches einer Passagierkabine eines Passagierflugzeuges. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Unter dem „Befüllungsgrad“ ist ein Maß dafür zu verstehen, wie viel Platz im Staufach von Ladegut, z.B. Gegenständen, insbesondere Gepäck / Kleidung von Passagieren, belegt ist, und/oder wie viel Platz daher noch vorhanden ist, um weiteres Ladegut dort zu verstauen. Befüllungsgrade sind insbesondere „leer“, „voll“, „zu X % voll“, „Teilbereiche a,b,c sind belegt, Teilbereiche e,f sind noch frei“ usw. Die Prozentzahl X zwischen 0 und 100 bezieht sich z.B. auf den bereits durch Ladegut belegten Raumanteil des Fassungsvermögens des Staufaches. Denkbar sind auch abstraktere Angaben wie zum Beispiel „noch Platz für X Gepäckstücke (z.B. bezogen auf eine übliche oder maximale Handgepäck- bzw. Trolley-Größe, die von Fluglinien den Passagieren oft vorgegeben wird“, usw.
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Ein Gepäckfach ist insbesondere ein sogenanntes OHSC (overhead stowage compartment).
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Im Rahmen des Verfahrens wird in der Regel mehr ein Schätzwert als ein mathematisch exakter Wert für den Befüllungsgrad ermittelt, wie im Folgenden erläutert wird. Denn die der Ermittlung zugrundeliegende Abschattung kann durch verschiedene Effekte beeinflusst werden, die nicht zwangsweise eine Vollbeladung eines jeweiligen Raumabschnittes anzeigen. Der ermittelte Befüllungsgrad beruht daher auch auf Annahmen / Hypothesen.
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Vorliegend wird vorausgesetzt, dass das Gepäckfach eine zu dessen Beladung bzw. Entladung dienende Öffnung aufweist und dass diese Öffnung zur Passagierkabine hin weist bzw. von dort aus einsehbar / zugänglich ist. Es wird weiterhin davon ausgegangen, dass die Öffnung tatsächlich offensteht, also z.B. ein nach einer Lade absenkbares Gepäckfach tatsächlich abgesenkt ist oder eine die Öffnung ggf. verschließende Klappe tatsächlich geöffnet ist. Entscheidend ist, dass Licht aus dem Inneren der Passagierkabine durch die Öffnung in das Innere des Staufaches eindringt bzw. überhaupt eindringen könnte. Insofern wird auch davon ausgegangen, dass die Passagierkabine durch eine Kabinenbeleuchtung beleuchtet ist, diese also eingeschaltet ist und tatsächlich Kabinenlicht erzeugt. Insbesondere wird von einer der Kabine eigenen Maximalbeleuchtung ausgegangen, bzw. ein der Kabine eigenes Beleuchtungsszenario angenommen, welches bekanntermaßen bzw. bestimmungsgemäß im Moment der Ausführung des Verfahrens vorliegt. Insbesondere wird das Verfahren beim Boarding der Maschine ausgeführt. Denn das Boarding ist eben diejenige Flugphase eines Fluges, in der die Gepäckfächer befüllt werden. Dies entspricht also dem regulären Ausführungszeitpunkt des vorliegenden Verfahrens.
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Gemäß dem Verfahren werden im Innenraum des Gepäckfaches, nämlich an einer inneren Rückseite des Gepäckfaches Helligkeitssensoren angeordnet. Die Rückseite ist die Wandung des Gepäckfaches, die der Öffnung gegenüberliegt, oder der unmittelbar daran angrenzende Raumbereich des Innenraums. Dort wird eine Mehrzahl von Helligkeitssensoren angeordnet, die außerdem über die Rückseite verteilt angeordnet werden. Die Verteilung kann dabei insbesondere flächig (Sensoren in zwei Raumrichtungen / Richtungen einer auch gekrümmten, insbesondere ebenen Fläche verteilt) oder linienhaft (Sensoren eindimensional entlang einer Linie, insbesondere Geraden verteilt) erfolgen.
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Jeder der Helligkeitssensoren ist - insbesondere als passiver Sensor - zur Erfassung einer Helligkeit von durch die Öffnung in den Sensor einfallendem Kabinenlicht eingerichtet. „Passiv“ bedeutet, dass der Sensor z.B. eine von der Helligkeit abhängige Impedanz aufweist und daher keine eigene Energieversorgung benötigt. Unter „Helligkeit“ ist hier stets ein Wert, insbesondere ein mit der Helligkeit (z.B. Lichtstärke) korrelierter Wert, zum Beispiel eine Sensorspannung, Sensorstrom, Digitalwert usw. Wie oben erläutert wird davon ausgegangen, dass das Kabinenlicht von einer Kabinenbeleuchtung erzeugt ist. Insbesondere wird davon ausgegangen, dass es sich ausschließlich um derartiges Licht handelt, d.h. insbesondere durch Fenster in die Passagierkabine einfallendes Licht für die Ermittlung der Helligkeit nicht ins Gewicht fällt. Insbesondere sind die Eigenschaften des Kabinenlichts bekannt. Hierdurch kann insbesondere erreicht werden, dass eine „Grundhelligkeit“ für ein leeres Gepäckfach bekannt ist, da die Beleuchtungsverhältnisse in der insbesondere leeren Passagierkabine bekannt sind. Somit stehen zum Beispiel Basisdaten für die Normierung der Sensorik auf ein „leeres Gepäckfach“ zur Verfügung.
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Gemäß dem Verfahren wird jedem der Helligkeitssensoren ein Raumabschnitt des Innenraums des Gepäckfaches zugeordnet. Der Raumabschnitt liegt dabei zwischen dem jeweiligen Helligkeitssensor und zumindest einem Teil der Öffnung, insbesondere dem n-ten Teil der Öffnung, wenn n Helligkeitssensoren vorliegen.
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Gemäß dem Verfahren werden Belegungswerte für diese Raumabschnitte des Gepäckfaches ermittelt. Die Raumabschnitte sind solche, welche jeweils zwischen einem oder mehreren zu betrachtenden Sensoren und der Öffnung liegen. Die Ermittlung geschieht anhand der von den (einem oder mehreren, jeweils betrachteten) Helligkeitssensoren erfassten Helligkeiten. Bei jeder Ermittlung können die Helligkeitswerte eines, mehrerer oder aller Sensoren herangezogen werden. Dabei werden insbesondere aktuelle Helligkeitswerte oder ein Zeitverlauf der Helligkeitswerte bis zu einem aktuellen Auswertezeitpunkt berücksichtigt. Als Belegungswerte sind sämtliche zu einer qualitativen oder quantitativen Beschreibung einer Belegung des jeweiligen Raumabschnittes durch Ladegut geeigneten Maße denkbar, ob diskret (z.B. binär) oder kontinuierlich. Z.B. könnte ein Wert „0“ einen leeren bzw. nicht belegten, ein Wert „1“ einen voll belegten Raumabschnitt anzeigen. Zwischenwerte könnten dann eine teilweise Belegung z.B. durch eine auf dem Boden des Gepäckfaches liegende flache Tasche anzeigen oder durch einen Koffer, der nur teilweise in den Raumabschnitt hineinragt.
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Die betreffende Ermittlung basiert dabei auf der Annahme, dass bei aktiver, also eingeschalteter Kabinenbeleuchtung Kabinenlicht erzeugt wird, das durch die Öffnung zur Rückseite des Gepäckfaches hin in dieses einfällt. Dabei kann es sich um direktes, insbesondere jedoch gestreutes / reflektiertes Licht der Lichtquellen der Kabinenbeleuchtung handeln. Eine weitere Annahme ist, dass ein potenziell in den Raumabschnitt eingelegter Gegenstand zu einer teilweisen oder vollständigen Abschattung eines oder mehrerer Sensoren von dem oben beschriebenen Kabinenlicht führt. Die von den abgeschatteten Sensoren erfasste Helligkeit wird daher abnehmen bzw. nach Einlegen des Ladeguts niedriger sein als vor Einlegen des Ladeguts bzw. niedriger sein als ein bekannter, gespeicherter Wert für einen leeren Raumabschnitt.
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Der Raumabschnitt kann insbesondere ein Längs- (in Flugrichtung) und/oder Höhenabschnitt des Gepäckfaches sein. z.B. können bei n gleichmäßig entlang der Flugrichtung verteilten Helligkeitssensoren die Raumabschnitte der jeweils n-te Teil des Gepäckfachvolumens sein, der sich von der Öffnung bis zum jeweiligen Sensor erstreckt und so eine Art „Umgebung“ des Sensors als Längsabschnitt des Staufachvolumens darstellt.
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Eine Auswertung „anhand der Helligkeiten“ beinhaltet insbesondere die Schlussfolgerungen, dass eine vergleichsweise hohe Helligkeit am Sensor keine Abschattung bedeutet, also sich nichts zwischen Sensor und Öffnung befindet. Eine vergleichsweise niedrige Helligkeit dagegen entspricht einer durch Ladegut bewirkten Abschattung des Sensors. Die Auswertung erfolgt insbesondere je nach bzw. unter Kenntnis der Geometrie des Gepäckfaches / der Eigenschaften der Beleuchtung der Kabine / Gegebenheiten der Kabine, zum Beispiel Streuung durch bestimmte Einbauten / Farben der Innenausstattung usw.
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Gemäß dem Verfahren wird abschließend der Befüllungsgrad anhand der Belegungswerte der Raumabschnitte ermittelt. Der Befüllungsgrad kann dabei z.B. als Wertemenge von abschnittsweise je Sensor ermittelten Belegungen der Raumabschnitte ermittelt werden; alternativ durch Summation der belegten / freien Raumanteile, auch z.B. als Prozentanteil, bezogen auf das Leervolumen des Gepäckfaches. Denkbar ist auch die Ermittlung von Abmessungen des mutmaßlich belegten oder noch freien Raumes usw.
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Die Ermittlung „anhand der Belegungswerte“ kann also insbesondere darin bestehen, dass die Menge der Belegungswerte bereits den Befüllungsgrad darstellt. Auch kann eine Mittelung über zwei oder mehr Sensoren erfolgen oder ein Algorithmus / eine Rechenvorschrift verwendet werden, welche zum Beispiel durch Versuche / Kalibrierung auf eine bestimmte Geometrie / Beleuchtung / Innenausstattung / ... des Flugzeuges abgestimmt ist. Insbesondere können hierbei geeignete Ermittlungsmethoden empirisch in Versuchen ermittelt werden.
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Das Verfahren bietet insbesondere den Vorteil, dass die Ermittlung eines Befüllungsgrades mit Hilfe einfacher, kostengünstiger und energiesparender Helligkeitssensoren möglich ist, ohne für diese eine eigens geschaffene bzw. zusätzliche Lichtquelle vorsehen zu müssen. Stattdessen erfolgt in ressourcensparende Weise die Ausnutzung des ohnehin vorhandenen Kabinenlichtes.
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Der Befüllungsgrad kann dann nach Abschluss des Ermittlungsverfahrens kommuniziert werden. Zum Beispiel kann der Befüllungsgrad optisch angezeigt werden, insbesondere am Gepäckfach, an einem Kabinenmanagementsystem, an einem tragbaren Handgerät, z.B. des Kabinenpersonals. Auch kann eine Nachricht an ein Zielsystem erfolgen. Dies kann insbesondere ein stand-alone-System zur Gepäckraumüberwachung oder ein Bordsystem des Flugzeugs, zum Beispiel dessen Kabineninformationssystem, sein. Die Übermittlung kann insbesondere drahtlos erfolgen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei einer abnehmenden Helligkeit an einem Helligkeitssensor der Belegungswert des diesem Sensor zugehörigen Raumabschnittes erhöht. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Abnahme bei mindestens einem der Helligkeitssensoren auftritt, mindestens bei einem der restlichen Helligkeitssensoren, insbesondere einem benachbarten Sensor, die Helligkeit unverändert bleibt. So kann zum Beispiel ausgeschlossen werden, dass die Abdunkelung des Helligkeitssensors durch das Schließen des Gepäckfaches verursacht ist (Alle Helligkeiten nehmen ab). Bei geschlossenem Gepäckfach macht das vorliegende Verfahren keinen Sinn, denn eine Abschattung im Gepäckfach kann dann aufgrund generell im Fach fehlenden Kabinenlichts nicht ermittelt werden. Eine derartige Situation wird in der Regel ebenfalls detektiert und kommuniziert, z.B. in der Form „Gepäckfach geschlossen, Belegung nicht ermittelbar“. Alternativ wird eine vorher ermittelte Belegung weiter kommuniziert, da angenommen werden kann, dass sich bei geschlossenem Gepäckfach an der Belegung nichts ändern kann.
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Insbesondere kann, wenn die Helligkeit an einem der Sensoren über einem vorgebbaren Schwellwert liegt, ein Belegungswert „leerer Raumabschnitt dieses Sensors“ und ansonsten ein Wert „voller Raumabschnitt dieses Sensors“ ermittelt werden. Der Schwellwert kann dabei zum Beispiel wie oben beschrieben empirisch ermittelt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird neben den Helligkeitssensoren mindestens ein weiterer artfremder Sensor in Bezug auf das (insbesondere im oder am) Gepäckfach angebracht oder ein im Flugzeug ohnehin bereits vorhandener weiterer (insbesondere artfremder) Sensor im Verfahren genutzt. Der Belegungswert und/oder Befüllungsgrad wird dann auch anhand von Sensordaten (Sensorsignal) des weiteren Sensors ermittelt und/oder verifiziert. „In Bezug auf“ heißt, dass der Sensor in welcher Art auch immer Eigenschaften des Gepäckfaches identifizieren kann, z.B. einen Offen- / Schließzustand, ein Gewicht, usw. Solche Sensoren können z.B. auch Kameras sein.
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„Artfremd“ heißt, dass es sich hier nicht um einen - insbesondere passiven - Helligkeitssensor handelt. Somit können Zusatzinformationen durch alternative Sensorik genutzt werden, um die Ermittlung des Befüllungsgrades zu verbessern oder zu verifizieren. Beispielsweise kann aufgrund der Helligkeitssensoren alleine nicht unterschieden werden, ob bei einer Abdunkelung aller Sensoren ein Gepäckfach tatsächlich voll beladen wird oder nur ein vergleichsweise kleiner Gegenstand, wie zum Beispiel eine Jacke „hinten“ im Gepäckfach verstaut wird, wobei das Gepäckfach ansonsten leer und verfügbar zur Beladung bliebe. Dies kann jedoch z.B. durch eine artfremde Gewichtssensorik verifiziert werden. Auch könnte z.B. durch einen Klappen- / Schlosssensor (Klappe geschlossen, Schloss der Klappe verriegelt) für eine Gepäckfachklappe verifiziert werden, ob die Abdunkelung aller Sensoren tatsächlich durch Schließen der Klappe verursacht ist. Auch könnte durch einen Gewichtssensor verifiziert werden, ob zum Beispiel tatsächlich ein schwerer und daher anzunehmend großer Gegenstand (Koffer) in das Gepäckfach geladen wurde oder nur eine vergleichsweise kleine leichte Jacke. Weitere denkbare Sensoren wären zum Beispiel ein Beschleunigungssensor (Schließen der Klappe erzeugt charakteristische Schwingungen am Gepäckfach), ein Biegesensor (Verformung des Gepäckfaches durch schwere Beladung), usw.
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In einer bevorzugten Ausführungsform werden wenigstens zwei, insbesondere mehrere oder alle, der Helligkeitssensoren entlang einer Erstreckungsrichtung des Gepäckfaches angeordnet. Gepäckfächer sind in der Regel länglich entlang dieser Richtung ausgeführt. Die Erstreckungsrichtung ist insbesondere die Kabinen-Längsachse / Geradeaus-Flugrichtung des Flugzeuges, die Erstreckungsrichtung ist insbesondere eine Gerade. Dabei wird insbesondere davon ausgegangen, dass sich auch die entsprechenden Gepäckfächer entlang der Kabinenlängsachse erstrecken. Somit ergibt sich insbesondere eine einzige Sensorlinie / -gerade mit insbesondere äquidistant verteilten Sensoren, z.B. 16 Helligkeitssensoren pro Meter. Somit kann auch mit einer vergleichsweise einfachen Sensoranordnung eine hochauflösende (in Erstreckungsrichtung) Ermittlung des Befüllungsgrades eines Gepäckfaches erfolgen. Denn so kann z.B. sehr feingranular ermittelt werden, welche Längsabschnitte des Gepäckfaches schon belegt sind und welche nicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Helligkeitssensoren (und ggf. eine diese tragende Erfassungseinheit) im Gepäckfach lösbar und beschädigungsfrei entfernbar angebracht. Dies eignet sich einerseits zum Retrofit bestehender Gepäckfächer mit Helligkeitssensoren und somit zur Ertüchtigung dieser Fächer für das vorgeschlagene Verfahren, sowie auch zur Weiternutzung des unveränderten Gepäckfachs nach Ausbau / Entfernung der Sensoren.
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In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Helligkeitssensoren als Teil einer Erfassungseinheit im Gepäckfach angebracht. So kann in besonders einfacher Weise eine Erfassungseinheit mit Helligkeitssensorik im Gepäckfach integriert werden. Die Erfassungseinheit ist insbesondere ein einziges, zusammenhängendes Bauteil, in dem die Helligkeits-Sensorik / Energieversorgung / Auswerteelektronik usw. verbaut ist, um das erläuterte Verfahren vollständig mithilfe der Erfassungseinheit ausführen zu können.
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Insbesondere weist die Erfassungseinheit ein Gehäuse auf, das die gesamte Erfassungseinheit umschließt bzw. trägt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Erfassungseinheit durch Abstützung zwischen gegenüberliegenden Strukturteilen des Gepäckfaches und / oder sonstigen Strukturen (Zwischenstück / Versteifungselement) im Inneren des Gepäckfaches verklemmt und/oder am Gepäckfach verklebt. Klemmen / Kleben führt zu einer besonders einfachen und wirkungsvollen Befestigung der Erfassungseinheit. Hierdurch kann auch besonders einfach eine beschädigungsfreie und rückstandsfreie Entfernung der Erfassungseinheit aus dem Gepäckfach erfolgen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird für die Helligkeitssensoren keine diesen speziell zugeordnete Lichtquelle im Flugzeug angebracht, sondern die vorhandene Kabinenbeleuchtung wird als Lichtquelle für die Helligkeitssensoren verwendet. Die Erfassungseinheit enthält also insbesondere keine Lichtquellen. Lichtquellen zur Beleuchtung der Helligkeitssensoren sind ausschließlich diese des Kabinenlichts, also Lichtquellen der auch ohne die Erfassungseinheit ohnehin vorhandenen Kabinenbeleuchtung. Das Verfahren kann daher besonders unaufwändig und kostengünstig alleine durch Einbringen der Erfassungseinheit durchgeführt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Erfassungseinheit zur Ermittlung eines bzw. des Befüllungsgrades des Gepäckfaches der Passagierkabine des Passagierflugzeuges, wie oben beschrieben. Die Erfassungseinheit enthält einen - sich insbesondere entlang der oben genannten Erstreckungsrichtung erstreckenden - Träger. Die Erfassungseinheit enthält die Mehrzahl der Helligkeitssensoren, die - insbesondere entlang der Erstreckungsrichtung - an dem Träger verteilt angeordnet sind. Der „Träger“ ist dabei abstrakt als jedwede mechanische Grundstruktur zu verstehen, die geeignet ist, die Helligkeitssensoren an einem bestimmten Ort zu halten. Täger kann also z.B. auch ein Gehäuse sein.
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Jeder der (passiven) Helligkeitssensoren ist wie oben beschrieben zur Erfassung der Helligkeit (korrelierter Wert) von durch die Öffnung in den jeweiligen Helligkeitssensor einfallendem Kabinenlicht eingerichtet. Der Träger ist (selbst oder vermittels einer Halteanordnung) dazu eingerichtet, an einer der Öffnung gegenüberliegenden Rückseite des Gepäckfaches (Rückwand oder dort liegender Raumbereich, siehe oben) derart befestigt zu werden, dass Kabinenlicht durch die Öffnung in die Sensoren einfallen kann, und dass die Helligkeitssensoren an einer inneren Rückseite des Gepäckfaches, die der Öffnung gegenüberliegt, über die Rückseite verteilt angeordnet sind. Die Befestigung „an der Rückseite“ kann also auch z.B. die Befestigung im Bereich der Rückwand, jedoch nicht explizit an dieser, sondern z.B. an den von der Rückwand verschiedenen Seitenwänden / Versteifungselementen usw., einschließen. Die Erfassungseinheit enthält eine mit den Helligkeitssensoren kommunikativ verbundene Auswerteeinheit, die dazu eingerichtet ist, das oben erläuterte Verfahren auszuführen. „Kommunikativ verbunden“ bedeutet, dass die Helligkeitssensoren Helligkeitswerte in Form von z.B. Signalen / Daten usw. an die Auswerteeinheit weiterleiten können usw.
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Die Erfassungseinheit und zumindest ein Teil deren möglicher Ausführungsformen sowie die jeweiligen Vorteile wurden sinngemäß bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Erfassungseinheit eine Haltevorrichtung. Die Haltevorrichtung ist dazu eingerichtet, die Erfassungseinheit im Gepäckfach lösbar und beschädigungsfrei entfernbar anzubringen. Wie oben beschrieben ergibt sich dadurch insbesondere eine Nachrüstbarkeit / Lösbarkeit der Erfassungseinheit. Ein Festeinbau wird vermieden. Insbesondere weist die Haltevorrichtung eine Einstellbarkeit bzw. Anpassbarkeit an Gepäckfächer auf, z.B. durch Längenverstellung, um die Erfassungseinheit in verschieden langen (z.B. Ausgleich von Toleranzen) Gepäckfächern verklemmen bzw. verspannen zu können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält daher die Haltevorrichtung eine Klemmvorrichtung zur Verklemmung der Erfassungseinheit im Gepäckfach und/oder eine Klebevorrichtung zum Verkleben der Erfassungseinheit im Gepäckfach. So kann eine besonders gute beschädigungsfreie Montage erfolgen. Es sind keine Änderungen / Eingriffe in das Gepäckfach nötig, um die Erfassungseinheit zu befestigen. Eine Einstellbarkeit durch Längenänderung kann so besonders einfach realisiert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Erfassungseinheit den mindestens einen, oben erläuterten weiteren artfremden Sensor und die Auswerteeinheit ist dazu eingerichtet, die weiteren Sensoren oder oben genannte bereits im Flugzeug vorhandene Sensoren zu nutzen, um den Belegungswert und/oder Befüllungsgrad auch anhand der Sensordaten (Sensorsignal) der weiteren Sensoren wie oben erläutert zu ermitteln und/oder zu verifizieren. Die weiteren Sensoren sind daher ebenso mit der Auswerteeinheit kommunikativ verbunden, um den Belegungswert und / oder Befüllungsgrad auch anhand der weiteren Sensoren zu ermitteln. Insbesondere handelt es sich dabei um die oben genannten Beschleunigungssensoren, Gewichtssensoren, usw.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Erfassungseinheit einen Energiespeicher zu deren Betrieb. So kann neben dem autarken Einbau (keine Veränderung der Gepäckfächer) auch ein autarker Betrieb der Erfassungseinheit bzw. eine autarke Durchführung des Verfahrens erfolgen, insbesondere vermittels Batteriebetrieb. Dies kann hier besonders gut erfolgen, da die Helligkeitssensoren, wie oben erläutert, besonders wenig Energie zu deren Betrieb benötigen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Erfassungseinheit eine integrale Erfassungseinheit mit einem einzigen Gehäuse und alle Komponenten der Erfassungseinheit sind im oder am Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse enthält also insbesondere den Träger, die Auswerteeinheit, gegebenenfalls die Energiequelle, die weiteren Sensoren. Insbesondere sind mehrere oder alle Komponenten am Träger befestigt und von einem gemeinsamen Gehäuse umgeben. Träger und Gehäuse können dabei auch verschmelzen, d.h. das Gehäuse Tragfunktion übernehmen und umgekehrt. Insgesamt ergibt sich so insbesondere eine einteilige Erfassungseinheit, die in einem Stück in ein Gepäckfach integriert oder aus diesem entfernt werden kann. Das einzige Gehäuse muss dabei nicht einstückig, sondern kann auch mehrteilig sein. Entscheidend ist, dass die Erfassungseinheit als ein einziges Bauteil dank des Gehäuses handhabbar ist.
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Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen, Beobachtungen bzw. Überlegungen und weist noch die nachfolgenden Ausführungsformen auf. Die Ausführungsformen werden dabei teils vereinfachend auch „die Erfindung“ genannt. Die Ausführungsformen können hierbei auch Teile oder Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen enthalten oder diesen entsprechen und/oder gegebenenfalls auch bisher nicht erwähnte Ausführungsformen einschließen.
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Die Erfindung beruht auf der Idee der Konzeption eines „Smart Bin“, eines mit zusätzlichen Funktionen versehenen Gepäckfachs. Diese Funktionen sollen in existente Gepäckfächer / OHSC eingebaut werden. Ein Gerät (Erfassungseinheit) / Verfahren soll die Befüllung mit Ladegut / Gepäck messen und für optimale Nachrüstbarkeit keine Änderungen am Gepäckfach notwendig machen. Ein Betrieb ohne Festanschluss an eine Leistungsversorgung, d.h. insbesondere Batterie-Betrieb, soll möglich sein.
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Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, dass bisher vorgeschlagene Lösungen vor allem lichtbasierte aktive Entfernungsmessung (Time-of-Flight (ToF), 940nm IR-LED) bzw. entsprechende Sensoren nutzen. Diese Sensoren weisen geringe Größe, vergleichsweise gute Messgenauigkeit und niedrigen Preis auf.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass diese Sensoren allerdings für die gestellte Aufgabe prinzipiell überdimensioniert sind, da die Tiefengenauigkeit (Erkennung eines Abstandes eines Objekts vom Sensor) weniger relevant ist als die Auflösung einer Gepäckfach-Belegungserkennung in der Breite (in Erstreckungsrichtung des Gepäckfaches). Weiterhin benötigen diese Sensoren relativ viel Energie für den Betrieb. Die Sensoren sind meist in der Oberseite des Fachs fest verbaut. Somit ist das Gepäckfach entsprechend modifiziert. Bekannte Nachrüstlösungen werden z.B. als Streifen an die Decke des Gepäckfaches im Bereich der Öffnung geklebt und reduzieren z.B. die verfügbare Höhe des Gepäckfachs und können leicht durch Gepäck beschädigt bzw. demontiert (losgerissen) werden, da eine Befestigung z.B. nur über Klebeband erfolgt.
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Eine Grundidee der Erfindung ist es, die Sensoren an einer Stelle zu platzieren, welche für die Gepäckaufbewahrung praktisch keinen Wert hat, nämlich im Bereich bzw. an der gegenüber der Öffnung liegenden Rückwand des Gepäckfaches. An dieser Stelle ist weiterhin ein hoher Schutz gegen Losschlagen durch Gepäck vorhanden, denn Gepäck wird dort allenfalls dagegen gedrückt; relevante Scherbewegungen sind praktisch ausgeschlossen. Beim Einlegen von Gepäck wird die Rückseite des Gepäckfachs abgeschattet. Es dringt kein Kabinenlicht mehr ein. Dieser Effekt kann mit Helligkeitssensoren gemessen werden, ohne hierfür Entfernungsmessung zu benötigen. Helligkeitssensoren sind passiv und damit sehr sparsam mit Energie. Weiterhin sind sie sehr günstig. Dies erlaubt eine höhere Auflösung entlang der Längsachse, da mehr Sensoren dichter nebeneinander angebracht werden können, ohne signifikante Kosten / Energieverbrauch zu erzeugen. Die fehlende Möglichkeit der Messung der Distanz eines eingelegten Objekts vom Sensor ist kein Nachteil, da dies an der vorgeschlagenen Einbauposition keinen Vorteil zu einer reinen Abschattungsmessung bringt. Die Sensoren sind insbesondere in einem Gehäuse (Erfassungseinheit) eingebaut, welches auch Steuergerät und Stromversorgung (Batterie) beinhaltet. Die Erfassungseinheit / das Gehäuse kann als ein einziges zusammenhängendes Teil / Stück in das Gepäckfach eingebracht werden und durch Klemmvorrichtungen an seiner Position gehalten werden. Es müssen somit keine Halterungen für die Sensorik im Gepäckfach vorgesehen werden. Die Erfassungseinheit fällt als lösbares Teil theoretisch nicht unter die Zulassung des Flugzeugs.
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Gemäß der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass die Helligkeitssensoren deutlich weniger Energie benötigen als ToF-Sensoren, etwa Faktor 50 weniger (z.B. 0,12mA gegenüber 6mA). Für den Batteriebetrieb ist dies wichtig bzw. vorteilhaft. Somit lassen sich - bei nach wie vor reduziertem Energieverbrauch gegenüber ToF - auch mehr Sensoren verbauen und eine bessere Auflösung erreichen (mehr Messpunkte durch mehr Sensoren). Die Detektion eines Gepäckstücks erfolgt insbesondere durch die Feststellung einer Zustandsänderung (Helligkeit reduziert sich) im Vergleich mit anderen Sensoren. Eine Änderung der Helligkeit bei allen Sensoren gleichzeitig könnte das Einlegen eines großen Gegenstandes, aber auch das Schließen des Gepäckfachs bedeuten. Die Einbaumethode erlaubt es, auf eine Modifikation des Gepäckfachs selbst zu verzichten. Dies ist entscheidend, da eine Änderung des Gepäckfaches selbst dessen Aus- und Einbau bedeuten würde. Dies sind schnell mehrere 100 Stunden Modifikationsaufwand pro Kabine. Änderungen an einem Bauteil des Flugzeuges (Gepäckfach) müssen weiterhin zugelassen werden.
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Die Erfindung erlaubt die Montage der Erfassungseinheit innerhalb des Gepäckfachs an einem für Gepäckaufbewahrung wenig nützlichen Ort. Das effektiv durch Ladegut nutzbare Volumen des Gepäckfachs wird also nicht bzw. nur unbedeutend reduziert. Durch die Klemmvorrichtung an der Erfassungseinheit kann eine Kraft aufgebracht werden, welche ausreicht, die Erfassungseinheit am Platz zu halten. Dies kann z.B. mit einfachem Klebeband unterstützt werden. Aufgrund seiner Position im Gepäckfach wird die Erfassungseinheit auch in einem Crash-Fall darin wie das Gepäck zurückgehalten. Das niedrige Gewicht der Erfassungseinheiten reduziert die dem Flugzeug zuladbare Gepäckmenge nur minimal. Die Erfassungseinheit kann wieder ausgebaut werden, ohne am Gepäckfach / Flugzeug eine Beschädigung zu hinterlassen.
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Die Erfindung ermöglicht es, auf eine aktive Sensorik (ToF-Sensoren) zu verzichten. Die Nutzung passiver Sensoren (Helligkeitssensoren) in Verbindung mit dem stets sehr gleichen bzw. bekannten Kabinenlicht ist vorteilhaft. Time-of-Flight Sensoren basieren auf IR-Licht. Diese Sensoren sind sehr genau, jedoch nur in Bezug auf Entfernungsmessung. Tatsächlich können sie jedoch nicht zuverlässig detektieren, wenn ihr Sichtfeld nur zur Hälfte mit einem Gepäckstück belegt ist, denn ausgegeben wird nur ein Entfernungsmesswert. Weiterhin ist gemäß der gestellten Aufgabe aber vor allem wichtig, dass Raum für ganze Gepäckstücke (Koffer-Größe) identifiziert wird. Dies geht um so besser, je höher die Auflösung der Gepäckerkennung in Längsrichtung (Erstreckungsrichtung länglicher Gepäckfächer) ist, da ein Koffer in der Regel den gesamten Platz in einem Gepäckfach benötigt. Selten werden Gepäckstücke übereinandergestapelt.
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Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass eine Befestigung nur mit doppelseitigem Klebeband oft zu schwach sein könnte. Gepäck würde eine Sensorleiste im Bereich der Öffnung beim Durchschieben durch die Öffnung gegebenenfalls schnell abscheren. Weiterhin reduziert sich die effektive Höhe der Öffnung, welche entscheidend für die Gepäckfachnutzung ist.
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Die vorliegende Erfindung nutzt die speziellen Eigenschaften der vorhandenen Gepäckfächer sowie die hohe Steifigkeit der Seitenwände (als Gegenstück für eine Klemmung) von diesen, um eine Klemmung der Erfassungseinheit vorzuschlagen. Weiterhin bietet dies die Chance für eine Einstellbarkeit (Ausfahren eines Klemmteils aus einem Grundkörper um unterschiedliche Distanzen), um Toleranzen sowie Größenunterschiede von Gepäckfächern auszugleichen.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass in der Kabine das Kabinenlicht (Licht in der Passagierkabine) vor allem von der Kabinenbeleuchtung entstammt, speziell im Falle des Einsteigens (Flugphase „Boarding“). Dieses Licht fällt auch in die Gepäckfächer, wenn diese geöffnet sind. Wenn ein Gepäckstück eingelegt wird, wird dieses Licht im Gepäckfach, vor allem zur Rückwand hin, abgeschattet. Diese Abschattung kann durch Helligkeitssensoren gemessen werden. Benachbarte Sensoren, die jedoch nicht abgeschattet werden, weil in deren Bereich kein Gepäck eingelegt wird, messen weiterhin erhöhte Helligkeit. Gemeint ist der Bereich in der Einfallslinie von Kabinenlicht zum Helligkeitssensor. Die genaue Bestimmung der Beladung bzw. des Befüllungsgrades bzw. Belegungswertes erfordert eine gewisse Kalibrierung der Sensorik sowie gegebenenfalls eine Kombination mit weiteren Sensoren (etwa ein Beschleunigungssensor zum Detektieren des Schließens der Klappe). Vorteilhaft ist jedoch, dass die Lichtbedingungen in der Passagierkabine stets gleich und bekannt bzw. ermittelbar sind, um das Verfahren bzw. die Ermittlung kalibrieren zu können.
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Gefordert sind in der Passagierluftfahrt vor allem Ablageplätze für Koffer (so genannte Trolleys, Größe z.B. etwa 55x35x20cm).
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An der Einbauposition „Rückwand / Rückseite“ können die bekannten ToF-Sensoren ihre Vorteile nicht ausspielen. Die betreffende Stelle im Gepäckfach ist weiterhin besser geschützt als der Umgebungsbereich der Öffnung und Kollisionen mit Gepäck würden das erfindungsgemäße System nicht in seiner Position verschieben, sondern vielmehr gegen die Rückwand drücken. Dadurch entsteht z.B. allenfalls Druck auf eine in dieser Richtung durchgeführte Verklebung der Erfassungseinheit an der Rückwand, was die Verklebung eher verfestigt als löst.
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Die Sensoren sind insbesondere in der Längsachse (des Staufaches, entspricht meist der Flugrichtung des Flugzeuges) angeordnet. Insbesondere sind 16 Sensoren pro Meter oder weniger Sensoren pro Meter angeordnet.
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Ein optionales Gehäuse beinhaltet dann die Sensoren (Helligkeitssensoren und ggf. weitere Sensoren), Leistungs- / Stromversorgung (Batterie (autarker Betrieb) oder Spannungswandler, um an das Bordnetz angeschlossen zu werden) und das Steuergerät (Auswerteeinheit) sowie weitere mögliche Bauteile. Das Gerät (Erfassungseinheit) ist insbesondere zwei Spantbuchten lang, etwa 1020mm, um in einen 2-Spant-Gepäckfach verklemmt zu werden. Somit wären je 4-Spant OHSC zwei Geräte zu platzieren. Die Erfassungseinheit bzw. das Gehäuse wird als ein Stück in den OHSC eingebracht. In einem 4-Spant OHSC wird noch ein Zwischenstück eingebracht; beide Erfassungseinheiten stützen sich dann beidseitig und gegenseitig an dem Zwischenstück ab, um im gesamten OHSC (zwischen den Seitenwänden) verspannt zu werden. Die Abstützung (Zwischenstück) kann z.B. (von der Öffnung aus gesehen) hinter einem mittleren Versteifungselement (C-Frame) im OHSC erfolgen. Die Erfassungseinheiten bzw. Gehäuse werden in den Bereich, in dem sie montiert werden sollen, eingebracht, ggf. durch doppelseitiges Klebeband fixiert. Mit einem Befestigungsmechanismus (Klemmvorrichtung) kann nun eine Klemmkraft erzeugt werden, welche die Erfassungseinheit bzw. das Gehäuse verspannt und so an Position hält. Die Kraft wird insbesondere im Vorfeld im Versuch ermittelt, so dass eine Beschädigung der Struktur (OHSC, Flugzeug) ausgeschlossen werden kann. Der Klemmmechanismus erlaubt zudem eine gewisse Einstellbarkeit (Längenausgleich bei unterschiedlich langen OHSC). Zum Ausbau werden die Klemmen wieder zurückgestellt, d.h. der Klemm-Mechanismus kontrahiert und dadurch gelöst.
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Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen, jeweils in einer schematischen Prinzipskizze:
- 1 ein Gepäckfach mit einer Erfassungseinheit im Querschnitt,
- 2 das Gepäckfach aus 1 in perspektivischer Schrägansicht,
- 3 die Erfassungseinheit aus 1 im Detail in Vorderansicht,
- 4 einen Querschnitt gemäß 1 durch ein alternatives Gepäckfach mit Erfassungseinheit,
- 5 ein alternatives, doppelt langes Gepäckfach mit zwei Erfassungseinheiten in perspektivischer Schrägansicht gemäß 2.
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1 zeigt einen Ausschnitt aus einer nicht näher dargestellten Passagierkabine 2 eines Passagierflugzeuges 4, nämlich dessen Gepäckfach 6, hier ein OHSC. 1 ist eine Darstellung im Querschnitt zu einer Erstreckungsrichtung 8 des Gepäckfaches 6, die hier auch der bestimmungsgemäßen Flugrichtung des Flugzeuges 4 bei dessen Geradeausflug entspricht. Die Erstreckungsrichtung 8 ist hier also auch die Längsrichtung der Passagierkabine 2.
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Das Gepäckfach 6 weist eine Öffnung 10 auf, die dazu dient das Gepäckfach 6 bzw. dessen Innenraum 12 mit Ladegut 14 zu beladen oder das Ladegut 14 zu entnehmen. Vorliegend ist das Ladegut 14 ein von einem nicht dargestellten Passagier des Passagierflugzeuges 4 mitgeführter Koffer (gestrichelt angedeutet, um dessen Einbringen in das Gepäckfach 6 anzudeuten). Das Gepäckfach 6 weist eine Klappe 16 auf, um die Öffnung 10 zu verschließen. Vorliegend befindet sich das Passagierflugzeug 4 jedoch in der Flugphase „Boarding“, d.h. dessen Passagiere betreten die Passagierkabine 2, um ihre nicht dargestellten Sitzplätze einzunehmen und dabei gegebenenfalls Handgepäck usw. als Ladegut 14 im Gepäckfach 6 zu verstauen. Daher steht die Klappe 16 offen.
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Die Passagierkabine 2 weist weiterhin eine Kabinenbeleuchtung 18 auf, die hier symbolisch durch zwei Leuchten 20 angedeutet ist, welche Licht erzeugen und abstrahlen, wie in 1 symbolisch durch Pfeile angedeutet ist. In der Passagierkabine 2 wird aufgrund der hier nur angedeuteten verdeckten Montage der Leuchten 20 indirektes Kabinenlicht 22 erzeugt. Kabinenlicht 22 fällt daher als reflektiertes, diffuses Licht durch die Öffnung 10 in den Innenraum 12 des Gepäckfaches 6 ein, was in 1 ebenfalls durch einen Pfeil angedeutet ist.
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Das Gepäckfach 6 weist eine der Öffnung 10 gegenüberliegende Rückseite 24 auf. Die Rückseite 24 ist ein gestrichelt angedeuteter Raumbereich an bzw. unmittelbar vor der Rückwand 25 des Gepäckfaches 6. An dieser Rückseite 24 ist im Innenraum 12 des Gepäckfaches 6 eine Erfassungseinheit 26 montiert. Diese dient dazu, einen Befüllungsgrad GB des Gepäckfaches 6 zu ermitteln. Die Erfassungseinheit 26 weist einen hier nur symbolisch dargestellten Träger 28 auf, der eine mechanische Grundstruktur der Erfassungseinheit 26 bildet. Die Erfassungseinheit 26 enthält außerdem eine Mehrzahl, hier fünf, Helligkeitssensoren 30a-e.
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2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Situation aus 1, in welcher alle fünf Helligkeitssensoren 30a-e erkennbar sind. Die Helligkeitssensoren 30a-e sind am Träger 28 angeordnet, d.h. von diesem mechanisch gehalten. Der Träger 28 selbst ist dazu eingerichtet, die tatsächliche Befestigung der Sensoren 30a-e bzw. der Erfassungseinheit 26 im Gepäckfach 6 zu bewerkstelligen. Der Träger 28 ist dabei in der Lage, die Befestigung derart zu bewerkstelligen, dass - insbesondere im Fall eines leeren Gepäckfaches 6, das also nicht mit Ladegut 14 beladen ist - das durch die Öffnung 10 eintretende Kabinenlicht 22 in die Helligkeitssensoren 30a-e einfallen und von diesen erfasst werden kann.
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Jeder der Helligkeitssensoren 30a-e dient dazu, eine Helligkeit Ha-e des durch die Öffnung 10 in diesen Sensor einfallende Kabinenlichts 22 zu erfassen. Die Helligkeit Hae bzw. deren Wert beschreibt damit denjenigen Anteil des Kabinenlichts 22, der durch die Öffnung 10 einfällt und tatsächlich am jeweiligen Helligkeitssensor 30a-e ankommt oder eben auch nicht (z.B. wegen Abschattung durch ein Ladegut 14). Der Träger 28 ist außerdem dazu eingerichtet, dass bei der bestimmungsgemäßen Befestigung im Gepäckfach 6 die Helligkeitssensoren 30a-e über die Rückseite 24 verteilt angeordnet sind. Vorliegend ist dies dadurch erreicht, dass die Helligkeitssensoren 30a-e entlang einer Längsrichtung 32 des Trägers 28 äquidistant verteilt angeordnet sind. Da die bestimmungsgemäße Anordnung des Trägers 28 derart erfolgt, dass dessen Längsrichtung 32 mit der Erstreckungsrichtung 8 parallel liegt, sind auch die Helligkeitssensoren 30a-e entlang der Erstreckungsrichtung 8 über die Rückseite 24 des Gepäckfaches 6 verteilt angeordnet bzw. fixiert. Denn auch der Träger 28 ist im Gepäckfach 6 fixiert.
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Die Erfassungseinheit 26 enthält eine Auswerteeinheit 34, die kommunikativ mit den Helligkeitssensoren 30a-e verbunden ist. Dies bedeutet, dass die erfassten Helligkeiten Ha-e an die Auswerteeinheit 34 übermittelt werden bzw. von dieser ausgelesen oder erfasst werden.
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3 zeigt symbolisch einen Ausschnitt der Erfassungseinheit 26 aus 1 und 2 im Detail in Blickrichtung von der Öffnung 10 aus gesehen. Hier ist zu erkennen, dass die Erfassungseinheit 26 eine Haltevorrichtung 38 enthält, die dazu eingerichtet ist, die Erfassungseinheit 26 im Gepäckfach 6 lösbar und beschädigungsfrei entfernbar (also entfernbar ohne Beschädigungen am Gepäckfach 6 zu hinterlassen) anzubringen. Hierzu umfasst die Haltevorrichtung 38 einerseits eine Klemmvorrichtung 40, die dazu dient, die Erfassungseinheit 26 bzw. deren Träger 28 im Gepäckfach 6 zu verklemmen, hier durch Abstützung an bzw. durch Druck zwischen einem jeweiligen Strukturteil 42a,b (Seitenwand) des Gepäckfaches 6. Die hier nicht weiter erläuterte Klemmvorrichtung 40 bzw. zugehörige Klemmstempel sind daher entlang des in 3 angedeuteten Doppelpfeils in Längsrichtung 32 des Trägers 28 teleskopisch ein- / oder ausfahrbar. Die Haltevorrichtung 38 enthält außerdem eine Klebevorrichtung 44, hier ein in 1 dargestelltes doppelseitiges Klebeband, um die Erfassungseinheit 26 zusätzlich an der Rückwand 25 des Gepäckfaches 6 zu verkleben.
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Die Erfassungseinheit 26 enthält außerdem einen weiteren, zu den Helligkeitssensoren 30a-e artfremden Sensor 36. „Artfremd“ bedeutet, dass dieser kein Helligkeitssensor, sondern im vorliegenden Fall ein Beschleunigungssensor ist. Auch dieser ist mit der Auswerteeinheit 34 kommunikativ verbunden, um dessen Messsignale der Auswerteeinheit 34 zur Auswertung zur Verfügung zu stellen.
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Alternativ oder zusätzlich kann (nicht dargestellt) ein von den Helligkeitssensoren 30a-e weiterer, nicht zwangsweise artfremder Sensor 36 auch an einer sonstigen Stelle im Flugzeug 4 bereits vorhanden sein. Dann ist lediglich eine Kommunikationsschnittstelle zur Auswerteeinheit 34 nötig, um diesen auswerten zu können.
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Die Erfassungseinheit 26 enthält außerdem einen Energiespeicher 46, hier eine Batterie, um die gesamte Erfassungseinheit 26 mit Energie zu deren Betrieb zu versorgen. Die Erfassungseinheit 26 arbeitet daher autark in Bezug auf das sonstige Passagierflugzeug 4, das heißt muss nicht aus dessen Bordnetz mit Energie versorgt werden.
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Die Erfassungseinheit 26 enthält ein Gehäuse 48. Alle genannten Komponenten der Erfassungseinheit 26 (Träger 28, Sensoren 30a-e / 36, Energiespeicher 46, Auswerteeinheit 34 usw.) sind im oder am Gehäuse 48 angeordnet, so dass die Erfassungseinheit 26 als ein einziges zusammenhängendes Bauteil gehandhabt werden kann, insbesondere zu dessen Einbau in und Ausbau aus dem Gepäckfach 6.
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Die Auswerteeinheit 34 ist dazu eingerichtet, folgendes Verfahren durchzuführen:
- Das Verfahren dient zur Ermittlung des Befüllungsgrades GB des Gepäckfaches 6. Bei dem Verfahren werden zunächst von den Helligkeitssensoren 30a-e die jeweiligen aktuellen Helligkeiten Ha-e ermittelt bzw. gemessen, welche aktuell durch in die Helligkeitssensoren 30a-e einfallendes (oder auch nicht ein fallendes) Kabinenlicht 22 verursacht werden.
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Weiterhin werden den Helligkeitssensoren 30a-e jeweilige Raumabschnitte 50a-e des Innenraums 12 des Gepäckfaches 6 zugeordnet (zur Verdeutlichung ist der Raumabschnitt 50c gestrichelt hervorgehoben). Die jeweiligen Raumabschnitte 50a-e sind diejenigen Teile des Innenraums 12, die zwischen einem jeweiligen Helligkeitssensor 30a-e und der Öffnung 10 liegen. Im vorliegenden Beispiel sind die Raumabschnitte 50a-e wie folgt gewählt: Es sind jeweilige Längsabschnitte des Innenraums 12 in Erstreckungsrichtung 8, in denen ein jeweiliger Helligkeitssensor 30a-e platziert ist, wie in 2 dargestellt ist.
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Die von jedem Helligkeitssensor 30a-e ermittelte Helligkeit Ha-e entspricht somit entweder der maximal möglichen Helligkeit, die vollständig einfallendes Kabinenlicht 22 ohne Behinderung verursachen würde; andernfalls ist die Helligkeit reduziert, wenn das einfallende Kabinenlicht durch ein (ggf. teilweise) im Innenraum 12 bzw. im Raumabschnitt 50a-e platziertes Ladegut 14 (teilweise) abgeschattet wird bzw. ist.
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Somit kann anhand der erfassten Helligkeiten Ha-e ein jeweiliger Belegungswert WBa-e des jeweiligen Raumabschnittes 50a-e ermittelt werden. Vorliegend werden Binärwerte ermittelt: ein Belegungswert WBa-e von „0“ (Raumabschnitt unbelegt) wird ermittelt, wenn die Helligkeit Ha-e über einem Grenzwert G liegt, ein Belegungswert WBa-e von „1“ (Raumabschnitt belegt) wird ermittelt, wenn die Helligkeit Ha-e nur bis zum Grenzwert G reicht. Vorliegend wird also bei abnehmender ermittelter Helligkeit an einem Helligkeitssensor der Belegungswert WB von „0“ auf „1“ erhöht.
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Der Befüllungsgrad GB wird anhand der Belegungswerte WBa-e ermittelt. Vorliegend ist der Befüllungsgrad GB die Wertemenge aller fünf Werte WBa-e. Mit anderen Worten wird also für das Gepäckfach 6 angegeben, welche Längsabschnitte (Raumabschnitte 50a-e) belegt und welche noch für das Einlegen von Ladegut 14 frei sind. Alternativ wäre es zum Beispiel möglich, den Befüllungsgrad GB als prozentualen Belegtanteil des Gepäckfaches anzunehmen. Bei hier n=5 Raumabschnitten 50a-e würde jedem ein Anteil von 100% / n, hier also 20% zugeordnet. Der Befüllungsgrad betrüge dann k * 20%, wobei k die Anzahl von Raumabschnitten mit Belegungswertwert WB von „1“ entspräche. Bei drei belegten Raumabschnitten würde als Befüllungsgrad also 60% ermittelt.
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Bei der Ermittlung der Belegungswerte WBa-e und des Befüllungsgrades GB wird außerdem der weitere artfremde Sensor 36 bzw. dessen Sensorsignal herangezogen. Eine abnehmende Helligkeit Ha-e könnte nämlich auch von einem Schließen der Klappe 16 herrühren. In diesem Fall würde der weitere Sensor 36 jedoch charakteristische Erschütterungen am Gepäckfach 6 detektieren. Eine Auswertung der Helligkeiten Ha-e wäre somit sinnlos, da kein Kabinenlicht 22 mehr in den Innenraum 12 fällt und die Abschattung daher nicht ermittelt werden kann. Diese Situation kann dann in der Auswerteeinheit 34 ermittelt und an eine Empfangsstelle gemeldet wird, z.B. durch eine Anzeige in der Passagierkabine 2 oder auf einem nicht dargestellten Handgerät der Crew: „Klappe geschlossen, Ermittlung des Befüllungsgrades nicht möglich“.
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Durch Einbringen der Erfassungseinheit 26 in das Gepäckfach 6 werden also hier fünf Helligkeitssensoren 30a-e als Teil der Erfassungseinheit 26 entlang der Erstreckungsrichtung 8 des Gepäckfaches 6 lösbar und beschädigungsfrei entfernbar angeordnet.
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Die Erfassungseinheit 26 wird also durch Abstützung zwischen gegenüberliegenden Strukturteilen 42a,b des Gepäckfaches 6, hier dessen Seitenwänden, verklemmt und im Gepäckfach 6 verklebt.
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Bei dem Verfahren wird also für die Helligkeitssensoren 30a-e keine diesen speziell zugeordnete Lichtquelle im Passagierflugzeug 4 angebracht, sondern die dort ohnehin vorhandene Kabinenbeleuchtung 18 als Lichtquelle verwendet.
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Wie insbesondere in 1 erkennbar, ist die Erfassungseinheit 26 im Gepäckfach 6 in einem Raumbereich, nämlich der Rückseite 24 (gestrichelt angedeutet), untergebracht, welcher für die Aufbewahrung von Ladegut 14, insbesondere Koffern, Taschen etc. aus Geometriegründen („Ecke bzw. Nische“) kaum oder nicht nutzbar ist.
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4 zeigt ein alternatives Gepäckfach 6 im Querschnitt, das ebenfalls eine derartige Rückseite 24 (wiederum gestrichelt angedeutet) enthält, welche wegen ihrer Dreiecksform und Größe noch weniger für die Aufnahme von Ladegut 14 geeignet ist. In beiden Fällen ist daher die Erfassungseinheit 26 im Gepäckfach 6 anbringbar, praktisch ohne dessen für Ladegut 14 effektiv verfügbaren Laderaum einzuschränken.
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5 zeigt ein Gepäckfach 6, welches gegenüber dem Gepäckfach 6 aus 2 eine doppelte Länge in Erstreckungsrichtung 8 aufweist (sogenanntes 4-Spant-Gepäckfach). Da die Erfassungseinheit 26 so dimensioniert sind, dass diese in einem normal langen Gepäckfach (zwei Spanten) unterbringbar sind, sind in 5 zwei Erfassungseinheiten 26 notwendig, um den Befüllungsgrad GB für das gesamte Gepäckfach 6 ermitteln zu können. Aus diesem Grund wird in der Mitte des Gepäckfachs 6 hier eine sonstige Struktur bzw. Strukturteil 60, hier ein Zwischenstück, platziert. Dieses wird vorliegend in einem Hohlraum hinter einem hier nur angedeuteten Versteifungselement 62 („C-Frame“) des Gepäckfaches 2 platziert.
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Die beiden Erfassungseinheiten 26 werden entlang der Erstreckungsrichtung 8 dann jeweils beidseitig zwischen einem jeweiligen Strukturteil 42a,b in Form der Seitenwand und dem eigens dafür eingebrachten Strukturteil (Zwischenstück) 60 verklemmt. Alternativ kann auch ein schon im Gepäckfach 6 vorhandenes Strukturteil 60, z.B. das Versteifungselement 62, genutzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Passagierkabine
- 4
- Passagierflugzeug
- 6
- Gepäckfach
- 8
- Erstreckungsrichtung (Gepäckfach)
- 10
- Öffnung
- 12
- Innenraum
- 14
- Ladegut
- 16
- Klappe
- 18
- Kabinenbeleuchtung
- 20
- Leuchte
- 22
- Kabinenlicht
- 24
- Rückseite (Raumbereich)
- 25
- Rückwand
- 26
- Erfassungseinheit
- 28
- Träger
- 30a-e
- Helligkeitssensor
- 32
- Längsrichtung (Träger)
- 34
- Auswerteeinheit
- 36
- weiterer Sensor
- 38
- Haltevorrichtung
- 40
- Klemmvorrichtung
- 42a,b
- Strukturteil (Gepäckfach)
- 44
- Klebevorrichtung
- 46
- Energiespeicher
- 48
- Gehäuse
- 50a-e
- Raumabschnitt
- 60
- Strukturteil
- 62
- Versteifungselement
- GB
- Befüllungsgrad
- Ha-e
- Helligkeit
- G
- Grenzwert
- WBa-e
- Belegungswert
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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