DE19923105C1

DE19923105C1 - System zur Fernsteuerung eines Modellflugzeugs

Info

Publication number: DE19923105C1
Application number: DE19923105A
Authority: DE
Inventors: Robert Steinhart
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 1999-05-20
Publication date: 2000-07-13
Anticipated expiration: 2019-05-21

Abstract

Ein System zur Fernsteuerung eines Modellflugzeugs oder dergleichen durch eine Bedienperson weist folgende Merkmale auf: Eine an dem Modellflugzeug angeordnete Bilderfassungseinrichtung, eine Einrichtung zur Anzeige der von der Bilderfassungseinrichtung erfaßten Bildinformationen, welche sich im Sichtbereich der Bedienperson befindet, eine Einrichtung zur Übertragung der von der Bilderfassungseinrichtung erfaßten Bildinformationen zu der Anzeigeeinrichtung und eine Einrichtung zur Fernsteuerung des Modellflugzeugs oder dergleichen durch die Bedienperson.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Fernsteuerung eines Modellflugzeugs oder dergleichen durch eine Be dienperson.

In der US-PS 51 27 658 ist ein System zur Fernsteue rung eines Modellfahrzeugs beschrieben, welches mit tels eines lenkstangenartigen Bedieninstruments fern gesteuert werden kann.

Ein Datenhelm, beispielsweise zur Verwendung für Pilo ten von Kampfflugzeugen, ist aus der Zeitschrift Dis plays, Jg. 1992, Heft 4, S. 212 bekannt.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannte Fern steuerungssysteme bestehen aus einem an dem Modell flugzeug angeordneten Empfänger und einem an einer Konsole angebrachten Sender. Die von der Bedienperson zu tragende Konsole weist hierzu meist verschiedene Hebel auf, mit welchen verschiedene Funktionen des Modellflugzeugs ferngesteuert werden können.

Im Laufe der Zeit wurden solche Konsolen immer fili graner und konnten immer mehr Funktionen übernehmen. Das Problem der bekannten Fernsteuerungssysteme für Modellflugzeuge oder dergleichen, also Modellautos, Modellschiffe usw., ist jedoch, daß man beim Steuern des Modellflugzeugs "neben" der Sache steht. Die Bedien person erlebt also ein Fliegen auf Distanz bei dem kein echtes Flüggefühl geweckt werden kann.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Fernsteuerung eines Modellflugzeugs oder dergleichen durch eine Bedienperson zu schaffen, bei welchem die Bedienperson ein Feedback von dem Modell flugzeug, dem Modellauto, dem Modellschiff usw. erhält und somit Teil des gesamten Systems wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch folgende Merkmale gelöst: Einer an dem Modellflugzeug angeord neten Bilderfassungseinrichtung, einer Einrichtung zur Anzeige der von der Bilderfassungseinrichtung erfaßten Bildinformationen, welche sich im Sichtbereich der Bedienperson befindet, einer Einrichtung zur Übertra gung der von der Bilderfassungseinrichtung erfaßten Bildinformationen zu der Anzeigeeinrichtung und einer Einrichtung zur Fernsteuerung des Modellflugzeugs oder dergleichen durch die Bedienperson.

Durch die an dem Modellflugzeug angeordnete Bilderfas sungseinrichtung, deren Bildinformationen an eine An zeigeeinrichtung im Sichtbereich der Bedienperson übertragbar ist, ist die Bedienperson in der Lage, die von der Bilderfassungseinrichtung aufgenommenen Bilder zu sehen und sich so direkt in das Modellflugzeug hin einzuversetzen, so daß die Bedienperson ein echtes Feedback von dem erhält, was mit dem von ihr selbst gesteuerten Modellflugzeug geschieht. Die Bedienperson bekommt somit das Gefühl vermittelt, selbst der Pilot des Modellflugzeugs, der Fahrer des Modellautos oder der Kapitän des Modellschiffes zu sein und es entsteht eine echte Interaktion und das Gefühl selbst zu flie gen oder zu fahren.

Erfindungsgemäß ist außerdem eine Einrichtung zur Fernsteuerung des Modellflugzeugs oder dergleichen durch die Bedienperson vorgesehen, so daß die Bedien person eine vollständige Kontrolle über das Modell flugzeug hat und somit in das erfindungsgemäße Fern steuerungssystem integriert ist.

Wenn in einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Einrichtung zur Fernsteuerung der Bild erfassungseinrichtung durch die Bedienperson vorgese hen ist, kann die Bedienperson ihr Sichtfeld bezüglich der Anzeigeeinrichtung verändern und das Fluggefühl kann noch direkter erlebt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Einrichtung zur Fern steuerung der Bilderfassungseinrichtung in oder an einer an dem Kopf der Bedienperson angeordneten Ein richtung angeordnet ist.

Hierdurch ist die Bedienperson in der Lage, die Bild erfassungseinrichtung des Modellflugzeugs durch Kopf bewegungen zu verändern. Dies bedeutet, daß wenn die Bedienperson beispielsweise die sich im rechten Sicht bereich der Bilderfassungseinrichtung befindlichen Objekte betrachten möchte, sie lediglich den Kopf in die entsprechende Richtung schwenken muß.

Hierzu kann in einer einfachen Weiterbildung vorgese hen sein, daß an der an dem Kopf der Bedienperson an geordneten Einrichtung Sensoren angebracht sind, durch welche die Bilderfassungseinrichtung durch Bewegungen des Kopfes der Bedienperson fernsteuerbar ist.

Die Bedienperson kann noch intensiver in das Fern steuerungssystem und in die Bewegungen des Modellflug zeugs eingebunden werden, wenn die Einrichtung zur Anzeige der von der Bilderfassungseinrichtung erfaßten Bildinformationen an der an dem Kopf der Bedienperson angeordneten Einrichtung angeordnet ist. Die Bedien person hat dadurch die von der Bilderfassungseinrich tung an die Anzeigeeinrichtung gesandten Bilder noch besser in ihrem Blickfeld.

Eine sehr einfache Ausgestaltung ergibt sich hierbei, wenn die an dem Kopf der Bedienperson angeordnete Ein richtung als Datenhelm ausgebildet ist.

Das Modellflugzeug kann in sehr vorteilhafter Art und Weise durch Bewegungen der Gliedmaßen der Bedienperson fernsteuerbar sein, wenn in einer Weiterbildung der Erfindung die Einrichtung zur Fernsteuerung des Mo dellflugzeugs an wenigstens einem der Gliedmaßen der Bedienperson angebrachte Sensoren aufweist.

Hierbei lassen sich die Sensoren in vorteilhafter Art und Weise realisieren, wenn die Sensoren innerhalb einer geschlossenen Flüssigkeitsmenge sich befindlich Gasblasen aufweisen.

Dieses Grundprinzip kann dabei für den Einsatz in ver schiedenen, analogen oder digitalen Typen von Sensoren Verwendung finden.

Wenn in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform die Sensoren an den Armen der Bedienperson angeordnet sind, ergibt sich für die Bedienperson durch Bewegun gen der Arme eine Möglichkeit zur Fernsteuerung des Modellflugzeugs und es ist in Verbindung mit der Be trachtung der Bildinformationen der an dem Modellflug zeug angeordneten Bildinformationen eine echte Inter aktion und somit ein nahezu echtes Fluggefühl gegeben.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun gen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Un teransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbei spiel.

Es zeigt:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes System zur Fernsteuerung eines Modellflugzeugs mit einem solchen Mo dellflugzeug;

Fig. 2 einen ersten Flugzustand des Modellflugzeugs mit der zugehörigen Armstellung der Bedienper son;

Fig. 3 einen zweiten Flugzustand des Modellflugzeugs mit der zugehörigen Armstellung der Bedienper son;

Fig. 4 einen dritten Flugzustand des Modellflugzeugs mit der zugehörigen Armstellung der Bedienper son;

Fig. 5 einen vierten Flugzustand des Modellflugzeugs mit der zugehörigen Armstellung der Bedienper son; und

Fig. 6 einen fünften Flugzustand des Modellflugzeugs mit der zugehörigen Armstellung der Bedienper son.

In Fig. 1 ist ein Modellflugzeug 1 dargestellt, in dessen Bug eine Bilderfassungseinrichtung 2, nämlich im vorliegenden Falle eine Videokamera 2 von sehr ge ringer Größe, eingebaut ist. Des weiteren befindet sich an dem Modellflugzeug 1 eine Einrichtung 3, wel che in der Lage ist, die von der Videokamera 2 erfaß ten Bildinformationen an eine sich im Sichtbereich einer Bedienperson 5 befindliche Anzeigeeinrichtung 4 zu übertragen. Die Einrichtung 3 wird daher im folgen den als Übertragungseinrichtung 3 bezeichnet.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet die Übertragungseinrichtung 3 einen Bilddatenwandler 6, eine in dem Modellflugzeug 1 eingebaute Datenverarbei tungseinrichtung 7 mit integriertem Sender zum Senden der Bildinformationen und eine Datenverarbeitungsein richtung 8 mit integriertem Empfänger zum Empfangen der Bildinformationen. Der Bilddatenwandler 6 erhält die von der Videokamera 2 eingehenden Bildinformatio nen, wandelt sie in entsprechende Daten um und gibt diese zunächst zu der Datenverarbeitungseinrichtung 7 weiter. Von dort werden die Daten mittels Telekommuni kation - unter Berücksichtigung modernster Funkstan dards (wie z. B. WCDMA = Wideband Multiple Access oder UMTS = Universal Mobile Telecommunications Systen) - an die Datenverarbeitungseinrichtung 8 weitergegeben. Alternativ wäre auch eine Datenübertragung über andere Telekommunikationseinrichtungen, wie z. B. ein mobiles Telefon, möglich. Die Datenverarbeitungseinrichtung 8 befindet sich hierbei im Bereich der Bedienperson 5, und zwar im vorliegenden Fall an einem nicht darge stellten, von der Bedienperson 5 zu tragenden Gürtel.

Somit ist also auch ein Teil der Übertragungseinrich tung 3 im Bereich bzw. an der Bedienperson 5 vorgese hen.

Die Datenverarbeitungseinrichtungen 7 und 8 können beispielsweise Computer vom Typ Pentium II mit 266 MHz und 64 MB Arbeitsspeicher mit sehr geringer Größe sein. Selbstverständlich sind auch andere Computer als Datenverarbeitungseinrichtungen 7 und 8 geeignet, wenn sie die entsprechende Größe aufweisen, um an dem Mo dellflugzeug 1 bzw. an der Bedienperson 5 Platz zu finden.

Die Datenverarbeitungseinrichtung 8 wandelt die von der Datenverarbeitungseinrichtung 7 empfangenen Video signale in RGB-Signale um und gibt diese Signale in nicht dargestellter Art und Weise an die Anzeigeein richtung 4 weiter.

Die Anzeigeeinrichtung 4 ist an einer weiteren Ein richtung 9 angebracht, welche als Datenhelm 9 ausge bildet ist und welche sich an dem Kopf 10 der Bedien person 5 befindet bzw. welche die Bedienperson 5 auf ihrem Kopf 10 trägt. Die Anzeigeeinrichtung 4 besteht im vorliegenden Fall aus zwei nicht dargestellten 1,3"-Bildschirmen mit einer Auflösung von 640 × 480 bis 1024 × 768 Bildpunkten. Bei entsprechender Eignung könnten selbstverständlich auch andere Anzeigeeinrich tungen 4 verwendet werden.

Der Datenhelm 9 ist des weiteren mit einer Einrichtung 11 zur Fernsteuerung der Videokamera 2 versehen. Die Fernsteuerungseinrichtung 11 weist hierzu Sensoren 12 auf, die die Bewegungen des Kopfes 10 der Bedienperson 5 aufnehmen. Hierdurch kann die in dem Modellflugzeug 1 eingebaute Videokamera 2 durch Bewegungen des Kopfes 10 der Bedienperson 5 ferngesteuert, d. h. in verschie dene Richtungen bewegt werden. Dadurch ergibt sich aufgrund der oben dargelegten Übertragung der Bildin formationen mittels der Übertragungseinrichtung 3 auf der Anzeigeeinrichtung 4 genau die Ansicht, in die die Bedienperson 5 ihren Kopf 10 schwenkt. Mit anderen Worten, die Bedienperson 5 kann den Blickwinkel des Modellflugzeugs 1 übernehmen und sich so in das Mo dellflugzeug 1 hineinzuversetzen.

An den Gliedmaßen 13, in diesem Fall an den Armen 13a der Bedienperson 5, ist eine Einrichtung 14 zur Fern steuerung des Modellflugzeugs 1 angebracht, welche daher ebenfalls als Fernsteuerungseinrichtung 14 be zeichnet wird. Die Fernsteuerungseinrichtung 14 weist ebenfalls Sensoren 15 auf und das Modellflugzeug 1 ist somit durch Bewegungen der Arme 13a der Bedienperson 5 fernsteuerbar. Alternativ wäre auch eine Steuerung des Modellflugzeugs 1 durch die Beine 13b oder durch ande re Körperteile der Bedienperson 5 möglich oder die Sensoren 15 der Fernsteuerungseinrichtung 14 könnten in nicht dargestellter Art und Weise auch an von der Bedienperson 5 in den Händen zu haltenden Stäben oder ähnlichem angebracht sein.

In nicht dargestellten Ausführungsbeispielen wäre es auch denkbar, die Sensoren 15 an Datenhandschuhen, Schuhen, Hosen oder einem kompletten Datenanzug anzu bringen.

Alternativ dazu kann die Bedienperson 5 jedoch auch nur die Anzeigeeinrichtung 4 nutzten und für die Steuerung des Modellflugzeugs 1 eine herkömmliche Be dienkonsole (nicht dargestellt) zur Fernsteuerung ein setzen.

Wie in den Fig. 2 bis 6 erkennbar ist, sind die beiden Sensoren 15 nach dem Prinzip einer Wasserwaage ausgebildet und weisen innerhalb einer geschlossenen Flüssigkeitsmenge 16 sich befindliche Gasblasen 17 auf. Die Funktionsweise von nach diesem Prinzip arbei tenden Sensoren 15 ist an sich bekannt und wird daher im folgenden nicht näher beschrieben. Wie ebenfalls in den Fig. 2 bis 6 erkennbar, führen verschiedene Stellungen der Arme 13a zu verschiedenen Steuersigna len an den Sensoren 15, was zu einer Winkelveränderung von an Tragflächen 18 des Modellflugzeugs 1 angeordne ten Leitrudern 19 führt. Die Leitruder 19 der Tragflä chen 18 sind nur in Fig. 1 dargestellt. Durch die Win kelveränderung der Leitruder 19 ergeben sich verschie dene Flugzustände des Modellflugzeugs 1, wie in den Fig. 2-6 erkennbar ist. Selbstverständlich hängt die Reaktion der Leitruder 19 auf die verschiedenen Stellungen der Arme 13a auch vom Typ des Modellflug zeugs 1 ab und kann darüber hinaus beliebig verändert bzw. eingestellt werden.

Die Leitruder 19 können nicht dargestellte Gelenke aufweisen, die durch ebenfalls nicht dargestellte Elektromotoren verschwenkt werden können. Dann müßten, um die Leitruder 19 verschwenken zu können, die Elek tromotoren von den Sensoren 15 angesteuert werden.

Die Übertragung der Daten von den Sensoren 12 und 15 an die Videokamera 2 bzw. die Elektromotoren des Mo dellflugzeugs 1 kann telekommunikativ, z. B. per Funk oder auch über ein Mobiltelefon erfolgen.

Anstatt des vorliegenden Modellflugzeugs 1 wäre es mit denselben oben beschriebenen Einrichtungen auch mög lich, ein Modellauto, ein Modellschiff oder derglei chen fernzusteuern. Der Antrieb des Modellflugzeugs oder dergleichen kann dabei von gewöhnlicher Bauart sein und kann ebenfalls von der Fernsteuerungseinrich tung 14 ferngesteuert werden.

Claims

1. System zur Fernsteuerung eines Modellflugzeugs (1) oder dergleichen durch eine Bedienperson (5), mit folgenden Merkmalen:

1. 1.1 einer an dem Modellflugzeug (1) angeordneten Bilderfassungseinrichtung (2),
2. 1.2 einer Einrichtung (4) zur Anzeige der von der Bilderfassungseinrichtung (2) erfaßten Bildinformationen, welche sich im Sichtbe reich der Bedienperson (5) befindet,
3. 1.3 einer Einrichtung (3) zur Übertragung der von der Bilderfassungseinrichtung (2) erfaß ten Bildinformationen zu der Anzeigeeinrich tung (4),
4. 1.4 einer Einrichtung (14) zur Fernsteuerung des Modellflugzeugs (1) durch die Bedienperson (5).

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (11) zur Fernsteuerung der Bild erfassungseinrichtung (2) durch die Bedienperson (5) Vorgesehen ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (11) zur Fernsteuerung der Bild erfassungseinrichtung (2) in oder an einer an dem Kopf (10) der Bedienperson (5) angeordneten Ein richtung (9) angeordnet ist.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der an dem Kopf (10) der Bedienperson (5) an geordneten Einrichtung (9) Sensoren (12) ange bracht sind, durch welche die Bilderfassungsein richtung (2) durch Bewegungen des Kopfes (10) der Bedienperson (5) fernsteuerbar ist.

5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (4) zur Anzeige der von der Bild erfassungseinrichtung (2) erfaßten Bildinforma tionen an der an dem Kopf (10) der Bedienperson (5) angeordneten Einrichtung (9) angeordnet ist.

6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Kopf (10) der Bedienperson (5) ange ordnete Einrichtung als Datenhelm (9) ausgebildet ist.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (4) wenigstens einen an dem Datenhelm (9) angeordneten Bildschirm auf weist.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderfassungseinrichtung (2) eine Videokame ra ist.

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (14) zur Fernsteuerung des Mo dellflugzeugs (1) an wenigstens einem der Glied maßen (13) der Bedienperson (10) angebrachte Sen soren (15) aufweist.

10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (15) an den Armen (13a) der Bedien person (5) angeordnet sind.

11. System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (15) innerhalb einer geschlossenen Flüssigkeitsmenge (16) sich befindliche Gasblasen (17) aufweisen.

12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (3) zwei Datenverar beitungseinrichtungen (7, 8) aufweist, wobei eine Datenverarbeitungseinrichtung (7) an dem Modell flugzeug (1) und die andere Datenverarbeitungs einrichtung (8) an der Bedienperson (5) angeord net ist.

13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Bildinformationen von der einen Datenverarbeitungseinrichtung (7) zu der anderen Datenverarbeitungseinrichtung (8) per Funk erfolgt.

14. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Bildinformationen von der einen Datenverarbeitungseinrichtung (7) zu der anderen Datenverarbeitungseinrichtung (8) mittels eines Mobiltelefons erfolgt.

15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (3) einen Bilddaten wandler (6) aufweist.

16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Bilddatenwandler (6) an dem Modellflugzeug (1) angeordnet ist.

17. System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsteuerung des Modellflugzeugs (1) durch die Fernsteuerungseinrichtung (14) per Funk er folgt.

18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsteuerung des Modellflugzeugs (1) durch die Fernsteuerungseinrichtung (14) mittels eines Mobiltelefons erfolgt.

19. System nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsteuerung der Bilderfassungseinrichtung (2) durch die Fernsteuerungseinrichtung (11) per Funk erfolgt.

20. System nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsteuerung der Bilderfassungseinrichtung (2) durch die Fernsteuerungseinrichtung (11) mit tels eines Mobiltelefons erfolgt.