Gleitschirmsteuerung

Die Erfindung betrifft eine Gleitschirmsteuerung zum Steuern eines Gleitschirmantriebs, insbesondere einer elektrischen Aufstiegshilfe, für einen Gleitschirm und ein Verfahren zur Steuerung des Gleitschirmantriebs.

Elektrische Aufstiegshilfen für Gleitschirme ermöglichen es einem Piloten mit einem Gleit schirm auch im ebenen Gelände zu Fuß oder per Rollstart zu starten und dann im Flug ohne dynamische Aufwinde oder Thermik längere Zeit in der Luft zu bleiben, um z. B. Anschluss an eine Thermik oder einem Aufwindband zu finden. Dafür weisen elektrische Aufstiegshilfen beispielsweise einen elektrischen Antrieb bzw. einen Motor mit einem Ro tor, einer Leistungselektronik zur Erzeugung des elektrischen Drehfeldes, Akkus, einen Mikroprozessor und einen Handgriff zur Schubregelung auf. Allein für die Steuerung des Gleitschirms beim Start und gegebenenfalls auch während des Fluges benötigt der Pilot dabei überwiegend beide Hände, um beidhändige Steuerimpulse ausführen zu können. Zusätzlich muss der Pilot allerdings auch noch die elektrische Aufstiegshilfe, genauer ge sagt Schub und/oder Ausrichtung des Motors bzw. Rotors, steuern, die in der Regel aus Sicherheitsaspekten in einem Abstand in Flugrichtung hinter dem Piloten, insbesondere außerhalb der Armreichweite des Piloten, oder in einem Schutzkäfig angeordnet sind.

Aus der Praxis im Motorgleitschirm-Bereich sind zur Steuerung eines solchen elektrisch betriebenen Antriebssystems mit Rotor üblicherweise ausschließlich mechanische bzw. elektronische Steuerungssysteme, insbesondere Handsteuergeräte, bekannt. Diese Steuerungssysteme können wie erwähnt z. B. als Hebel oder Gasgriff o. ä. ausgebildet sein, die der Pilot parallel zur Steuerung des Gleitschirms manuell betätigen muss. Grundsätzlich ist diese Art der gleichzeitigen, manuellen Steuerung des Gleitschirms und der elektrischen Aufstiegshilfe beim Start zwar möglich, jedoch ist damit ein erhöhtes Ri siko für die Sicherheit des Piloten verbunden. Es erschwert sich dadurch allgemein der Start bzw. Startvorgang, da gleichzeitig mehrere Funktionen mit den an den Händen an gebrachten Komponenten gesteuert werden müssen und oft ein Umgreifen zu anderen Leinen bzw. ein Wechsel zu diesen erforderlich ist. Insbesondere bedeutet dies für uner fahrenere Einsteiger-Piloten, die motorisiertes Gleitschirmfliegen erlernen wollen, eine auf Multitasking basierende, komplexere Steuerung erlernen zu müssen. 2

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit anzugeben, die eine elektrische Aufstiegshilfe bzw. einen Gleitschirmantrieb einfacher, insbesondere oh ne Verwendung der Hände, steuern zu können.

Diese Aufgabe wird durch eine Gleitschirmsteuerung nach Patentanspruch 1 und ein Ver fahren zur Steuerung eines Gleitschirmantriebs nach Patentanspruch 13 gelöst.

Die eingangs genannte Gleitschirmsteuerung dient zum - vorzugsweise akustischen - Steuern eines Gleitschirmantriebs für einen Gleitschirm. Zu Gleitschirmantrieben im Sinne der Erfindung zählen Aufstiegshilfen und andere Antriebe, wie z. B. Motoren für UL- Motorschirme, oder alternative Antriebe z. B. auf Düsenbasis. Insbesondere dient die Gleitschirmsteuerung jedoch zur Steuerung einer Aufstiegshilfe. Im Folgenden werden daher die Begriffe „Aufstiegshilfensteuerung“ und „Gleitschirmsteuerung“ sowie „Auf stiegshilfe“ und „Gleitschirmantrieb“ im Wesentlichen synonym verwendet. Die Aufstiegs hilfensteuerung umfasst eine Ul-Anschlussschnittstelle zum Versenden und/oder Emp fangen von Nutzerbefehlen, welche ein oder mehrere Sprachsignal(e) umfassen. Optional weist sie zudem eine Flugdatenschnittstelle zum Empfangen von Flugdaten auf. Ferner umfasst die Aufstiegshilfensteuerung eine Auswerteeinheit zur Auswertung empfangener Nutzerbefehle und optional Flugdaten. Dabei wird über die Ul-Anschlussschnittstelle ein Nutzersignal und/oder über eine Steuerschnittstelle ein Steuersignal ausgegeben. Eine Eingabe und/oder eine Ausgabe von Nutzerbefehlen erfolgt dabei unter Verwendung der Ul-Anschlussschnittstelle mittels des Sprachsignals.

Ein Gleitschirm, auch Paragleiter oder Gleitsegel, ist ein fußstartfähiges Luftsportgerät zum Gleitsegeln oder Gleitschirmfliegen. Er umfasst eine Schirmkappe, Leinen und Tra gegurte. Die Schirmkappe bzw. die Tragfläche ist meist näherungsweise elliptisch aus Nylon-Stoff gefertigt. Sie umfasst üblicherweise ein Ober- und ein Untersegel und ist in zahlreiche Kammern unterteilt, die sich in Flugrichtung erstrecken. Sie weist zwei Schirm kappenenden, also zwei Flügelspitzen auf, die den seitlichen Abschluss der Tragfläche bilden. Üblicherweise laufen von der Segelunterseite in mehreren Ebenen Galerieleinen herab, die zu Stammleinen zusammengeführt werden. Die Stammleinen werden wiede rum in Leinenschlösser eingehängt und sind mit dem jeweiligen linken und rechten Gurt band verbunden. Zusätzlich wird zum Gleitschirmfliegen ein Gurtzeug für den Piloten be nötigt. Über die Gurtbänder, auch Tragegurte genannt, wird der Gleitschirm mittels Kara binern mit dem Gurtzeug des Piloten verbunden. 3

D. h. an den Tragegurten ist mittels der Karabiner die Last befestigt, die vom Gleitschirm getragen wird. Die Last bezeichnet also insgesamt das Gewicht, das an dem Gleitschirm hängt. Neben dem Piloten umfasst die Last z. B. auch eine Aufstiegshilfe, d. h. Motor und ein Gestänge. Dabei kann der Motor beispielsweise mittels des Gestänges bzw. mittels Schubstangen in Flugrichtung hinter dem Piloten angeordnet sein.

Die Ul-Anschlussschnittstelle bzw. „User-Interface“-Anschlussschnittstelle dient dem Ver senden und/oder Empfangen von Nutzerbefehlen, d. h. beispielsweise Eingaben durch einen Nutzer für die Aufstiegshilfensteuerung oder nützliche und/oder warnende Ausga ben bzw. Anweisungen der Aufstiegshilfensteuerung für den Nutzer. Üblicherweise ist dabei der Nutzer ein einzelner Pilot. Nutzerbefehle können aber auch von anderen Nut zern als dem Piloten stammen, beispielsweise von einem Co-Piloten bei einem Tandem flug eingebeben werden. Vorzugsweise können Nutzerbefehle auch von einem den Flug überwachenden Nutzer, z. B. einem Fluglotsen oder Fluglehrer, empfangen oder versen det werden.

Solche Nutzerbefehle umfassen unter anderem ein Sprachsignal. Gesprochene Sprache bzw. das zugrundeliegende Sprachsignal kann beispielsweise eine automatische Sprach- ausgabe und/oder eine Eingabe von Sprachbausteinen bzw. Worten meinen. Das Sprachsignal kann zudem analog oder digital vorliegen und übertragen werden.

Die Auswerteeinheit wertet empfangene Nutzerbefehle aus. Die Auswerteeinheit kann dazu beispielsweise auf einem Mikroprozessor ausgebildet sein.

Wenn zudem sogenannte Flugdaten empfangen bzw. erfasst werden, kann die Auswer teeinheit vorzugsweise auch diese auswerten und z. B. zu einem Flugzustand zusammen fassen. Die Flugdaten umfassen unterschiedliche Messdaten, die mittels entsprechender Sensoren bzw. einer Sensoranordnung erfasst werden. Derartige Sensoren können z. B. eine Anzahl Abstandssensoren, insbesondere Ultraschallsensoren, Beschleunigungs sensoren, Gyroskope, Magnetometer, Barometer und/oder GPS-Sensoren sein. Ebenso können Flugdaten auch Daten eines LIDAR-Sensors umfassen.

Die Flugdaten umfassen dabei zumindest die aktuellen Sensordaten. Zusätzlich sind be vorzugt auch vorhergehende Sensordaten als Flughistorie umfasst, um eine Entwicklung der Flugsituation bzw. des Flugzustandes einzubeziehen. 4

Die Sensoren können also beispielsweise in Sensoreinheiten zusammengefasst sein, die insbesondere jeweils an den Schirmkappenenden und/oder im Bereich der Last angeord net sind, z.B. einer oder mehrerer IMU (Inertial Measurement Unit). Mehrere solcher ein zelner Sensoren bzw. Sensoreinheiten ergeben zusammen eine Sensoranordnung. Die Sensoren können einzeln oder als eine solche Sensoranordnung mit der Flugdaten schnittstelle verbunden sein.

Die mittels der Sensoren erfassten Flugdaten können optional über eine Flugdaten schnittstelle empfangen werden.

Nach der Auswertung der erfassten Daten wird dann über die Ul-Anschlussschnittstelle ein Nutzersignal ausgegeben. Das Ausgeben des Nutzersignals kann z. B. akustisch oder visuell erfolgen. Ein solches Nutzersignal kann im einfachsten Fall z. B. ein warnendes oder hinweisendes Tonsignal oder Leuchtsignal bzw. Blinksignal sein. Ein Nutzersignal kann aber prinzipiell beliebig komplex sein. Insbesondere können einzelne Wörter oder auch Sätze ausgegeben werden, die beispielsweise mehrere Flugdaten aneinanderge reiht umfassen. Zudem kann es im Wesentlichen beliebige Flugzustandsinformationen, zum Flugzustand des Gleitschirms oder auch Anweisungen für den Nutzer enthalten. Flugzustandsinformationen können beispielsweise der allgemeine Flugzustandsparame ter, der Stabilitätsparameter für die Schirmkappe, die Kategorisierung des derzeitigen Flugmanövers bzw. der Gefahrensituation oder dergleichen sein.

Zusätzlich oder alternativ gibt eine Steuerschnittstelle ein Steuersignal die Aufstiegshilfe aus, z. B. wenn der Nutzerbefehl ein Steuersignal enthält. Solche Steuerdaten bzw. Steu ersignale enthalten beispielsweise Steuerinformationen, d. h. z. B. Werte und Parameter zum Schub, der Ausrichtung des Antriebs bzw. Motors der Aufstiegshilfe. Im bestim mungsgemäßen Gebrauch ist hierzu z.B. eine Steuereinheit derart mit dem Antrieb der Aufstiegshilfe verbunden, dass sie Steuersignale auf den Antrieb übertragen und mittels diesem ausführen kann.

Die oben bereits erwähnte Eingabe und/oder die Ausgabe von Nutzerbefehlen - das heißt z. B. Steueranweisungen bzw. Steuersignale oder Statusabfragen bzw. Nutzersignale - erfolgt erfindungsgemäß unter Verwendung der Ul-Anschlussschnittstelle mittels des oben erwähnten Sprachsignals. 5

Durch die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung wird erreicht, dass ein Nut zer die elektrische Aufstiegshilfe per Sprache steuern kann. Damit hat der Pilot vorteilhaf terweise unabhängig von anderen momentanen mit seinen Gliedmaßen für die eigentliche Steuerung des Gleitschirms auszuführenden Tätigkeiten, jederzeit Zugriff auf die Auf stiegshilfensteuerung der Aufstiegshilfe, indem er per Sprache präzise bzw. prägnante Befehle erteilt.

Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Aufstiegshilfensteuerung zum Steuern einer elektrischen Aufstiegshilfe für einen Gleitschirm, kann eine Eingabe und/oder eine Ausgabe von Nutzerbefehlen bzw. Nutzersignalen unter Verwendung einer Ul- Anschlussschnittstelle mittels eines Sprachsignals erfolgen.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung einer elektrischen Aufstiegshilfe für ei nen Gleitschirm mit einer Ul-Anschlussschnittstelle, vorzugsweise für Eingabe- und/oder Ausgabemittel, einer Steuereinheit und einer Auswerteeinheit, umfasst zumindest die fol genden Schritte:

Zum einen versendet und/oder empfängt die Ul-Anschlussschnittstelle Nutzerbefehle, die zumindest ein Sprachsignal umfassen.

Zum anderen wertet die Auswerteeinheit entsprechend empfangene Nutzerbefehle aus.

Schließlich wird über die Ul-Anschlussschnittstelle ein Nutzersignal und/oder über die Steuerschnittstelle ein Steuersignal an die Aufstiegshilfe ausgeben. Dabei werden Nut zerbefehle unter Verwendung der Ul-Anschlussschnittstelle mittels des Sprachsignals eingegeben und/oder ausgegeben.

Im beschriebenen Verfahren zur Steuerung der Aufstiegshilfe kann zusätzlich eine Anzahl weiterer Prozessschritte vorgesehen sein. Optional empfängt eine Flugdatenschnittstelle der Aufstiegshilfensteuerung Flugdaten, zumindest, wenn Flugdaten bereitgestellt oder generiert werden. Dann wertet die Auswerteeinheit bevorzugt zusätzlich zu den empfan genen Nutzerbefehlen und auch die Flugdaten aus, wobei sie die Flugdaten besonders bevorzugt über die Flugdatenschnittstelle empfängt. Das Nutzersignal und/oder das Steu ersignal werden unter Verwendung des Ergebnisses der Auswertung der Flugdaten ermit telt. 6

Eine, insbesondere erfindungsgemäße, Aufstiegshilfensteuerung, welche eine Ul- Anschlussschnittstelle, eine Flugdatenschnittstelle und eine Auswerteeinheit aufweist, kann so ausgebildet sein, dass die Auswerteeinheit eine Analyseeinheit zum Analysieren eines Flugzustands umfasst. Neben der oben erwähnten Ul-Anschlussschnittstelle zum Versenden und/oder Empfangen von Nutzerbefehlen und der Flugdatenschnittstelle zum Empfangen von Flugdaten, kann die, vorzugsweise mittels eines maschinellen Lernver fahrens vortrainierte, Analyseeinheit die Daten, welche die Auswerteeinheit empfängt und auswertet, so analysieren, dass sie einen derzeitigen Flugzustand, und besonders bevor zugt ggf. eine Vorhersage zu einem zukünftigen Flugzustand, ermittelt. Damit kann dann über die Ul-Anschlussschnittstelle ein Nutzersignal, also insbesondere der derzeitige Flugzustand bzw. die Vorhersage eines zukünftigen Flugzustands, und/oder über eine Steuerschnittstelle auf Basis des Flugzustands ein Steuersignal an die Aufstiegshilfe aus gegeben werden.

Der „Flugzustand“ kann üblicherweise aus dem Zusammenwirken einer Vielzahl von Ein gangsparametern ermittelt werden, die erfindungsgemäß den ersten Abstand und/oder zumindest einen zweiten Abstand umfassen. Weitere Parameter werden im Detail später noch erläutert, sie umfassen beispielsweise - für eine oder mehrere Achsen - eine Positi on, eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Winkelposition, eine Winkelge schwindigkeit und/oder eine Winkelbeschleunigung des Gleitschirms oder einzelner Kom ponenten davon sowie z. B. eine Flughöhe, eine Flughöhenänderung, eine durchschnittli che Windgeschwindigkeit, einen Staudruck in den Kammern der Schirmkappe oder der gleichen.

Das Ermitteln des Flugzustandes erfolgt mittels der Auswerteeinheit. Das heißt, die Aus werteeinheit kombiniert beispielsweise die zuvor erfassten Werte einzelner Eingangspa rameter zu für den Piloten relevanten und für den Flugzustand charakteristischen Aus gangsparametern und gibt deren Werte aus. Beispiele für Ausgangsparameter sind ein allgemeiner Flugzustandsparameter, der alle Eingangsparameter zu einem für die mo mentane und/oder zukünftige Flugsituation charakteristischen Wert zusammenfasst, oder ein Stabilitätsparameter für die Schirmkappe, der angibt, ob sich die Schirmkappe in ei nem stabilen Zustand befindet oder z. B. im Zusammenfallen begriffen ist. Der Flugzu stand kann aber je nach Anwendung auch durch einen Vektor aus einzelnen Aus gangsparametern charakterisiert sein. Insbesondere bei der Verwendung von eine Kl- basierten Methode zur Auswertung der Eingangsparameter kann auch ein abstrakter Pa rameter oder Vektor aus Parametern als Flugzustand ermittelt werden, der z.B. eine Ka- 7 tegorisierung des Flugzustands in konventionelle Manöver, Kunstflugmanöver und/oder Gefahrensituationen ermöglicht.

Konventionelle Flugmanöver sind z. B.: Steuermanöver wie Nicken, Rollen, „schnelle Acht“, „Kreisen im Aufwindband“, Abstiegshilfen wie Steilspirale, „Ohren anlegen“ oder „B- Stall“. Kunstflugmanöver sind z. B.: „Helikopter“, „SAT“ oder „(infinity) tumbling“. Gefah rensituationen sind z. B.: ein vollständiger oder einseitiger Strömungsabriss („Stall“), eine beschleunigte oder unbeschleunigte seitliche Deformation („Klapper“), eine Frontdeforma tion („Front Stall“) sowie eine dauerhafte Deformation („Verhänger“). Dabei ist der Über gang zwischen Kunstflug und Gefahrensituationen fließend ist.

Der Flugzustand wird also durch Ausgangsparameter beschrieben, die gegenüber den Eingangsparametern eine schnellere und einfachere Erfassung und Bewertung der tat sächlichen Flugsituation ermöglichen. Die Bewertung kann dabei durch den Piloten, durch einen Fluglehrer oder z. B. auch rechnerbasiert erfolgen.

Die Flugdaten umfassen dabei zumindest die aktuellen Sensordaten. Zusätzlich sind be vorzugt auch vorhergehende Sensordaten als Flughistorie umfasst, um eine Entwicklung der Flugsituation bzw. des Flugzustandes einzubeziehen. Die Flugdaten umfassen dabei z. B. vollständig oder zum Teil Messwerte für die oben genannten Eingangsparameter. Das hier beschriebene Flugzustandssystem zur Vorhersage eines zukünftigen Flugzu stands des Gleitschirms stellt für sich genommen eine eigenständige Idee dar. Besondere synergetische Effekte ergeben sich jedoch bei der Kombination mit dem zuvor beschrie benen Flugzustandssystem. Insbesondere kann der Flugzustand, wie oben beschrieben, ermittelt werden, von den Flugdaten umfasst sein und in die Vorhersage miteinfließen.

Bevorzugt umfasst die Analyseeinheit mit eine trainierte Kl-basierten Methode. Der Begriff Kl-basierte Methode bezeichnet eine maschinelle Methode, die kognitive Funktionen im Zusammenhang mit dem menschlichen Geist nachahmt. Der Begriff umfasst z. B. einfa ches maschinelles Lernen und Deep-Machine-Learning. "Einfache" oder "traditionelle" maschinelle Lernmethoden umfassen z. B. logistische Regression, Support-Vektor- Maschine (SVM), Random Forest oder ähnliches. Insbesondere ist die trainierte Kl- basierte Methode durch Training auf Basis von Trainingsdaten in der Lage, sich an neue Gegebenheiten anzupassen und Muster zu erkennen und zu extrapolieren. Insbesondere können überwachtes Training, halbüberwachtes Training, unüberwachtes Training, Ver stärkungslernen und/oder aktives Lernen verwendet werden. Ferner können die Parame- 8 ter der trainierten Kl-basierten Methode durch mehrere Trainingsschritte iterativ ange passt werden.

Besonders bevorzugt kann die trainierte Kl-basierte Methode als Deep-Machine-Learning- Methode, ganz besonders bevorzugt als ein neuronales Netz, ausgebildet sein. Insbeson dere kann das neuronale Netz als ein tiefes neuronales Netz, ein faltbares neuronales Netz oder ein faltbares tiefes neuronales Netz umfassen.

Das neuronale Netz hat zwar eine bekannte Grundarchitektur. Seine innere Struktur wird jedoch durch das Training individuell gestaltet. Das Training definiert also die innere "Struktur" des neuronalen Netzes und unterscheidet es von anderen trainierten neurona len Netzen (auch mit gleicher Grundarchitektur).

Innerhalb seiner Trainingsphase werden die Gewichte bzw. Parameter innerhalb seiner Struktur automatisch so angepasst, dass sie den Trainingsdaten ähneln. Für die Optimie rung der Gewichte/Parameter aller Schichten können bekannte Optimierungsansätze, z. B. ein Gradientenabstiegsalgorithmus oder ein Adam-Algorithmus in Kombination mit z. B. der Kreuzentropie-Verlustfunktion, verwendet werden.

Die Eingangsdaten (Eingangsvektor) für das neuronale Netz umfassen Messwerte der oben genannten Sensoren. Je nach Anwendung bzw. konkreten Ausgestaltungen des neuronalen Netzes können entweder Messdaten aller Sensoren oder auch nur die Mess daten eines Teils der Sensoren verwendet werden. Es können die Messwerte nur eines Zeitpunkts umfasst sein, es kann aber auch ein zeitlicher Verlauf der Messwerte aus ei nem definierten Zeitintervall als Eingangsvektor zusammengefügt werden.

Die Trainingsdaten umfassen die Eingangsdaten bzw. Eingangsvektoren und zugeordne te Annotationen durch erfahrene Piloten. Die Piloten können beispielsweise Annotationen für ihren eigenen Flug erstellen oder zum Beispiel anhand von zusätzlich aufgenomme nen Videosequenzen den Flugzustand entsprechend annotieren. Wie oben bereits be schrieben, kann der Flugzustand im Hinblick auf Ausgangsparameter wie einen allgemei nen Flugzustandsparameter (generelle Bewertung der Flugsituation unter Sicherheitsas pekten) z. B. anhand einer frei wählbaren Skala, Stabilitätsparameter für die Schirmkappe z. B. anhand einer frei-wählbaren Skala, eine Kategorisierung des Flugzustands in defi nierte konventionelle Manöver, Kunstflugmanöver und/oder definierte Gefahrensituationen oder dergleichen annotiert werden. 9

Während die Messwerte der Sensoren für die Trainingsdaten in Bezug auf die konventio nellen Manöver auch beim normalen Gleitschirmfliegen erfasst werden können, lassen sich die Messwerte der Sensoren für die Trainingsdaten in Bezug auf die Gefahrensituati onen in einem sicheren Umfeld (z. B. über Wasser bei anwesender Wasserrettung) von erfahrenen Piloten mittels gezielt eingeleiteter Gefahrensituationen erfassen.

Nach dem Training sind die Gewichte/Parameter des Netzes für die spezifische Aufgabe angepasst und können z. B. Flugsituationen bzgl. der Sicherheit und/oder die Schirmkap pe bzgl. ihrer Stabilität bewerten und/oder die momentanen Manöver oder Gefahrensitua tionen erkennen.

Auf Grundlage der oben beschriebenen Daten lassen sich in den Messwerten der Senso ren bzw. in den Eingangsdaten Muster erkennen, die kurz vor einer Gefahrensituation auftreten. Entsprechend kann, bevorzugt unter Verwendung einer trainierten Al-basierten Methode, besonders bevorzugt unter Verwendung eines neuronalen Netzes, ein Vorher sagen eines zukünftigen Flugzustands erfolgen.

Den einzelnen nachteiligen Flugzuständen, Gefahrensituationen bzw. deren vorausge henden Mustern können typische Gegenmaßnahmen, wie z. B. Gewichtsverlagerung, Gegenlenken, Bremsen oder dergleichen zugeordnet werden, die dem Piloten helfen, die Gefahrensituation zu vermeiden und/oder den Flugzustand zu verbessern.

Dementsprechend umfasst das Flugzustandssystem bevorzugt akustische und/oder opti sche Ausgabemittel zur Ausgabe des Flugzustands und/oder einer Anweisung, die auf dem Flugzustand und/oder einer Vorhersage basiert.

Durch die Analyse des Flugzustands, vorzugsweise „live“ bzw. in Echtzeit, kann dafür gesorgt werden, dass der Pilot noch umfangreicher unterstützt wird. Beispielsweise kann der Pilot über einen kritischen Flugzustand direkt mithilfe von Warnhinweisen durch die Aufstiegshilfensteuerung informiert werden, so dass er, z. B. durch entsprechende korri gierende Flugmanöver den Flugzustand frühzeitig normalisieren kann. Zudem kann der Pilot von der Aufstiegshilfensteuerung Nutzersignale mit Anweisungen zur Verbesserung der derzeitigen Flugsituation erhalten. Alternativ oder zusätzlich können aber auch direkt Steuersignale mittels der Steuereinheit ausgegeben werden, so dass u. a. mithilfe des Antriebs der Aufstiegshilfe eine Verbesserung des Flugzustands erreicht werden kann. 10

Bei einem kritischen Flugzustand kann die Aufstiegshilfensteuerung für den Piloten vor teilhafterweise auch direkt den Rettungsschirm auslösen und den Piloten zugleich ggf. von den übrigen Komponenten der Aufstiegshilfe trennen.

Eine solche Aufstiegshilfensteuerung ist daher auch unabhängig von der zuvor beschrie benen Aufstiegshilfensteuerung vorteilhaft und stellt eine eigenständige Idee dar. Beson dere synergetische Effekte ergeben sich jedoch bei einer Kombination der beiden Ideen. So lässt sich dann eine elektrische Aufstiegshilfe unter Einbindung des aktuellen Flugzu stands besonders sicher per Sprache steuern. Der aktuelle Flugzustand kann also bei der Steuerung in Echtzeit berücksichtigt werden.

Ein erfindungsgemäßer Gleitschirm umfasst zumindest eine elektrisch betriebene Auf stiegshilfe und eine erfindungsgemäße Aufstiegshilfensteuerung. Dabei kann die Auf stiegshilfe zumindest einen elektrischen Antrieb bzw. Elektromotor aufweisen. Ein solcher Motor - z. B. ein elektrischer Rucksackmotor mit oder ohne Schutzkäfig, insbesondere ein bürstenloser Drehstromsynchron-Elektromotor- kann beispielsweise mit zumindest ei nem Rotor bzw. einer Anzahl von Rotorblättern verbunden sein.

Andere Antriebsmittel aus dem Motorgleitschirm-Bereich sind allerdings ebenso möglich. Beispielsweise können auch Rucksackmotoren - zumeist mit einem Zweitaktmotor mit einem Treibstofftank und einem Propeller - eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Aufstiegshilfensteuerung kann vorteilhafterweise bei bereits exis tenten Aufstiegshilfen nachgerüstet werden. Ebenso ist es jedoch möglich, neu zu ferti gende Aufstiegshilfen bereits bei der Fertigung mit einer erfindungsgemäßen Aufstiegshil fensteuerung auszustatten.

Die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Aufstiegshilfensteuerung, insbe sondere die Auswerteeinheit, können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekom ponenten ausgebildet sein. Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützter Hardware, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können die benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Über nahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden. 11

Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Aufstiegshilfen auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Auf gabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Computer programm gelöst, welches direkt in eine Speichereinrichtung einer Aufstiegshilfensteue rung einer Aufstiegshilfe ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfin dungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm in der Aufstiegshilfensteu erung ausgeführt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Compu terprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z. B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware- Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen.

Zum Transport zur Aufstiegshilfensteuerung und/oder zur Speicherung an oder in der Aufstiegshilfensteuerung kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memo- rystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit der Aufstiegshilfensteuerung einlesba ren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z.B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikropro zessoren oder dergleichen aufweisen.

Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung er geben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den ab hängigen Ansprüchen oder Beschreibungsteilen einer anderen Anspruchskategorie wei tergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Aus führungsbeispiele zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden können.

Vorzugsweise erfolgen die Eingabe und die Ausgabe von Nutzerbefehlen für die bzw. von der Aufstiegshilfensteuerung unter Verwendung der Ul-Anschlussschnittstelle mittels des Sprachsignals.

Dadurch, dass sich die Aufstiegshilfensteuerung auf diese Weise bidirektional per Spra che steuern lässt, wird erreicht, dass ein Pilot die Aufstiegshilfe im Regelbetrieb gänzlich ohne Hände steuern kann, so dass seine Hände insbesondere für die Bedienung bzw. Steuerung des Gleitschirms zur Verfügung stehen. Mittels der Sprachausgabe können 12 optische Anzeigen vermieden werden, sodass der Pilot sein Blickfeld unabhängig von etwaigen Anzeigen ausrichten kann und die Sicht durch weniger Anzeigen eingeschränkt wird.

Trotzdem können natürlich bevorzugt zusätzlich auch optische Ausgabemittel eingesetzt werden, wie z. B. ein Handgelenksdisplay, eine Smartwatch oder ein Smartphone mit ent sprechender Halterung; AR-Anzeigen (augmented reality) die die Anweisungen bzw. In formationen z. B. in einer Brille oder in einem Helmvisier als Überlagerung im Sichtfeld anzeigen, oder dergleichen.

Grundsätzlich kann eine Spracherkennung beispielsweise auch in einem eigens dafür vorgesehen Bereich innerhalb der Auswerteeinheit „räumlich“ getrennt von der übrigen Auswertung erfolgen, d. h. bestimmte Prozesse können aus der Auswerteeinheit ausgela gert und/oder der Auswertung der Auswerteeinheit vorgelagert ablaufen.

Um Nutzerbefehle, insbesondere Sprachsignale des Nutzers, korrekt auswerten zu kön nen, weist die Auswerteeinheit vorzugsweise eine Spracherkennung zum Erkennen und Auswerten akustischer, z. B. gesprochener, Nutzerbefehle auf. Allgemein ist unter einer Spracherkennung ein automatisches bzw. maschinelles Erkennen gesprochener Sprache zu verstehen. Spracherkennung bezeichnet dabei grundsätzlich die Fähigkeit einer Ma schine oder eines Programms, gesprochene Wörter und Sätze zu identifizieren und in ein maschinenlesbares Format zu verwandeln. Im Rahmen der Erfindung reicht als Spracher kennungssoftware bereits eine Spracherkennung aus, die nur über ein gewisses vordefi niertes Vokabular verfügt. Dieses vordefinierte Vokabular erkennt sie dann allerdings sehr sicher auch wenn es möglicherweise „natürlicher“, insbesondere weniger deutlich ausge sprochen wird.

Vorzugsweise ist die Spracherkennung eine sprecherunabhängige Spracherkennung, bei der ein Benutzer ohne eine vorhergehende Trainingsphase sofort von der Spracherken nung erkannt wird.

Die Eingabe wird hierzu zunächst mit einer Spracherkennungs-Software und/oder - Hardware erfasst. Mittels der Spracherkennung kann dann das Sprachsignal bzw. die Eingabe entschlüsselt und zur Auswertung an die Auswerteeinheit übermittelt werden. Bei einer innerhalb der Auswerteeinheit räumlich getrennten Spracherkennung kann das 13

Sprachsignal dann wieder zur Auswertung an die Auswerteeinheit versendet bzw. auto matisch übermittelt werden.

Die Spracherkennung erfolgt bevorzugt mit Hilfe von Spracherkennungsbibliotheken wie z. B. Snips, Mozilla open source STT (Speech-to-Text), S.E.P.I.A. oder dergleichen.

Zur Erfassung des Sprachsignals werden bevorzugt Hilfsmittel verwendet, um die wäh rend der Startphase und im Flug unvermeidlichen Luftgeräusche zu unterdrücken oder zumindest soweit zu reduzieren, dass das gesendete Nutzsignal von der Auswerteinheit sicher vom Rauschsignal unterschieden werden kann. Die Hilfsmittel sind bevorzugt dämpfende Elemente und/oder auch andere gebräuchliche Windabschirmungen allge meiner Art. Weiterhin bevorzugt ist ein mikrofonähnliches Erfassungsgerät im Mund des Piloten angeordnet. Hierauf hat der durch die Umgebung bedingte Luftstrom quasi keinen störenden Einfluss.

Um eine besonders einfache, unkomplizierte und möglichst fehlerfreie Befehlsstruktur für den Benutzer und die Spracherkennung zu gewährleisten, erfolgt die Eingabe bzw. Nutze reingabe, insbesondere Spracheingabe, eines Nutzerbefehls bevorzugt mit einem Aktivie rungswort, einem Parameter und optional einem Parameterwert.

Unter einem „Aktivierungswort“ ist hier eine Anzahl vordefinierter Wörter, d. h. zumindest ein Wort, zu verstehen. Es geht jedem per Sprache getätigten Nutzerbefehl voraus, um eine Aktivierung der Spracherkennung der Aufstiegshilfensteuerung auszulösen. Nach dem Auslösen findet dann eine Entschlüsselung bzw. Umwandlung der Eingabe in ein maschinenlesbares Format statt. Die Aktivierungswörter können hierzu in der Weise vor definiert sein, dass sie entweder fix vorgegeben, aus einer Liste fest vorgegebener Akti vierungswörter auswählbar oder vom Benutzer zuvor individuell frei vorgebbar sind. Dabei können mit zumindest einem Aktivierungswort bestimmte Komponenten der Aufstiegshilfe bzw. Aufstiegshilfensteuerung auf besonders schnelle Art und Weise aktiviert werden, ohne dass die eigentliche Spracherkennung das Aktivierungswort verarbeiten und/oder interpretieren muss.

Mit einem „Parameter“ kann hier einfach eine für die Aufstiegshilfensteuerung definierte Variable gemeint sein, die einen bestimmten Wertebereich aufweist. Unter Nennung eines bestimmten Parameterwerts aus dem Wertebereich für den zugehörigen Parameter kann exakt und eindeutig ein vordefinierter Zustand der Aufstiegshilfe angesteuert bzw. erreicht 14 werden. Beispielsweise kann so ein bestimmter Prozentsatz eines Maximalschubs des Antriebs eingestellt bzw. eingeregelt werden. Gemeinsam können ein solches Aktivie rungswort, ein Parameter und ein entsprechender Parameterwert aus dem Wertebereich des Parameters mittels der Steuereinheit hinreichende Steuerdaten bzw. Steuersignale generiert werden.

Um die nötige Rechenleistung der Auswerteeinheit zu reduzieren, kann das Aktivierungs wort im Nutzerbefehl vorzugsweise mittels eines in der Auswerteeinheit integrierten, vor geschalteten Aktivierungswortdetektors zur Aktivierung der Spracherkennung detektiert bzw. erkannt werden. Der Aktivierungswortdetektor dient der Erkennung eines Aktivie rungswortes für die Spracherkennung. Unmittelbar nach Erkennen eines solchen Wortes kann der Aktivierungswortdetektor die Spracherkennung aktivieren, die wiederum den Befehl erkennt und an die Auswerteeinheit in einem maschinenlesbaren Format übermit telt. Die zum Erkennen des Aktivierungsworts nötige Rechenleistung lokal und ressour censchonend vom Aktivierungswortdetektor erbracht werden und die Auswerteeinheit erst bei Erkennen eines Aktivierungsworts aus einem „Standby-Modus“ geweckt werden. Das heißt, dass die Spracherkennung nicht dauerhaft aktiv bzw. eingeschaltet sein muss, was wiederum Ressourcen einspart.

Alternativ kann auch ein eigenständiger externer Aktivierungswortdetektor verwendet werden. Zum Beispiel könnte in einer Spracherkennungs-App in einem Mobiltelefon bzw. Smartphone enthaltener Aktivierungswortdetektor benutzt werden. Vorzugsweise könnte zugleich auch die Spracherkennung eines Smartphones oder eine Spracherkennung mit integriertem Aktivierungswortdetektor auf einem Smartphone verwendet werden, um die Rechenleistung der Auswerteeinheit weiter zu reduzieren. Folglich könnte die Auswer teeinheit ihre Informationen zur Steuerung der Aufstiegshilfe einfach kabellos oder per Kabelverbindung über das mobile Endgerät beziehen, wenn es der Pilot als Eingabemittel nutzt.

Die Aufstiegshilfensteuerung ist dabei nicht auf eine rein akustische „Sprachsteuerung“ beschränkt. Wenn sich dies als vorteilhaft erweist, können zudem bestimmte Komponen ten zusätzlich zur akustischen Ansteuerung auch manuell gesteuert werden. Dies kann z. B. mittels Dreh- oder Schiebereglern, Joysticks, oder Schaltern z. B. für eine Notabschal tung des Motors oder für eine Notauslösung des Rettungsschirms realisiert sein. Möglich wäre beispielsweise auch die manuelle Steuerung mit einem gängigen Smartphone. 15

Die elektrische Aufstiegshilfe für einen Gleitschirm mit einer Aufstiegshilfensteuerung ist bevorzugt so ausgebildet, dass sich zumindest der Pilot im Gefahrenfall, unabhängig von der Aufstiegshilfesteuerung manuell bzw. mechanisch von der elektrischen Aufstiegshilfe trennen und retten kann. Dazu kann beispielsweise eine Verriegelung und/oder ein Kno ten gelöst werden oder dergleichen. Besonders bevorzugt kann entsprechend auch ein zusätzliches Rettungsgerät bzw. Notschirm für die übrigen Komponenten der Aufstiegshil fe ausgelöst werden, so dass auch die Aufstiegshilfe möglichst ohne Schäden zu verursa chen zum Boden gebracht werden kann. Alternativ kann die Aufstiegshilfe nach der Tren nung unterhalb des Piloten an einem Seil oder einer ähnlichen Sicherung hängen. Alter nativ kann auch ein zusätzlicher Nutzerbefehl vorgesehen sein, mittels dessen sich der Pilot elektromechanisch von der Aufstiegshilfe entkoppeln kann.

Um die Sicherheit des Piloten weiter zu erhöhen und eine besonders einfache und schnel le Auslösung des Rettungsschirms zu ermöglichen, umfasst die Aufstiegshilfensteuerung vorzugsweise eine Retter-Schnittstelle zum Erfassen eines Nutzerbefehls zum Auslösen des Rettungsschirms. Das Auslösen des Rettungsschirms über die Retter-Schnittstelle umfasst bevorzugt zugleich die Entkopplung des Piloten von der Aufstiegshilfe, insbeson dere des Antriebs, Rotors und eines Akkus bzw. einer Batterie. Dadurch kann der Pilot vorteilhafterweise im Notfall, z. B. bei einem Motor- und/oder Batteriebrand, möglichst simultan bzw. im selben Augenblick von den brennenden Komponenten separiert werden und sicher mit dem Rettungsschirm landen.

Mittels der Sprachsteuerung kann so auch bei körperlichen Beeinträchtigungen des Pilo ten, eine Trennung der beschädigten Komponenten vom Piloten erfolgen sowie der Aus löser für den Rettungsschirm des Piloten ausgelöst werden.

Vorzugsweise kann die Aufstiegshilfensteuerung akustische und/oder visuelle Ausgabe mittel und/oder akustische und/oder manuelle Eingabemittel umfassen. Beispielsweise können die Ausgabemittel eine Anzahl Displays bzw. elektronische Anzeigeeinheiten und/oder Lautsprecher umfassen. Bei den Eingabemitteln kann es sich z. B. um Mikrofo ne und/oder (Touch-)Displays mit Gesichtserkennung bzw. Gestensteuerung handeln.

Bevorzugt ist die Aufstiegshilfensteuerung mittels der Steuerschnittstelle mit dem Antrieb bzw. Motor der Aufstiegshilfe, der vorzugsweise mit zumindest einem Rotor, verbunden. Dadurch kann der Antrieb besonders bevorzugt per Sprache, z. B. mittels eines ausge- 16 werteten und verarbeiteten Nutzerbefehls, welcher in ein Steuersignal für die Steuerein heit umgewandelt worden ist, gesteuert werden.

Vorzugsweise kann die Aufstiegshilfensteuerung so gestaltet sein, dass sich über sie Schub und/oder Ausrichtung des Antriebs und/oder elektronische Fluginstrumente der elektrischen Aufstiegshilfe steuern bzw. regeln lassen.

Der Schub kann, wie oben bereits beschrieben durch prozentuale Angaben des Parame terwerts z. B. als sprachlicher Nutzerbefehl erfolgen. Alternativ kann auch eine manuelle Steuerung realisiert sein.

Die elektronischen, insbesondere digitalen Fluginstrumente, können beispielsweise mobi le Endgeräte, andere Displays AR-Anzeigen oder dergleichen sein, die beispielsweise Informationen zur Flughöhe oder zu Steig- bzw. Fallwerten oder auch Parameter betref fend den Flugzustand zusätzlich visuell darstellen bzw. anzeigen können. Die Anzeigen der Fluginstrumente lassen sich bevorzugt mittels Sprachbefehl einstellen, indem z. B. je nach Flugsituation zwischen vordefinierten graphischen Layouts gewählt werden kann.

Die Ausrichtung des Antriebs ist z. B. mittels eines Schwenkmechanismus realisiert, der von Elektromotor betrieben wird. Vorzugsweise kann mittels eines Steuersignals der Schubmotor in einen Modus zur aktiven Lageregelung geschaltet werden. In diesem Mo dus sorgt der Schwenkmechanismus beispielsweise dafür, dass die Rotationsachse des Rotors in Richtung der Flugrichtung ausgerichtet ist.

Die oben erwähnten Schnittstellen sind vorzugsweise als kabellose bzw. drahtlose Schnittstellen ausgebildet, wie beispielsweise um Bluetooth, WLAN, ZigBee, NFC, Wibree oder WiMAX im Radiofrequenzbereich sowie IrDA und optischer Richtfunk (FSO) im infra roten bzw. optischen Frequenzbereich.

Alternativ oder zusätzlich können die Schnittstellen aber auch ganz oder teilweise per kabelgebunden ausgebildet sein. Eine Übertragung kann auch hier per Analog- oder Digi talsignal erfolgen.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Fi- 17 guren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen:

Figur 1 eine grob schematische Frontansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gleitschirms mit einem Ausführungsbeispiel einer er findungsgemäßen Aufstiegshilfensteuerung,

Figur 2 eine grob schematische Seitenansicht des Gleitschirms aus Figur 1 (ohne Piloten),

Figur 3 eine schematische Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfin dungsgemäßen Aufstiegshilfensteuerung mit zusätzlicher Sensoranord nung,

Figur 4 ein schematisches Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfin dungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer elektrischen Aufstiegshilfe.

In Figur 1 ist beispielhaft und grob schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Gleitschirms 50 mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Aufstiegshilfensteuerung 40 in einer frontalen Ansicht dargestellt. Der Geleitsschirm 50 umfasst eine Schirmkappe 51, die mittels Galerieleinen und Stammleinen 60 mit einer Last 53 verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Last durch einen Piloten 53 dargestellt. Die Schirmkappe 51 hat im Wesentlichen eine elliptische Form, deren Haupt achse sich senkrecht zu einer Flugrichtung erstreckt. Die Schirmkappe 51 weist zu ihren lateralen Seiten (links bis rechts aus der Sicht des Piloten) zwei Schirmkappenenden 52 auf.

Der Gleitschirm 50 umfasst eine Sensoranordnung S1, S2, S3, S4 sowie weitere Kompo nenten, wie beispielsweise eine Aufstiegshilfe 58, 59, die im Detail anhand von Figur 2 erläutert wird, sowie eine Zentraleinheit 30, die im Detail anhand von Figur 3 erläutert werden. Die Sensoranordnung S1, S2, S3, S4 weist in diesem Ausführungsbeispiel vier Sensoreinheiten S1, S2, S3, S4 auf. Eine zentrale Sensoreinheit S1 ist im Bereich der Last bzw. des Piloten 53 angeordnet und kann beispielsweise in der Zentraleinheit 30 integriert sein. Jeweils im Bereich eines der Schirmkappenenden 52 ist eine Schirmkap- penend-Sensoreinheit S2, S3 angeordnet. Diesem Ausführungsbeispiel ist eine weitere Schirmkappenmitten-Sensoreinheit S4 im Bereich der Mitte der Schirmkappe angeordnet. 18

Die Schirmkappenend-Sensoreinheiten S2, S3 sind zueinander in einem ersten Abstand d1 angeordnet. Je eine der Schirmkappenend-Sensoreinheiten S2, S3 ist zur Last in ei nem zweiten Abstand d2 bzw. d3 angeordnet. Bei zahlreichen Flugmanövern und auch in Gefahrensituation ändern sich die Abstände d1, d2, d3 in charakteristischer Weise, so dass die Flugmanöver bzw. Gefahrensituation gut mittels diese Abstände charakterisiert werden können. Um die Abstände d1, d2, d3 zu messen, weisen die Sensoreinheiten S1,

52, S3 jeweils einen Ultraschall-Abstandssensor 21 auf, wie anhand von Figur 3 noch detaillierter erläutert wird.

Figur 2 zeigt eine grob schematische Seitenansicht des Geleitsschirms 50 aus Figur 1. Der Gleitschirm 50 weist eine elektrische Aufstiegshilfe 58, 59 auf. Die elektrische Auf stiegshilfe 58, 59 umfasst einen Elektromotor 58, der einen Rotor 59 antreibt, einen Schub zu erzeugen. Die elektrische Aufstiegshilfe 58, 59 ist in Flugrichtung hinter dem Piloten (hier nicht gezeigt) angeordnet und mittels eines Abstandselements 57 so vom Piloten beabstandet, dass dieser mit seinen Extremitäten nicht in einen Sicherheitsbereich um den Rotor 59 gelangen kann. Das Abstandselement 57 ist mittels zweier Schubstangen 56 zu beiden Seiten des Piloten in je einem Aufhängepunkt 55 z. B. mittels eines Karabi ners mit den Stammleinen 60 verbunden. Das Gewicht der elektrischen Aufstiegshilfe 58, 59, des Abstandselements 57 sowie der Schubstangen 56 wird somit auch vom Gleit schirm 50 getragen und trägt zur Last 53 bei.

Der Pilot ist hier nicht dargestellt, sitzt im Normalbetrieb aber in dem Gurtzeug 54 und ist somit auch Teil der Last 53. Am Gurtzeug 54 ist ein Rettungsschirm 61 angeordnet, der einen Wurfmechanismus inklusive Auslöser umfasst, der mittels einer Steuerungseinheit 35 angesteuert werden kann, wie anhand von Figur 3 im Detail beschrieben wird. Ebenso kann der Motor 58 mittels der Steuereinheit 35 angesteuert werden. Die Steuerungsein heit 35 ist hier ein integrierter Teil der Zentraleinheit 30. Die Zentraleinheit 30 ist am Ab standselement 57 und somit im Bereich der Last 53 angeordnet. Die Zentraleinheit 30 umfasst die zentrale Sensoreinheit S1 sowie die Aufstiegshilfensteuerung 40.

In Figur 3 ist schematisch ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfin dungsgemäßen Aufstiegshilfensteuerung 40 mit schematischer Sensoranordnung S1, S2,

53, S4 dargestellt. Die Aufstiegshilfensteuerung 40 ist von der Zentraleinheit 30 umfasst, die im Bereich der Last 53 angeordnet ist. Dargestellt sind ferner zwei periphere Schirm- kappenend-Sensoreinheiten S2, S3, die im Bereich der Schirmkappenenden 52 des 19

Gleitschirms 50 angeordnet sind. In die Zentraleinheit 30 ist in diesem Ausführungsbei spiel eine zentrale Sensoreinheit S1 integriert. Die zentrale Sensoreinheit S1 sowie die beiden Schirmkappenend-Sensoreinheiten S2, S3 bilden eine Sensoranordnung S1, S2, S3 mit den bereits anhand von Figur 1 beschriebenen ersten und zweiten Abständen.

Die beiden Schirmkappenend-Sensoreinheiten S2, S3 sind jeweils mittels Sensor- Schnittstellen 28 bzw. Flugdatenschnittstellen 28 mit der Zentraleinheit 30 und somit mit der Aufstiegshilfensteuerung 40 verbunden. Sie weisen jeweils einen Abstandssensor 21, einen Beschleunigungssensor 22 sowie ein Gyroskop 23 auf. Der Beschneidungssensor 22 bzw. das Gyroskop 23 ist die Beschleunigungen in Richtung aller Achsen und kann beispielsweise als kombinierte IMU ausgebildet sein. Die Schirmkappenend- Sensoreinheiten S2, S3 können bei Bedarf auch noch weitere Sensoren wie beispielswei se ein Magnetometer 24 oder ein Staudrucksensor aufweisen.

Die zentrale Sensoreinheit S1 umfasst gegenüber den Schirmkappenend-Sensoreinheiten S2, S3 zusätzlich ein Barometer 25, einen GPS-Sensor 26 und einen LIDAR-Sensor 27, dessen Messbereich auf den Rotor 59 ausgerichtet ist. Mit dem LIDAR-Sensor 27 kann somit festgestellt werden ob ein Gegenstand in den Sicherheitsbereich des Rotors 59 eindringt.

Die Wirkungsweise der einzelnen Sensoren ist grundsätzlich bekannt. Sie dienen im Ein zelnen zu folgenden Zwecken:

Die gyroskopischen Werte des Gleitschirms 50 werden ermittelt, um die Rotationsge schwindigkeit um die Roll-, Nick- und Gier-Achse zu bestimmen und um eine Deformation des Tragflächenprofils zu erfassen.

Die Beschleunigungswerte des Gleitschirms 50 werden ermittelt, um die Bewegung des Schirms oder einzelner Teile ableiten zu können, zur Bestimmung der horizontalen Aus richtung (Vektor Erdgravitation) sowie zur absoluten Langzeitkorrektur des relativen Gyro skops.

Die Langzeitkorrektur bezeichnet den Ausgleich des Langzeitdrifts des der Gyroskope. Da ein Gyroskop nur relative Winkelgeschwindigkeiten erfasst, muss in definierten Intervallen der absolute Ausgangspunkt neu bestimmt werden. Dies erfolgt für die Roll- und Nick- 20

Achse mittels eines Abgleichs zum (zeitlich gemittelten) Vektor der Erdgravitation und für die Gier-Achse mittels eines Abgleich zu den magnetometrischen Daten.

Die Beschleunigungswerte des Piloten bzw. der Last 53 werden ermittelt, um die "Syn chronisation" zwischen Gleitschirm und Pilot festzustellen, da es systembedingt (Pendel) zu Bewegungsabweichungen kommen kann, und zur Feststellung des Bewegungsvektors während einer Startphase.

Die gyroskopischen Daten des Piloten bzw. der Last 53 werden zur Bestimmung des Schubvektors und zur Feststellung von Störungen während der Startphase (z.B. Sturz des Piloten beim Anlaufen) ermittelt.

Die magnetometrischen Daten von Gleitschirm und Pilot werden zur Bestimmung der Dif ferenz der Ausrichtung um die z-Achse verwendet, da sich der Pilot bei Anwendung eines sog. "Rückwärtsstarts" (Schirm wird rückwärts aufgezogen, muss aber dennoch vorwärts gestartet werden) in der Endphase des Starts um 180° gegenüber dem Gleitschirm dre hen muss. Es gilt dabei den Zeitpunkt des Ausdrehens und den Beginn der Beschleuni gungsphase eindeutig zu bestimmen. Die magnetometrischen Daten vom Gleitschirm werden zudem zur Langzeitkorrektur des relativen Gyroskops verwendet.

Die relative Abstandsmessung zwischen den Tragflächenendpunkten und dem Piloten unter Verwendung von Ultraschall erfolgt auch als Langzeitkorrektur der "integrierten Be schleunigung" bzw. zur Ermittlung von Geschwindigkeit und Position und zusätzlich zur Feststellung der Leinenstreckung.

Die Luftdruckmessung erfolgt, um den internen Staudruck des Gleitschirms zu bestimmen und für die Erfassung von Thermik (sinkende oder steigende Luftmassen).

Das globale Positionssystem (z.B. GPS, Galileo, etc.) dient zur Flugnavigation und Flug aufzeichnung.

All diese Berechnungen können durchgeführt werden bevor die entsprechenden Ergeb nisse als Eingangsdaten an das neuronale Netz übermittelt werden. Alternativ kann das neuronale Netz auch so trainiert sein, dass es unmittelbar die gemessenen Sensordaten auswertet. 21

Die Sensoranordnung S1, S2, S3 kann beispielsweise auch eine oder mehrere weitere Sensoreinheiten, wie z. B. die Schirmkappenmitten-Sensoreinheit S4 (siehe Figur 1) auf weisen, die als zusätzliche (Null-)Referenz für die Langzeitkorrektur des relativen Gyro skops dient und gegebenenfalls auch einen Staudrucksensor umfasst, um eine ganzheitli ches Erfassung der Staudruckverteilung in der Schirmkappe zu ermöglichen.

Die Zentraleinheit 30 umfasst neben der zentralen Sensoreinheit S1 die Aufstiegshilfen steuerung 40, die über einen zentralen Bus 29 mit der Sensorschnittstelle 28 und der zentralen Sensoreinheit S1 verbunden ist und darüber gesendete Daten empfängt. Der zentrale Bus 29 wirkt somit auch als interne Flugdatenschnittstelle. Die Aufstiegshilfen steuerung 40 weist eine Auswerteeinheit 37, eine Steuereinheit 35 sowie einen Flug schreiber 31 auf.

Der Flugschreiber 31 ist ein beschreibbarer und auslesbarer Speicher. Er kann beispiels weise als SD-Karte bzw. Mikro-SD- Karte ausgebildet sein. Alternativ kann er auch als fest verbauter Speicher ausgebildet sein, der sich über eine Schnittstelle auslesen lässt. Auf dem Flugschreiber 31 werden die Flugdaten, also die Messdaten aller Sensoren sowie ermittelte Flugzustände, gespeichert.

Die Flugzustände werden in der Auswerteeinheit 37 mittels einer Analyseeinheit 38 unter Einsatz eines neuronalen Netzes ermittelt. Dabei dienen die Messdaten der Sensoren und gegebenenfalls ein zeitlicher Verlauf dieser Messdaten als Eingangsvektor.

Das neuronale Netz der Analyseeinheit 38 wurde, wie oben bereits ausführlich beschrie ben, trainiert und ist daher für die spezifische Aufgabe ausgebildet, durch die Analyse der Flugdaten, also der Messdaten der Sensoren, die Flugsituationen bzgl. der Sicherheit und/oder die Schirmkappe bzgl. ihrer Stabilität zu bewerten und/oder die momentanen Manöver und/oder Gefahrensituationen zu erkennen. Zudem kann die Analyseeinheit 38 Gefahrensituationen anhand der ihnen in den Flugdaten vorausgehenden Muster Vorher sagen, wie ebenfalls oben beschrieben.

Die Aufstiegshilfensteuerung 40 ist zudem über eine Ul-Anschlussschnittstelle 32 mit akustischen Ausgabemitteln 33 und optischen Ausgabemitteln 34 sowie einem Mikrofon 33‘ als akustischem Eingabemittel zum Erfassen von Nutzerbefehlen NB verbunden. Die akustischen Ausgabemittel 33 können beispielsweise einen Kopfhörer und/oder einen Lautsprecher umfassen. Die optischen Ausgabemittel 34 können z. B. als Handgelenks- 22 display, auf einer Smartwatch oder einem Smartphone mit entsprechender Halterung ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die optischen Ausgabemittel AR- Anzeigen (augmented reality) umfassen, die die Anweisungen bzw. Informationen z. B. in einer Brille oder in einem Helmvisier als Überlagerung im Sichtfeld anzeigen.

Ein mittels des Mikrofons 33‘ erfasster Nutzerbefehl NB wird über den zentralen Bus 29 an die Auswerteeinheit 37 geleitet und dort analysiert. Dazu wird zunächst mittels eines Aktivierungswortdetektors 11 überprüft, ob der Nutzerbefehl NB mit einem vordefinierten Aktivierungswort AW beginnt. In diesem Fall wird Nutzerbefehl NB von einer nachgeschal teten Spracherkennung 10 weiter ausgewertet und festgestellt, ob aus valide Steuersigna le ermittelt werden können. Im anderen Fall (kein gültiges Aktivierungswort AW) wird der Nutzerbefehl NB verworfen.

Auf Basis des ermittelten Flugzustands FZ, FZ‘ bzw. des Nutzerbefehls NB kann die Steuereinheit 35 über eine Steuerschnittstelle 36 beispielsweise den Motor 58 ansteuern. Dadurch kann beispielsweise der Schub mittels eines Nutzerbefehls NB geregelt werden oder zusätzlicher Schub bereitgestellt werden, wenn die Schirmkappe 51 droht zusam men zu fallen. Ferner kann eine Notabschaltung des Motors 58 erfolgen, falls Fremdkör per in den Sicherheitsbereich des Rotors 59 eindringen. Die Steuereinheit 35 kann bei spielsweise auch den Auslöser für den Rettungsschirm 61 ansteuern, sodass sich dieser in einer Notfallsituation oder durch einen Nutzerbefehl NB ausgelöst automatisch entfaltet.

Auch wenn die Komponenten der Zentraleinheit 30 hier vollständig integriert dargestellt sind, ist klar, dass die einzelnen Elemente der Zentraleinheit 30 auch an den jeweiligen Schnittstellen separiert ausgeführt sein können, sofern dies zweckdienlich ist. So können beispielsweise die zentrale Sensoreinheit S1 oder die Aufstiegshilfensteuerung 40 als separate Komponente ausgebildet sein. Insbesondere die Aufstiegshilfensteuerung 40 und/oder die Auswerteeinheit 37 können wie oben bereits angegeben im Wesentlichen mittels Software realisiert sein, sodass es bei geeigneten Schnittstellen (z.B. W-LAN, Funkverbindung etc.) zum Beispiel auch auf einem Smartphone ausgebildet oder in einer Bodenstation angeordnet sein kann. Grundsätzlich können die dargestellten Schnittstellen 28, 32, 36, 36‘ und auch die Verbindung zur zentralen Sensoreinheit S1 sowohl kabelge bundenen als auch kabellos (z.B. W-LAN, Bluetooth, Zigbee, Funkverbindung etc.) aus geführt sein. 23

Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ermitteln eines Flugzustandes eines Gleitschirms 50. In einem ersten Schritt I werden mittels der Sensoranordnung S1, S2, S3 Messdaten der Sensoren erfasst und ein erster Abstand d1 zwischen den Schirmkappenenden 52 sowie die beiden zwei ten Abstände d2, d3 zwischen einem Schirmkappenende 52 und der Last 53 ermittelt.

In einem zweiten Schritt II wird in der Analyseeinheit 38 der Auswerteeinheit 37 mittels eines neuronalen Netzes unter Verwendung des ersten Abstands d1 und/oder der zweiten Abstände d2, d3 ein Flugzustand ermittelt. D.h. die Flugsituationen wird bzgl. der Sicher heit und/oder die Schirmkappe bzgl. ihrer Stabilität bewertet und/oder die momentanen Manöver und/oder Gefahrensituationen werden erkannt.

In einem weiteren optionalen Schritt III trifft die Analyseeinheit 38 unter Verwendung des neuronalen Netzes eine Vorhersage über mögliche Gefahrensituationen anhand der ihnen in den Flugdaten vorausgehenden Muster.

In Schritt IV wird ein Nutzerbefehl NB als Sprachsignal S mittels des Mikrofons 33‘ erfasst und über die Ul-Anschlussschnittstelle 32 an die Auswerteeinheit 37 weitergeleitet. In der Auswerteeinheit 37 überprüft im folgenden Schritt V zunächst der Aktivierungswortdetek tors 11 , ob der ob der Nutzerbefehl NB mit einem vordefinierten Aktivierungswort AW be ginnt - falls nicht, wird der Nutzerbefehl NB verworfen. Andernfalls wird Nutzerbefehl NB von der nachgeschalteten Spracherkennung 10 im Schritt VI weiter ausgewertet und z. B. einer entsprechenden Variable bzw. mehreren Variablen zugeordnet. Dabei wird z. B. festgestellt, ob der Nutzerbefehl NB einen validen Parameter P und einen validen Para meterwert PW enthält.

Der Parameter P und der Parameterwert PW werden zusammen mit dem Flugzustand FZ und/oder die Vorhersage FZ‘ in einem weiteren Schritt VII von einer einfachen Priorisie- rungslogik ausgewertet. Dabei genießen normalerweise die Nutzerbefehle NB z. B betref fend. die Motorsteuerung Vorrang. Der betreffende Parameter P wird also entsprechend dem Nutzerbefehl auf den zughörigen Parameterwert PW gesetzt, also z. B. der Schub des Motors auf 50% geregelt. Wenn aber z. B. eine kritische Flugsituation eintritt kann der Motor z. B. auch nur auf Basis des ausgewerteten Flugzustands FZ bzw. der Vorhersage FZ‘ abgeschaltet oder der Retter ausgelöst werden. In diesem Fall hat also der Flugzu stands FZ bzw. die Vorhersage FZ‘ Vorrang. 24

Anschließend an die Priorisierungslogik kann im Schritt VIII der Flugzustand und/oder die Vorhersage mittels der akustischen Ausgabemittel 33 und/oder optischen Ausgabemittel 34 als Nutzersignal N ausgegeben werden. Des Weiteren kann im Schritt IX über die akustischen Ausgabemittel 33 und/oder optischen Ausgabemittel 34 eine Anweisung A ausgegeben werden, mit deren Hilfe der derzeitige Flugzustand FZ verbessert oder die derzeitige Gefahrensituation beendet werden kann. Ferner kann im Schritt X auf Basis des Flugzustands FZ und/oder der Vorhersage FZ‘ und/oder eines Nutzerbefehls NB mit tels der Steuervorrichtung der Motor 58 bzw. der Auslöser für den Rettungsschirm 61 an gesteuert werden.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorherge hend detailliert beschriebenen Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Auch wenn die Sprachsteuerung in den Figuren le- diglich in Verbindung mit einer Aufstiegshilfe beschrieben wurde, die beabstandet hinter dem Piloten angeordnet ist, kann die Sprachsteuerung jedoch auch mit jeder anderen steuerbaren Aufstiegshilfe bzw. Motor für einen Gleitschirm verwendet werden. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „System“, „Einheit“ und „Anordnung“ nicht aus, dass die betreffende Komponente aus mehreren zusammenwirkenden Teilkomponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.