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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Horchpeilung
mittels akustischer Überwachung
wenigstens eines Horchsektors, der in einer mittels einer Sonaranlage überwachbaren Überwachungsebene
liegt, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 8.
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Eine
herkömmliche
Sonaranlage wird zur Ortung von Objekten unter Wasser eingesetzt.
Eine Ortung mittels passivem Sonars ist möglich, wenn das Objekt eine
Geräuschquelle
ist bzw. aufweist, die von der Sonaranlage empfangbare Wasserschallsignale aussendet.
Bei aktivem Sonar werden Wasserschallsignale in Richtung eines Objekts
gesendet, von dem Objekt reflektiert und nachfolgend mittels der
Sonaranlage empfangen.
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Zum
Empfang der Wasserschallsignale weist die herkömmliche Sonaranlage wenigstens
eine Empfangsantenne mit einer Vielzahl von Wasserschallaufnehmern,
beispielsweise elektroakustischen Wandlern, auf, die in Erwiderung
auf empfangene Wasserschallsignale bzw. Wasserschallwellen elektrische
Empfangssignale generieren und einem Richtungsbildner bereitstellen.
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Der
Richtungsbildner der bekannten Sonaranlage generiert Richtungssignale
aus den Empfangssignalen der Wasserschallaufnehmer, indem er die
Empfangssignale für
mehrere Hauptempfangsrichtungen abhängig vom Wandlerort verzögert und zu
Gruppensignalen bzw. den Richtungssignalen zusammenfasst. Jedem
Richtungssignal ist daher eine Hauptempfangsrichtung zugeordnet.
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Die
Hauptempfangsrichtung weist in Richtung des Empfangsmaximums der
Hauptkeule einer Richtcharakteristik der Sonaranlage. Bei einer
horizontal ausgerichteten Empfangsantenne bezeichnet die Hauptempfangsrichtung
einen Peilwinkel in der Horizontalebene.
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Die
vom Richtungsbildner bereitgestellten Richtungssignale werden üblicherweise – nach einer weiteren
Signalverarbeitung – einem
Anzeigemittel zur visuellen Darstellung bereitgestellt, auf dem
Richtungssignale entsprechend ihrem Schallpegel beeinflusst werden.
Wenn die Richtcharakteristik auf ein Objekt bzw. eine Schallquelle
weist, ist der empfangene Schallpegel größer als die Schallpegel benachbarter
Richtcharakteristiken.
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Ferner
weist die bekannte Sonaranlage eine Audio-Signalverarbeitungseinheit
auf, die aus einem Richtungssignal ein Mono-Audiosignal generiert.
Alle Richtungssignale zusammen legen dabei die mittels der Sonaranlage überwachbare Überwachungsebene
fest, während
das zur Bildung des Audiosignals verwendete Richtungssignal bzw.
die dem Richtungssignal zugeordnete Hauptempfangsrichtung einen
tatsächlich
akustisch überwachten
Horchsektor festlegt. Der Horchsektor wird somit mittels des Mono-Audiosignals
akustisch abgebildet, wobei eine Ortsauflösung bzw. Peilung innerhalb
des Horchsektors bei dem Mono-Audiosignal
nicht möglich
ist.
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Aus
US 6,885,612 B2 und
DE 15 668 57 A sind
Einrichtungen bekannt, die aus mehreren Richtungssignalen mittels
geeigneter Signalverarbeitung ein Stereo-Audiosignal generieren. Der Horchsektor bzw.
die Überwachungsebene
wird mittels des Stereo-Audiosignals derart akustisch abgebildet,
dass eine Ortsauflösung
bzw. Peilung innerhalb des Horchsektors bzw. innerhalb der Überwachungsebene
möglich
ist. Mittel oder Verfahren zum Einstellen des Horchsektors zeigen
diese bekannten Einrichtungen nicht.
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Bei
der o. g. bekannten Sonaranlage ist eine Vorrichtung vorgesehen,
die ein Haupthorchrichtungseinstellmittel aufweist, mittels dem
eine in dem Horchsektor liegende Haupthorchrichtung durch Schwenken
gegenüber
einer antennenfesten Bezugsrichtung einstellbar ist. Wenn bei dieser
bekannten Sonaranlage nur ein Richtungssignal den Horchsektor festlegt
und somit hörbar
gemacht wird, ist die Haupthorchrichtung identisch mit der in dem
Horchsektor liegenden Hauptempfangsrichtung.
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Das
bekannte Haupthorchrichtungseinstellmittel ist ein Trackball, der
von einem Bediener gedreht werden kann, wobei sich die Haupthorchrichtung
verschiebt bzw. nacheinander die den unterschiedlichen Hauptempfangsrichtungen
zuge ordneten Signale akustisch, bspw. mittels eines Kopfhörers, wiedergegeben
werden können.
Durch Abhören von
Schallpegeln benachbarter Richtcharakteristiken kann somit eine
Geräuschquelle
eingepeilt werden.
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Der
Trackball zum Einstellen des Peilwinkels wird bei bekannten Sonaranlagen
oftmals für
weitere Zwecke, insbesondere zum Einstellen weiterer Parameter,
verwendet. Es muss daher zwischen unterschiedlichen Funktionsweisen
des Trackballs umgeschaltet werden, was zeitaufwendig und kompliziert ist.
Darüber
hinaus ist es zeitaufwendig, mittels des Trackballs nacheinander
vergleichsweise weit voneinander entfernt liegende Haupthorchrichtungen einzustellen,
da der Trackball hierfür
vergleichsweise weit gedreht werden muss, wobei der Bediener möglicherweise
mehrfach seine den Trackball bedienende Hand umsetzen muss. Schließlich behindert
die Masse des Trackballs ein schnelles und präzises Navigieren zwischen unterschiedlichen
Haupthorchrichtungen.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Einstellen der
Haupthorchrichtung zu verbessern.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und mit einem
Verfahren nach Anspruch 8.
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Die
Erfindung hat erkannt, dass sich das Einstellen der Haupthorchrichtung
mit einer Vorrichtung vereinfacht, die ein Blickrichtungsdetektionsmittel aufweist,
mittels dem eine Blickrichtung, insbesondere Hauptblickrichtung,
eines oder beider Augen eines Bedieners detektierbar ist, und bei
der das Haupthorchrichtungseinstellmittel derart ausgebildet ist,
dass mittels des Haupthorchrichtungseinstellmittels die Haupthorchrichtung
in Abhängigkeit
von der detektierten Blickrichtung einstellbar ist.
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Die
Erfindung nutzt die Tatsache, dass der Bediener seine Blickrichtung
schnell verschwenken und sehr präzise
auf ein Ziel fokussieren kann. Dabei macht es in der Regel keinen
oder kaum einen Unterschied, ob die Blickrichtung zu einem benachbarten oder
weiter entfernt liegenden Ziel verschwenkt wird. Ein Ver schwenken
der Blickrichtung zu einem weiter entfernt liegenden Ziel bewirkt
dabei ein Verschwenken der Haupthorchrichtung zu einer weiter entfernt liegenden
Haupthorchrichtung. Folglich kann der Bediener mittels des Blickrichtungsdetektionsmittels und
des Haupthorchrichtungseinstellmittels eine benachbarte Haupthorchrichtung
im Wesentlichen so schnell einstellen wie eine weiter entfernt liegende Haupthorchrichtung.
In jedem Fall ist ein schnelles, einfaches und präzises Einstellen
der Haupthorchrichtung möglich.
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Das
Blickrichtungsdetektionsmittel ist beispielsweise ein sog. Eye-Tracker,
der vorzugsweise ortsfest relativ zur Sonaranlage angeordnet ist,
alternativ jedoch auch am Kopf des Bedieners oder an einer an seinem
Kopf getragenen Einrichtung fixiert sein kann. In letzterem Fall
ist es vorteilhaft, ein Bild, auf dem Ziele durch Erfassen der Blickrichtung
ausgewählt
werden sollen, auf die Netzhaut des Bedieners zu projizieren und
zusätzlich
zu der Blickrichtung eine Position und Orientierung des Kopfes im Raum
zu erfassen, in dem ein Ziel fixiert wird.
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Insbesondere
dann, wenn das Blickrichtungsdetektionsmittel ortsfest im Raum angeordnet ist,
muss das Blickrichtungsdetektionsmittel zunächst das Auge bzw. die Augen
des Bedieners erfassen, um anhand von Details des Auges, beispielsweise der
Pupillenstellung die Blickrichtung ermitteln zu können. Entweder
ist das Blickrichtungsdetektionsmittel bzw. der Eye-Tracker dabei
gezielt auf das Auge des Bedieners gerichtet und wird aktiv in seiner Ausrichtung
nachjustiert, wenn der Bediener seine Position im Raum ändert. Alternativ
oder zusätzlich wird
ein Bereich, der größer als
das Auge des Bedieners ist, optisch erfasst und mittels bildverarbeitender Mittel
zunächst
das Auge in dem erfassten Bereich und dann die Blickrichtung detektiert.
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Vorzugsweise
wird eine eingestellte Haupthorchrichtung nicht in jedem Fall verstellt, wenn
das Blickrichtungsdetektionsmittel eine Änderung der Blickrichtung des
Bedieners detektiert. Der Bediener soll nämlich die Möglichkeit haben, seinen Blick
auf andere Dinge zu richten, ohne das sich die Haupthorchrichtung
verstellt. Daher kann vorgesehen sein, dass die Haupthorchrichtung
nur dann neu eingestellt werden kann, wenn zugleich ein weiteres Bedienelement,
beispielsweise ein Taster, betätigt wird.
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Alternativ
kann mittels des Blickrichtungsdetektionsmittels und/oder mittels
des Haupthorchrichtungseinstellmittels ein Muster detektiert werden, nachdem
sich die Blickrichtung in einer vorgegeben Zeit ändert bzw. nicht ändert und/oder
auf ein bestimmtes Ziel gerichtet ist, wobei die Vorrichtung nur in
Erwiderung auf ein derartiges bekanntes Muster die Haupthorchrichtung
neu einstellt. Beispielsweise veranlasst der Bediener das Einstellen
einer neuen Horchrichtung, nachdem er zuvor seinen Blick für eine vorgegebene
Zeitdauer auf ein bestimmtes Ziel gerichtet hat, indem er nachfolgend
seine Blickrichtung auf ein vorgegebenes Bestätigungsziel richtet oder nach
einem bestimmten Muster blinzelt oder seinen Blick schweifen lässt. Alternativ
kann das längere
Fixieren eines Zieles zum Einstellen der Haupthorchrichtung ausreichen
und eine gleichzeitige oder nachfolgende Bestätigung bzw. Eingabe entfallen.
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Zum
Einstellen der Haupthorchrichtung steuert das Haupthorchrichtungseinstellmittel
den Richtungsbildner und/oder die Audio-Signalverarbeitungseinheit
geeignet an. Die Sonaranlage kann dabei mehr als einen Richtungsbildner
und/oder mehr als eine Audio-Signalverarbeitungseinheit aufweisen, so
dass die Erfindung nicht auf den Einsatz in Sonaranlagen mit nur
einem einzigen Richtungsbildner bzw. einer einzigen Audio-Signalverarbeitungseinheit beschränkt ist.
Wenn die Sonaranlage gemäß den Ansprüchen ”einen” Richtungsbildner
bzw. ”eine” Audio-Signalverarbeitungseinheit
aufweist, so ist ”einen” bzw. ”eine” somit
nicht als Zahlwort sondern als unbestimmter Artikel zu verstehen.
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Insgesamt
ermöglicht
die Erfindung ein schnelles und wenig aufwändiges Anpeilen unterschiedlicher
im Wasser befindlicher Objekte bzw. Schallquellen. Der Bediener
braucht seine Hände nicht
für das
Einstellen der Haupthorchrichtung benutzen und hat seine Hände daher
für andere
Aufgaben frei. Auch der Trackball kann für andere Aufgaben verwendet
werden.
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Vorteilhafterweise
weist die Vorrichtung ein optisches Anzeigemittel auf, auf dem die Überwachungsebene
zumindest teilweise optisch abgebildet werden kann. Das optische
Anzeigemittel ist beispielsweise ein Monitor, Bildschirm oder Display.
Alternativ kann das Anzeigemittel mehrere Monitore, Bildschirme
oder Displays aufweisen, die vorzugsweise nebeneinander und/oder übereinander
angeordnet sind und Teil einer Konsole sind bzw. diese Konsole bilden.
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Die
Vorrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass eine die Blickrichtung
kreuzende Blickposition auf dem Anzeigemittel detektiert werden
kann. Beispielsweise sind auf dem Anzeigemittel Objekte bzw. Geräuschquellen
zugeordnete Symbole in zeitlicher Abfolge über dem zu dem jeweiligen Objekt
gehörenden
Peilwinkel aufgetragen. In diesem Fall kann das Ziel der Blickrichtung
bzw. eine Blickposition ein derartiges auf dem Anzeigemittel angezeigtes
Symbol sein. Dabei kreuzt die Blickrichtung das Anzeigemittel in
dieser Blickposition. Die Blickposition wird mittels des Blickrichtungsdetektionsmittels
detektiert. In Erwiderung hierauf, insbesondere nach einer bestätigenden
Eingabe, stellt das Haupthorchrichtungseinstellmittel die Horchrichtung,
die auf dieser Blickposition am Anzeigemittel abgebildet ist, als
neue Haupthorchrichtung ein. Somit können beispielsweise alle im Überwachungssektor
befindlichen Geräuschquellen
auf dem Anzeigemittel automatisch, beispielsweise in Form von Symbolen,
angezeigt werden. Der Bediener kann mittels der Erfindung schnell
und zielgerichtet die Symbole mit seinem Blick anvisieren, hierdurch
einen Horchsektor auswählen
und sich dann gezielt die Audiosignale anhören, die der Richtungsbildner
zusammen mit der Audio-Signalverarbeitungseinheit für die somit
ausgewählte
Haupthorchrichtung bereitstellt.
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Vorzugsweise
wird auf dem Anzeigemittel ein die Haupthorchrichtung repräsentierender
Audio-Peilzeiger dargestellt. Der Bediener kann somit erkennen,
auf welchen Peilwinkel die Haupthorchrichtung gerade eingestellt
ist bzw. wo sich die Haupthorchrichtung relativ zu auf dem Anzeigemittel angezeigten
Objekten befindet. Der Audio-Peilzeiger kann dabei beispielsweise
graphisch durch einen Strich symbolisiert sein. Alternativ oder
zusätzlich können als
Audio-Peilzeiger die Abbildungen bzw. Symbole der in der Haupthorchrichtung
befindlichen Ob jekte graphisch, beispielsweise durch eine bestimmte
Farbe oder deren Umgebung, beispielsweise ebenfalls durch eine bestimmte
Farbe, optisch hervorgehoben sein.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Audiosignal
ein, insbesondere binaurales, Stereo-Audiosignal, das über einen
Stereokopfhörer
wiedergegeben werden kann und eine akustische Abbildungsebene aufspannt,
wobei der Horchsektor auf einen in der Abbildungsebene liegende
akustischen Abbildungssektor abgebildet wird.
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Der
den Stereokopfhörer
tragende Bediener bekommt deshalb über das Stereo-Audiosignal eine Richtungsinformation
der Geräuschquellen
innerhalb des ausgewählten
Horchsektors. Beispielsweise gelangt ein Signal einer Geräuschquelle
verzögert
auf das rechte Ohr des Bedieners, wenn sich die Geräuschquelle
links von der Haupthorchrichtung im Horchsektor befindet. Mittels
dieser Horchpeilung können
mehrere im Horchsektor befindliche Objekte nicht nur voneinander
unterschieden werden. Sondern es kann beispielsweise auch eine Reihenfolge dieser
Objekte in Abhängigkeit
von einem Winkel relativ zur antennenfesten Bezugsrichtung ermittelt werden.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung weist die Vorrichtung ein Eingabemittel,
insbesondere Trackball, zur Steuerung eines Spreizfaktors einer Audio-Lupe
auf, wobei die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass der Öffnungswinkel
des Abbildungssektors gegenüber
dem Öffnungswinkel
des Horchsektors in Abhängigkeit
vom diesem Spreizfaktor verändert
werden kann. Diese Weiterbildung der Erfindung ermöglicht eine
besonders detailgenaue und effiziente Horchpeilung von Objekten.
Wenn ein Ziel visuell angepeilt ist, wird der Horchsektor auf den
akustischen Abbildungssektor in der akustische Abbildungsebene abgebildet.
Der Öffnungswinkel
dieses Abbildungssektors kann nun mittels des Trackballs oder alternativ
mittels eines anderen Eingabegeräts, verändert, insbesondere
vergrößert, werden.
Hierdurch ist eine genauere akustische Trennung von Objekten möglich, da
sich auch die Winkel zwischen Richtungen erhöhen, aus denen die den Objekten
zugeordneten Geräusche
für den
Bediener zu kommen scheinen.
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Vorteilhafterweise
generiert der Richtungsbildner zwei Richtungssignale mit minimal
versetzt zueinander angeordneten, jedoch auf ein selbes Ziel gerichteten
Hauptempfangsrichtungen jeweils durch richtungsabhängige zeitliche
Verzögerung
und konphase Aufsummierung unterschiedlicher Teilmengen der Empfangssignale,
wobei nachfolgend die Audiosignalverarbeitungseinheit aus diesen
Richtungssignalen allein oder zusammen mit weiteren Richtungssignalen
das Stereo-Audiosignal generiert. Hierdurch ist eine effiziente
Fokussierung auf ein Ziel zur Generierung des Stereo-Audiosignals
möglich.
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Für die Bildung
der Richtungssignale können Empfangssignale
von einer Empfangsantenne oder von mehreren Empfangsantennen herangezogen werden,
wie bspw. einer Zylinderbasis oder einer Seiten- oder Linearantenne
etc.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Vorrichtung einen vom
Bediener tragbaren Beschleunigungsaufnehmer, insbesondere 3D-Beschleunigungsaufnehmer
zum Erfassen von Beschleunigungen bei Bewegungen des Bedieners auf,
wobei die Vorrichtung derart ausgebildet, dass die Haupthorchrichtung
in Erwiderung auf die erfassten Beschleunigungen gegenüber der
antennenfesten Bezugsrichtung verschwenkbar ist. Hierdurch ist es
möglich, nach
einer groben Fixierung auf ein Ziel nicht nur mehrere Objekte mit
unterscheidbaren Empfangsrichtungen akustisch wahrzunehmen, sondern
sich durch Drehung des Kopfes derart auf eine Geräuschquelle
zu fixieren, dass das dieser Geräuschquelle zugeordnete
Stereo-Audiosignal gleich gewichtet und gleich verzögert für beide
Kanäle
des Stereo-Audiosignals wiedergebbar und entsprechend vom Bediener
hörbar
ist. Gegenüber
der Haupthorchrichtung seitlich angeordnete Geräuschquellen können gedämpft in
dem Stereo-Audiosignal wiedergegeben werden, so dass das angepeilte
Objekt bzw. die angepeilte Geräuschquelle
besonders deutlich gegenüber
Umgebungsgeräuschen
gehört
werden kann.
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Weitere
Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen
sowie aus dem anhand der beigefügten
Zeichnung näher
erläuterten
Ausführungsbeispiel.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Bedienkonsole mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Horchpeilung
nebst Bediener;
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2 eine
Darstellung einer mittels einer Sonaranlage überwachbaren Überwachungsebene sowie
eine akustische Abbildung eines in der Überwachungsebene gelegenen
Horchsektors auf einen in einer akustischen Abbildungsebene gelegenen akustischen
Abbildungssektor und
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3 ein
Blockschaltbild zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt
eine Bedienkonsole 2 zur Bedienung einer beispielsweise
in ein U-Boot eingebauten Sonaranlage
sowie einen Bediener 4, der gemäß vorliegend beschriebenem
Verfahren eine vorliegend beschriebene Vorrichtung 6 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zur Horchpeilung bedient.
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Die
Sonaranlage weist einen Richtungsbildner 8 und eine Audio-Signalverarbeitungseinheit 10 auf,
die Empfangssignale von einer hier nicht dargestellten Empfangsantenne
der Sonaranlage empfangen und verarbeiten. Insbesondere bildet der
Richtungsbildner 8 Richtungssignale, die alle oder zum Teil
an die Audio-Signalverarbeitungseinheit 10 übergeben
und dort zu einem Audiosignal verarbeitet werden. Das Audiosignal
bildet einen Horchsektor, der in einer mittels der Sonaranlage überwachbaren Überwachungsebene
liegt, auf einen Abbildungssektor akustisch ab.
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Die
Vorrichtung 6 weist ein Blickrichtungsdetektionsmittel 12 auf,
das auf ein Auge 14 oder die Augen des Bedieners 4 gerichtet
ist. Bei dem Blickrichtungsdetektionsmittel 12 handelt
es sich um einen sog. Eye-Tracker, der eine Blickrichtung 16 des Auges 14 erfasst.
Außerdem
wird eine Detektionsrichtung 18 von dem Blickrichtungsdetektionsmittel 12 zu
dem Auge 14 erfasst und bei Bewegungen des Bedieners 4 ggf.
nachgeregelt, so dass die Detektionsrichtung 18 – soweit
möglich – auf das
Auge 14 des Bedieners 4 gerichtet bleibt. Neben
der Detektionsrichtung 18 wird auch eine Entfernung zwischen dem
Blickrichtungsdetektionsmittel 12 und dem Auge 14 des
Bedieners 4 erfasst.
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Die
Vorrichtung 6 errechnet aus der detektierten Detektionsrichtung,
aus dem Abstand des Blickrichtungsdetektionsmittels 12 zu
dem Auge 14 und aus der ermittelten Blickrichtung 16 zusammen mit
einer bekannten Anordnung des Blickrichtungsdetektionsmittels 12 relativ
zu einem Anzeigemittel 20 einen als Blickposition 22 bezeichneten
Schnittpunkt der Blickrichtung 16 mit dem Anzeigemittel 20 bzw.
mit einer Oberfläche
des Anzeigemittels 20.
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Das
Anzeigemittel 20 kann Teil einer Konsole sein und ein oder
mehrere Monitore oder Displays oder andere Mittel zur graphischen
Darstellung aufweisen.
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Die
Vorrichtung 6 weist ferner ein Haupthorchrichtungseinstellmittel 24 auf,
das die Haupthorchrichtung in Abhängigkeit von der detektierten
Blickrichtung 16 bzw. in Abhängigkeit von der errechneten
Blickposition 22 einstellt.
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Das
Audiosignal kann ein Mono-Audiosignal oder ein, insbesondere binaurales,
Stereo-Audiosignal sein.
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Wenn
das Audiosignal in Abweichung zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ein Mono-Audiosignal ist, werden einzelne oder mehrere Richtungssignale
mit unterschiedlichen Hauptempfangsrichtungen zu dem Mono-Audiosignal
verarbeitet, wobei die Richtungssignale durch die Blickrichtung 16 bzw. die
Blickposition 22 des Bedieners 4 ausgewählt werden,
aus denen das Mono-Audiosignal generiert wird. Ggf. erfolgt das
Einstellen der Haupthorchrichtung in Verbindung mit einer Betätigung eines
Eingabemittels 24, das hier als Trackball ausgebildet ist, und/oder
in Verbindung mit der Betätigung
wenigstens eines, beispielsweise als Taster ausgebildeten, Bedienelements 26.
Insbesondere kann mittels des Bedienelements 26 eine mittels
der Blickrichtung 16 getroffene Eingabe bestätigt werden.
Auch die Auswahl eines Bereichs ist möglich, indem beispielsweise
das Bedienelement 26 bei einer ersten Blickposition gedrückt gehalten
wird, während die
Blickrichtung 16 auf eine zweite Blickposition schwenkt,
und danach losgelassen wird. Darüber
hinaus könnte
die Anzahl der links und rechts von der Haupthorchrichtung gelegenen
Horchrichtungen, die zur Bildung des Mono-Audiosignals herangezogen werden, durch Drehen
an dem Trackball 24 verändert
werden, so dass ein größerer oder
kleinerer Bereich um die Haupthorchrichtung abgehört werden
kann.
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Das
Stereo-Audiosignal gemäß dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
weist ein linkes und ein rechtes Signal auf. Bei Wiedergabe des
Stereo-Audiosignals über
eine binaurale Wiedergabeeinrichtung, wie beispielweise einen Stereokopfhörer 28,
ist eine Dämpfung
und/oder Verzögerung
des linken und des rechtes Audiosignals im Wesentlichen so, als
würde der
den Stereokopfhörer 28 tragende
Bediener 4 sich an der Stelle der Empfangsantenne befinden,
in Richtung der Haupthorchrichtung blicken bzw. horchen und eingehende
Wasserschallsignale als Luftschallsignale über seine beiden Ohren wahrnehmen. Folglich
ist bei dem Bediener mittels des Stereo-Audiosignals ein zweidimensionaler
akustischer Eindruck herstellbar. Die Haupthorchrichtung, die ggf. auch
außerhalb
des Horchsektors liegen könnte,
ist somit diejenige zu einer Richtcharakteristik gehörende Hauptempfangsrichtung,
der ein Richtungssignal zugeordnet ist bzw. wäre, das für die Bildung des linken Audiosignals
genauso gewichtet bzw. verzögert wird
bzw. würde
wie für
die Bildung des rechten Audiosignals.
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Auf
dem Anzeigemittel 20 wird ein die Haupthorchrichtung repräsentierender
Audio-Peilzeiger 30 dargestellt, der dem Bediener 4 zur
Orientierung dient, in welche Richtung er gerade horcht. Insbesondere
kann dabei leicht die Horchrichtung relativ zu detektierten Zielen
oder ggf. angezeigten Himmelsrichtungen oder relativ zu dem U-Boot,
das die Sonaranlage aufweist, ermittelt werden.
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Am
Stereokopfhörer 28 ist
ein 3D-Beschleunigungsaufnehmer 32 befestigt. Beschleunigungen und
somit auch ein Drehen bzw. Verschwenken des Kopfes des Bedieners 4 kann
mittels des 3D-Beschleunigungsaufnehmers 32 detektiert
und in Form von Signalen an die Vorrichtung 6 übermittelt
werden, die in Erwiderung auf diese Signale eine Feinjustierung
der Haupthorchrichtung vornimmt. Der Be diener 4 kann somit
durch Drehen bzw. Verschwenken seines Kopfes noch besser dicht beieinander
liegende Ziele bzw. Geräuschquellen
voneinander unterscheiden und ihre Anordnung in der Überwachungsebene bzw.
im Horchsektor erkennen.
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2 zeigt
die A eines Horchsektors 34 in
einer Überwachungsebene
UE auf einen Abbildungssektor 36 in der von dem binauralen
Stereo-Audiosignal akustisch mittels des Stereokopfhörers 28 aufspannbaren
Abbildungsebene AE gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1.
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Wasserschallsignale
treffen auf die in der Beschreibung zu 1 genannte
und noch nicht bezeichnete Empfangsantenne 38, die mehrere
Wasserschallaufnehmer 40 aufweist, von denen exemplarisch
drei bezeichnet sind. Die Empfangsantenne 38 ist eine Linearantenne.
Alternativ kann jedoch beispielsweise auch eine Antenne mit einer
zylinderartigen Basis oder eine Kombination mehrerer ggf. unterschiedlicher
Antennen vorgesehen sein. Eine Querabrichtung zur Empfangsantenne 38 bestimmt eine
antennenfeste Bezugsrichtung BR.
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Innerhalb
des Horchsektors 34 liegt wenigstens eine, vorzugsweise
jedoch eine Vielzahl von Richtcharakteristiken R, denen jeweils
eine Hauptempfangsrichtung HR zugeordnet ist. Jede Hauptempfangsrichtung
HR weist in Richtung des Empfangsmaximums der (in 2 als
Richtcharakteristiken R dargestellten) Hauptkeule der zugeordneten Richtcharakteristik
R. Etwaig vorhandene Nebenkeulen mit Nebenempfangsmaxima und dessen
Nebenmaxima zugeordnete Nebenempfangsrichtungen sind nicht zeichnerisch
dargestellt und werden vorliegend nicht weiter betrachtet.
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Wie
in der Beschreibung zu 1 beschrieben, detektiert das
Blickrichtungsdetektionsmittel 12 die Blickrichtung 16 des
Bedieners 4. In Erwiderung hierauf stellt die Vorrichtung 6,
wie beschrieben, die schon genannte und hier erstmals bezeichnete Haupthorchrichtung 44 ein.
Zufällig
stimmt die Haupthorchrichtung 44 in diesem Ausführungsbeispiel
mit der antennenfesten Bezugsrichtung BR überein. Wenn jedoch der Bediener
seine Blickposition beispielsweise auf eine Position links von dem
angezeigten Audio-Peilzeiger verschwenkt und die Vorrichtung 6 hiernach
die Haupthorchrichtung neu festlegt, ergibt sich eine neue Haupthorchrichtung,
die gegenüber
der in 2 dargestellten Haupthorchrichtung 44 bzw.
gegenüber
der antennenfesten Bezugsrichtung BR verschwenkt ist.
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Die
Haupthorchrichtung 44 befindet sich in der Mitte des Horchsektors 34 und
teilt damit den Öffnungswinkel 46 des
Horchsektors 34 in zwei gleichgroße Teilwinkel.
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Das
Ausführungsbeispiel
zeigt eine 1:1-Abbildung des Horchsektors 34 auf den Abbildungssektor 36.
Die Haupthorchrichtung 44 wird in eine abgebildete Haupthorchrichtung 44' in der Abbildungsebene
AE abgebildet. Die abgebildete Haupthorchrichtung 44' liegt in der
Mittelebene zwischen zwei Muscheln 48 und 50 des
Stereokopfhörers 28,
d. h. in der Ebene, welche die Verbindungslinie der jeweiligen akustischen
Zentren der Kopfhörermuscheln 46, 48 in
der Mitte dieser Verbindungslinie senkrecht schneidet.
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Der Öffnungswinkel 52 des
Abbildungssektors 36 ist gleich dem Öffnungswinkel 46 des
Horchsektors 34. Mittels des Trackballs bzw. Eingabemittels 24 kann
jedoch der Öffnungswinkel 52 des
Abbildungssektors 36 gegenüber dem Öffnungswinkel 46 des
Horchsektors 34 in Abhängigkeit
eines Spreizfaktors verändert
werden. Durch Drehen des Trackballs 24 ist dabei der Spreizfaktor
einstellbar. In der in 2 dargestellten Abbildung hat
der Spreizfaktor den Wert 1. Eine Vergrößerung des Spreizfaktors führt zu einer
Vergrößerung des Öffnungswinkels 52 des
Abbildungssektors 36 gegenüber dem Öffnungswinkel 46 des
Horchsektors 34, so dass sich die Funktion einer Audio-Lupe
ergibt. Nach Einstellung der Haupthorchrichtung 44 mittels
der Blickrichtung 16 kann der Bediener 4 somit
eine seiner freien Hände
dazu verwenden, mittels des Trackballs 24 akustisch in
den Horchsektor 34 hineinzuzoomen und damit eine verbesserte
Ortsauflösung
von in dem Horchsektor 34 detektierbaren Geräuschquellen
zu erhalten.
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3 zeigt
ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des beschriebenen und
noch nicht bezeichneten erfindungsgemäßen Verfahrens 54 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Die
Blickrichtung 16 des Bedieners 4 wird von dem
Eingabemittel bzw. Eye-Tracker 24 erfasst und
in Form von Blickrichtungssignalen 56 an das Haupthorchrichtungseinstellmittel 23 übermittelt.
Das Haupthorchrichtungseinstellmittel 23 wirkt als Umsetzer
und ermittelt mit den Blickrichtungssignalen 56 ggf. in
Verbindung mit weiteren bekannten und/oder ermittelten Parametern,
beispielsweise Abmessungen der Bedienkonsole 2, der Anordnung
des Anzeigemittels 20 an der Bedienkonsole 2 und/oder
der Position des Bedieners 4 relativ zu der Bedienkonsole 2,
die Blickposition 22, insbesondere auf dem Anzeigemittel 20.
Diese Blickposition 22 wird in Form von Signalen an den
Richtungsbildner 8 und ggf. weitere Richtungsbildner übermittelt.
Der Richtungsbildner 8 übermittelt
nach Maßgabe
der Blickposition 22 einzelne, mehrere oder alle Richtungssignale 58 an die
Audio-Signalverarbeitungseinheit 10. Dabei können die
Richtungssignale 58 durch Aufsummierung von richtungsabhängig gewichteten
und/oder verzögerten
Empfangssignalen gebildet sein.
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Die
Audio-Signalverarbeitungseinheit 10 generiert schließlich das
noch nicht benannte Audiosignal 60, welches ein Mono-Audiosignal
oder ein Stereo-Audiosignal
sein kann. Das Stereo-Audiosignal 60 wird dem Bediener 4 über den
Stereokopfhörer 28 zugespielt.
Alternativ kann das Stereo-Audiosignal 60 auch über eine
andere Stereo-Wiedergabeeinrichtung wiedergegeben werden, wobei
jedoch dann, wenn das Audiosignal 60 ein binaurales Audiosignal ist,
ein unverfälschter
binauraler Höreindruck
ausschließlich
bei einer Wiedergabe des binauralen Audiosignals 60 über eine
binaurale Wiedergabeeinrichtung, wie den Stereokopfhörer 28,
zu erzielen ist.
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Wenn
das Audiosignal 60 ein Mono-Audiosignal ist, kann dies
entweder über
den Stereokopfhörer 28,
beispielsweise mit identischen Signalen für die linke Muschel 48 und
die rechte Muschel 50 wiedergegeben werden. Alternativ
reicht zur Wiedergabe des Mono-Audiosignals jedoch auch eine einzelne Muschel
bzw. ein einzelner Lautsprecher aus.
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Insgesamt
ermöglicht
die Erfindung somit ein schnelles und komfortables Einstellen der Haupthorchrichtung 44 bzw.
eines Peilwinkels, das gegenüber
dem Stand der Technik mit weniger manuellen Betätigungen von Bedienelementen
auskommt, so dass ein Bediener 4 zumindest zeitweise seine
Hände für die Bedienung
weiterer Bedienelemente bzw. zum Steuern weiterer Funktionen frei
hat.