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Forschungspraktikum

Forschungspraktikum

Auswahl von freien und aktuell laufenden Forschungspraktika (5 oder 10 ECTS)

Hinweise: auch bei Status „vergeben“ den Betreuer kontaktieren, meist sind ähnliche Themen noch frei. Zusätzlich in den Abschlussarbeiten stöbern, und bei generellem Interesse einfach den Betreuer wg. eines ForPra kontaktieren.

 

Zu vergeben

  • Themenbeschreibung:  Am Lehrstuhl für Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Kommunikationselektronik (LIKE) wird intensiv an verschiedenen Lokalisierungsverfahren geforscht.Am LIKE wurde hierzu ein Messsystem bestehend aus mehreren Empfängern entwickelt, welches die Signale eines Senders aufnimmt und auswertet. Die Detektion und Verarbeitung der Signale erfolgt auf dem Empfänger selbst. Eine in C++ geschriebene Datenverarbeitungssoftware übernimmt diese Aufgabe auf einem ARM Mikrocontroller.Die Tätigkeit umfasst eine betreute Einarbeitung in die Software Umgebung und Vermittlung der Signalverarbeitung in der Software. Das System soll auf verschiedenen Frequenzen getestet werden. Dabei liegt der Fokus auf der Untersuchung welche Verbesserung im Lokaliserungsergebnis erreicht werden kann durch die vorhandene Frequenzdiversität. Es soll sowohl eine getrennte Auswertung als auch Fusion der Daten stattfinden.
    Aufgaben:
    • Einarbeitung in Messsystem, Software Umgebung und Signalverarbeitung
    • Planung und Aufbau eines Testsystems aus vorhandenen Komponenten
    • Messungen auf verschiedenen Frequenzen (868MHz und 2.4GHz)
    • Datenauswertung und Analyse der Lokalisierungsfehler
    • Fusion der beiden Frequenzen
  • Themengebiete: Lokalisierung, Signalverarbeitung
  • Betreuer: Dipl.-Ing. (FH), M.Eng. Markus Hartmann, Dipl.-Ing. Thorsten Nowak
  • Themenbeschreibung: Das Campusradio bit express sendet ein 24/7 Programm über DAB+ und Webstream.Für Schulungen und externe Events (Messen, Lokalrundfunktage, Workshops) einem mobilen Studio unter Berücksichtigung von bereits vorhandenem Equipment geplant und aufgebaut werden.Das Studio wird unter anderem verwendet für:
    • Live-Übertragung von Talkrunden
    • Live-Übertragung von DJ Acts
    • Schulungen für Moderatoren
    • Event-Radio mit Moderation
    • Vorproduktion von Sendungen

    Ziel des Forschungspraktikums ist die Anforderungsanalyse der Einsatzszenarien, die Entwicklung eines Studiokonzeptes die Auswahl und Integration der Komponenten, eine Budgetplanung und die technische Dokumentation. Ein Laboraufbau ist optional.

  • Themengebiete: Campusradio, Audio, Hardware, Radio, bit express
  • Betreuer: Dipl.-Ing. Julian Popp
  • Themenbeschreibung: Lokalisierung in Wälder findet ihre Anwendung insbesondere bei der Tierforschung. Auf diesem Bereich läuft am LIKE in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IIS ein von der DFG beauftragtes Projekt zur Lokalisierung von Fledermäusen im Wald. Für dieses System müssen die Basisstationen zeitlich synchronisiert werden. Um eine aufwändige Verkabelung zu vermeiden, soll die Synchronisation drahtlos erfolgen.Im Zuge eines Forschungspraktikums sind Synchronisationsmethoden aus der Literatur zu untersuchen, die für diese Anwendung geeignet sind. Die Rechercheergebnisse sollen anhand bestimmter Qualitätsmerkmale verglichen werden. Eine messtechnische Validierung eines ausgewählten Systems kann Bestandteil des Praktikums sein.
  • Themengebiete: Messtechnik, Lokalisierung
  • Betreuer: M. Eng. Hans-Martin Tröger, M.-Eng. Markus Hartmann

Bereits vergeben

    • Themenbeschreibung: Am Lehrstuhl für Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Kommunikationselektronik (LIKE) wird u.a. an Sensordatenfusion im Rahmen von Industrie 4.0 und autonomem Fahren geforscht. Eine Teilkomponente dieser Themengebiete ist die Integration von unterschiedlichen Sensoren auf eingebetteten Plattformen.
      Neben aufwendig konstruierter Eigenlösungen auf eingebetteten Plattformen bieten heutzutage Smartphones eine spannende Alternative, um Zugriff auf eine Vielzahl von Sensoren auf einer gemeinsamen Hardware mit kleinem Formfaktor zu erhalten. Die Trägheitsnavigation ist einer der Pfeiler der aktuellen Forschung am LIKE, daher wäre der Einsatz handelsüblicher Komponenten eine wünschenswerte zukunftsorientierte Auslegung dieser Forschung. In der vorliegenden Arbeit soll das Fehlerverhalten der Inertialsensorik in einem gängigen Smartphone untersucht werden. Gleichzeitig sollen Möglichkeiten eine Sensordatenfusion mit realen Daten durchzuführen anhand eines Prototyps erkundet werden.
      Ziel ist es den Einsatz günstiger Sensorik, die in Smartphones verbaut ist, auf die Tauglichkeit für das Tracking mobiler Endgeräte hin zu untersuchen.
      Sollte sich die Fusion von Smartphone-Sensorik als geeignete Lösung hinsichtlich Machbarkeit und Qualität herausstellen, können die Ergebnisse der Arbeit vielseitig verwendet werden. Etwa zur Erstellung von Mixed Reality Content im Robolab oder um Fußgängertracking durch Inertialsensorik zu realisieren. Erweitert werden kann dies dann in Form von Sensornetzwerken in einem globalen Internet of Things (IoT), welches wiederum mehrere aufregende Forschungsarbeiten bietet.
      Aufgaben:
      • Literaturrecherche zur Sensordatenfusion und Game Engines
      • Fehleranalyse der Inertialsensorik des Smartphones
      • Definition eines geeigneten Fusionskonzeptes
      • Umsetzung des Fusionskonzeptes mit Realdaten
      • Auswertung der Ergebnisse
  • Themengebiete: Robotik, Robolab, Augmented Reality (AR), Mixed Reality (MR), Algorithmik, Game Engine, Kalman Filter, Tracking
  • Betreuer: Adam Kalisz, M. Sc. Florian Particke, Prof. Dr.-Ing. Jörn Thielecke, M. Sc. Markus Hiller
  • Status: Vergeben
    • Themenbeschreibung: Am Lehrstuhl für Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Kommunikationselektronik (LIKE) wird u.a. an Sensordatenfusion im Rahmen von Industrie 4.0 und autonomen Fahren geforscht. Eine Teilkomponente dieser Themengebiete ist Multisensor-Multiobjektdatenfusion.
      Im Zuge eines Forschungspraktikums soll das PHD Filter (Klasse der Intensitätsfilter) implementiert und evaluiert werden. Ziel ist es eine optimale Sensordatenfusion für sehr viele Objekte und sehr viele Sensorwerte zu ermöglichen. Eine erste Implementierung soll entstehen. Das implementierte PHD Filter soll systematisch untersucht werden. Im ersten Schritt sollen die einzelnen Schritte grafisch visualisiert werden. Anschließend soll das PHD Filter an Hand ausgewählter Szenarien hinsichtlich Detektionsgenauigkeit und Robustheit untersucht werden. Ergänzend soll eine Einordnung des PHD Filters in die Vielfalt der Multitargetracker erfolgen.
      Aufgaben:
      • Literaturrecherche zu PHD Filter
      • Implementierung des PHD Filters
      • Grafische Visualisierung des PHD Filters
      • Systematische Analyse der Detektionsgenauigkeit und Robustheit des PHD Filters
      • Diskussion der Ergebnisse mit einem Vergleich zu Bayes Filter und Non-Bayes Filter
  • Themengebiete: Autonomes Fahren, Robotik, Robolab, Sensordatenfusion, Multi Target Tracking, Intensitätsfilter
  • Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Jörn Thielecke, M. Sc. Markus Hiller, M. Sc. Florian Particke
  • Status: Vergeben
  • Themenbeschreibung: Im Rahmen des Forschungspraktikums sollen Möglichkeiten zur Entwicklung abstimmbarer HF-Filter mit geringer Einfügedämpfung untersucht werden. Das in diesem Zusammenhang exemplarisch betrachtete Filter soll in Form eines Tiefpassfilters als Harmonischen-Filter für VHF-Leistungsverstärker mittlerer Leistung zum Einsatz kommen. Die Einfügedämpfung des untersuchten Filters soll so dimensioniert werden, dass ein effizienter Betrieb des Leistungsverstärkers möglich ist.
    Der Fokus dieser Untersuchung liegt auf der Identifikation und Gegenüberstellung verschiedener Ansätze für die Architektur des Filters, der Identifikation geeigneter Bauelemente sowie der im betrachteten Frequenzbereich nutzbaren Aufbau- und Verbindungstechnik. Geeignete Ansätze sollen mittels Schaltungs- bzw. Feldsimulation analysiert werden. Idealerweise wird ein vielversprechender Ansatz in Form eines Prototyps realisiert und messtechnisch charakterisiert.
    Die im Rahmen des Forschungspraktikums gewonnenen Ergebnisse sind aussagekräftig in Form eines Berichts zusammenstellen.
  • Themengebiete: HF-Frontend, Leistungsverstärker
  • Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Albert Heuberger, M. Sc. Florian Rittner, Mengistu Tessema (Fraunhofer IIS)
  • Status: Vergeben
  • Themenbeschreibung: Am Lehrstuhl für Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Kommunikationselektronik (LIKE) wird am Thema der Induktiven Lokalisierung geforscht. Die Forschungsaktivitäten bauen auf dem Stand der Technik des bereits bestehenden GoalRef Torentscheidungssystems auf und erweitern diesen um eine 3D Lokalisierung, eine Objekterkennung sowie eine simultane Lokalisierung von multiplen Objekten in Echtzeit. Hierbei sind Teile der Signalverarbeitung auf dem FPGA und dem ARM Prozessor eines MicroZED Boards implementiert. Die weitergehenden Lokalisierungsalgorithmen sind PC-seitig in Python umgesetzt.
    Im Zuge des Forschungspraktikums soll der Student den bestehenden VHDL Code neu strukturieren und an die neuen Anforderungen anpassen. Dies beinhaltet die Portierung von Teilen der Funktionalität, die aktuell im Python Code PC-seitig implementiert ist, auf den Zynq SOC des MicroZED Boards. Es sind verschiedene Versionen einer Firmware zu entwickeln, die den jeweiligen Anwendungsfällen genügen. Explizit sind u.a. Korrelatoren, angepasste Filter und Kalibrierverfahren zu implementieren. Bei den Arbeiten ist insbesondere auf eine möglichst vollständige Dokumentation des Codes sowie der Arbeiten im Allgemeinen zu achten.
  • Themengebiete: Induktive Lokalisierung, Signalverarbeitung, FPGA, ARM, MicroZED Board
  • Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Albert Heuberger, Dipl.-Ing. Rafael Psiuk, Maximilian Singh (Fraunhofer IIS)
  • Status: Vergeben
  • Themenbeschreibung: Im Rahmen des sogenannten „BATS“-Projektes konstruiert der LIKE ein Sensornetzwerk zur Überwachung von Fledermäusen. Für den Empfang der von den Fledermausknoten ausgesendeten Long-Range-Telemetrie-Signalen wurden am Lehrstuhl autark arbeitende Basisstationen entwickelt. Zur Sicherstellung der Funktionalität und für einen wartungsarmen kontinuierlichen Betrieb, ist für die bestehenden Basisstationen eine erweiternde μC-gesteuerte Hardware-Überwachungsschaltung zu implementieren. Mittels der Kommunikation des μC („Watchdog“) auf der Erweiterungsplatine mit dem Stationsrechner (BananaPi), sollen der aktuelle Betriebsstatus ermittelt und im Fehlerfall entsprechende Maßnahmen (Neustart, Datensicherung) angestoßen werden. Für ein optimales Energiemanagement soll die entwickelte Schaltung darüber hinaus über Relaiskarten zur gezielten De-/Aktivierung von Peripherie sowie über einstellbare Spannungsregler zur Bereitstellung unterschiedliche Versorgungsspannungen verfügen. Zusätzliche ADCs auf der Platine sollen die Batteriespannung überwachen und eine Tiefenentladung verhindern. Die Arbeit umfasst sowohl das Layout, als auch die Schaltungsprogrammierung.
  • Themengebiete: Digitaler Schaltungsentwurf, Cadsoft Eagle, μC-Programmierung, C/C++/Python
  • Betreuer: M. Sc. Michael Schadhauser
  • Hinweis: Die Arbeit kann sowohl als Forschungspraktikum als auch Bachelor-Arbeit bearbeitet werden
  • Status: Vergeben
  • Themenbeschreibung: Für die Realisierung eines kombinierten Telemetrie-Ortungssystems werden Empfangsstationen benötigt. Diese Basisstationen sollen über mehrere Empfangszüge sowie mindestens einen Sendepfad beinhalten. Die digitale Signalverarbeitung des Eingangssignals soll durch ein ansteckbares FPGA-Evaluationsboard realisiert werden können.Im Zuge dieses Forschungspraktikums ist der Schaltplan für das Empfängerboard des Basisknotens zu realisieren. Dieser soll auf Basis von zwei Reference-Designs entworfen und erweitert werden. Ein großer Teil der Arbeit besteht in der Auslegung der Spannungsversorung sowie eine Planung der Startup-Zeiten der Einzelspannungen.Optional kann im Rahmen dieser Arbeit mit dem Layout der Schaltung begonnen werden.
  • Themengebiete: Hardware, Hochfrequenztechnik, Schaltungstechnik, Spannungsversorgung
  • Betreuer: M. Eng. Hans-Martin Tröger
  • Status: Vergeben
  • Themenbeschreibung: Der Lehrstuhl für Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Kommunikationselektronik (LIKE) arbeitet an Telemetrie-Systemen mit sehr hohen Reichweiten trotz geringster Sendeleistungen.
    Um Indoor-to-Outdoor Funkkanäle hinsichtlich ihrer Charakteristika modellieren zu können, ist eine Datengrundlage notwendig. Zu diesem Zweck wurde am Lehrstuhl eine Messsetup, bestehend aus tragbaren Sendern und einer stationären Empfangsstation, entwickelt.
    Ziel des Forschungspraktikum ist es, dass System hinsichtlich der Erfassung der komplexwertigen Kanalimpulsantwort weiter zu entwickeln. Neben der Konzeptionierung des Messverfahrens gilt es, dieses für das Messsystem auf den Sender und Empfänger zu implementieren.
  • Themengebiete: Telemetriesysteme, Indoor-to-Outdoor Kanalmesssystem, C++, Python
  • Betreuer: M. Sc. Sebastian Rauh
  • Status: Vergeben
  • Themenbeschreibung: Im Lehrgebiet „Digitale Hardware-Beschreibungs-Sprachen“ am Lehrstuhl für Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Kommunikationselektronik (LIKE) wird die Sprache VHDLin Theorie und Praxis gelehrt, aber auch intensiv in Forschungsprojekten angewendet.
    Für den praktischen Lehreinsatz werden FPGAExperimentier-/ Education-Boards verwendet.
    Im Rahmen des Forschungspraktikums soll eine Recherche bezüglich Prozessoren aus Open-Source-Projekten durchgeführt werden.
    Geeignete Kandidaten sollen ausgesucht, exemplarisch der Aufwand bei der Integration bzw. der Einarbeitung herausgefunden, und Einsatzmöglichkeiten in der Lehre evaluiert und bewertet werden.Die Dokumentation soll das Recherche-Ergebnis enthalten, und den/die untersuchten Prozessoren beschreiben. Diese sollen bezüglich ihres Einsatzes für die Lehre verglichen und bewertet werden (ggfls. auch mit den Micro-/PicoBlaze-Varianten von Xilinx).
  • Themengebiete: VHDL, FPGA, Xilinx Vivado, Elektronik, Inbetriebnahme von FPGA-Education-Boards und Modulen, Softcore-IP, Mikroprozessor
  • Betreuer: Dipl.-Ing. Jürgen Frickel
  • Status: Vergeben
  • Themenbeschreibung: Im Arbeitsfeld Navigation am Lehrstuhl für Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Kommunikationselektronik (LIKE) wird im Rahmen des Leistungszentrums Elektroniksysteme (LZE) an der funkbasierten Lokalisierung eines Wake-Up-Transceivers gearbeitet. Hierbei kommt im Indoorbereich ein feldstärkebasiertes Verfahren und im Außenbereich trägerphasenbasierte Winkelschätzung zum Einsatz.
    Im Rahmen eines Forschungspraktikums soll das in der Entwicklung befindliche Wake-Up-System hinsichtlich Energieverbrauch, Latenz, etc. mit auf ZigBee-basierten Systemen verglichen werden. Desweiteren soll der Demonstrator für die Winkelschätzung auf Basis des OAK-Boards hinsichtlich einer geeigneteren Benutzerschnittstelle weiterentwickelt werden.
  • Themengebiete:Lokalisierung, SDR, Signalverarbeitung
  • Betreuer: M. Eng. Thomas Lindner
  • Status: Vergeben
  • Themenbeschreibung: Im Lehrgebiet „Digitale Hardware-Beschreibungs-Sprachen“ am Lehrstuhl für Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Kommunikationselektronik (LIKE) wird insbesondere die Sprache VHDL in Theorie und Praxis gelehrt, aber auch intensiv in Forschungsprojekten angewendet. Hierzu werden Kombinationen bzw. Plattformen aus FPGA-Experimentier-Boards und passenden Modulen verwendet.Im Rahmen des Forschungspraktikums sollen für eine vorhandene Plattform (DigilentNexys4, Xilinx Vivado) ein RF-Anbau-Modul in Betrieb genommen werden. Das Funk-Modul soll mit dem Mikroprozessor PicoBlaze (ggfls. MicroBlaze) betrieben werden, der als Softcore-IP konfiguriert und integriert werden muss.Die Dokumentation (englisch) soll für den Lehreinsatz geeignet sein, und der studentischen Kompetenz angepasste Aufgabenstellungen bzw. step-by-step-Anleitungen zur Integration des Prozessors und zur Inbetriebnahme des Moduls enthalten.
  • Themengebiete: VHDL, FPGA, Xilinx Vivado, Elektronik, Inbetriebnahme von FPGA-Education-Boards und Modulen
  • Betreuer: Dipl.-Ing. Jürgen Frickel
  • Status: Vergeben
  • Themenbeschreibung: Im Lehrgebiet „Digitale Hardware-Beschreibungs-Sprachen“ am Lehrstuhl für Informationstechnik mit dem Schwerpunkt Kommunikationselektronik (LIKE) wird insbesondere die Sprache VHDL in Theorie und Praxis gelehrt, aber auch intensiv in Forschungsprojekten angewendet.Hierzu werden Kombinationen bzw. Platformen aus FPGA-Experimentier-Boardsund passenden Anbauten verwendet.
    Im Rahmen des Forschungspraktikums sollen für eine vorhandene Platform (Digilent Nexys4, Xilinx Vivado) ein RF-Anbau-Modul in Betrieb genommen werden. Das RF-Modul muss mit einem zu integrierenden Mikroprozessor (IP) kombiniert werden. Die drahtlose Übertragung der Werte eines GPS-Sensors soll der Funktionsevaluation dienen. Die Dokumentation (englisch) soll für den Lehreinsatz geeignet sein, und der studentischen Kompetenz angepasste Aufgabenstellungen bzw. step-by-step-Anleitungen zur Inbetriebnahme des Moduls enthalten.
  • Themengebiete: VHDL, FPGA, Xilinx Vivado, Elektronik, Inbetriebnahme von FPGA-Education-Boards und Modulen
  • Betreuer: Dipl.-Ing. Jürgen Frickel
  • Status: Vergeben
  • Themenbeschreibung: Am LIKE wird an neuen drahtlosen Sensornetzwerken für Lokalisierungsaufgaben geforscht.Viele Methoden zur Ortsbestimmung benötigen eine hochgenaue Synchronisation zwischen den einzelnen Empfängern. Diese Synchronisation soll mit Hilfe von Rundfunksignalen (DVB-T) gelöst werden.Im Zuge dieses Forschungspraktikums Algorithmen zur Demodulation von DVB-T in eine bestehendes C++ Framework zu integrieren und die Funktion zu testen. Die Funktionen liegen als Referenzimplementierung in Python vor.Die Arbeit umfasst folgende Aufgaben:
    • Einarbeitung in DVB-T
    • Portierung der Algorithmen in ein C++ Framework
    • Test der Algorithmen mit realen Signalen
  • Themengebiete: Lokalisierung, drahtlose Sensornetzwerke, Ortsbestimmung
  • Betreuer: Dipl.-Ing. Hans-Martin Tröger, Dr.-Ing. Jörg Robert
  • Status: Vergeben