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Aktuell: SHK-Stelle zu vergeben!
Wir suchen aktuelle eine studentische Hilfskraft zur Unterstützung dieses Forschungsprojekts.
Es warten viele spanndene Software- und Hardware-Projekte sowie Tests auf realen Schiffen auf dich.
Autonomous Nautic Systems / Autonome Nautische Systeme
Die Forschunggruppe Autonome Nautische Systeme (ANS) ist ein Zusammenschluss der Lehrstühle 4, 7 und 14, um gemeinsam die Automatisierung und Autonomie der (Binnen)-Schifffahrt in Deutschland voranzubringen. Dazu werden vor allem Assistenzsysteme und sichere Softwaresysteme entwickelt. Weiterhin wird der Aufbau der "Inland Vessel Image Detection Alliance" (IVIDA) forciert.
Ansprechpartner: Dr.-Ing. Alexander Puzicha
Wir bieten jederzeit Abschlussarbeiten innerhalb dieser Themenfelder an.
Folgende Themenfelder werden aktuell vorangig bearbeitet:
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Autonome Signalgebung und Analyse
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Autonome natürlichsprachliche Kommunikation
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Logische Modellierung und Lösungen von Kollisionssituationen
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Optische Infrastrukturdetektion
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Optische Verkehrssituationsanalyse
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GNSS (GPS)-freie Lokalisierung und Kartographie
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Sichere Softwaresysteme für autonome Schiffe
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Sensordatenfusion für autonome Schiffe
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IVIDA - Inland Vessel Image Detection Alliance
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Simulation und Regelung autonomer Schiffe
Autonome Signalgebung und Analyse
Dieses Teilprojekt entwickelt autonome Schiffshörner und Lichterführungssysteme, die sowohl eine einfache intuitive Signalgebung ermöglichen als auch gegebene Signale grob orten und dem Schiffsführer aufbereitet anzeigen. Die digitale Verarbeitung ermöglicht es automatisiert zu reagieren und diese Informationen auch an Remote-Steuerständer zu übertragen.
Aktuell zu vergebene Abschlussarbeiten:
- Robuste Schallortung mittels Triangulation und Audio-Stream-Analyse
- Hardware-Entwicklung für autonome Signalgeber auf ROS2
- KI-basierte Wetter- und Sichtigkeitsanalyse für die Situation der verminderten Sicht
- Entwicklung eines Regen und Helligkeitssensors für Schiffe.
Autonome natürlichsprachliche Kommunikation
Dieses Teilprojekt entwickelt vollständig offen und digital ansprechbare Funkgeräte und die zugehörigen natürlichsprachlichen Assistenten zur Verarbeitung, Analyse und Reaktion auf die empfangenen Funksprüche.
Folgendene Projektgruppen sind hieraus entstanden:
- Sprechfunkchatbot für autonome See- und Binnenschiffe
- Natürlichsprachlicher Assistent für die autonome Verwaltung von Häfen und Schleusen
Aktuell zu vergebene Abschlussarbeiten:
- Verknüpfung der Funksprüche mit AIS-Daten und deren Visualisierung
- Logging-Datenbank und KI-gestützte Analyse zur automatischen Verbesserung
- Hardware-Entwicklung für autonome Funkgeräte und ATIS-Dekodierung
- Modulare Webapp mittels NiceGUI und ROS2
Logische Modellierung und Lösungen von Kollisionssituationen
Dieses Teilprojekt formalisiert die Gesetze und lässt die resultierenden logischen Formeln automatisert für Kollisionssituationen auswerten. Das Ergebnis enthält Handlungsanweisungen und Reglerbeschränkungen, um ausschließlich erlaubte Trajektorien zu planen.
Aktuell zu vergebene Abschlussarbeiten sind:
- Logische Modellierung der Binnenschifffahrtsstraßenordnung und der Rheinschifffahrtspolizeiverordnung
- Logische Modellierung der Seeschifffahrtstraßenordnung
- Logische Modellierung der Mosel- und Donaupolizeiverordnung
- Entiwcklung eines graphischen Simulators zur Analyse der Logiken
Optische Infrastrukturdetektion
In diesem Teilprojekt geht es um die Detektion von schiffsbezogener Infrasturktur auf den Wasserstraßen. Beispielhaft können hier Liegeplätze, Versorgungsinfrsturktur, Brücken, Poller, Dalben und Schleusen genannt werden.
Zu vergebene Abschlussarbeiten:
- Detektion von Pollern und Festmachpunkten für Freizeit- und Berufsschiffahrt für autonome Anlege- und Festmachverfahren.
- Detektion von Versorgungsinfrasturktur
- Detektion von kritischer Infrastruktur, um in einen vorsichtigeren Betriebsmodus zu wechseln.
Optische Verkehrssituationsanalyse
Dieses Teilprojekt beschäftigt sich mit der Detektion und Analyse von Verkehrsteilnehmern und Gefahrenquellen auf den Wasserstraßen. Darunter fällt die Klassifikation der Schiffe, die Bestimmung der relativen Lagen und ihrer Sichtzeichen. Weiterhin ist die Beachtung der Sportschifffahrt, Schwimmer und weiteren Freizeitaktivitäten von zentraler Bedeutung, da diese oft ein hohes Gefahrenpotenzial und unüberlegtes, spontanes Verhalten aufweisen.
Angebotene Abschlussarbeiten:
- Schiffsklassifikation und relative Lageerkennung
- Detektion von Schwimmern und Personen
- Detektion weiterer Gefahrenquellen
- Prädktion von Freizeitaktivitäten auf den Wasserstraßen
GNSS (GPS)-freie Lokalisierung und Kartographie
Dieses Teilprojekt behandelt die GNSS-frei Lokalisierung des Schiffes und die Kartographie der Umgebung. Das dafür übliche Verfahren (SLAM) wird für verschiedene Sonartypen angepasst.
Angebotene Abschlussarbeiten:
- Erweiterung des Sonar-SLAM-Verfahrens durch verbesserte Odometrie
- VSLAM für Schiffe mit IntelRealsense Kamera
- Front-Looking-Sonar-SLAM
- SideScan-Sonar-SLAM
Sichere Softwaresysteme für autonome Fahrzeuge
Dieses Teilprojekt entwickelt und analysiert Softwaresysteme, Netzwerkkommunikation und "Data Distribution Layer" für den sicheren Betrieb von Schiffen.
Angebotene Abschlussarbeiten:
- ROS2-basierter Watchdog zum Neustart von Hard- und Software-Komponenten
Sensordatenfusion
Dieses Teilprojekt behandelt die Fusion der Sensoren auf Schiffen und beachtet deren Besonderheiten:
Angebotene Abschlussarbeiten:
- Automatische Radarapassung für Binnenwasserstraßen
- Kamerabasierte AIS-Datenvalidierung
Inland Vessel Image Detection Alliance (IVIDA)
Ziel ist der Aufbau einer europaweiten Bild- und Videodatenbank zur Förderung der europäischen klein- und mittelständischen Firmen, die nicht Kapazität und Möglichkeiten großer (außereuropäischer) Konzerne haben, KI-basierte Bilderkennung voranzutreiben. Es werden hier Bilder, Videos, gelabeltes Material und Modelle für verschiedene Bereiche im Sinne eines "Geben und Nehmen" geteilt.
Angebotene Abschlussarbeiten:
- Entwicklung einer Pipeline zur automatischen Segmentierung und Bounding-Box-Erstellung aus einfach markierten Daten
Simulation und Regelung autonomer Schiffe
Dieses Teilprojekt behandelt die Weiterentwicklung des ACPBP modellprädikitven Reglers für die Regelung autonomer Schiffe mit Buk- und Heckstrahlruder sowie Rückwärtsfahrt. Ebenso wird ein fotorealisitscher und physikalisch Simulator entwickelt, um ComputerVision-basierte Verfahren in der Simulation testen zu können.
Aktuelle Themen in diesem Bereich sind:
- Entwicklung einer ROS2 integrierten Schiffssimulation auf Basis der CryEngine und iherer physikalischen Wassersimulation
- Weiterentwicklung der ACPBP MPC Regelung für Schiffe mit Bug- und Heckstrahlruder
- Integration des ACPBP MPCs in ROS2 und Simulation von Schiffen mittels Gazebo