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.

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. Das System ist patentiert und unterstützt das Robot Operating System 2 (ROS 2) sowie NMEA Standards.

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 einer intelligenten Wetterstation für autonome (Binnen-)Schiffe. Die Wetterstation bestimmt die Sichtverhältnisse und die Lichterführung, sie ermittelt die Zuverlässigkeit von Sensoren. Alle Daten werden exportiert.

Dieses Teilprojekt entwickelt vollständig offen und digital ansprechbare Funkgeräte und die zugehörigen natürlichsprachlichen Assistenten zur Verarbeitung, Analyse und Reaktion auf die empfangenen Funksprüche. Diese werden in Hafenmanagementsoftware integriert und können bspw. Schleusen fernsteuern. Die Erprobung erfolgt in Kooperation mit dem Dortmunder Hafen.

Folgendene Projektgruppen sind hieraus entstanden:

1. Sprechfunkchatbot für autonome See- und Binnenschiffe
2. DAISY – Dortmunder autonomes Informations- und Sicherheitssystem für den Hafen

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
• Natürlichsprachlicher Assistent für die autonome Verwaltung von Häfen und Schleusen. Zu diesem Thema konnten wir die Firma ShipLogic aus Rotterdam als Partner gewinnen.
• Entwicklung moderner Funkgeräte auf Basis "Software defined Radios"
• VDES-Dateiübertragung
• Intelligente 5G Router und Netzeinwahl mit ROS2

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

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.

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

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

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

Dieses Teilprojekt behandelt die Fusion der Sensoren auf Schiffen und beachtet deren Besonderheiten:

Angebotene Abschlussarbeiten:

• Automatische Radarapassung für Binnenwasserstraßen
• Kamerabasierte AIS-Datenvalidierung

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.

Folgende Datensätze stehen zur Verfügung:

• Bilder, Videos und 3D-Tiefenbilder von Schiffspollern aus Deutschland, Niederlande, Kroatien, Italien, Spanien, Portugal, Frankreich, England, Dänemark, Schweden, Slowakai, Griechenland, Norwegen, Thailand, Vereinigte Arabische Emirate, Oman, Qatar. Ca. 10.000 annotierte Bilder und 50.000 segmentierte Instanzen
• Bilder und Videos von Binnenschiffen und Seeschiffen nach Kategorien annotiert (ca. 8.000)
• Bilder und Videos von Schwimmer
• Bilder von Seegras und Treibgut
• Bilder und Videos von Bojen und Schifffahrtszeichen
• Bilder und Videos von Wetterdaten

Angebotene Abschlussarbeiten:

• Entwicklung einer Pipeline zur automatischen Segmentierung und Bounding-Box-Erstellung aus einfach markierten Daten

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