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15.05.2012
Der Lehrstuhl
Luft- und Raumfahrtinformatik (Prof. Montenegro, Info 8)
bietet eine
Bachelor-, Master-, Diplomarbeit
(auch als Praktikum)
zu dem Thema
verteilte Systeme
(Anwendung Quadrocopter) an.
Der Lehrstuhl Informatik 8 entwickelt autonome Flugsysteme wie
Quadrocopter für Aufgaben im Indoor-Bereich (Luftfahrtinformatik). Die
Systeme sollen in die Lage versetzt werden selbstständig (autonom) zu agieren
(z.B. Suchen durchführen) und dabei sicher und robust zu agieren. In diesem
Zusammenhang sind noch einige Vorarbeiten zu realisieren.
Das aktuelle System kann stabil fliegen, stürzt jedoch bei einem Fehler
unweigerlich ab, da es permanent geregelt werden muss und dazu ständig in
Echtzeit Sensordaten benötigt. Sensor, Aktuator, die Schnittstelle zum
Mikrocontroller (I²C Bus) und der Mikrocontroller selbst mitsamt der Software
müssen fehlerfrei operieren. Tritt in einem der Komponenten ein
schwerwiegender Fehler auf, ist dieser (fast) nicht zu kompensieren.
Im Rahmen dieser Arbeit soll durch Redundanz die Robustheit des Systems
erhöht werden. Eine Möglichkeit besteht darin das Betriebssystem RODOS und
ein verteiltes System bestehend aus zwei Mikrocontroller zu verwenden. Stürzt
ein Mikrocontroller ab, so springt der andere Mikrocontroller in Echtzeit ein
und übernimmt dessen Aufgabe. Das System fliegt trotz schwerwiegendem
Systemabsturz unbekümmert weiter.
Vorkenntnisse in Mikrocontroller-Programmierung und Hintergrundwissen zu
Betriebssystemen sind von Vorteil. Erfahrungen mit RODOS sind hilfreich, aber
nicht erforderlich. Interessenten wenden sich bitte an Prof. Montenegro und
Dipl.-Ing. Nils Gageik ([email protected]).
15.05.2012
Der Lehrstuhl
Luft- und Raumfahrtinformatik (Prof. Montenegro, Info 8)
bietet eine
Bachelor-, Master-, Diplomarbeit
(auch als Praktikum)
zu dem Thema
Objekterkennung
(Anwendung Quadrocopter) an.
Der Lehrstuhl Informatik 8 entwickelt autonome Flugsysteme wie
Quadrocopter für Aufgaben im Indoor-Bereich (Luftfahrtinformatik). Die
Systeme sollen in die Lage versetzt werden selbstständig (autonom) zu agieren
(z.B. Suchen durchführen). In diesem Zusammenhang sind noch einige
Vorarbeiten zu realisieren.
Das aktuelle System kann stabil und autonom in einem Raum fliegen. Mit Hilfe
einer Kamera, die z.B. auf den Boden gerichtet ist, kann das System Objekte auf
dem Boden wahrnehmen. Nun soll es in die Lage versetzt werden, Objekte zu
erkennen und entsprechend zu handeln. Beispielsweise soll es autonom durch
den Raum fliegen und einen Ball, der auf dem Boden liegt, erkennen und
darüber stehen bleiben.
Im Rahmen dieser Arbeit soll eine Objekterkennung basierend auf einer
optischen Kamera implementiert werden. Lösungen zur Objekterkennung wie
z.B. die CMUcam4 existieren bereits. Auf diese kann und soll zurückgegriffen
werden.
Vorkenntnisse in Mikrocontroller-Programmierung sind von Vorteil.
Hintergrundwissen zur Objekterkennung ist hilfreich, aber nicht erforderlich.
Interessenten wenden sich bitte an Prof. Montenegro und Dipl.-Ing. Nils Gageik
15.05.2012
Der Lehrstuhl
Luft- und Raumfahrtinformatik (Prof. Montenegro, Info 8)
bietet eine
Bachelor-, Master-, Diplomarbeit
(auch als Praktikum)
zu dem Thema
Two Wire (I²C) Bus
(Anwendung Quadrocopter) an.
Der Lehrstuhl Informatik 8 entwickelt autonome Flugsysteme wie
Quadrocopter für Aufgaben im Indoor-Bereich (Luftfahrtinformatik). Die
Systeme sollen in die Lage versetzt werden selbstständig (autonom) zu agieren
(z.B. Suchen durchführen). In diesem Zusammenhang sind noch einige
Vorarbeiten zu realisieren.
Das aktuelle System kann stabil fliegen und verwendet als Schnittstelle für die
Peripherie (Sensorik IMU, US + Aktuatoren BLCTRL) den Two Wire bzw. I²C Bus.
Da beinahe die gesamte Kommunikation über diesen Bus geht, ist der Bus auch
die Schwachstelle des Systems. Dementsprechend ist ein Großteil der Fehler
auf Fehler auf dem I²C Bus zurückzuführen.
Im Rahmen dieser Arbeit soll der I²C Bus optimiert werden, um das System
insgesamt robuster und fehlertoleranter zu gestalten. Sowohl beim
verwendeten Treiber (Software) als auch bei der Verschaltung (Hardware)
besteht Potential zur Optimierung.
Vorkenntnisse in Mikrocontroller-Programmierung sowie Erfahrungen mit dem
I²C Bus oder anderen digitalen Busen sind von Vorteil. Interessenten wenden
sich bitte an Prof. Montenegro und Dipl.-Ing. Nils Gageik (nils.gageik@uni-
wuerzburg.de).
14.05.2012
Der Lehrstuhl
Luft- und Raumfahrtinformatik (Prof. Montenegro, Info 8)
bietet eine
Bachelor-, Master-, Diplomarbeit
(auch als Praktikum)
zu dem Thema
optisches Tracking
(Anwendung Quadrocopter) an.
Der Lehrstuhl Informatik 8 entwickelt autonome Flugsysteme wie
Quadrocopter für Aufgaben im Indoor-Bereich (Luftfahrtinformatik). Die
Systeme sollen in die Lage versetzt werden selbstständig (autonom) zu agieren
(z.B. Suchen durchführen). In diesem Zusammenhang sind noch einige
Vorarbeiten zu realisieren.
Das aktuelle System kann stabil fliegen, seine Höhe halten sowie Hindernisse
erkennen und Kollisionen vermeiden. Dazu wurde ein Quadrocopter
entwickelt, der neben einer IMU zur Lageregelung über Ultraschall- und
Infrarotsensoren verfügt und damit autonom in einem Raum fliegen kann. Statt
Ultraschall- und Infrarotsensoren einzusetzen, soll im Rahmen dieser Arbeit ein
optisches Trackingsystem (Infrarot Kameras) verwendet werden, um die
Position des Quadrocopters zu verfolgen und steuern. Das System soll später
zur Evaluierung eingesetzt werden können.
Das optische Trackingsystem liefert bereits sehr genaue Positionsdaten. Mit
Hilfe dieses soll die Lage des Quadrocopters im Raum bestimmt und gesteuert
werden. Im Rahmen dieser Arbeit ist sowohl die Kommunikation des Tracking-
PCs mit dem Quadrocopter als auch die Steuerung des Quadrocopters zu
implementieren.
Vorkenntnisse in Mikrocontroller-Programmierung sowie in Mess- und
Regelungstechnik (Zustandsregelung, PID Regler, etc.) sind von Vorteil.
Interessenten wenden sich bitte an Prof. Montenegro und Dipl.-Ing. Nils Gageik
28.02.2012
Der Lehrstuhl
Luft- und Raumfahrtinformatik (Prof. Montenegro, Info 8)
bietet eine
Bachelor-, Master-, Diplomarbeit
(auch als Praktikum)
zu dem Thema
Echtzeitregelung
(Anwendung Quadrocopter) an.
Der Lehrstuhl Informatik 8 entwickelt autonome Flugsysteme wie
Quadrocopter und Modellbau-Helikopter für Aufgaben im Indoor-Bereich
(Luftfahrtinformatik). Die Systeme sollen in die Lage versetzt werden
selbstständig (autonom) zu agieren (z.B. Suchen durchführen). In diesem
Zusammenhang sind noch einige Vorarbeiten zu realisieren.
Das aktuelle System kann stabil fliegen, seine Höhe halten sowie Hindernisse
erkennen und Kollisionen vermeiden. Dazu wurde ein Quadrocopter
entwickelt, der neben einer IMU zur Lageregelung über Ultraschall- und
Infrarotsensoren verfügt. Die Regler für alle Systeme wurden empirisch
eingestellt. Für ein autonomes Agieren des Quadrocopters ist eine äußerst
präzise Regelung des Systems zwingend erforderlich. Je besser die Regler
ausgelegt sind, desto weniger Probleme treten auf.
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein theoretisches Modell für einen Regler
entworfen und dieses an dem realen System evaluiert werden. Dabei kann eine
(oder mehrere) der folgenden Regelungen Thema sein: Lageregelung,
Höhenregelung, Abstandsregelung, Positionsregelung
Vorkenntnisse in Mikrocontroller-Programmierung (C) sowie in Mess- und
Regelungstechnik (Zustandsregelung, PID Regler, etc.) sind von Vorteil.
Interessenten wenden sich bitte an Prof. Montenegro und Dipl.-Ing. Nils Gageik
(Fast) jedes andere Thema aus dem Themenkomplex Quadrocopter ist auch
denkbar. Sprecht uns einfach einmal an, wenn Interesse besteht.
28.02.2012
Der Lehrstuhl
Luft- und Raumfahrtinformatik (Prof. Montenegro, Info 8)
bietet eine
Bachelor-, Master-, Diplomarbeit
zu dem Thema
Fehlererkennungsverfahren
bei Magnetsensoren
(Anwendung Quadrocopter) an.
Der Lehrstuhl Informatik 8 entwickelt autonome Flugsysteme wie
Quadrocopter und Modellbau-Helikopter für Aufgaben im Indoor-Bereich
(Luftfahrtinformatik). Die Systeme sollen in die Lage versetzt werden
selbstständig (autonom) zu agieren (z.B. Suchen durchführen). In diesem
Zusammenhang sind noch einige Vorarbeiten zu realisieren.
Das aktuelle System verwendet Accelerometer und Gyroskop und kann damit
stabil fliegen und seine Orientierung halten. Jedoch kann die Gierachse
(Rotationen um die z-Achse) nicht durch den Accelerometer stabilisiert werden.
Dadurch führen Fehler zu einem Drift des Systems um die z-Achse. Um dies zu
kompensieren soll ein Magnetsensor verwendet werden. Magnetsensoren sind
jedoch sehr fehleranfällig.
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Verfahren zur Fehlerkompensation von
Magnetsensoren implementiert und an dem realen System evaluiert werden.
Dabei kann auf das bisherige System aufgebaut werden. Insbesondere auf die
Datenfusion mit Kalman-Filter kann zurückgegriffen werden. Schwerpunkt der
Arbeit wäre demnach die Fehlererkennung von Magnetsensorwerten.
Vorkenntnisse in Mikrocontroller-Programmierung (C) sowie in Mess- und
Regelungstechnik (Kalman-Filter) sind von Vorteil. Interessenten wenden sich
bitte an Prof. Montenegro und Dipl.-Ing. Nils Gageik (nils.gageik@uni-
wuerzburg.de). Andere Themen aus dem Themenkomplex Quadrocopter sind
auch denkbar. Sprecht uns einfach einmal an, wenn Interesse besteht.
28.02.2012
Der Lehrstuhl
Luft- und Raumfahrtinformatik (Prof. Montenegro, Info 8)
bietet eine
Bachelor-, Master-, Diplomarbeit
(auch als Praktikum)
zu dem Thema
Leichtbau
(Anwendung Quadrocopter) an.
Der Lehrstuhl Informatik 8 entwickelt autonome Flugsysteme wie
Quadrocopter und Modellbau-Helikopter für Aufgaben im Indoor-Bereich
(Luftfahrtinformatik). Die Systeme sollen in die Lage versetzt werden
selbstständig (autonom) zu agieren (z.B. Suchen durchführen). In diesem
Zusammenhang sind noch einige Vorarbeiten zu realisieren.
Das aktuelle System kann stabil fliegen, seine Höhe halten sowie Hindernisse
erkennen und Kollisionen vermeiden. Die verwendete mechanische
Konstruktion ist doch alles andere als optimal. Dabei spielt der Faktor Gewicht
eine entscheidende Rolle. Sowohl für die Flugdauer als auch das Flugverhalten
(Trägheit, Regelung) ist das Gesamtgewicht möglichst minimal zu halten.
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Aufbau konstruiert werden, der die
Rahmenbedingungen Stabilität, Gewicht und Kosten gegeneinander abwägt
und einen guten Kompromiss findet. Das fertige System soll dann mit Hilfe des
vorhandenen Systems evaluiert werden (Vergleich: Vorher / Nachher).
Theoretische Vorkenntnisse aus den Bereichen Leicht- und Modellbau sind von
Vorteil, aber nicht erforderlich. Interessenten wenden sich bitte an Prof.
Montenegro und Dipl.-Ing. Nils Gageik ([email protected]).
(Fast) jedes andere Thema aus dem Themenkomplex Quadrocopter ist auch
denkbar. Sprecht uns einfach einmal an, wenn Interesse besteht.
28.02.2012
Der Lehrstuhl
Luft- und Raumfahrtinformatik (Prof. Montenegro, Info 8)
bietet eine
Bachelor-, (Master-, Diplomarbeit)
(auch als Praktikum)
zu dem Thema
W-LAN
(Anwendung Quadrocopter) an.
Der Lehrstuhl Informatik 8 entwickelt autonome Flugsysteme wie
Quadrocopter und Modellbau-Helikopter für Aufgaben im Indoor-Bereich
(Luftfahrtinformatik). Die Systeme sollen in die Lage versetzt werden
selbstständig (autonom) zu agieren (z.B. Suchen durchführen). Später soll ein
Verbund oder Schwarm der Systeme realisiert werden, der als Kollektiv agieren
kann. In diesem Zusammenhang sind noch einige Vorarbeiten zu realisieren.
Das aktuelle System kann stabil fliegen, seine Höhe halten sowie Hindernisse
erkennen und Kollisionen vermeiden. Die Kommunikation zur Bodenstation
(GS, PC) funktioniert aktuell über Bluetooth. Bluetooth ist fehleranfällig, hat
eine geringe Reichweite und geringe Datenrate.
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein System basierend auf W-LAN implementiert
werden, mit dessen Hilfe ein Schwarm über ein drahtloses Netzwerk
untereinander und mit der entfernten Bodenstation kommunizieren kann.
Vorkenntnisse in Programmierung (Mikrocontroller, C) sind von Vorteil.
Erfahrungen mit dem Einrichten von W-LAN Netzen (ad-hoc, AP) sind nützlich.
Interessenten wenden sich bitte an Prof. Montenegro und Dipl.-Ing. Nils Gageik
28.02.2012
Der Lehrstuhl
Luft- und Raumfahrtinformatik (Prof. Montenegro, Info 8)
bietet eine
Bachelor-, (Master-, Diplomarbeit)
(auch als Praktikum)
zu dem Thema
autonome Suche
(Anwendung Quadrocopter) an.
Der Lehrstuhl Informatik 8 entwickelt autonome Flugsysteme wie
Quadrocopter und Modellbau-Helikopter für Aufgaben im Indoor-Bereich
(Luftfahrtinformatik). Die Systeme sollen in die Lage versetzt werden
selbstständig (autonom) zu agieren (z.B. Suchen durchführen).
Das aktuelle System kann stabil fliegen, seine Höhe halten sowie Hindernisse
erkennen und Kollisionen vermeiden. Aktuell wird das System über eine
Fernsteuerung bedient. Der nächste Schritt wäre es, dem System mehr
Autonomie zu verleihen.
Im Rahmen dieser Arbeit soll (unter Anleitung wie gewünscht) ein autonomes
Suchverfahren (z.B. Tiefensuche) auf einem Quadrocopter implementiert
werden. Das Verfahren kann primitiv sein. Die Schwierigkeiten basieren
zunächst auf der korrekten Abstimmung aller notwendigen beteiligten
Systemparameter (insbesondere Mess- und Regelungsparameter), damit eine
Suche durchgeführt werde kann. Die Arbeit ist anspruchsvoll, aber auch sehr
interessant und (relativ) innovativ.
Vorkenntnisse in Mikrocontroller-Programmierung (C) sowie in Mess- und
Regelungstechnik sind von Vorteil. Interessenten wenden sich bitte an Prof.
Montenegro und Dipl.-Ing. Nils Gageik ([email protected]).
(Fast) jedes andere Thema aus dem Themenkomplex Quadrocopter ist auch
denkbar. Sprecht uns einfach einmal an, wenn Interesse besteht.
