Fahrzeug- und Infrastruktursysteme - Praktika-/Diplomaufgaben
Der Forschungsschwerpunkt Fahrzeug- und Infrastruktursysteme adressiert die Entwicklung und prototypische Umsetzung neuer Ansätze zur effizienten Verkehrsdatenerfassung mit stationären und fahrzeuggestützten Komponenten sowie den Entwurf neuartiger Sensoren für Fahrerassistenzsysteme zur Erhöhung der Verkehrssicherheit. Der konsequenten Nutzung von Telematiktechnologien in der Fahrzeug- und Verkehrstechnik kommt hierbei eine Schlüsselrolle zu.
Hinweis:
Die aufgeführten Themen stellen einen Querschnitt aus den gegebenen Möglichkeiten dar. Entsprechend der aktuellen Projektlage sowie spezieller Interessen der Bewerber, können sich Abweichungen ergeben.
V2-10-01: Untersuchung von Einflussfaktoren auf optische Sensoren zur Erfassung von Lichtsignalen an Ampelanlagen
Eine Ampelanlage (Lichtsignalanlage, LSA) dient der Steuerung von Ver-kehrsströmen an Knotenpunkten (Kreuzungen). Moderne Anlagen zäh-len Fahrzeuge mittels Induktionsschleifen oder Infrarotdetektoren und schalten die verschiedenen Fahrtrichtungen je nach Verkehrsaufkom-men frei. Für viele Anwendungen ist es erforderlich, die tatsächlich sig-nalisierten Grün- und Rotzeiten einer LSA von außen zu beobachten und zu speichern. Dadurch kann beispielsweise überprüft werden, ob die Ampelanlage korrekt arbeitet.
Ein im ifak entwickeltes Sensorsystem (eLSA) zeichnet Signalzustände an Ampelanlagen durch optische Überwachung der Signalgeber auf und speichert diese intern. Der bisher verwendete optische Sensor besitzt eine charakteristische Empfindlichkeit, die besonders von der Wellenlän-ge des Lichts abhängt. Da das Sensorsystem möglichst flexibel an ver-schiedenfarbigen und mit Symbolmasken hinterlegten Signalkammern arbeiten soll, sind genauere Untersuchungen erforderlich.
Arbeitsinhalte (separate Bearbeitung möglich):
- Aufnahme von Messreihen mit verschiedenen Masken und Leucht-mitteln
- Aufnahme von Messreihen mit verschiedenen Lichtsensoren und Messwinkeln
- Einfluss von Störquellen ermitteln (bspw. Sonnenlicht)
Gewünschte Kenntnisse und Erfahrungen: - Grundlagen der Physik (Optik)
- Umgang mit Labor-Messtechnik
V2-10-02: Definition und Analyse von Produktanforderungen im Software Engineering Prozess
Ziel ist die Entwicklung eines rechnergestützten, skalierbaren Rahmenwerkes für den SW Engineering Prozess.
Ziel sind unter anderem Produktanforderungen, die konkret an das zu entwickelnde, eingebettete Gerät gestellt werden.
Ausgewählte KMU werden dazu angesprochen und mit Hilfe eines Fragebogens befragt. Als Ergebnis wird eine Summe aus funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen erwartet, welche die Grundlage für die Modellierung und Entwicklung sicherer Systeme genutzt werden soll, insbesondere in Hinblick der IT-Security.
Arbeitsinhalte:
- Erstellung eines Fragebogens für die Anforderungsen von KMU
- Auswertung und Ableitung von funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen
- Entwicklung eines Modellierungs- und Wichtungskonzeptes für nicht-funktionale Anforderungen
Gewünschte Kenntnisse und Erfahrungen:
- Kenntnisse zu Requirement Engineering und entsprechender Werkzeuge
- Kenntnisse der formalen Notation
V2-10-03: Konzeption und Umsetzung eines universellen Multi-Protocol Interfaces
Bei der Entwicklung von komplexen Schaltungen für die Verkehrstelema-tik kommen u. a. hoch integrierte elektronische Bauelemente zum Ein-satz. Um anschließende Tests möglichst schnell und unkompliziert durchführen zu können, ist die aufwandsarme Parametrierung der Bau-teile erforderlich. Dazu wird ein universelles Interface benötigt, dass die gängigsten Low-Level Protokolle (TWI, SPI, EIA-232, EIA-485, …) unter-stützt.
Für die Umsetzung muss zunächst eine Schaltung entworfen werden, welche die Verbindung zwischen den genannten Protokollen und einem PC mittels USB herstellt. In einem zweiten Aufgabenkomplex ist eine Software inklusive grafischer Benutzeroberfläche zu entwickeln. Diese soll es gestatten, das universelle Interface zu parametrieren und mit den Bauteilen zu kommunizieren.
Arbeitsinhalte (separate Bearbeitung möglich):
1. Aufgabenkomplex
- konzeptioneller Schaltungsentwurf
- Recherche und Inbetriebnahme geeigneter USB-Schaltkreise
- Entwurf einer Platine und prototypischer Aufbau
2. Aufgabenkomplex
- konzeptioneller Softwareentwurf
- Implementierung und Test der grafischen Benutzeroberfläche
- ggf. USB-Treiberentwicklung
Gewünschte Kenntnisse und Erfahrungen:
1. Aufgabenkomplex: Grundlagen der Elektrotechnik
2. Aufgabenkomplex: Programmierkenntnisse in C, C++, Java o. ä.
V2-10-04: Konzept für altersgerechte Mobilität
In Deutschland wird sich, wie in vielen anderen industrialisierten Ländern der Welt auch, die Altersstruktur der Bevölkerung in den nächsten Jah-ren und Jahrzehnten einschneidend verändern. Die Erhaltung und För-derung von Mobilität ist somit ein hochrangiges individuelles und poli-tisches Ziel. Hierbei kommt dem weitgehenden Erhalt eines bedarfsge-rechten und flächendeckenden öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) eine besondere Rolle zu. In einer systematischen Analyse und Bewertung der Rahmenbedingungen für die Gewährleistung einer al-tersgerechten und sicheren Mobilität in Sachsen-Anhalt sollen durch Entwurf und eine pilothafte Erprobung ein integriertes Informations- und Kommunikationskonzept entstehen, das die Fähigkeiten der relevanten Zielgruppen (Senioren, Schüler und Auszubildende) berücksichtigt.
Arbeitsinhalte 1 (Grundlagen):
- Recherche vorhandenen Mobilitäts- und Informationsangebote
- Recherche technischer Voraussetzungen von Personengruppen
- Recherche gesetzlichen Rahmenbedingungen
Arbeitsinhalte 2 (Systemkonzept):
- Voraussetzungen zur Bereitstellung altersgerechter Informationen
- Nutzung bzw. Anpassung von geeigneten Vorgehensmodellen
Arbeitsinhalte 3 (Evaluierung)
- Evaluierung mittels Labor- und Feldversuchen
- Prototypische Integration in vorhandene Kommunikationssysteme
Gewünschte Kenntnisse und Erfahrungen:
- Kenntnisse zu Vorgehensmodellen
- Vorkenntnisse in der Programmierung von Webinhalten
- Grundkenntnisse zum Thema Informationssicherheit (IT-Security)
V2-10-05: Entwicklung eines Algorithmus zur Routenplanung für Fußgänger
Etliche Systeme zur elektronischen Fahrplanauskunft (z. B. www.bahn.de) bieten bereits seit einigen Jahren die Funktion der Tür-zu-Tür-Verbindungssuche. Dabei sind die eingesetzten digitalen Wegenetz-karten ursprünglich für den Kraftfahrzeugverkehr konzipiert worden, weshalb im Wesentlichen dessen Belange und nicht die von Fußgängern berücksichtigt sind.
Eine fußgängergerechte Wegenetzkarte orientiert sich primär an Bür-gersteigen. Kraftfahrzeugstraßen sind eher als Hindernisse anzusehen. Aus dieser Perspektive betrachtet, bildet das Fußwegenetz mit seinen Möglichkeiten zur Querung von Kfz-Straßen (Zebrastreifen, Lichtsignal-anlage) gerade in Randlagen kein zusammenhängendes Wegenetz mehr. Ein zusammenhängendes Netz ist aber eine Voraussetzung für sämtliche bekannten Wegesuchalgorithmen.
Ziel der Arbeit ist nach einer Analyse des Wegenetzes aus Fußgänger-sicht die Erstellung einer fußgängergerechten digitalen Wegenetzkarte für ein ausgewähltes städtisches Gebiet und die Entwicklung eines Algo-rithmus zur Suche nach dem kürzesten Weg innerhalb dieser Karte.
Arbeitsinhalte:
- Analyse bestehender Formate für Wegenetzkarten
- Erstellung einer fußgängergerechten Wegenetzkarte
- Entwicklung des Algorithmus zur Suche nach dem kürzesten Weg
Gewünschte Kenntnisse und Erfahrungen:
- Graphentheorie
- Programmierung mit Java oder C++
V2-10-06: Empirische Recherche und Systemkonzept für ein integriertes Informations- und Kommunikationskonzept für die sicher Mobilität in der Fläche In Deutschland wird sich, wie in vielen anderen industrialisierten Ländern der Welt auch, die Altersstruktur der Bevölkerung in den nächsten Jahren und Jahrzehnten einschneidend verändern. Die Erhaltung und Förderung von Mobilität ist somit ein hochrangiges individuelles und poli-tisches Ziel. Hierbei kommt dem weitgehenden Erhalt eines bedarfsgerechten und flächendeckenden öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) eine besondere Rolle zu. In einer systematischen Analyse und Bewertung der Rahmenbedingungen für die Gewährleistung einer altersgerechten und sicheren Mobilität in Sachsen-Anhalt sollen durch Entwurf und eine pilothafte Erprobung ein integriertes Informations- und Kommunikationskonzept entstehen, das die Fähigkeiten der relevanten Zielgruppen (Senioren, Schüler und Auszubildende) berücksichtigt. Im Rahmen des Praktikums sollen zunächst die Grundlagen in Form fundierter Recherchearbeit geschaffen werden. Mittels selbständig zu ermittelnden und aktuell vorliegenden Projekt- und Literaturquellen soll der aktuelle Stand der Wissenschaft und Technik bezüglich des ÖPNV und seiner derzeitigen Rolle im demographischen Wandel ermittelt werden. Auf Basis der Grundlagenrecherche wird die Erstellung eines Systemkonzeptes angestrebt, welches die Konzeption eines Fragen- und Bewertungskataloges vorsieht. Mittels diesem sollen in Interviews aktuelle Angebote und technische Voraussetzungen, sowie Anforderungen seitens des ÖPNV empirisch ermittelt werden. Anforderungen und Nutzungsvoraussetzungen aktueller und zukünftiger Nutzer sollen ebenso im Rahmen von Interviews und Workshops empirisch ermittelt werden. Ausgehend von den Ergebnissen der empirischen Anforderungszusammenstellung wird ein Konzept für die Bereitstellung altersgerechter Informationen entwickelt. Dieses soll prototypisch umgesetzt und mit Hilfe des Bewertungskataloges auf Nutzbarkeit hin geprüft werden. Die Anfertigung einer umfassenden Dokumentation rundet die Praktikumsarbeit ab.
V2-10-07: Mensch-Maschine Schnittstelle für ein altersgerechtes Informations- und Kommunikationskonzept In Deutschland wird sich, wie in vielen anderen industrialisierten Ländern der Welt auch, die Altersstruktur der Bevölkerung in den nächsten Jahren und Jahrzehnten einschneidend verändern. Die Erhaltung und Förderung von Mobilität ist somit ein hochrangiges individuelles und poli-tisches Ziel. Hierbei kommt dem weitgehenden Erhalt eines bedarfsgerechten und flächendeckenden öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) eine besondere Rolle zu.Für diese Anwendungen soll ein Konzept eines Nutzungskonzeptes entstehen, welches aktuelle Methoden der Visualisierung für interaktive Mensch-Maschine-Schnittstellen nutzt. Unter der besonderen Berücksichtigung intuitiver, altersgerechter Nutzbarkeit soll zunächst eine systematische Analyse und Bewertung aktuell verwendeter Geräte und Anwendungen durchgeführt werden. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen soll ein integriertes Informations- und Kommunikationskonzept entstehen, welches auch Möglichkeiten spiel-orientierter Nutzbarkeit Einbeziehung neuer Nutzer vorsieht. Auch Möglichkeiten von Community-basiertem Wissenstransfer sollen geprüft und ggf. auf die Fähigkeiten der relevanten Zielgruppen (Senioren, Schüler und Auszubildende) angepasst werden. Die pilothafte Umsetzung des Konzeptes soll an einer ausgewählten Nutzergruppe erprobt und mit Hilfe von Befragungen bewertet werden.
V2-10-08: Prototypische Integration eines Informations- und Kommunikationskonzeptes für die altersgerechte Mobilität in der Fläche In Deutschland wird sich, wie in vielen anderen industrialisierten Ländern der Welt auch, die Altersstruktur der Bevölkerung in den nächsten Jahren und Jahrzehnten einschneidend verändern. Die Erhaltung und Förderung von Mobilität ist somit ein hochrangiges individuelles und politisches Ziel. Hierbei kommt dem weitgehenden Erhalt eines bedarfsgerechten und flächendeckenden öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) eine besondere Rolle zu. Ziel ist die für die Erstellung eines technischen Prototypen, welcher basierend dem Entwurf und einer fundierte Bewertung des zugrundeliegenden Informations- und Kommunikationskonzeptes die Sicherung einer altersgerechten Mobilität in Sachsen-Anhalt zum Kernthema hat. Zunächst sollen in einer grundlegenden Recherche aktueller Mobilitäts- und Informationsangebote ausgewählter Verkehrsunternehmen geprüft und eine entsprechende Datengrundlage erarbeitet werden. Es sollen so erste Potenziale seitens des ÖPNV und nötiger Voraussetzungen zur Bereitstellung altersgerechter Informationen erarbeitet und Hinsichtlich künftiger Datenflüsse geprüft werden.
Ausgehend davon sollen Anforderungsdefinitionen aktueller und potenzieller Kunden hinsichtlich Datenfilterung und Benutzerführung geprüft und aufbereitet werden. Infrastrukturelle Gegebenheiten, wie etwa verfügbare Bandbreiten, und individuelle Nutzungsgewohnheiten sollen dabei gleichermaßen berücksichtigt werden. Des Weiteren sollen verfügbare Planungs- und Steuerungsinstrumente, etwa in Hinblick auf finanzielle und nicht-finanzielle Hilfeleitungen Dritter berücksichtigt werden. Ziel ist die Erstellung eines Anforderungs- und Bewertungskataloges zur Erreichung des Lösungszieles. Der Abschluss der Arbeit bildet eine prototypische Integration des Lösungskonzeptes, welche im ausgewählten Kommunikationssystem auf exemplarischen Endgeräten implementiert wird. Die abschließende Evaluierung erfolgt mittels des Bewertungskatalogs, sowie ausgewählter Labortests.
V2-10-09: Nutzerstudie und Entwurf eines theoretischen Rahmenwerkes für die sichere Mobilität in der Fläche In Deutschland wird sich, wie in vielen anderen industrialisierten Ländern der Welt auch, die Altersstruktur der Bevölkerung in den nächsten Jahren und Jahrzehnten einschneidend verändern. Die Erhaltung und Förderung von Mobilität ist somit ein hochrangiges individuelles und poli-tisches Ziel. Hierbei kommt dem weitgehenden Erhalt eines bedarfsgerechten und flächendeckenden öffentlichen Personennahverkehrs (ÖPNV) eine besondere Rolle zu. In einer systematischen Analyse und Bewertung der Rahmenbedingungen für die Gewährleistung einer altersgerechten und sicheren Mobilität in Sachsen-Anhalt sollen durch Entwurf und eine pilothafte Erprobung ein integriertes Informations- und Kommunikationskonzept entstehen, das die Fähigkeiten der relevanten Zielgruppen (Senioren, Schüler und Auszubildende) berücksichtigt.Ziel ist der Entwurf eines Rahmenwerkes, welches die statistischen, technischen und administrativ-rechtlichen Grundvoraussetzungen für die Entwicklung eines altersgerechten Informations- und Kommunikationskonzeptes für die sichere Mobilität in der Fläche zusammenfasst. In einer ersten Recherche sollen die aktuellen Voraussetzungen und Anforderungen seitens der relevanten Nutzergruppen mittels aktueller Studien und Statistiken (z.B. Statistisches Bundesamt) ermittelt werden. Eine Prüfung der aktuellen technischen Grundlagen, welche die Implementierungs- und Nutzungskonzepte aktuell verfügbarer Endgeräte und ihrer Applikationen, sowie aktuell verfügbare Kommunikations- und HMI-Standards berücksichtigt, sollen in Hinblick auf die Bewertung zu entwickelnder Datenflussmodelle und Darstellungsformen durchgeführt werden. Die Zusammenstellung relevanter administrativ-rechtlicher Rahmenbedingungen, welche besonders in Hinblick auf den Datenschutz gelten, vervollständigt die Praktikumsaufgabe. Basierend auf dieser Grundlage soll ein Konzept für die Bereitstellung altersgerechter Informationen erstellt werden, welches geeignete Vorgehensmodelle nutzt und ggf. anpasst. Eine ausführliche Dokumentation rundet die Praktikumsarbeit ab.
|
