Institut für Mess- und Regelungstechnik Studium
Studien- & Abschlussarbeiten

Studien- und Abschlussarbeiten

© Foto: Bodo Kremmin / LUH
Foto: Bodo Kremmin / LUH

Hier finden Sie die aktuellen Themen, die für studentische Arbeiten (Studien-, Bachelor-, Master- und/oder Diplomarbeiten) am IMR angeboten werden. Für genauere Informationen zu den einzelnen Themen wenden Sie bitte an den jeweiligen Ansprechpartner.


Aktuell ausgeschriebene Themen vom IMR


Fertigungsmess- und Prüftechnik

  • Entwicklung eines flexiblen endoskopischen Multisensormesskopfes zur Defektcharakterisierung in Flugzeugtriebwerken

    Studien-/ Abschlussarbeiten

    Im Forschungsprojekt "RoboKop" wird an einem Multisensormesskopf geforscht, welcher bei der Inspektion von Flugzeugtriebwerken eingesetzt werden soll. Mithilfe eines kleinen Streifenprojektionssensors können die Defekte hochgenau vermessen werden. Durch seine hohe Flexibilität kann das Messsystem auch an schwer zugängliche Stellen gelangen. Im weiteren Verlauf des Projektes soll zudem ein Sensor zur großvolumigen Erfassung der Umgebung im Messkopf Platz finden, der die genaue Navigation und Defektlokisierung im Triebwerk ermöglicht.

    Die aktuell ausgeschriebenen Arbeiten befassen sich einerseits mit der Kalibrierung des Messsystems. Dabei müssen die Prameter des Modells, welches das Messsystem beschreibt, möglichst genau identifiziert werden. Dies ist maßgeblich um präzise Messungen durchführen zu können. Andererseits soll ein Simulationstool für die zukünftige Navigation und Defektlokalisierung geschaffen werden.

    Die Arbeiten können ggf. auch mit einem vorangehenden HiWi-Job kombiniert werden.

     


    Jannis Drangmeister, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    125
    Jannis Drangmeister, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    125
  • Entwicklung eines Multi-View Punktwolken-Registrierungsansatz für die starr-endoskopische Triebwerksinspektion

    Studien-/ Masterarbeit

    Im Rahmen eines Forschungsprojektes sollen Verdichterschaufeln in einem Flugtriebwerk mit einem starr-endoskopischen Messsystem inspiziert werden, um Schäden zu detektieren. Beim Vorgang werden mehrere Messungen einer Verdichterschaufel erfasst, aus denen 3D-Punktwolken rekonstruiert werden. Für die Auswertung von Schäden ist die Lage der Messung auf der Schaufel höchst relevant. Daher sollen die einzelnen Punktwolken zueinander ausgerichtet werden, um die gesamte Schaufel zu rekonstruieren. Ein Lösungsansatz ist es, die Punktwolken paarweise zu registrieren und dann iterativ weitere Punktwolken hinzuzufügen. Dieser Ansatz bietet keine Möglichkeit auftretende Fehler bei der paarweisen Registrierung zu kompensieren.

    Ziel dieser Arbeit ist daher die Erarbeitung eines Multi-View Registrierungsansatz, um die Rekonstruktion der Gesamtschaufel robust zu gewährleisten.


    Theresa Thiel, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    125
    Theresa Thiel, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    125
  • Entwicklung und Validierung eines kinematisch-physikalischen Modells zur nicht-starren Geometrieadaption von Profilschnitten in der Kautschukextrusion

    Bachelor-/Studien-/HiWi-/Masterarbeiten

    Im Rahmen meiner Forschung untersuche ich den Einsatz datengetriebener Prozessmodelle im Bereich der
    Kautschukextrusion. Ein zentrales Ziel ist es, herauszufinden, wie KI-basierte Regelstrategien mithilfe solcher Modelle
    auf verschiedene Prozess- und Werkstoffklassen übertragen werden können. Die Motivation besteht darin, die
    Anpassung dieser KI-Strategien an neue Anwendungen zu erleichtern und dadurch die Flexibilität und Effizienz in der
    Prozessoptimierung zu erhöhen.

    Für die Entwicklung eines solchen Prozessmodells wird ein umfangreicher Datensatz benötigt, der verschiedene
    Prozesszustände erfasst. Hierfür kommt ein multimodales Messsystem zum Einsatz, das während des Betriebs die
    Profilgeometrie des extrudierten Kautschukstrangs misst. Aus mehreren Versuchsreihen steht ein Datensatz zur
    Verfügung, der 2D-Profilschnitte in Form von unstrukturierten Punktwolken enthält. Die Messung erfolgt im
    unvulkanisierten Zustand des Kautschuks, wodurch das Material flexibel und leicht verformbar ist. Das Profil kann
    sich dabei durch Rotation oder elastische Verformung verändern, was in der späteren Datenauswertung zu
    Fehlinterpretationen führen kann.

    Im Rahmen dieser studentischen Arbeit sollen Methoden zur Korrektur dieser Profilschnitte
    entwickelt und untersucht werden. Ziel ist es, ein Modell zu entwerfen, das mithilfe eines
    kinematisch-physikalischen Strukturskeletts eine flexible Anpassung und Registrierung der
    unterschiedlichen Geometriezustände ermöglicht.


    Paul-Felix Hagen, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    127
    Paul-Felix Hagen, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    127
  • Automatisierte Extraktion und Vergleich geometrischer Merkmale in der Kautschukextrusion auf Basis von 2D-Profilschnitten

    Bachelor-/Studien-/HiWi-/Masterarbeiten

    Im Rahmen meiner Forschung untersuche ich den Einsatz datengetriebener Prozessmodelle im Bereich der
    Kautschukextrusion. Ein zentrales Ziel ist es, herauszufinden, wie KI-basierte Regelstrategien mithilfe solcher Modelle
    auf verschiedene Prozess- und Werkstoffklassen übertragen werden können. Die Motivation besteht darin, die
    Anpassung dieser KI-Strategien an neue Anwendungen zu erleichtern und dadurch die Flexibilität und Effizienz in der
    Prozessoptimierung zu erhöhen.

    Für die Entwicklung eines solchen Prozessmodells wird ein umfangreicher Datensatz benötigt, der verschiedene
    Prozesszustände erfasst. Hierfür kommt ein multimodales Messsystem zum Einsatz, das während des Betriebs die
    Profilgeometrie des extrudierten Kautschukstrangs misst. Aus mehreren Versuchsreihen steht ein Datensatz zur
    Verfügung, der 2D-Profilschnitte in Form von unstrukturierten Punktwolken enthält.

    Im Rahmen dieser studentischen Arbeit sollen Methoden entwickelt und untersucht werden, um
    geometrische Merkmale wie Radien und Abstände automatisch aus den Profilschnitten zu
    extrahieren. Diese Merkmale werden anschließend für einen Soll-Ist-Vergleich genutzt, wobei
    die Soll-Geometrie in Form von CAD-Daten vorliegt. Zudem soll untersucht werden, inwieweit
    die entwickelten Methoden auf weitere Soll-Geometrien übertragbar sind.


    Paul-Felix Hagen, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    127
    Paul-Felix Hagen, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    127
  • Skalenübergreifende Streifenprojektion

    Bachelor-/Studien-/HiWi-/Masterarbeiten

    Im Rahmen meiner Arbeit suche ich intressierte Studenten, die Lust haben sich im Themenkomplex der Streifenprojektion auszutoben. Grundsätzlich gibt es die unten verlinkten Aufgaben aus den Bereichen Inbetriebnahme eines Refrenzierungssystems, Simulation von Streifenprojektion und Aufbau eines Demonstrators. Je nach Intresse lassen sich die Arbeiten an eure Vorkenntnisse anpassen. Ich hoffe es ist etwas für euch dabei.   



Industrielle und medizinische Bildverarbeitung

  • Einrichtassistenzsystem für Transferpressen auf KI-Basis

    Einrichtassistenzsystem für Transferpressen auf KI-Basis

    Motivation & Hintergrund

    Die Einarbeitung mehrstufiger Umformwerkzeuge erfordet viel Know-How und kann bis mehrere Tage bis zu einzelnen Wochen dauern. Im Rahmen des SPP 2422 wird deshalb eine KI-basierte Methode entwickelt, die den Einrichter bei diesem Vorgang unterstützen soll. Hierzu wurde ein Werkzeug mit einer Vielzahl unterschiedlicher Sensorik konstruiert.

    Die Datenverarbeitung soll im Rahmen einer studentischen Arbeit geschehen. Mögliche Themen für die Arbeit umfassen die Kalibrierung und Synchronisierung der unterschiedlichen Sensoren, die Rekonstruktion der geometrischen Features aus den 3D-Punktwolken und den Aufbau eines KI-Modells für die automatisierte Analyse des Einrichtungsprozesses.

     

    Mögliche Aufgaben

    • Bestimmung der Unsicherheiten im Messvolumen
    • Kalibrierung der Laserebene anhand eines Kalibrierkörpers in allen drei Triangulationssensoren
    • Transformation der Punktwolken in ein gemeinsames KOS
    • Rekonstruktion der geometrischen Features aus den Punktwolken
    • Analyse der Daten aus den Dauerversuchen
    • Aufbau des KI-Modells für den Einrichtassistenten

     

    Link zur vollständigen Ausschreibung


    Ansprechpartner der Arbeit

    Malte Nagel, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    127
    Malte Nagel, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    127
  • Iterative Geometrieadaption einer Referenzgeometrie anhand von triangulierten Merkmalspunkten

    Iterative Geometrieadaption einer Referenzgeometrie anhand von triangulierten Merkmalspunkten

    Motivation & Hintergrund

    Im Rahmen eines Forschungsprojektes wird ein Systemdemonstrator für die Erfassung des Verschleißzustandes von Turbinenschaufeln entwickelt. Grundlage hierfür bildet ein Sensorkopf mit mehreren Industriekameras. Um die zeit- und kostenaufwändige Rekonstruktion der Oberfläche zu vermeiden, werden Bilddaten mit einem Referenzmodell der Turbinenschaufel fusioniert.

     

    Ziel der Arbeit

    In dieser Arbeit soll die bestehende Datenregistrierung verbessert werden, indem das Referenzmodell anhand von triangulierten Merkmalspunkten adaptiert wird. Im ersten Schritt erfolgt eine Vorauswahl der Punkte. Anschließend werden geeignete Optimierungsgrößen sowie Zwangsbedingungen ermittelt. Diese Größen und Bedingungen dienen als Grundlage für die iterative Anpassung des Netzwerks.

    Ziel dieser Arbeit ist die theoretische Erarbeitung eines Verfahrens zur Geometrieadaption, sowie die anschließende Implementierung in die bestehende Datenverarbeitungsstruktur. Eine Validierung soll anhand von bestehenden Referenzmessungen erfolgen.

    Link zur vollständigen Ausschreibung


    Ansprechpartner der Arbeit

    Adrian Kaune, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    130
    Adrian Kaune, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    130
  • Automatisierte Zuordnung von Messdaten durch Optical Character Recognition (OCR)

    Automatisierte Zuordnung von Messdaten durch Optical Character Recognition (OCR)

    Motivation & Zielsetzung

    Im Rahmen dieser Arbeit soll ein bestehender Prüfstand erweitert werden, sodass die
    Seriennummern von Bauteile mithilfe von OCR (Optical Character Recognition) automatisch
    ausgelesen werden können. Ziel der Arbeit ist es, eine robuste Methode zur Automatisierung der
    Messdatenzuordnung zu entwickeln, zu evaluieren und zu validieren.
    Im ersten Schritt soll die optimale Beleuchtungskonfiguration ermittelt werden. Experimentelle
    Untersuchungen sollen klären, unter welcher Beleuchtung der Informationsgehalt der Bilddaten
    maximal ist.
    Im Folgenden soll ermittelt werden, welche OCR-Modelle sich als besonders effektiv für die
    vorhandenen Daten erweisen. Die Implementierung erfolgt in Python.
    Für die Validierung soll die Kamera- und Beleuchtungskonfigurationen am Prüfstand montiert
    werden.

    Link zur vollständigen Ausschreibung


    Ansprechpartner der Arbeit

    Adrian Kaune, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    130
    Adrian Kaune, M. Sc.
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    130

Regelungstechnik


Akustik


Betreuung von externen Arbeiten bei Unternehmen

Bedingungen zur Zusage von externen Arbeiten bei Unternehmen

Voraussetzungen


Das Thema der studentischen Arbeit muss zu den aktuellen Forschungsschwerpunkten des Instituts (Regelungstechnik, Akustik, Robotik, optische Messtechnik, Bildverarbeitung) passen und hinreichenden wissenschaftlichen Ansprüchen genügen.


Für die Betreuung einer Masterarbeit erwarten wir, dass Sie zuvor eine sehr gute studentische Arbeit am IMR angefertigt haben oder erfolgreich als wissenschaftliche Hilfskraft am IMR tätig waren.


Für die Betreuung einer Bachelor-/ Studienarbeit erwarten wir, dass Sie gute bis sehr gute Klausur-Ergebnisse in den IMR Vorlesungen vorweisen können und/oder erfolgreich als wissenschaftliche Hilfskraft am IMR tätig waren.


Vorbereitung


Identifizieren Sie die zu Ihrem Thema fachlich passende Arbeitsgruppe des IMR.


Kontaktieren Sie den jeweiligen Leiter der ausgewählten Arbeitsgruppe. Fassen Sie in Ihrer Anfrage die Eckpunkte Ihrer Arbeit (Unternehmen, grobes Thema) Zusammen. Nehmen Sie zudem Stellung inwiefern Sie die Voraussetzungen des IMR erfüllen.


Der Gruppenleiter wird Ihre Unterlagen prüfen und Ihnen Rückmeldung bezüglich einer möglichen Betreuung geben. Zudem wird der Gruppenleiter einen wissenschaftlichen Artikel vorbereiten, welcher im Vorbereitung auf das Gespräch zusammengefasst werden soll. Dies dient der Sicherung der wissenschaftlichen Qualität der Arbeit.


Bereiten Sie in Abstimmung mit der externen Institution eine detaillierte Aufgabenstellung als Entwurf und einen Zeitplan für die Durchführung der Arbeit vor. 


Vereinbaren Sie einen Termin für ein Vorgespräch in Begleitung Ihres externen Betreuers, zu dem Sie eine detaillierte Aufgabenstellung und den Zeitplan ausarbeiten und mitbringen.


Verfahren während der Arbeit


Im Rahmen des Vorgesprächs muss das Thema vorgestellt werden, damit sichergestellt werden kann, dass die Aufgabenstellung den wissenschaftlichen Ansprüchen entsprechend der Prüfungsordnung genügt.


Zur Hälfte des Bearbeitungszeitraums ist eine Präsentation des Arbeitsumfangs und des Arbeitsfortschritts am IMR vorgesehen. Zum Ende der Arbeit wird eine Abschlusspräsentation erwartet.