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 sprechen Sie bitte mit den jeweiligen Ansprechpartnern.

FERTIGUNGSMESS- UND PRÜFTECHNIK

  • GPU basierte Raytracingsimulation für die Streifenprojektion

    Motivation & Ziel der Arbeit

    Ziel dieser Arbeit ist es reale 3D Messsysteme, die nach dem Verfahren der
    Streifenprojektion arbeiten, in einem Raytracingansatz zu modellieren. Basierend
    auf dem Optix Framework von Nvidia und bereits implementierten
    Raytracingsansätzen soll ein generischer Ansatz für die virtuelle Streifenprojektion
    entwickelt werden. Dieser soll nach Möglichkeit perspektivische und auch
    orthografische Kameramodelle umfassen und beliebig viele Kameras,
    Projektoren/Lichtquellen und Messobjekte platzieren können.

    Mittels einer bestehenden C++ Implementierung der GPU Seite und Python
    Schnittstelle zur Visualisierung werden aktuelle Simulationen berechnet. Dieser
    Ansatz soll nach Möglichkeit beibehalten werden, bzw. alternativ in der Open-
    Source Software Blender implementiert werden. Eine Grundkenntnis des
    Programmierens mit Python bzw. C++ ist somit erforderlich.

    Link zur vollständigen Ausschreibung


    Ansprechpartner der Arbeit

    M. Sc. Philipp Middendorf
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    129
    M. Sc. Philipp Middendorf
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    129
    M. Sc. Pascal Kern
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    126
    M. Sc. Pascal Kern
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    126
  • Punktwolkenregistrierung komplexer Geometrien durch Laserspeckle bei der endoskopischen Streifenprojektion

    Motivation & Ziel der Arbeit

    Bei der hochgenauen, endoskopischen Rekonstruktion komplexer Geometrien ist eine
    Kombination verschiedener Einzelmessungen (Stitching) unerlässlich. Die robuste und
    genaue Ausrichtung (Registrierung) aller Messungen zueinander stellt hierbei ein
    anspruchsvolles technisches Problem dar. Im Rahmen einer Masterarbeit soll durch
    Feature-Matching homologer Bildpunkte in benachbarten, überlappenden Bildpaaren eine
    Registrierung der korrespondierenden Punktwolken erfolgen. In einer vorangegangenen
    studentischen Arbeit wurde hierfür ein Versuchsaufbau entwickelt, welcher nun um die
    Projektion externer Features durch Laserspeckle ergänzt werden soll. Um Drifteffekte
    durch serielle Registrierung zu kompensieren soll anschließend die Gesamtheit aller
    Starrkörpertransformationen durch eine Pose-Graph-Optimierung verbessert werden.

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    Ansprechpartner der Arbeit

    M. Sc. Lennart Hinz
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    129
    M. Sc. Lennart Hinz
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    129
  • Erweiterung eines Triangulationssystems zur Messung in Fluiden

    Motivation & Ziel der Arbeit

    Bei der spanenden Bearbeitung von Werkstücken sind diese und ebenso die verwendeten
    Werkzeuge meinst mit Kühlschmierstoffen benetzt. Die dadurch bedingten Reflexionen
    stellen eine enorme Herausforderung für optische Messsysteme dar. Aus diesem Grund
    wurde am IMR ein Laser-Triangulationssystem für die 3D-Messung von Objekten direkt in
    transparenten Flüssigkeiten entwickelt. Die Beugung des Lichtes kann somit in der
    Kalibrierung berücksichtigt werden. Das Messsystem wurde für die Anwendung in der
    Werkzeugmaschine konzipiert.
    In einer Weiterentwicklung soll das System nun als eigenständiger Versuchstand mit
    zugehörigem Ölbad konzipiert werden. Im Zuge einer studentischen Arbeit soll die
    Konstruktion dieses Versuchsstands realisiert werden. Die Erweiterung durch eine Linear-
    und Rotationsachse soll zudem die Möglichkeiten einer kompletten 3D Aufnahme von
    Werkstücken und Werkzeugen ermöglichen.

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    Ansprechpartner der Arbeit

    M. Sc. Hagen Bossemeyer
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    129
    M. Sc. Hagen Bossemeyer
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    129
  • Bestimmung der Schichtdicke von transparenten Medien mit Triangulation

    Motivation & Ziel der Arbeit

    In einem vorangegangenen Forschungsprojekt wurde die Bestimmbarkeit der Schichtdicke
    von transparenten Schichten mit triangulationsbasierten Messmethoden untersucht. Dazu
    wurde eine Stereokamerasystem verwendet. Es konnten Schichten ab 0,3 mm erfasst
    werden. Begrenzend hierfür war die Auflösung der Kameras und die Qualität der
    Kalibrierung. Darüber hinaus wurde die Anwendbarkeit durch die Notwendigkeit der
    Voraufnahme von Kalibriermustern begrenzt.
    In einer studentischen Arbeit soll nun zunächst eine Neukonstruktion des Versuchstands
    erfolgen, die Kameras werden auf Modelle mit höherer Auflösung aktualisiert. Darüber
    hinaus soll der Prozess der Kalibrierung verbessert werden. Um die Voraufnahme von
    Kalibriermustern während der Messung überflüssig zu machen soll zudem das Messprinzip
    auf Streifenprojektion umgestellt werden. Dazu wird die Anzahl der Kameras erhöht und der
    Versuchsstand durch einen Projektor erweitert werden.

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    Ansprechpartner der Arbeit

    M. Sc. Hagen Bossemeyer
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    129
    M. Sc. Hagen Bossemeyer
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    129
  • Entwicklung eines fluidoptischen, fokusvariablen 3D Endoskops

    Motivation & Ziel der Arbeit

    Eine wesentliche technologische Grenze bei dem Einsatz von faseroptischen 3D Endoskopen
    ist durch den Tiefenschärfebereich gegeben. Insbesondere die eingesetzten Mikrooptiken in
    Verbindung mit kurzen Arbeitsabständen und schmalen Aperturen schränken den
    rekonstruierbaren Messbereich stark ein. Am IMR wird daher auch an dem endoskopischen
    Einsatz fluidoptischer, verstimmbarer Optiken geforscht. Im Rahmen einer Masterarbeit soll
    daher auf bestehenden optischen Designs, Platinen, Schaltungen, etc. aufbauend ein
    angepasster Sensor entstehen und evaluiert werden. Hierfür gilt es insbesondere den
    Kalibriervorgang anzupassen und für jede Fokusstellung ein Kameraparameterset zu
    interpolieren und einem gemeinsamen Koordinatensystem zuzuweisen. Anschließend soll
    dieser neuartige, fokusadaptive Triangulationssensor an geeigneten Experimenten evaluiert
    werden.

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    Ansprechpartner der Arbeit

    M. Sc. Lennart Hinz
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    129
    M. Sc. Lennart Hinz
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    129

INDUSTRIELLE UND MEDIZINISCHE BILDVERARBEITUNG

  • Posenschätzung optischer Komponenten

    Motivation & Ziel der Arbeit

    Im Rahmen des robotergestützten Montage- und Justageprozesses optischer Systeme ist
    ein Ansatz die modellbasierte Posenschätzung einzelner optischer Komponenten. Dabei
    wird die Lage einzelner optischer Bauteile durch ein Hybrides Modell aus Simulation und
    Versuchsstand geschätzt.
    Aktuell gibt es noch viel Forschungsbedarf und Ansätze, welche die Genauigkeit der
    Posenschätzung verbessern sollen. Im Rahmen eines Hiwijobs sollen diese Verfahren in der
    Simulation erprobt und anschließend am realen System implementiert werden.

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    Ansprechpartner der Arbeit

    M. Sc. Nils Melchert
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    124
    M. Sc. Nils Melchert
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    124
  • Machine Learning basierte Bildregistrierung mit Fully Convolution Networks

    Motivation & Ziel der Arbeit

    Ziel dieser Arbeit ist die Weiterentwicklung der Machine Learning basierten Bildregistrierung.
    Dafür soll die bestehende Implementierung z. B. durch eine Fully Convolutional Umsetzung
    erweitert und verbessert werden. Es sollen zusätzliche Netzarchitekturen wie Pyramid
    Networks oder Spatial Transformer Networks implementiert und untersucht werden.
    Der Hintergrund ist, dass, wie bei einem Panorama-Foto, mehrere Mikroskop-Aufnahmen zu
    einem Gesamtbild zusammengesetzt werden um eine größere Fläche auswerten und
    charakterisieren zu können. Hierbei ist ein möglichst kleiner Fehler beim Zusammensetzen
    essenziell.
    In dieser Arbeit sind also Aspekte von Bildverarbeitung, Oberflächenmesstechnik und
    Machine Learning wichtig. Grundkenntnisse auf diesen Gebieten und dem Programmieren
    (mit Python) allgemein sind empfehlenswert.

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    Ansprechpartner der Arbeit

    M. Sc. Stefan Siemens
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    131
    M. Sc. Stefan Siemens
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Adresse
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Gebäude
    Raum
    131

REGELUNGSTECHNIK


AKUSTIK

BETREUUNG EXTERNER ARBEITEN

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 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.