2015 wurde vom MWK-BW das Zentrum für angewandte Forschung an Hochschulen (ZAFH) MikroSens an der THU eingerichtet. In Zusammenarbeit mit weiteren Hochschulpartnern und der Universität Ulm wird Radarsensorik für verschiedene Applikationsfelder (u.a. intelligente Mobilität) entwickelt und insbesondere an KMUs, die über einen Industriebeirat eingebunden sind, transferiert.
Mit dem folgenden Video wird der Einsatzbereich der Radarsensorik veranschaulicht.
Im Kontext des ZAFH konnten weitere Forschungsprojekte gewonnen werden, womit die Laborinfrastruktur an der THU im Bereich Sensorik für Fahrerassistenzsysteme wesentlich auf- und ausgebaut werden konnte (Terahertz-Sensorik).
In weiteren Projekten wird zusammen mit der Universität Ulm und auch der UN an Suchsystemen für Landminen gearbeitet, es werden Radare für Oberflächenströme entwickelt und es wird Radarsensorik für die Detektion von Objekten beim Laden von Elektrofahrzeugen eingesetzt.
Ansprechpartner:
Institut für Medizintechnik und Mechatronik
(Bild: Labor Prof. Walter)
Aktuelle Projekte
Entwicklung eines Systems zur radarbasierten Detektion von Wildtieren am Straßenrand (OhDeer)
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Walter
Projektlaufzeit: 01.09.2022 – 30.08.2024
Mittelgeber: Bund – BMVI
Programmname: mFUND – Dateninnovationen für die Mobilität 4.0
Projektbeschreibung:
In diesem Projekt soll ein intelligentes Wildtier-Detektions-System entwickelt werden. Die radar-basierte Detektion von Wildtieren ermöglicht einen erhöhten Schutz verletzlicher Verkehrs-teilnehmer. Die THU entwickelt in dem Projekt eine Testbox mit solarer Energieversorgung, um über die Kombination (crossmodales Lernen) von Radar, IR-Kamera und IR-Array zu einer Klassifikation von Wildtieren basierend auf KI-Methoden zu gelangen. Mit den gesammelten Daten wird zudem die künstliche Intelligenz basierte Datenverarbeitung entwickelt, um über Bewegungsmuster Wildtiere wie Jagdwild zu erkennen und klassifizieren. Neben der Basissignalverarbeitung und der Entwicklung von selbslernenden Algorithmen müssen dabei die Radardaten insbesondere auf signifikante Merkmale reduziert werden. Dabei soll insgesamt eine Objekterkennungsgenauigkeit von mindes-tens 95% erzielt werden. DieDaten verarbeitungs-algorithmen anhand der gewonnen Testdaten werden mit dem zu entwickelnden Prototypen verknüpft und optimiert. Ein Test erfolgt in relevanten Umgebungen wie Wildtierbrücken und Wildgehegen.
FindMine Metall (FMM) und FindMine Radar 2 (FMR2)
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Walter
Projektlaufzeit: 01.12.2019 – 31.03.2024
Mittelgeber: Stiftung
Projektbeschreibung:
FindMine Metal (FMM) ist die 2. Phase von FindMine, einem Verbundprojekt zum Aufspüren von Landminen mittels Drohnen. In der zweiten Phase entwickelt die THU Metalldetektoren und eine zugehörige Signalverarbeitung und appliziert dieses System an ein UAV, welches von der ETH Zürich entwickelt wird. Finanziert wird das Projekt über die Urs Endress-Stiftung. Partner sind die Universität Ulm, die ETH Zürich und die Stiftung.
In FindMine Radar II (FMR2) geht es um die UAV-gestützte Detektion von Landminen. In FMR2 wird eine bodennah geführte Radarplattform entwickelt, mit welcher sogenannte AB-Scans durchgeführt werden (downlooking radar). Die Einflüsse von Vegetation und Bodeneigenschaften werden untersucht und eine adaptierte Signalverarbeitung entwickelt. Weiterhin soll eine Sensordatenfusion mit dem Metalldetektor erfolgen, um Inhomogenitäten im Boden kartographieren und klassifizieren zu können.
Abgeschlossene Projekte
RADar macht SAFE: Radar macht Sicheren Abstand fürs Fahrrad Erlebbar
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Walter, Prof. Michael Schlick
Projektlaufzeit: 01.02.2022 – 31.12.2022
Mittelgeber: Bund – BMBF
Programmname: Hochschulwettbewerbs zum Wissenschaftsjahr 2022 – Nachgefragt! Wissenschaft im Dialog (WiD)
Projektbeschreibung:
Ziel des Projekts ist es, Fahrradfahren als nachhaltige Mobilitätsform in Ulm sicherer zu machen und dabei interessierte BürgerInnen auf eine Reise durch den Forschungskreislauf mitzunehmen. Zum Einsatz kommt ein Radarsensor, den BürgerInnen an ihrem Fahrrad befestigen können. Dieser misst sowohl den Abstand als auch die Geschwindigkeit der (oft zu eng) vorbeifahrenden Fahrzeuge. So können gefährliche Stellen für Radfahrende in Ulm identifiziert und dies mit Daten belegt werden.
Innovative Millimeterwellen-Sensorik für industrielle Anwendungen (MikroSens)
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Walter, Prof. Dr. rer. nat. Hubert Mantz
Projektlaufzeit: 01.01.2019 – 31.12.2020
Mittelgeber: Land – MWK / EFRE
Programmname: Zentren für angewandte Forschung an Hochschulen (ZAFH)
Projektbeschreibung:
Das ZAFH MikroSens ist ein Verbundprojekt unter Federführung der Technischen Hochschule Ulm mit den Partnern Hochschule Heilbronn, Hochschule Pforzheim sowie Universität Ulm, welches sowohl vom Land Baden-Württemberg (MWK) als auch von der EU (EFRE) seit Ende 2015 gefördert wird.
Der Verbund hat sich zum Ziel gesetzt, Radarsensorik aus dem Automobilbereich in industrielle Anwendungen zu transferieren. So wurden und werden Sensoren an der THU entwickelt, welche im Bereich Automatisierungstechnik das Umfeld von Robotern absichern oder aber die Oberflächenbeschaffenheit von Straßen klassifizieren können. Mit dem Einstieg in die Terahertzsensorik (Frequenzbereich größer 100 GHz) konnte eine signifikante Miniaturisierung der Sensoren und damit auch der Systeme erzielt werden.
In MikroSens wurden neben der Automatisierungstechnik auch andere Applikationsfelder wie Landwirtschaft, Umweltsensorik, Mediensensorik oder Medizintechnik adressiert. Für das Projekt wurde ein Image-Film erstellt, welcher die Vielfalt der Anwendungen von Radarsensorik wiederspiegelt (YouTube-Link). Ein Fokus des Verbundprojektes liegt in der Zusammenarbeit mit mittelständischen Firmen. So wurden im Kontext von MikroSens Kooperationen mit mehr als 20 Firmen aus Baden-Württemberg begonnen.
Neben der Terahertzsensorik kommen im Verbundprojekt MikroSens weitere innovative Technologien zum Einsatz. So wurde an der Hochschule Pforzheim ein FPGA-basiertes Backend entwickelt, welches mit einer hochauflösenden Chirp-Sequence-Modulation schnelle Range-Doppler-Maps und Echtzeitverarbeitung ermöglicht. An der Hochschule Heilbronn wurde eine Radarsignalverarbeitung mit neuronalen Netzen (CNN) zur Klassifikation des Kochvorganges implementiert, um das Überkochen von Milch zu verhindern. Die Universität Ulm entwickelte dielektrische Wellenleiter, welche nicht nur die elektromagnetischen Wellen leiten, sondern auch durch aufgedampfte Antennenelemente gerichtet abstrahlen (und empfangen) können. Mit diesem Konzept können Roboterarme umwickelt werden, um eine potentiell gefährliche Annäherung durch Menschen schnell erkennen zu können.
Ein besonderes Highlight war ein THU-Exponat auf der BUGA 2019 in Heilbronn. Über radarbasierte Gestenerkennung konnte das Württembergische Kammerorchester Heilbronn dirigiert werden (u.a. die Europahymne aus der 9. Sinfonie von Beethoven). Dabei lief das hierfür erstellte Video und die Musik in dem Tempo ab, mit welchem die Besucher dirigierten. Allerdings achtete das Orchester auf Qualität: Wer unregelmäßig dirigierte, wurde zunächst höflich verwarnt. Im Wiederholungsfall stand das Orchester auf und verließ (mit entsprechenden Bemerkungen und Gesten) die Bühne. Das Exponat wurde auf der BUGA von mehr als 10.000 Besuchern erprobt.
Sichere und nachhaltige Mobilität für urbane und ländliche Regionen durch intelligente Straßeninfrastruktur (SALUS)
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Walter, Prof. Dr. rer. nat. Hubert Mantz
Projektlaufzeit: 01.07.2018 – 30.07.2020
Mittelgeber: Land – MWK / EFRE
Programmname: Förderung des Technologietransfers zwischen Hochschulen für angewandte Wissenschaften (HAW) und kleinen- und mittleren Unternehmen (KMU) – HAW-KMU TT-Programm
Projektbeschreibung:
Radfahrer und Rehe haben etwas gemeinsam: Sie sind häufig an Verkehrsunfällen beteiligt. Jede Stunde verunglücken durchschnittlich neun Fahrradfahrer auf deutschen Straßen. Alle zwei Minuten ereignet sich ein Wildunfall. Ein Forschungsteam der Technischen Hochschule Ulm um Prof. Hubert Mantz versucht solche Unfälle zu verhindern.
Ziel des Projekts „Sichere und nachhaltige Mobilität für ländliche und urbane Regionen durch intelligente Straßeninfrastruktur“ (SALUS) ist die Entwicklung einer intelligenten Straßeninfrastruktur. Sie soll Wildtiere und Fahrradfahrer über Radarsensorik erfassen und dann eine Warnung an andere Verkehrsteilnehmer abgeben. Eine wesentliche Herausforderung des Forschungsprojekts besteht darin, mittels neuartiger und hochintegrierter Millimeterwellentechnik eine geeignete Radarsensorik zu entwickeln, welche die eindeutige Klassifizierung von Radfahrern und Wildtieren ermöglicht. Bei der Auswertung der Sensordaten kommen unter anderem neue Methoden des maschinellen Lernens zum Einsatz. Die THU forscht an diesem Projekt gemeinsam mit der Hochschule Heilbronn sowie Wirtschaftspartnern und der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg.
Konforme und multistatische MIMO-Radarkonfigurationen zur Rundumsicht für das automatisierte Fahren (KoRRunD)
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Walter
Projektlaufzeit: 01.01.2017 – 30.04.2020
Mittelgeber: Bund – BMBF
Programmname: Elevate
Projektbeschreibung:
KoRRunD ist ein Teilprojekt des BMBF-Clusters Elevate. Ziel ist die Weiterentwicklung von radarbasierten Fahrerassistenzsystemen für das automatisierte Fahren. Insbesondere werden kooperative Radarsensoren entwickelt und validiert, welche eine Rundumsicht um das Fahrzeug ermöglichen sollen. Aufgabe der Technischen Hochschule Ulm ist die Entwicklung und Validierung eines Zielsimulators für komplexe Ziele, mit dem die Klassifikationsfähigkeit von Radarsensorik evaluiert werden kann.
Fahrerassistenzsysteme für Fahrräder im Personen- und Lastenverkehr (InBiDAS)
Projektleiter: Prof. Dr. Hubert Mantz, Csilla Csapo
Projektlaufzeit: 01.07.2017 – 30.06.2019
Mittelgeber: Bund – BMBF
Programmname: Förderung eines Ideenwettbewerbs zum Auf- und Ausbau innovativer FuE-Netzwerke mit Partnern in Donauanrainerstaaten
Projektbeschreibung:
Im Projekt sollen verschiedene
Fahrerassistenzsysteme für Fahrräder (im Personen- und Lastenverkehr)
entwickelt, umgesetzt und getestet werden. So ist u.a. ein Einsatz von
Radarsensoren denkbar, mit denen andere Verkehrsteilnehmer detektiert
werden können, eine Unterscheidung z. B. von LKWs, PKWs und anderen
Fahrrädern ist hierbei entscheidend. Die Radarsensoren können zudem auch
Fahrbahnzustände erkennen und so trockene von nassen bzw. glatten
Oberflächen unterscheiden. In einer alternden Gesellschaft (die in
Zukunft noch verstärkt auch auf Elektrofahrrädern unterwegs sein wird)
kann dies in Kombination mit anderen Sensoren zu einer deutlichen
Erhöhung der Sicherheit führen. Weiterhin sollen innovative Antriebs-
und Energiekonzepte für Last-Fahrräder konzipiert und in einer Studie in
Zusammenarbeit mit Hochschulen und Firmen entlang der Donau umgesetzt
werden. Entsprechend dem Know-How, Erfahrungen und Synergien der bisher
designierten Netzwerkpartner werden die wissenschaftlichen Forschungs-
und Antragsvorhaben den Bedarfsfeldern Intelligente Mobilität sowie
nachhaltiges Wirtschaften und Energie der Hightech-Strategie der
deutschen Bundesregierung zugeordnet sein. Das Ziel der ersten
Föderphase ist die Vernetzung von deutschen Wissenschaftlern und
Unternehmen mit Partnern aus Serbien und Ungarn. In der zweiten Phase
soll ein gemeinsamer Forschungsantrag erarbeitet werden. Mit InBiDAS
soll ein Netzwerk von Hochschulen und KMUs aus Ländern entlang der Donau
zur gemeinsamen Erarbeitung eines EU-Antrages oder ähnlicher Maßnahmen
aufgebaut werden.
Radarbasierte Detektion von Landminen (FindMine)
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Walter
Projektlaufzeit: 01.03.2016 – 31.12.2019
Mittelgeber: Stiftung
Projektbeschreibung:
In
FindMine wird ein Bodenradar entwickelt, um auch vergrabene Landminen
zu detektieren. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wird eine
SAR-Signalverarbeitung (Synthetic Aperture Radar) appliziert, wobei das
Radar an eine Drohne montiert wird. Hierdurch soll die Räumung von
Minenfeldern schneller und weniger gefährlich erfolgen. In dieses
Projekt sind auch Experten von der UN eingebunden.
Millimeterwellen-Sensorik für industrielle Anwendungen (ZAFH MikroSens)
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Walter, Prof. Dr. rer. nat. Hubert Mantz
Projektlaufzeit: 01.07.2015 - 30.06.2018
Projektbeschreibung:In MikroSens werden Radarsensoren für industrielle Anwendungen entwickelt und appliziert. Anwendungsgebiete liegen im Bereich Umwelt, Industrie 4.0, Sicherheitstechnik, Landwirtschaft, Verkehrstechnik und Medizintechnik. Zusammen mit den Projektpartnern im ZAFH werden Sensorplattformen sowie applikationsspezifische Signalverarbeitungen entwickelt und transferiert.
Terahertz-Sensorik (TeraSens)
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Walter
Projektlaufzeit: 01.10.2016 - 31.03.2017
Projektbeschreibung:In TeraSens konnte eine Messinfrastruktur für Terahertz-Sensorik beschafft werden. Dies beinhaltet die Erweiterung des vorhandenen Netzwerkanalysators bis 200 GHz. Weiterhin konnte ein Spektrumanalysator mit Chirp-Demodulation bis 200 GHz beschafft werden.
Strömungssensorik
Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Thomas Walter
Projektlaufzeit: 01.03.2014 - 31.12.2016
Projektbeschreibung:Ermittlung von Strömungsgeschwindigkeiten und Pegelständen mittels Mikrowellensensorik. Signalverarbeitung, Modulationsverfahren, Modellbildung und Simulation.
Veröffentlichungen
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