Campus HagenbergInformatik, Kommunikation, Medien

Studienprojekte

Durch die Studienprojekte beginnt die Praxis schon im Studium. Wie im späteren Unternehmen entwickeln die Studierenden digitale Smart Systems aller Art in kleinen Teams mit 4 bis 6 Personen: selbstorganisierend, agil und crossfunctional.

Eigene Ideen unserer Studierenden sind hier genauso willkommen wie IT-Projekte von unseren Industriepartnern. So sammelt man nicht nur wichtige Praxiserfahrung sondern auch wertvolle Kontakte in die Wirtschaft.
 

SoC FPGA Copter

Ein Hexacopter mit programmierbarem Logik-Chip (FPGA)
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Pool Security

Moderne IT für die Absicherung gegen Unfälle in Swimmingpools
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Portable Escape Game

Die mobile Variante eines bekannten Escape-Games
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Smart Hydro

Die mikrocontrollergesteuerte Hydrokultur
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Theseus

Portable motion tracking ohne GPS-Unterstützung
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Phasertag Mobile

Das Laser Tag Game für Outdoor-Spaß in vollständiger Eigenentwicklung.
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Tragbares Notrufsystem für Extremsportler

Prototyp-Entwicklung aus Hard- und Software für ein Satelliten-basiertes Notrufsystem.
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Autonomous Driving (Infineon)

Mit Radarsensoren, Kamerasystem und Steuerungssoftware zum selbstfahrenden Fahrzeug.
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Digitalfunkstrecke mit GNURadio

Signalverarbeitung mittels Open-Source-Software zur digitalen Übertragung von Audio und Video.
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Selfbalancing Stick

Sensorgesteuertes Pendel mit Neigungskorrektur und elektron. angesteuerte Schwungmassen.
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Digital Substation

Moderne Digitaltechnik für flexiblere Infrastruktur im Energiemanagement von Umspannwerken.
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Open Home Automation System

Eine moderne Smart Home-Lösung mit openHAB auf Funkbasis.
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Modular Audio System

Die Audio-Anlage ganz im Eigenbau.
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Smart Machine Monitoring System

Condition Monitoring für Anlagen: vom Sensor bis zur Cloud.
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My Personal Body Trainer

Dein ganz persönlicher Fitness-Trainer auf dem Smartphone!
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USB-Datalogger

Hardware/Software-System zur Anaylse der USB-Kommunikation (FPGA und Linux).
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Universellen Funkübertragung mittels SDR

Wie sich mit Software Defined Radio (SDR) verschiedene Funkstandards wie Wifi und LTE in einem Gerät integrieren lassen.
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Audio Signal Processing - System on Chip (SoC)

Signalverarbeitung am eigenen FPGA-Board in Hardware.
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Vision Car 2

Zeitraum
Mar 2012 - Feb 2013
FH Studierende
Gschwandtner Georg, Hofer Andreas, Knoll Richard, Nairz Florian, Pechmann Rene, Obermayr Markus
FH BetreuerIn
Dr.-Ing. habil. Hans-Georg Brachtendorf, DI (FH) Florian Eibensteiner
Themenfelder
Sotftwareentwicklung, Hardwareentwicklung, digitale Bildverarbeitung, FPGA-Design, embedded Linux, C# GUI-Design
Projekt Website

In diesem Projekt geht es um die Weiterentwicklung einer Bildverarbeitungsplattfrom, die in einem vorangegangenen Studienprojekt konzeptioniert wurde und auf ein kostengünstiges State of the Art embedded System aufbaut. Anhand eines handelüblichen RC-Cars soll der Einsetzbarkeit der Hardware gezeigt werden, indem das Auto über eine WLAN Verbindung ferngesteuert wird, wobei die Bilddaten einer am Auto montierten Kamera über die Funkverbindung an den Leitrechner übertragen werden. Hauptaugenmerk liegt auf der möglichst effizienten und ressourcenschonenden Implementierung der Software des embedded Systems, um möglichst viel Rechenleistung für künftige Bildanalysealgorithmen, die dann direkt am Auto abgearbeitet werden sollen, zur Verfügung zu stellen. Dabei soll möglichst viel Arbeit auf dedizierte Hardwareblöcke, z.B.: Kompression der Videodaten, ausgelagert werden. Zusätzlich zum Prozessorboard, welches die Funkverbindung realisiert, wird ein FPGA-Board verwendet das zum einen die Ansteurung des Autos übernimmt und zum andren Platz für die Implementierung von Bildverarbeitungsalgorithmen in Hardware bietet.

Ausgangssituation / Motivation / Einleitung

Im Automotive-Bereich gewinnt die Bildverarbeitung immer mehr an Bedeutung, da man mit einem Sensorsystem eine Vielzahl von Applikation, wie z.B.: Abstandsmessung, Objekterkennung und Tracking, Fahrspurerkennung, usw., implementieren kann. Allerdings benötigen diese Anwendungen viel Rechenleistung und müssen in Echtzeit abgearbeitet werden um den Fahrer auch aktiv während der Fahrt unterstützen zu können. Grundstein solcher Anwendungen ist eine sehr leistungsfähige Hardwareplattform, die zum einem genügend Rechenleistung zur Verfügung stellt um diesen Anforderungen genüge zu tun und zum anderen effizient (im Sinne von Energieverbrauch) und kostengünstig realisierbar ist. Daher stellt die Implementierung bzw. Entwicklung einer solchen Plattform unter Berücksichtigung dieser gegensätzlichen Rahmenbedingungen eine sehr große Herausforderung dar.

Ziel

In erster Linie soll die Steuersoftware des Prozessorboards überarbeitet und effizienter Implementiert werden um die Rechenleistung für die Datenübertragung zu minimieren. Hierfür soll ein dedizierter Hardwareblock für die Datenkompression eingesetzt werden, wobei gegebenenfalls die Treiber modifiziert werden müssen. Für die Auslagerung von Algorithmen in programmierbare Hardware ist die Schnittstelle zwischen FPGA und Prozessorboard sehr wichtig, daher sollen hier alle Möglichkeiten analysiert und eine entsprechende Schnittstelle implementiert werden. Künftig ist geplant ein Stereokamerasystem zu integrieren welches ebenfalls an das FPGA angeschlossen wird, daher soll die Hardware auch dahingehend erweitert werden. Die GUI und die Benutzerschnittstelle am PC zur Steuerung des Autos wird ebenfalls überarbeitet und neu gestaltet.

Ergebnisse

In einem ersten Schritt wurde das Server-Client System um die Verwaltung mehrerer Autos und Benutzer erweitert und das Übertragungsprotokoll geändert um Datenverluste und Latenz über die WLAN-Verbindung zu minimieren. Des Weiteren wurde die Netzwerkanbindung soweit generalisiert, dass kein eigenes WLAN mehr notwendig ist und die Steuerung auch über eine beliebige Internetverbindung erfolgen kann. Die Software am Prozessorboard wurde ebenfalls neu entworfen um die Prozessorlast zu minimieren, wobei die Kompression der Videodaten vollständig in dedizierte Hardware (Image Processing Unit des Prozessors) ausgelagert wurde. An Stelle der Webcam wurde für die Bild- respektive Videoaufnahme eine Industriekamera verwendet und der Treiber in das Betriebssystem integriert. Für die Anbindung des Stereo-Vision-Kamerasystems wurde das SoC, basierend auf dem NIOS II Prozessor von Altera, im FPGA erweitert und die Software entsprechend angepasst und überarbeitet. Als Anfahrschutz wurden Ultraschallsensoren an das FPGA-Board angebunden, anhand deren Abstandsmessung das Auto beim Vorwärts- und Rückwärtsfahren verlangsamt oder gestoppt wird wenn sich ein Gegenstand in Fahrtrichtung des Autos befindet.