RANGE – Thesis Proposals

malcher_enex-range

Quelle: Madeleine Malcher

RANGE

In EnEx-RANGE werden Basistechnologien entwickelt, die eine zukünftige Raumfahrtmission auf dem Saturnmond Enceladus ermöglichen soll, um dort nach extraterrestrischem Leben zu suchen.

 

Hierbei werden zwei Schwerpunkte gelegt:

  • Erweiterung des Verständnis der physikalischen Eigenschaften verschiedener Schallwandler und den akustischen Eigenschaften von Eis, und die Entwicklung effizienter Algorithmen und elektronischer Schaltungen. (III. Physikalisches Institut B der RWTH Aachen University)
  • Entwicklung von Konzepten und Algorithmen zur Erweiterung des Autonomiegrades des Multi-Roboter-Systems zur verteilten Positionsschätzung und optimalen Wegfindung der Schmelzsonde. (IMA der RWTH Aachen University)

Kenntnisse im Bereich der Laborarbeit, Programmierung, Elektronikentwicklung oder Linux-basierter Betriebssysteme sind nicht notwendig und können im Rahmen der Arbeit von Betreuer und Kollegen vermittelt werden. Hilfreich sind Interesse an der Materie und Eigeninitiative bei der Lösung verschiedener Problemstellung.

Die hier aufgeführten Themen sollen lediglich als Beispiel möglicher Arbeiten dienen. In einem persönlichen Gespräch wird das Thema zusammen mit interessierten Studierenden formuliert und dabei auf deren Interessen, Fähigkeiten und Kenntnisse eingegangen. Die Evaluation und Validierung der Arbeiten wird im Rahmen von Simulationsstudien als auch Labor-, Freiwasser- und Gletschertests durchgeführt.

Bei Interesse wenden Sie sich bitte an Dirk Heinen (heinen@physik.rwth-aachen.de) bzw. Sebastian Reuter (sebastian.reuter@ima-zlw-ifu.rwth-aachen.de).

Studiengang: Physik

Betreuung durch:
III. Physikalisches Institut B

Ansprechpartner:
heinen@physik.rwth-aachen.de

 

Datenanalyse & Detektorentwicklung

  • Bestimmung der akustischen Abschwächlänge in Gletschereis
  • Auswahl, Vergleich Optimierung, Feldtest von akustischen Signalgebern
  • Charakterisierung Auswahltest von akustischen Signalgebern im Labor
  • Systemtests des RANGE Systems für die Gletscherexpedition 2016

Elektronikentwicklung & hardwarenahe Programmierung

  • Test von GaN-Transistoren als Alternative zu herkömmlichen Transistoren für die Signalgenerierung
  • Untersuchung des Einsatzes von Radioantennen für die Kommunikation autonomer Agenten im Eis

Simulationsarbeiten

  • Simulation des Systems zur Vorfelderkundung mit Phasenarrays
  • Bildgebung, Mustererkennung und Simulation für die akustische Vorfelderkundung
    (Unterscheidung und Darstellung verschiedener Strukturen)

 

Studiengänge:Maschinenbau / Informatik / CES

Betreuung durch:
IMA – Informationsmanagement im Maschinenbau

Ansprechpartner:
sebastian.reuter@ima-zlw-ifu.rwth-aachen.de

 

Optimierung der Ortungsgüte

  • Modellierung der Optimalen Pinger-Positionen als Mixed-Integer-Linear-Programming Problem
  • Ermittlung der Optimalen Ortungsgüte mittels MILP in der WORHP

Trajektorienplanung

  • Konzeption einer Trajektorienplanung für eine autonome Schmelzsonde unter beachtung von Homotopieklassen
  • Bewertung der Lokalisierbarkeit bei der Pfadplanung auf State-Lattices

Lokalisierung und Kartierung

  • Verteilte Positions-Schätzung durch kooperative Partikelfilter
  • Evaluation von SLAM-Algorithmen für die Simultane Lokalisierung und Kartierung der Gletscherumgebung

Simulationsumgebung

  • Simulation der Schallpropagation in inhomogenen Gletschereis mit der Matlab-Toolbox k-wave
  • Konzeption von physikalischen Bewegungsmodellen der Schmelzsonden in inhomogenen Gletschereis

Bildquellen

  • malcher_enex-range: Madeleine Malcher