Forschungsprojekte

Einleitung:

Bildgebende Verfahren erzeugen aus Messgrößen eines realen Objektes ein Abbild, wobei die Messgröße oder eine daraus abgeleitete Information ortsaufgelöst und über Helligkeitswerte oder Farben kodiert visualisiert wird. Im Weiteren wird vorgestellt, welche Grundtechnologie das IMP dafür aufgebaut hat und wie man mittels in Zusammenarbeit  aus dieser Grundtechnologie zu bildgebenden Verfahren gelangt.

Am IMP wurde über die letzten 16 Jahre neben der Mikrowellenplasmatechnik eine zweite Basistechnik aufgebaut. Diese sogenannte Mixed-Frequency-Messtechnik erlaubt der Verbesserung und teils sogar die Erschließung der folgenden Anwendungen: See- sowie Bergnotrettung, Katzenauge2.0, In- und Outdoor-Lokalisierung, automatisierte Kassen, Objekt- und Materialmessung, MF-S-Parameter-Komponentenmesstechnik, vektorielle PIM-Messtechnik.

In einer jüngst erschienen Open-Access-Veröffentlichung (DOI: 10.3390/rs13245088) des IMPs über 23 Seiten wurde die generelle komplexe Übertragungsfunktion dieser MF-Messtechnik für eine Harmonic-Radar-Messung vorgestellt und verifiziert. Weiterhin wurde eine kompakte Hardwarelösung für Inline-Förderbandmessungen mit einer Matrixanordnung von 3*5 einzeln aktivierbaren Transpondern vorgestellt und über stationäre Messungen für einfachste Material- und Lageerkennung demonstriert. Darüber hinaus gibt es einen Verweis auf Förderbahnmessungen, die nunmehr im Netz zur freien Verfügung gestellt wurden.

Link: https://www.researchgate.net/publication/371531176_Report_IMP-SIMO-AI-Project_06_2023

Diese offenen Förderbahnmessungen wurden nun  durchgeführt und sind Basis für die Zusammenarbeit zwischen dem IMP (Hardwareteil) und einer AI-Forschergruppe (Auswerteteil).

Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist es über eine größere Anzahl von Trainingsmessungen ein bildgebendes und materialerkennendes Auswerteverfahren zu erhalten, das eine  andere AI-Forschergruppen erarbeitet. Basierend auf mehrere Messkampagnen mit teils bekannten Objekten zum Trainieren/zur Eigenverifikation und teils unbekannten Objekten zum zertifizierten Verifizieren (durch uns) soll dieses durchgeführt werden.

Es wurden bereits über komplexere Messysteme Auswertungen von anderen Wissenschaftlern aufgebaut, die einerseits spezialisiert auf SAR-Methoden (Bildgebung aus Radarmessung von Überflügen) und auch ganz allgemeinen und modernsten KI-Methoden sind. Die zu erwartenden 3D-Darstellungen ähnelt den SAR von einer großen Anzahl von Überflügen. Man erkennt wie bei SAR-Bildern einerseits die äußeren Umrisse und andererseits über eine Falschfarbdarstellung das innere Material.

In diesem Projekt wurden neue im Artikel angekündigte Förderbahnmessungen zum Trainieren und zur Eigenverifikation freigegeben.

Im Rahmen dieses von der K2-Kommission der FH Aachen geförderten Projektes wurde im ersten Schritt fehlende Teile für das Förderband beschafft und im zweiten Teil das Förderband aufgebaut. Das IMP hat die Kernbaugruppe ein Förderbandes aufgebaut und Messungen durchgeführt. Dabei wurde die Sende- und Empfangselektronik einschließlich der Antennen für den Frequenzbereich von 2,4 bis 5,0 GHz mechanisch oberhalb und die Tag- bzw. Transpondermatrix unterhalb des Förderbandes vibrationsarm montiert werden.

Danach wurde das Förderbahn mit der vorhandenen MF-Messrichtung elektronisch kombiniert werden. Dieser komplexere Arbeitsblock umfasste die Ansteuerung der Schrittmotoren und die synchronisierte Kommunikation der MF-Messtechnik.

Im Anschluss erfolgen die verschiedenen Messreihen und deren detaillierte Dokumentation. Hier soll eine große Menge an Messungen über ein mehrdimensionales Matrixfeld mit den Parametern Objektgeometrien, Objektmaterialien, Objektlagen und der Förderbahngeschwindigkeit durchgeführt werden.  

Diese sind alle in den des oberen Links zum SIMO-IMP enthalten.

Die FH Aachen hat eine Erfindungsmeldung vom IMP über einen berührungslosen Radsensor angemeldet. Dieser Mikrowellensensor weist folgende Eigenschaften auf:

• Elektronikmodul im Rastkasten (hinter dem Kunststoffschutz) und passives Tag auf der Felge 
• Misst den Lenkeinschlag, die Einfedertiefe, die Radgeschwindigkeit, den Reifendruck, die Radoberflächenfeuchte
• Lenkeinschlagsmessung verhilft zum "Drive by Wire".
• Führt Nageldetektion im Reifen durch.
• Kostet als Massenprodukt ca. 2€.

Vorarbeiten wurden bereits durchgeführt. Für dieses angehende Forschungsprojekt wird ein industrieller Partner gesucht.