Praktikum: Entwicklung interaktiver eingebetteter Systeme (PR-EES)10 ECTS
(englische Bezeichnung: Lab: Developing Cyber-Phyiscal Embedded Systems)
(Prüfungsordnungsmodul: Praktikum CE)

Lehrveranstaltungen:

• • Praktikum: Entwicklung interaktiver eingebetteter Systeme
    (Praktikum, 8 SWS, Joachim Falk et al., Do, 9:30 - 13:30, 02.133-128, (außer Do 18.10.2018); Einzeltermin am 9.4.2019, 9:30 - 13:00, 02.112-128; Regelmäßiger Termin nach Vereinbarung verschiebbar)

Inhalt:

Technische Systeme machen den Alltag immer angenehmer. Unsere Ansprüche steigen dabei stetig und so erwarten wir, dass unsere Geräte immer mehr Funktionen bieten, und gleichzeitig immer einfacher zu bedienen sind. Eingebettete Systeme, also spezialisierte Computer, die direkt in technische Systeme integriert sind, sind dabei seit Jahren das Mittel der Wahl, um unseren Geräten die benötigte Intelligenz zu verpassen. Es hat sich gezeigt, dass es immer wichtiger wird, dass diese Systeme noch mehr mit ihrer Umwelt – und vor allem dem Menschen – interagieren.. Ein Paradebeispiel hierfür sind Fahrerassistenzsysteme in modernen Fahrzeugen. Derartige Systeme erhöhen nicht nur den Komfort, sondern vor allem auch die Sicherheit aktueller Automobile. Diese stark mit ihrer Umwelt interagierenden, eingebetteten Systeme nennt man auch Cyberphysical Systems. Das Praktikum "Entwicklung interaktiver eingebetteter Systeme" behandelt die Entwicklung und Programmierung derartiger Systeme. In drei Abschnitten bietet das Praktikum Einblick in alle Phasen der Entwicklung eingebetteter Systeme. Dabei entwickeln wir ein Fahrerassistenzsystem, bei dem Personen erkannt werden und im richtigen Moment das Signal zum Bremsen gegeben werden soll.

• In Phase I entwickeln wir Filter- und Objekterkennungsalgorithmen, mit deren Hilfe Personen automatisch in einem Videostrom detektiert werden sollen. Das Erkennen soll möglichst zuverlässig und bei wechselnden Umgebungsbedingungen funktionieren.

• In Phase II portieren wir die entwickelten Algorithmen auf das eingebettete System. Wir verändern allerdings nicht die Programmierung eines Autos, sondern führen die Umsetzung anhand eines virtuellen Prototypen durch. Mit Hilfe des virtuellen Prototypen entscheiden wir dann, was in Software und was in Hardware implementiert werden soll.

• In Phase III testen wir unsere Entwicklungen auf einem realen System. Für diesen Zweck steht uns ein am Lehrstuhl entwickelter Demonstrator zur Verfügung. Dadurch lassen sich die entwickelten Filter auf einem realen System testen. Der Demonstrator verfügt über eine Kamera, die den Bereich vor dem Demonstrator überwacht. Die Kameradaten werden anschließend an die selbst entwickelten Module weitergeleitet. Diese erzeugen im Anschluss Steuersignale für einen Motor, der einen verfahrbaren Schlitten antreibt. In dieser Spielphase des Praktikums sind der Kreativität keine Grenzen gesetzt.

Lernziele und Kompetenzen:

Fachkompetenz

Wissen

• Die Studierenden legen Konzepte des modellbasierten Entwurfs eingebetteter Systeme dar.

Verstehen

• Die Studierenden veranschaulichen die Hauptaufgaben beim Systementwurf auf verschiedenen Abstraktionsebenen von der Anwendung selbst, dem Gesamtsystem, bis hinunter zu einem Hardwaremodul.

• Die Studierenden schildern den Entwurf eines System von der Idee, über die Spezifikation bis zur Implementierung, der Analyse und letztendlich der Validierung an einem realen mechatronischen Versuchsaufbau.

Anwenden

• Die Studierenden setzen die Integration von digitalen Hardware- und Software-Komponenten um.

• Die Studierenden wenden die Programmiersprachen C/C++/SystemC für die Entwicklung von Hardware- und Software-Komponenten an.

Selbstkompetenz

• Die Studierenden schätzen ihre individuellen Stärken ab, um einen geeignete Arbeitsaufteilung innerhalb der Gruppe festzulegen.

Sozialkompetenz

• Die Studierenden erarbeiten gemeinsam Schnittstellendefinitionen über Gruppengrenzen hinweg.

• Die Studierenden erarbeiten kooperativ in Gruppen Lösungskonzepte und implementieren diese gemeinsam.

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2010 | TechFak | Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Internship and soft skills | Praktikum CE)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Praktikum: Entwicklung interaktiver eingebetteter Systeme (unbenotet) (Prüfungsnummer: 547324)

Studienleistung, Praktikumsleistung, unbenotet

weitere Erläuterungen:
Zur Anerkennung des Praktikums ist die erfolgreiche Teilnahme an den Praktikumsterminen und die erfolgreiche Bearbeitung aller Praktikumsaufgaben verpflichtend.

Prüfungssprache: Deutsch oder Englisch

Erstablegung: WS 2018/2019, 1. Wdh.: SS 2019

1. Prüfer:

Jürgen Teich