Abschlussarbeiten Bachelorstudium Photonics - FH Graubünden

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Abschlussarbeiten
Bachelorstudium Photonics

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  • 2021

  • Argiropoulos, Johannes (2021): Personenflussüberwachung mit einer ToF-Kamera. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: Diese Thesis beschreibt die Anwendung um mit einer ToF-Kamera den Personenfluss zu überwachen. Dabei wurde mit Hilfe der ToF-Kamera ein automatisches Türsystem simuliert. Dadurch wurde zum einen die Eignung der ToF-Technologie für die Personenflussüberwachung abgeklärt und zum anderen die Verwendung dieser Technologie in automatischen Türsystemen untersucht. Der Fokus der Thesis liegt auf der Detektion und dem Tracking von dynamischen Objekten im Personenfluss. Mit der ToF-Kamera wurden vereinfachte dreidimensionale Bewegungsaufnahmen mehrerer Objekte erfasst, welche den Personenfluss simulieren. Um die dynamischen Objekte in diesen Aufnahmen zu detektieren, wurden die 3D-Bilddaten in vereinfachte 2D-Rastergrafiken umgewandelt. Mit der Hilfe von modernen Computer Vision Algorithmen wurden die dynamischen Objekte in den 2D-Rastergrafiken detektiert und getrackt. Im Anschluss wurde die Personenflussüberwachung mit verschiedenen Szenarien getestet und ausgewertet.

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  • Brunner, Lars (2021): Integration automatisierter Strahlqualitätsmessung in bestehende Testautomationssoftware. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: Die Arbeit befasst sich mit der Integration von neuen Tests in eine bestehende Testautomations-Software. Die Firma Trumpf entwickelt eine Testautomationssoftware, welche die Tests für Lasersysteme automatisiert. Nun trifft diese jedoch an ihre Grenzen, da optische Tests weiterhin von Hand durchgeführt werden. Aufgrund dessen soll sie mit einer anderen Programmiersprache erweitert werden, um diese visuellen Tests durchzuführen. Die Integration einer Strahlqualitätsmessung ist nun gefordert, um Lasersysteme auszumessen. Die Umsetzung wurde anhand einer Vorlage von Labview gemacht, sodass der Webservice immer gleich aufgebaut ist. Die Integration dieser Funktion klappte reibungslos. Zusammenfassend kann man sagen, dass das Projekt erfolgreich durchgeführt werden konnte. Es gibt eine Vorlage, wie in Zukunft weitere solcher Tests eingebunden werden. Zudem konnte die Strahlqualitätsmessung erfolgreich umgesetzt werden.

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  • Kühne, Martina (2021): Development of a Machine Vision System for Optical Inspection of Code Tape. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: Machine vision systems capture visual data and process it to detect, track or inspect objects. For this purpose, a machine vision system was developed for the optical inspection of the CEDES code tape. The aim of the thesis was to create a system capable of replacing the current inspection system. In addition, the new system was designed not only to test the functionality of the code tape, but also to assess its quality. For this, the optimal camera, lens and illumination were evaluated and a graphical user interface was developed to allow easy interaction with the system. Through this interface, various settings can be configured, a live image is displayed and information about detected errors is shown. In the background, various modules are executed to perform the inspection task. The system detects errors in the code information, assesses the opacity of the print and determines the completeness of individual code tape pixels to reject code tape sections of inferior quality.

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  • Magnin, Janis (2021): Optische Detektion und Vermessung transparenter, farbloser Flüssigkeiten im Mikroliterbereich. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: VERTRAULICH

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  • Meier, Nick (2021): Process control based on machine vision. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: VERTRAULICH

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  • Moosbrugger, Ramon (2021): Labware-Erkennung. Experiment zur Eignung von Deep-Learnig zur Erkennung von Labware. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: In einem Pipettierroboter müssen Probenhalter von einem Laboranten entsprechend der Parametrierung platziert werden. Durch diese manuelle Bestückung des Roboters können Fehler entstehen, in dem ein falscher Typ oder der Probenhalter falsch orientiert platziert wird. Diese Fehler sollen erkannt und vermieden werden. Deshalb wird ermittelt, ob sich Deep-Learning eignet, um den Typ und die Orientierung des Probenhalters zu erkennen. Dafür wird mittels Transfer-Learning ein bestehendes neuronales Netz auf diese Aufgabe umtrainiert. Diese Arbeit beinhaltet das Aufnehmen geeigneter Bilddaten, die Vorbereitung dieser Bilddaten für die Nutzung mit Deep-Learning und verschiedene Versuche von Trainings von Neuronalen Netzen. Anhand dieser Versuche wird abgeschätzt, wie gut Deep-Learning zur Lösung dieser Aufgabe geeignet ist. Durch verschiedene Tests, auch mit zusätzlichen Störgrössen, konnte ermittelt werden, dass sich Deep-Learning für das Lösen dieser Aufgabe sehr gut eignet.

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  • Mühlebach, Lea (2021): Fluorescent reader for quantification and classification of microplastic in seawater. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: VERTRAULICH

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  • Nadig, Oliver (2021): Door Contact Monitoring Device (DCMD). Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: VERTRAULICH

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  • Salvator, Mario (2021): Beleuchtung für ein Machine Vision System zur Identifikation von Probenröhrchen (1D und 2D Barcode). Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: VERTRAULICH

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  • Schär, Thierry (2021): Einflüsse von Verschmutzung auf Hochleistungs-Laseroptiken. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: VERTRAULICH

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  • Schaufelberger, Marc (2021): Optische Fahrdrahtanhubmessung bei Eisenbahnen. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: VERTRAULICH

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  • Schüssler, Jan (2021): Ambient-Light Test-Setup. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: VERTRAULICH

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  • Sket, Fabian (2021): Detektion und Identifikation von Verbrauchsmaterialien mittels optischer Sensorik in einem Elektrowerkzeug. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: VERTRAULICH

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  • Solèr, Gianluca (2021): Machbarkeitsstudie einer Gestik-Steuerung durch Keramikfliesen. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: Das Ziel der Bachelorthesis «Machbarkeitsstudie einer Gestik-Steuerung durch Keramikfliesen» war, die Machbarkeit einer kontaktlosen Gestiksteuerung mittels Radartechnologie durch Keramikfliesen hindurch zu prüfen, diese im Kontext einer Steuerung im sanitären Umfeld zu betrachten und als Konzeptstudie einen funktionsfähigen Prototypen zu bauen. Dieser musste mit Hilfe eines künstlichen neuronalen Netzwerks verschiedene Gesten detektieren und anhand der erkannten Gesten Aktionen ausführen. Die Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit der Firma Oblamatik AG in Chur realisiert. Zum Umfang des Projekts gehörte die Einteilung von Ressourcen und Prioritäten, die Einarbeitung in die Themengebiete von Radar, Gestenerkennung, maschinellem Lernen und neuronalen Netzwerken, die Erarbeitung eines Konzeptes sowie dessen Umsetzung bis hin zum funktionsfähigen Prototypen. Auch wurden Experimente durchgeführt, welche den Einfluss von unterschiedlichen Materialien und Wasser auf den Prototypen untersuchten.

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  • Stalder, Lars (2021): High Resolution 3D Scanner. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

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  • Tscharner, Andrin (2021): Bewegung eines 6DoF Roboters mittels 3D Sensorik. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: Roboter sind bereits seit vielen Jahren in den Fertigungshallen der Industrie anzutreffen. 3D-Sensorik hingegen ist eine vergleichsweise neue und aufstrebende Technologie, die mit dem Time-of-Flight Verfahren mittlerweile hohe Auflösungen erreicht. Ziel dieser Arbeit ist es, diese beiden Technologien zu kombinieren und so einen Industrieroboter mittels 3D-Sensorik zu steuern. Dabei wird eine Time-of-Flight Kamera direkt am Roboter befestigt, welcher zusätzlich mit einem Greifer ausgestattet ist. Auf einer Arbeitsfläche liegen Objekte, deren Position und Ausrichtung mit 3D-Bildverarbeitung bestimmt werden, sodass der Roboter diese selbstständig greifen und anderswo platzieren kann. Dazu müssen verschiedene Transformationen bekannt sein, welche mit 3D-Bildverarbeitung, mittels Hand-eye-calibration und durch Auslesen der Roboterdaten gefunden werden. Zur Umsetzung wird eine Kommunikation zwischen Laptop und Robotersteuerung benötigt.

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  • Weinmann, Andreas (2021): TOF camera optimization. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es keine TOF Kamera auf dem Markt, welche Multipath Interference Detektieren oder sogar Kompensieren kann. Hat jedoch ein Hersteller auf diesem Gebiet Erfolg, gewinnt er einen immensen Vorteil auf dem 3d Kamera Markt. Deshalb wurde von der ESPROS Photonics Corporation (ESPROS) diese Bachelorarbeit (BA) in Auftrag geben, mit dem Ziel ein Mutlipath Detektionsverfahren (MPDV) zu finden, dass auf einer TOF Kamera mit einem Mikroprozessor implementiert werden kann.

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  • 2020

  • Fritsche, Maurus (2020): Beutedetektion bei Katzen in 3D-Punktwolken. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: 3D-Sensorik ist eine aufstrebende Technologie, die mit Verfahren wie Time of Flight oder Streifenlichtprojektion immer grössere Auflösungen zu erschwinglichen Preisen erreicht. Aus diesem Grund findet sie immer mehr Anwendung in der Szenenanalyse. Die Relevanz der 3D-Bildverarbeitung ist in den letzten Jahren deshalb stark gestiegen und wird stetig weiter verbessert. Diese Arbeit befasst sich mit dieser Thematik und stellt ein Verfahren vor, um einen Katzenkopf mit Hilfe von dreidimensionalen Daten aus einer Szene zu segmentieren und auf Beute zu untersuchen. Das Ziel ist es, eine Verarbeitungskette zu erzeugen, welche die Katze in einer Echtzeitapplikation klassifizieren kann. Für die Umsetzung werden verschiedene Verfahren zur Extraktion von Informationen aus der Punktwolke untersucht. Die Klassifikation erfolgt mit Machine Learning, wobei verschiedene Ansätze geprüft werden, um den Katzenkopf mit oder ohne Beute zu unterscheiden.

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  • Graf, Toby (2020): Robuste «Visual Light Communication (VLC)». Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: Im Rahmen der Bachelorarbeit des Photonics Studiums wird für die Firma agtatec AG ein robustes «Visual Light Communication» System entwickelt. Das System soll in verschiedenen Schiebetüren die Signale des bestehenden CAN-Buses via Licht übertragen. Ziel ist, die verschleissanfälligen Kabel des CAN-Buses permanent durch dieses System zu ersetzen. Als Ausgangslage steht ein CAN-FD Evalkit mit benötigter Software zur Verfügung. Die Aufgabe ist es, einen Funktionsdemonstrator für die drahtlose Kommunikation dieses CAN-FD Evalkits samt Charakterisierung zu entwickeln. Zusätzlich soll ein Konzept für die Verteilung des Lichts auf mehrere Pfade und/oder Wellenlängen zur sicheren Übertragung erarbeitet werden. Der fertige Funktionsdemonstrator soll dokumentiert und präsentiert werden.

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  • Jacob, Rainer (2020): Konzept zur optischen Bestimmung des Durchmessers von Baumwolleinzelfasern. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: Diese Arbeit untersucht ein mögliches Konzept, den Durchmesser von Baumwolleinzelfasern durch Auswertung von Schattenbildern zu ermitteln. Bei Beleuchtung der Einzelfasern mit einer Leuchtdiode in großer Entfernung zu Probe konnte gezeigt werden, dass die erreichbare räumliche Auflösung gut genug ist, um Baumwolleinzelfasern bis 0,1 tex aufzulösen. Die Auflösung ist jedoch reduziert, wenn Baumwollfasern dicht nebeneinander liegen. In diesem Fall können die Fasern nur entsprechend dem Nyquist-Theorem aufgelöst werden, im vorliegenden Konzept umgerechnet etwa 0,16 tex. Weiterhin war es möglich, die durch die Fasern erzeugten Schatten in den aufgenommen Bildern mit Hilfe der Fresnel-Beugungstheorie auszuwerten und an Hand der Schatten die Faserbreite zu bestimmen. Weiterhin konnte demonstriert werden, dass mit Hilfe von vektorisierten Algorithmen die Bilddaten hinreichend schnell ausgewertet werden können, so dass eine Integration in den kontinuierlichen Spinnprozess möglich erscheint.

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  • Rohner, Manuel (2020): Analysis of ice crystal orientation from polarization microscopy images using machine vision. Bachelorarbeit Photonics. Fachhochschule Graubünden, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: Crystallography deals with the characterisation of crystals, which are solids with fix arranged atoms in a crystal lattice. Some crystals are polycrystalline and consist of individual grains. The orientation of the ice crystal grains can be characterized by their main axis of symmetry, which is called c-axis. Many physical properties depend on the orientation of the c-axis, for example the mechanical behaviour of ice. It is therefore important to experimentally characterize the c-axis orientation in snow and ice. The SLF builds a computer integrated polarisation microscopy setup (CIP) which can analyse snow and ice in thin section samples. The physical principle behind CIP is the birefringence of the analysed crystals. In a crossed polariser setup, depending on the c-axis orientation, the crystal causes a rotation of the polarisation state and therefore an intensity change. The aim of the thesis is to implement a CIP software to determine the c-axis orientation from thin section samples.

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  • 2019

  • Kessler, Viktor (2019): Machbarkeitsstudie zur Anwendung von KI im Sanitärbereich. Bachelorarbeit Photonics. Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Chur, Chur. Institut für Photonics und ICT (IPI).

    Abstract: Das Bad soll intelligent und personalisiert werden. Eine Möglichkeit dies zu realisieren ist die künstliche Intelligenz. Das Ziel dieser Thesis ist es zu ermitteln, wo das Potenzial von künstlicher Intelligenz in Bezug auf die Produkte der Oblamatik AG liegt und wie eine mögliche Lösung umgesetzt werden kann. Wie kann künstliche Intelligenz im Sanitärbereich eingesetzt werden? Um die Forschungsfrage zu beantworten, ist ein Workshop durchgeführt worden, in dem zwei Gruppen zwei unterschiedliche Methoden erarbeitet haben. Die Ergebnisse des Grobkonzepts zeigen, dass eine Wachstumsstrategie in Bezug der personellen Ressourcen und eine Strategie für das optimierte und effiziente Produzieren von Produkten verfolgt werden muss. Der Prototyp simuliert einen Wasserhahn, der berührungslos mit Gestenerkennung gesteuert werden kann.

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