Fokus Informations- und Elektrotechnik: Unternehmenserfolg durch patentierte Hochschultechnologien
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FOKUS INFORMATIONS- UND ELEKTROTECHNIK unternehmenserfolg durch patentierte hochschultechnologien
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Das Hochschulnetzwerk POWeR präsentiert marktnahe Erfindungen und ausgewählte Entwicklungsprojekte aus dem Bereich der Informations- und Elektrotechnik im Rahmen einer Patentmesse mit offener Poster- und Prototypenausstellung.
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fokusInformatIons- und
ElEktrotEchnIkunternehmenserfolg durch
patentierte hochschultechnologien
Erfinder
Jens Brandes (Fibretech GmbH)
Jan Meyer (Yachtwerft Meyer GmbH)
Prof. Dr.-Ing. Herbert Funke
Tel. 0231 9112-779
Fax 0231 9112-334
Vermarktung
Raimond Filges
Transferstelle FH Dortmund
Tel.: +49 (0)231.9112-268
Fax: +49 (0)231.9112-342
Anmeldung, Anfahrtsbeschreibung, Ausstellungskatalog und aktuelle Informationen unter www.patente-gruendungen.de oder E-Mail an:
[email protected]. Die Teilnahme ist kostenlos.
VeranstaltungsortTechnische Universität DortmundCampus NordCampus TreffVogelpothsweg 12044227 DortmundBitte nutzen Sie die Parkplatz-Einfahrt Nr. 24. Der Zugang zum Campus Treff erfolgt über die Einfahrt Nr. 23.
VeranstaltungsorganisationTU Dortmund / TransferstelleJanita TönnissenBaroper Str. 28344221 DortmundTelelefon: 0231 / 755-6030Fax: 0231 / [email protected]
Wissenschaft vor Ort e.V.Thomas BerndsenLünener Str. 21159174 KamenTelefon: 02307 / 91206-30Fax: 02307 / [email protected]
Patent Offensive Westfalen Ruhr ist ein Netzwerk der Hochschulen:
Universität Bielefeld
Technische Universität Dortmund
Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Universität Paderborn
Programm
16:00 bis 19:00 UhrPräsentation der patentierten Technologien aus den westfälischen Hochschulen offene Poster- und Prototypenausstellung
16:30 Uhr Begrüßung durch das Rektorat TU Dortmund
16:45 Uhr Erfolgreiche Kooperationsbeispiele ausder Informations- und Elektrotechnik moderierte Diskussionsrunde anschließend weitere Kon-taktmöglichkeiten mit Erfindern und Hochschulvertretern
18:30 Uhr Get together mit einem kleinen Imbiss
fokus InformatIons- und ElEktrotEchnIk
unternehmenserfolg durc hpatent i erte hoc hsc hultec hnolog i en2 8. Jun i 20 10
vorwort
Prof. Dr. Ursula Gather, Rektorin der TU Dortmund
POWeR – Patent Offensive Westfalen Ruhr
PROvendis – Wir beschleunigen Technologietransfer
technologieangebote
S. 14 CL-DCT | Hocheffiziente Berechnung der Diskreten Cosinus Transformation (DCT)
S. 16 Lichtbogensensor | Detektion einer breitbandigen Rauschquelle
S. 18 Elektrisch-Optische Leiterplatte (EOLP) | mit voll integrierten optischen Sende- und
Empfangselementen
S. 19 Elektrisch-Optische Leiterplatte (EOLP) | mit Lichtleitern aus Silikon
S. 24 ErgoViz | Ergonomische 3D-Visualisierung
S. 26 EFEC | Dekodierbasierte Kanalschätzung für adaptive Kommunikation
S. 28 L²C²-PWMC | Pulsweitenmodulator mit LLCC-Resonator
S. 30 Optisches neuigkeitsfilterndes Mikroskopmodul Dynamisches Phasenkontrastmikroskop
S. 32 Sim2D3D | Simultane Darstellung von Monoskopischen und Stereoskopischen
Inhalten auf Autostereoskopischen Bildschirmen
S. 36 Planung von Sensornetzen zur Lokalisierung in industriellen Umgebungen S. 38 Kompetenzzentrum Elektromobilität
S. 45 Impressum
Sehr geehrte Damen und Herren, Spitzenwissenschaftler/innen aus den Hochschulen in Westfalen setzen mit ihren Ideen und ihrem Engagement Maßstäbe für Innovationen in der Informations- und Elektrotechnik. Aus exzellenten Forschungsergebnissen werden vielversprechende Technologien, Patente und Prototypen entwickelt. Doch nur durch engagierte Unternehmer/innen werden die Potentia-le aus der Forschung zu Motoren des wirtschaftlichen Wachstums. Damit ist der Mittelstand für die Hochschulen ein unverzichtbarer Partner, er ist die Brücke zwischen genialer Idee und praktischer Anwendung. Nachdem wir bereits im November letzten Jahres eine vielbeachtete Patentmesse „Fokus Maschinenbau“ durchgeführt haben, setzen wir mit der aktuellen Leistungsschau „Fokus Informations- und E-Technik“ unsere Präsentation aktuell patentierter Informations- und E-Technik-Erfindungen sowie weiterer Technologien fort. Sprechen Sie mit Forscherinnen und Forschern und lernen Sie interessante Kooperationspartner für Ihre Ziele kennen. Lassen Sie sich durch die präsentierten Kooperationsprojekte inspirieren und identifizieren Sie Faktoren für erfolgreiche Kooperationen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft. Im Namen der TU Dortmund und des Hochschulnetzwerkes POWeR möchte ich Sie herzlich zu dieser Veranstaltung einladen. Ich wünsche Ihnen einen spannenden Nachmittag, der Ihre Neugier weckt und neue Perspektiven schafft. Vorab können Sie sich unter www.patente-gruendungen.de über die präsentierten Technologien und das Leistungsport-folio der ausstellenden Erfinder und Institute informieren. Wir freuen uns auf Ihren Besuch!
Prof. Dr. Ursula GatherRektorin der Technischen Universität Dortmund
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Das Hochschulnetzwerk POWeR – Patent Offensive Westfalen Ruhr Die Universitäten in Bielefeld, Dortmund, Münster und Paderborn haben sich im Rahmen der Patent Offensive Westfalen Ruhr (POWeR) zu einem Verbund zusammengeschlossen. Das Netzwerk strebt durch Projekte, Erfahrungs- und Informationsaustausch sowie hochschul-übergreifende Strukturentwicklung eine nachhaltige Patent- und Gründerkultur an. Die mit der Zusammenarbeit gewonnenen Erfahrungen schlagen sich in der gemeinsamen regionalen Verwertungsstrategie nieder, die von den Hochschulen des POWeR-Verbundes mit Unterstützung des nordrhein-westfälischen Ministeriums für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie erstellt wurde. Diese ist Grundlage für das von den Hochschulen gewollte regionale Engagement im Verwertungs- und Gründungsbereich. Die gemeinsame Verwertungsstrategie bekennt sich dabei unter anderem zum regionalen Netzwerk für die Verwertung eigener Forschungs- und Entwicklungsergebnisse zur stärke-ren Betonung von Unternehmensgründungen und Kooperationen zwischen Wirtschaft und Wissenschaft im Verwertungsspektrum der Hochschulen zur Option, weitere Netzwerkpart-ner der außeruniversitären Wissenschaft, der regionalen Wirtschaft und der Kommunen in die Arbeit zu integrieren. Mit dem Projekt „Patente Gründungen Westfalen Ruhr“ unterstützt das POWeR-Netzwerk Gründerinnen und Gründer aus den Ingenieurs- und Naturwissenschaften und schult Hoch-schulverwaltungen in Patentangelegenheiten. Unsere gemeinsamen Initiativen zielen dabei ausdrücklich auch auf die enge Einbindung der kleinen und mittleren Unternehmen in das Universitätsnetzwerk. Mehr dazu unter www.patente-gruendungen.de
Kontakt
Michael Asche
TU Dortmund, Transferstelle, Baroper Str. 283, 44227 Dortmund
Tel.: 0231 / 755-2425
Fax: 0231 / 755-4783
www.patent-offensive.de
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Wir beschleunigen Technologietransfer Schutzrechtlich abgesicherte Spitzentechnologie an die Wirtschaft zu vermarkten, ist unsere Kernaufgabe. Ziel ist es, den Transfer des Wissens aus den Hochschulen in Unter-nehmen zu beschleunigen. Die PROvendis GmbH bildet ein wichtiges Bindeglied zwischen Hochschulen und Wirtschaft: Wir bringen beide Seiten professionell zusammen und fördern dabei nachhaltig Kooperationen. Durch zahlreiche Kontakte – vom regionalen Mittelstand bis zum Global Player – und durch die Zusammenarbeit mit anderen Verwertungspartnern ermöglicht PROvendis eine effiziente Technologieverwertung. Unternehmen verschiedener Branchen bietet PROvendis exklusiven Zugang zu den schutzrechtlich gesicherten neuen Technologien und vermitteln den Kompetenzträgern der Hochschulen Kontakte in die Wirt-schaft und umgekehrt. Der technologische Fortschritt ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor für unsere Gesellschaft und erfolgreicher Technologietransfer gewinnt daher immer mehr an Bedeutung. Gleichzeitig ist die patentrechtliche Situation sehr komplex und anspruchs-voll. PROvendis betreut Erfinder aus den Hochschulen und einigen Forschungseinrichtungen des Landes Nordrhein-Westfalen. Speziell für die Fakultäten der Applied Sciences hat PRO-vendis ein Team zusammengestellt. Das Applied Sciences-Team besteht aus Mitarbeitern mit ausgewiesener Fach- und Branchenexpertise der Ingenieur- und Naturwissenschaften. Mit patentrechtlichem Know-how steht dieses Team Wissenschaftlern kompetent zur Seite: von der Erfindungsberatung über die Patentanmeldung bis zum Verwertungsabschluss.
Kontakt
PROvendis GmbH, Eppinghofer Str. 50, 45468 Mülheim an der Ruhr
Tel: 0208 / 94105-0
Fax: 0208 / 94105-50
www.provendis.info
CL-DCT Lichtbogensensor EOLP 01EOLP 02
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Die Cordic-Loeffler-DCT (CL-DCT) ist eine Methode zur Berechnung der Diskreten Cosinus-Transformation (DCT) nach dem Loeffler‘schen Verfahren über CORDIC Strukturen. Dabei werden nicht wie üblich Multiplikationen, sondern nur Additionen und Schiebeoperationen ausgeführt. Dadurch lassen sich bei gleich bleibender Transformationsqualität der Platzbedarf und der Energiebedarf für graphische VLSI-Bausteine um bis zu 50% reduzieren. Die zugrunde liegende Idee lässt sich auch auf die sogenannten Integertrans-formationen, die bei H.264 (HDTV Videokompression) zum Einsatz kommen, anwenden. Die Erfindung entstand in enger Kooperation zweier führen-der Arbeitsgruppen aus Deutschland und Taiwan.
kommerzielle anwendung Die CL-DCT Methode kann überall zum Einsatz kommen, wo Bildverarbeitung auf mobilen Geräten erfolgt. Durch den geringen Leistungsbedarf erzielen Digitalkameras, Handys, PDAs, Notebooks, mobile Spielkonsolen oder Mediaplay-er deutlich längere Betriebszeiten bei gleich bleibender Bildqualität. Die Transformation kann als Hardware- oder Softwarevariante ausgeführt werden und lässt sich sehr einfach und kostengünstig in bestehende Systeme integrieren.
aktueller stand Eine Patentanmeldung wurde im Juni 2006 beim Europäi-schen Patent- und Markenamt hinterlegt. PROvendis bietet im Auftrag der Technischen Universitä-ten in Dortmund und Taiwan interessierten Unternehmen Lizenzen an der Erfindung an. Ein konfigurierbarer IP-Core, der DCT und Integertransformationen realisiert, wurde entworfen.
vorteile . Weniger Platzbedarf . Weniger Energieverbrauch . Sehr gute Bildqualität . Wissenschaftlich durch Versuchsreihen abgesichert . Demonstrationsfähiger Prototyp vorhanden . Als Hardware oder Softwarelösung möglich . Auch für HDTV einsetzbar (konfigurierbarer IP-Core)
Erfinder
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Götze
M.Sc. Chi-Chia Sun
Dr.-Ing. Benjamin Heyne
Prof. Dr. Shanq-Jang Ruan
Vermarktung
PROvendis GmbH
Dr. Joachim Kaiser
Tel.: 0208 / 94105-23
Fax: 0208 / 94105 50
www.provendis.info
CL-DCT | Hocheffiziente Berechnung der Diskreten Cosinus Transformation (DCT)
Leistungsverbrauch der Cordic-Loeffler-DCT im Vergleich zu alternativen
Verfahren
JPG-Bildcodierungsqualität der Cordic-Loeffler-DCT im Vergleich.
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Götze
Tel.: 0231 / 755-2091
Fax: 0231 / 755-7019
www.dt.e-technik.uni-dortmund.de
Das Arbeitsgebiet Datentechnik beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Implementierung von Verfahren der In-formationstechnik und Signalverarbeitung. Die Umsetzung der Verfahren auf konkrete Rechnerarchitekturen und die Realisierung auf elektronischen Endgeräten werden dabei für verschiedene technische Anwendungen untersucht: mobile Kommunikationssysteme, GPS, elektrische Energie-versorgung. Beim Entwurf der Verfahren spielt die Wechsel-wirkung von Algorithmus und Architektur der Realisierung eine wichtige Rolle, aber auch die Randbedingungen der konkret untersuchten technischen Anwendung (Echtzeit, Verlustleistung, Signalmodelle, Rauschen) fließen in das Entwurfskonzept ein. Auf Basis dieser allgemeinen Forschungsrichtung werden folgende Projekte (Industriekooperationen, DFG, BMBF) bearbeitet: . Kooperative Positionierung in mobilen Ad-Hoc Netzwerken . Positionierung von RFID Tags . OFDM Systeme ohne zyklischen Präfix für LTE . Methoden der Signalverarbeitung in der elektrischen Energieversorgung . Adaptive Decodierung von Faltungscodes . Konvexe Optimierung in Kommunikationsproblemen . FPGA und ASIC Implementierungen der Verfahren
Arbeitsgebiet Datentechnik, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik,tu Dortmund
Forschungsgruppe DatentechnikDCT Core
Positionierung in Funksystemen.
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Die aktuelle öffentliche und politische Situation ist geprägt durch die grundsätzliche Forderung nach Verringerung des CO2-Ausstoßes, insbesondere auch bei Kraftfahrzeugen.Diese Entwicklung begünstigt die Einführung von Hybrid-fahrzeugen oder auch vollelektrischen Fahrzeugen ohne Verbrennungsmotor. Der Betrieb dieser Fahrzeuge erfordert jedoch eine wesentlich höhere Bordnetzspannung, als das heute noch üblicherweise der Fall ist (14 V ). Aktuell geht man für die Zukunft von Spannungswerten von 300 V bis zu 600 V im PKW-Bereich und bis zu 1000 V im LKW-Bereich aus. Diese Spannungswerte verursachen bei Störungen im Bordnetz (Wackelkontakten, Fehlstellen, Crash usw.) im un-günstigsten Fall Lichtbögen, die nicht mehr verlöschen und das Fahrzeug im Extremfall entzünden können. Die rechtzei-tige Detektion dieser Lichtbögen ist also eine notwendige Forderung, um Fahrzeuge mit hohen Bordnetzspannungen sicher betreiben zu können.
kommerzielle anwendung Die erfindungsgemäße Schaltung überprüft permanent das Gleichspannungsbordnetz des Kraftfahrzeuges und erkennt Lichtbögen dabei an ihrer charakteristischen Spektralver-teilung. Die Erfindung bietet nicht nur einen Schutz vor Überspannungsschäden, sondern entspricht auch den sons-tigen strengen Anforderungen der Kraftfahrzeug-Produzen-ten nach einer robusten und vor allem preiswerten Lösung.
aktueller stand Auf die Erfindung wurde ein Europäisches Patent erteilt. Die Funktion des Verfahrens wurde in vielen Tests validiert. PROvendis sucht im Auftrag der FH Dortmund Lizenznehmer für die Erfindung/das Patent.
vorteile Effektiver Schutz vor Leitungsbrand im Kfz Reduktion von . Gewicht . Verbrauch . CO2-Emissionen
Erfinder
Prof. Dr.-Ing. Manfred Krüger
Vermarktung
PROvendis GmbH
Dr. Joachim Kaiser
Tel.: 0208 / 94105-23
Fax: 0208 / 94105-50
www.provendis.info
Schaltungsprinzip zur Erkennung von Lichtbögen im Kfz
Spektraldarstellung des Lichbogens
Brennender Lichbogen
Lichtbogensensor | Detektion einer breitbandigen Rauschquelle
Institut für Mikrosensorik und Fahrzeugelektronik IfM & FE, FH Dortmund
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Manfred Krüger
Tel. und Fax: 0231 / 9112-152
Höhenprofil einer Sensorstruktur
Das Institut für Mikrosensorik und Fahrzeugelektronik IfM & FE wurde im Dezember 2002 als Institut der Fachhochschule Dortmund im Fachbereich Informations- und Elektrotechnik gegründet. Zielsetzung des Institutes ist die anwendungs-orientierte Forschung und Entwicklung von Elektronik- und Sensorsystemen. Die Kernkompetenzen liegen in den Berei-chen Fahrzeugelektronik, Automotive Sensoren, Gassensorik & MEMS und Bordnetze. Anwendungsschwerpunkte sind dabei die Automobilindus-trie, die Prozessautomatisierung sowie die Gebäudesystem-technik. Auf der Basis physikalischer Prinzipien entwickeln wir Gassensoren. Für den Einsatz in Fahrzeugen werden z.B. Druck-, Beschleunigungs-, Neigungs- und Magnetfeld-sensoren untersucht. Deren Charakterisierung erfolgt im Temperaturbereich von -40°C bis +150°C mit den Zielen, die Eigenschaften des Sensorsystems genau zu analysieren und hieraus Vorgaben für die Fertigung, die Zuverlässigkeit und den Produktionstest abzuleiten. Sämtliche Projekte werden im Rahmen einer öffentlichen Förderung in Kooperation mit Industriepartnern umge-setzt. Das IfM & FE ist weiterhin in der Lage, komplette Entwicklungsprojekte für Auftraggeber aus der Industrie durchzuführen.
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In modernen elektronischen Systemen müssen immer mehr Daten transportiert werden. Konventionelle HDI-Leiterplat-ten stoßen dabei in Bereichen jenseits von 10 Gbit/s an ihre physikalischen Grenzen. Eine Lösung versprechen elektrisch-optische Leiterplatten, welche auf optischen Leiterbahnen Datenraten bis zu 40 Gbit/s erlauben. Die Erfindung einer solchen elektrisch-optischen Leiterplatte mit Lichtleitern aus Silikon ist hier bereits beschrieben. Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, sämtliche Komponenten zur elekt-risch-optischen und optisch-elektrischen Signalumwandlung vollständig in die optisch leitende Schicht zu integrieren. Damit besitzt die fertig konfektionierte Leiterplatte nur noch elektrische Anschlüsse und ist mit herkömmlichen Platinenverarbeitungstechniken kompatibel.
kommerzielle anwendung Die Elektrisch-optische Leiterplatte kann ihre Vorteile überall dort ausspielen, wo hohe Datenraten und schnelle Datenverarbeitung besonders wichtig sind. So kommen vor allem die Bereiche Telekommunikation und Internetser-vice für Pilotanwendungen in Frage. Langfristig können elektrisch-optische Systeme die heutigen Hochfrequenzlei-terplatten komplett ersetzen. Die Erfindung einer voll-inte-grierten EOLP ist dabei eine wichtige Schlüsseltechnologie zur Herstellung solcher Systeme.
aktueller stand Die Universität Dortmund hat die Erfindung in 2004 gemeinsam mit der Universität Ulm in Deutschland zum Patent angemeldet. Das Patent wurde Anfang 2006 erteilt. Erste Versuche versprechen eine erfolgreiche Umsetzung des integrierten Konzeptes. Die PROvendis GmbH bietet im Auftrag der Universitäten Dortmund und Ulm interessierten Unternehmen Lizenzen für dieses System an.
Elektrisch-Optische Leiterplatte (EOLP) mit voll integrierten optischen Sende- und Empfangselementen
Konzept einer elektrisch-optischen Leiterplatte mit vollständiger Inte-
gration sowohl der Lichtwellenleiter als auch der optischen Sende- und
Empfangselemente in die lichtführende Schicht. Zur Außenwelt gibt es
nur elektrische Kontakte.
vorteile . Hohe Datenraten von bis zu 40 Bit/s . Einfache und kostengünstige Produktion . Vollständige Integration aller opto-elektronischen Bauteile
Erfinder
Prof. Dr. Andreas Neyer
Vermarktung
PROvendis GmbH, Dr. Joachim Kaiser
Tel.: 0208 / 94105-23
Fax: 0208 / 94105-50
www.provendis.info
www.lifesciencepatente-nrw.de
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Die Erfindung betrifft die Herstellung einer elektrisch-optischen Leiterplatte (EOLP) aus Silikon, wobei die optische Lage in der EOLP aus hochtransparenten Polysiloxanwellen-leitern besteht, welche in Gießtechnik hergestellt werden. Die Wellenleiterenden besitzen integrierte 45°-Umlenkspie-gel zur Ein- und Auskopplung der optischen Datensignale. Die EOLP kann als optische Verbindungsleitung auf un-terschiedlichste Trägermaterialien aufgebracht werden, in einen Multilayer-Platinenverbund integriert werden oder auch als integriert-optische Komponente verwendet werden.
kommerzielle anwendung Durch die Verwendung von Polysiloxanen für die Herstellung der optischen Wellenleiter wird die Temperaturbeständig-keit der EOLP soweit erhöht, dass diese auch Lötbadbehand-lungen bei 260-290°C unbeschadet überstehen. Die EOLP kann ihre Vorteile überall dort ausspielen, wo hohe Datenraten und schnelle Datenverarbeitung besonders wichtig sind. So kommen vor allem die Bereiche Telekom-munikation und Internetservice für Pilotanwendungen in Frage. Langfristig können elektrisch-optische Systeme die heutigen Hochfrequenzleiterplatten komplett ersetzen.
aktueller stand
Die Technische Universität Dortmund hält Patentanmeldun-gen in Europa, den USA und Kanada.Die Erfindung wurde praktisch erprobt. Ein erster Prototyp einer Herstellungsanlage ist vorhanden.
vorteile . Lötbadresistent . hohe Datenübertragungsrate . integrierte Umlenkspiegel
Opt. EmpfängerOpt. Sender
Elektrische Leitungen
Polymer-LichtwellenleiterProzessor-Chip Prozessor-Chip
Multilayer - Platine
Schematischer Aufbau (Längsschnitt) einer elektrisch-optischen Leiter-
platte mit Lichtwellenleitern aus hochtransparentem Silikon.
Prototyp einer 300mm x 150mm großen Leiterplatte mit einer Licht
führenden Schicht aus Silikon
Querschnitt durch eine elektrisch-optische Leiterplatte aus flexiblem
Kapton mit Licht führenden Kernen aus Silikon.
Elektrisch-optische Leiterplatte (EOLP) mit Lichtleitern aus Silikon
Erfinder
Prof. Dr. Andreas Neyer
Vermarktung
PROvendis GmbH, Dr. Joachim Kaiser
Tel.: 0208 / 94105-23
Fax: 0208 / 94105-50
www.provendis.info
www.lifesciencepatente-nrw.de
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Forschungsprofil des Arbeitsgebietes Mikrostrukturtechnik (Prof. Dr. Neyer) Das Arbeitsgebiet Mikrostrukturtechnik beschäftigt sich mit der Erforschung und Entwicklung neuer Fertigungs-technologien für Mikro- und Nanostrukturen aus Kunststoff mit den Methoden kostengünstiger Massenproduktions-verfahren wie dem Spritzgießen, Heißprägen oder Imprint-Verfahren. Anwendungsbeispiele für mikro- bzw. nanostrukturierte Kunststoffbauteile sind u.a. integriert-optische Kompo-nenten für optische Telekommunikationssysteme, Licht-wellenleiterschichten in elektrisch-optische Platinen zur optischen Datenübertragung in Computern und fluidische Kanalstrukturen für Lab-on-Chip Anwendungen. Aktuelle Forschungsprojekte beschäftigen sich u.a. mit optischen Licht-lenkenden Mikrostrukturen, die zur verbes-serten Tageslichtnutzung in Gebäuden in Fensterelemente integriert werden können, und mit fluidischen Mikro- und Nanostrukturen, mit deren Hilfe das Prinzip des solargetrie-benen Wassertransports in Pflanzen in technischen Syste-men umgesetzt werden soll (Künstlicher Baum).
Arbeitsgebiet Mikrostrukturtechnik,Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, tu Dortmund
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Künstlicher Baum; bestehend aus einem angedeuteten Kapillarsystem
und einer nanoporösen Blatt-Folie, die die Verdunstung übernimmt
Prof. Dr. Andreas Neyer
Kontakt
Prof. Dr. Andreas Neyer
Tel.: 0231 / 755-6650
http://www-mst.e-technik.uni-dortmund.de
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ErgoVizEfecL²C²-PWMCDynamisches PhasenkontrastmikroskopSim2D3D
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ErgoViz ist ein System zur Optimierung der stereoskopi-schen Darstellung von 3D-Inhalten in Echtzeit. Damit lassen sich die visuelle Beanspruchung des Betrachters verringern und die Nutzungszeiten an 3D-Bildschirmen verlängern. ErgoViz beruht auf dem Prinzip einer kontinuierlichen An-passung der stereoskopischen Darstellung an die jeweiligen Blickbewegungen bzw. Betrachtungsbedingungen. Damit kann z.B. sichergestellt werden, dass auch bei der Betrach-tung von virtuellen Objekten aus der Nähe keine störenden Doppelbilder entstehen. ErgoViz ist nicht an ein spezielles technisches Verfahren für die stereoskopische Projektion gebunden. Voraussetzung ist lediglich, dass die Position und die Blickrichtung von rechtem und linkem Auge gemessen werden können.
kommerzielle anwendung Die Einsatzmöglichkeiten der stereoskopischen Darstellung sind vielfältig. Sie wird in der Produktentwicklung, der Medi-zintechnik und in der Unterhaltungsindustrie genutzt. Eine solche Darstellung führt – insbesondere bei mehrstündiger Nutzung - jedoch bei zahlreichen Anwendern zu Wahrneh-mungsbeeinträchtigungen, worauf sie mit einer Ermüdung der Augen sowie Kopfschmerzen und Übelkeit reagieren. ErgoViz vermeidet zuverlässig Doppelbilder und kann damit die Belastung des Betrachters deutlich reduzieren sowie die Arbeit mit 3D-Inhalten effizienter gestalten.
aktueller stand Eine Patentanmeldung wurde beim Deutschen Patent- und Markenamt hinterlegt, ein Prototyp wurde realisiert. Im Auftrag des Leibniz-Instituts für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo) und der Fachhochschule Dortmund bieten wir interessierten Firmen Lizenzen an der Erfindung und Möglichkeiten zur Weiterentwicklung der Technologie an.
vorteile . Kontinuierliche Anpassung stereoskopischer Darstellungen an die jeweiligen Betrachtungsbedingungen . Geringere Belastung und Ermüdung bei der Betrachtung von 3D-Inhalten . Ermöglicht längeres und konzentrierteres Arbeiten am 3D-Bildschirm
Erfinder
Prof. Dr. Michael Stark
Dr. Dietmar Gude
Dipl.-Inf. Christian Bräuning
Vermarktung
PROvendis GmbH
Andreas Brennemann
Tel.: 0208 / 9410 533
www.provendis.info
Prototypische Realisierung von ErgoViz mit einem autostereoskopischen
Bildschirm (SeeReal C-i) und einem Gerät zur Blickbewegungsregistrie-
rung (Tobii x50)
Problem steroskopischer Projektion Dissoziation physiologischer ( fett)
und technischer (kursiv) Parameter
ErgoViz | Ergonomische 3D-Visualisierung
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ErgoViz ist eine gemeinsam entwickelte Erfindung des Fachbereichs Informatik der Fachhochschule Dortmund mit der Projektgruppe Moderne Mensch-Maschine-Systeme (MoSys) am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo). Der Fachbereich Informatik der FH Dortmund bietet ein breites Studienangebot in Form der Bachelor-/Master-Studiengänge Informatik, Medizinische Informatik und Wirt-schaftsinformatik an. In der angewandten Forschung werden im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion vorwiegend Fragestellungen aus den Bereichen Computergraphik und virtuelle Umgebungen aus (informations-)technischer Sicht bearbeitet. Dazu stehen im Multimedia-Labor des Fach-bereichs Informatik moderne Rechner sowie verschiedene Systeme zur stereoskopischen Darstellung (3D-Bildschirm, mobiles Stereoprojektionssystem) zur Verfügung. Das Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo) erforscht die Potenziale und Risiken moderner Arbeit. Aus den Ergebnissen werden Prinzipien der leistungs- und gesundheitsförderlichen Gestaltung der Arbeitswelt abgeleitet. Moderne Mensch-Maschine-Systeme beanspruchen überwiegend die kognitiven Fähigkeiten des Menschen. Das Ziel der Projektgruppe MoSys ist daher, aktuelle theoretische Konzepte und Methoden der Kogni-tionspsychologie und der Psychophysiologie anzuwenden, um Wahrnehmungs-, Entscheidungs- und Handlungspro-zesse zu untersuchen und Gestaltungsempfehlungen für humanzentrierte Schnittstellen zu entwickeln. Moderne Mensch-Maschine-Schnittstellen beinhalten zunehmend 3D-Anzeigen, einem anwendungsorientierten Schwerpunkt der Projektgruppe MoSys. Die Arbeiten werden in einem Labor für virtuelle Realität durchgeführt, das u.a. mit verschiede-nen stereoskopischen Projektionssystemen ausgestattet ist (autostereoskopischer Bildschirm, Head-Mounted-Displays, Projektionstisch mit Shutterbrillen, Spiegelsysteme).
Kontakt
Prof. Dr. Michael Stark
Tel.: 0231 / 755-6775
www.fh-dortmund.de/stark
Dr. Dietmar Gude
Tel.: 0231 / 1084-303
www.ifado.de/profil/mitarbeiter/gude
Stereoskopische Projektionssysteme: Head-Mounted Display (oben),
Projektionstisch mit Shutterbrillen (unten)
Fachbereich Informatik der Fachhochschule Dortmund und Projektgruppe Moderne Mensch-Maschine-Systeme (MoSys)
am Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund (IfADo)
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Bei einer drahtlosen Übertragung kann sich der Kanalsta-tus mit der Zeit stark ändern. Dabei führt ein schlechter Kanalstatus zu Übertragungsfehlern und reduziert die Service-Qualität. Um mit solchen Fehlern umzugehen, kombinieren typische Übertragungssysteme statische und adaptive Methoden. Allerdings setzt eine effiziente Adaption voraus, dass zukünftige Kanalbedingungen prognostiziert werden können. Gebräuchliche Methoden basieren entweder auf SNR/RSSI Messungen oder auf soft output Dekodierung, welche den Verwaltungsaufwand oder die Komplexität stark erhöhen.Die Erfindung EFEC schätzt den Kanal durch Beobachtung des Dekodierprozesses. Mittels dieser Beobachtung wird die Qualität der Nachricht beurteilt und durch statistische Auf-bereitung weiter verbessert. EFEC verfolgt den soft output Ansatz, weist aber erheblich geringere Komplexität und geringeren Arbeitsspeicherbedarf als andere Dekoder auf. EFECs Kanalschätzung erlaubt häufige, aber genaue Adapti-on an die Bedingungen des drahtlosen Kanals.
kommerzielle anwendung EFEC kann in allen Übertragungssystemen angewandt wer-den, die Vorwärtsfehlerschutz verwenden (z.B. Mobilkommu-nikation, WLAN oder drahtlose Sensorknoten). EFEC zeichnet sich durch eine geringe Komplexität aus und ist dadurch äußerst attraktiv für den Einsatz in zukünftigen Dekodern. Die häufige Kanalschätzung erlaubt eine schnelle Anpassung der Übertragungsparameter, z.B. Energie, Kodierung, Band-breite, welche die Fehlerrate reduziert und den Durchsatz der drahtlosen Übertragung verbessert.
aktueller stand Die deutsche und internationale Patentanmeldung wurde eingereicht. Im Namen der Universität Paderborn bietet PROvendis innovativen Unternehmen Lizenzen für EFEC sowie Möglichkeiten zur Weiterentwicklung an.
vorteile . anwendbar in vielen drahtlosen Übertragungssystemen. geringe Komplexität und Overhead . häufige aber genaue Kanalschätzung . ermöglicht erhebliche Verbesserung des Durchsatzes und der Fehlerrate
Erfinder
Prof. Dr. rer. nat. Holger Karl
Stefan Valentin
Tobias Volkhaus
Vermarktung
PROvendis GmbH
Dipl.-Ing. Andreas Brennemann,
Tel.: 0208 / 94105-33
Fax: 0208 / 94105-50
www.provendis.info
Universität Paderborn
UniConsult – Technologietransfer
Erfindungen und Patente
Yuriy Shkonda
Tel.: 05251 / 60-2922
www.upb.de/patente
EFEC | Dekodierbasierte Kanalschätzung für adaptive Kommunikation
Dynamische Kanäle führen zu erhöhten Fehlerraten bei Dekodierung und
zur Verschlechterung des Übertragungsdurchsatzes.
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Arbeitsgruppe Rechnernetze,Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik, Universität Paderborn
Systeme der drahtlosen und mobilen Kommunikation entwerfen, bewerten, optimieren Moderne Kommunikationssysteme sind vielgestaltig und unterstützen ganz unterschiedliche Anwendungen. Für eine effiziente Nutzung sind unterschiedliche, miteinander integrierte Systeme und Netzwerk-Typen notwendig. Diese Integration stellt die bisherigen Architekturen, z. B. das Internet, vor neue Herausforderungen und verlangt nach neuen Ansätzen. Sensornetze – Netze aus kleinen, billigen, batteriebetriebenen Einheiten – verfolgen einen solchen neuen Architekturansatz. Hier ist nicht mehr der indivi-duelle Knoten das Ziel einer Kommunikation, sondern die zu messenden Daten werden als eigentliche Quelle und Ziel der Kommunikation aufgefasst. Dieser datenzentrierte Ansatz, in Kombination mit eingeschränkten Ressourcen (z. B. Energie) der einzelnen Knoten, verändert die gesamte Entwurfsweise des Netzes. Dies erfordert eine weitergehen-de, schichtenübergreifende Optimierung der Protokolle als bisher. Ähnliche Probleme und Lösungsansätze finden sich bei neueren Mobilitätskonzepten (Gruppenmobilität) oder bei Anwendungen wie Videoübertragung über drahtlose Ver-bindungen. Diese Ziele werden im neu geschaffenen Fachge-biet Rechnernetze durch den Entwurf geeigneter Architek-turen und Protokolle und deren Bewertung durch Analyse, Simulation und Experiment verfolgt. Für Experimente steht insbesondere eine Software-Defined-Radio-basierte Prototypisierungsumgebung für IEEE 802.11-Protokolle zur Verfügung.
Kontakt
Prof. Dr. Holger Karl
Tel.: 05251 / 60-5375
http://wwwcs.upb.de/cs/ag-karl/
Zur Datendekodierung setzt EFEC einen modernen Dekodieralgorithmus
und die innovative Fehlererkennungsmetrik MPD ein.
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Das Konzept des LLCC-PWM-Converters (L²C²-PWMC) verkop-pelt einen 3-Level Inverter mit einem LLCC-Filter. Der L²C²-PWMC ist ausgelegt für die Speisung von Ultraschallmotoren und anderen kapazitiven Lasten. Der Blindleistungsbedarf des piezoelektrischen Aktuators kann lokal kompensiert werden, indem man eine parallel zum Aktor angeordnete Spule platziert. Dadurch wer-den alle übrigen Bauteile des Leistungsstromkreises nur minimal belastet. Ein gut entworfenes LLCC-Filter zeigt die gewünschte Robustheit gegenüber Parameterschwankungen und erlaubt die Nutzung parasitärer Bauteileigenschaften. Das lässt in Verbindung mit vorgenanntem Punkt eine kleine Baugröße zu, wenn man das Filter zudem noch durch eine pulsweitenmodulierte Wechselrichterspannung versorgt, statt es resonant zu betreiben. Diese Kombination schafft dann die Möglichkeit, eine Breitbandcharakterisierung der Aktoren mit kapazitivem Verhalten durchzuführen, ohne einen Wechsel der Filterkom-ponenten vorzunehmen. Setzt man einen 3-Stufenwechsel-richter ein, so lassen sich die Induktivitätswerte nochmals verkleinern, was die Spulenbaugrößen weiter verringert.
L²C²-PWMC | Pulsweitenmodulator mit LLCC-Resonator
Erfinder
Dr. Norbert Fröhleke,
Rongyuan Li,
Dr. Christopher Kauczor
Vermarktung
PROvendis GmbH
Dipl.-Ing. Andreas Brennemann
Tel.: 0208 / 94105-33
Fax: 0208 / 94105-50
www.provendis.info
kommerzielle anwendung Der Einsatz des L²C²-PWMC realisiert kompaktere Baufor-men mit Gewichts- und Größenreduktionen und empfiehlt sich insbesondere für Anwendungen in der Automobilbran-che, Raum- und Luftfahrt sowie bei portablen Werkzeugen.
aktueller stand Eine Patentanmeldung wurde im Mai 2006 beim Deutschen Patent- und Markenamt hinterlegt. Die Erfindung konnte in zahlreichen Versuchen ihre Funktionsfähigkeit beweisen. PROvendis bietet im Auftrag der Universität Paderborn inte-ressierten Unternehmen Lizenzen an der Erfindung an.
vorteile . Hocheffiziente Speisung kapazitiver Lasten im kW-Bereich . Leichte und kompakte Bauweise . Robust gegenüber Parameterschwankungen . Nutzung parasitärer Bauteileigenschaften . Breitbandcharakterisierung von Aktoren mit kapazitivem Verhalten . Ein geringer Klirrfaktor der Speisespannung sorgt für eine hohe Lebensdauer der piezoelektrischen Aktoren
three level pwm
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Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik,Fakultät für Elektrotechnik, Informatik und Mathematik, Universität Paderborn
Die Bewegungssteuerung mittels elektrischer Antriebs-technik hat alle Lebensbereiche durchdrungen. Sie bleibt oft unbemerkt oder wird vom Nutzer als selbstverständlich hingenommen. Verstellbare Drehzahlen sind heute selbst für Haushaltsgeräte Stand der Technik. Anspruchsvollere Antriebe finden sich in Bahn- und Straßenfahrzeugen oder Aufzügen. Komplizierte Bewegungsabläufe, z. B. für Roboter, Druck- oder Fräsmaschinen, benötigen hochdynamische elektrische Antriebe. Leistungselektronik und elektrische Antriebstechnik er-möglichen eine effiziente und bedarfsgerechte Erzeugung, Umformung und Nutzung elektrischer Energie und leisten damit einen wesentlichen Beitrag zur Lösung des Energie-problems. Sie sind Voraussetzung sowohl für die Nutzung er-neuerbarer Energiequellen durch Windkraft-, Photovoltaik- und Meeresenergieanlagen als auch für Energieeinsparungen auf Seiten der Verbraucher. Leistungselektronik und elektrische Antriebstechnik ge-hören daher zu den Schlüsseltechnologien einer modernen Industriegesellschaft. Die Forschung der Arbeitsgruppe konzentriert sich dabei auf: . Drehstromantriebe, insbesondere verlustminimierter . Betrieb. Hybridantriebe für Fahrzeuge: optimierte Bemessung und . Betriebsführung. Elektronische Stromversorgungen: Wirkungsgrad-, . Volumen- und Gewichtsoptimierung und digitale Regelung. Linearantriebstechnik . Konvoi-Regelung für autonome Schienenfahrzeuge . Piezomotoren: Ansteuerung und Regelung . Energiemanagement für Speicher und Bordnetze
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Joachim Böcker
Tel.: 05251 / 602209
wwwlea.uni-paderborn.de
Dr.-Ing. Norbert Fröhleke
Tel.: 05251 / 603881
wwwlea.uni-paderborn.de
Arbeitsgruppe LEA
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Die Erfindung ist ein Modulsystem zur Aufrüstung handels-üblicher Labor-Lichtmikroskope um einen Neuigkeitsfilter oder dynamischen Phasenkontrastfilter.Dieser ermöglicht es, die Dynamik von typischerweise durchsichtigen und damit nicht detektierbaren intra- und interzellulären Prozessen oder von Strömungsvorgängen in mikrofluidischen Systemen in Echtzeit direkt und ohne zusätzliche Konversion durch einen Hochgeschwindigkeits-computer am Mikroskopausgang sichtbar zu machen. Der eigentliche nichtlineare Filter einschließlich CCD-Kame-ra ist über einen C-Mount an den Mikroskoptubus adaptier-bar. Die Laserlichtquelle mit Strahlteilung und Strahlaufbe-reitung ist ein weiterer Baustein, der dank Faserkopplung die Anpassung an viele Mikroskope einfach möglich macht. Ein Steuermodul nebst Software sorgt für leichte Bedien-barkeit und hohe Reproduzierbarkeit der Messergebnisse, so dass Laborpersonal nach kurzer Einführung selbstständig mit dem System arbeiten kann.
kommerzielle anwendung Erstmalig ist es den Lebenswissenschaften möglich, dy-namische Prozesse im mikroskopischen Maßstab zeitlich hoch aufgelöst und in-vivo mit einem einfach zu bedienen-den System zu analysieren. Anwendungsbeispiele reichen von dynamischen Prozessen in Mikroorganismen über die Beobachtung inter- und intrazellulärer Vorgänge bis hin zur Untersuchung von Strömungen in biologischen oder künstlichen Kapillaren. Dies alles ist kontaktlos, markerfrei und bei minimaler Lichtbelastung an lebenden Objekten in Echtzeit möglich.
aktueller stand Eine Patentanmeldung ist beim Deutschen Patent- und Markenamt unter AZ 10.2006 020 737.8 und als internati-onale Anmeldung unter AZ PCT/EP2007/003712 erfolgt. Die Erfindung konnte in zahlreichen Anwendungen ihre Funkti-onsfähigkeit beweisen. PROvendis bietet im Auftrag derWestfälischen Wilhelms-Universität Münster interessierten Unternehmen Lizenzen an der Erfindung an. Ferner besteht die Möglichkeit zur Kooperation mit dem Erfinder bzw. dem Lehrstuhl Nichtlineare Photonik, um spezielle Problemlösun-gen zu entwickeln.
Optisches neuigkeitsfilterndes MikroskopmodulDynamisches Phasenkontrastmikroskop
Erfinder
Dr. Gernot Berger
Dipl.-Phys. Hendrik Deitmar
Prof. Dr. Cornelia Denz
Dr. Oliver Grothe
Dipl.-Phys. Frank Holtmann
Dr. Vishnu V. Krishnamachari
Vermarktung
PROvendis GmbH
Rolf Klingelberger
Tel.:0208 / 9410528
www.provendis.info
vorteile . Einfache Aufrüstung konventioneller Lichtmikroskope. Bewegungsdetektion/ Detektion dynamischer Prozesse in Biologie und Medizin. quantitative Phasenkontrastfunktion. markerfreie Funktionsweise. geeignet für in-vivo Mikroskopie. bedienerfreundlich
Detail eines dynamischen Phasenkontrastmikroskops in Kombination
mit einer optischen Pinzette
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Lehrstuhl Nichtlineare Photonik, Institut für Angewandte Physik,Westfälische Wilhelms-Universität Münster
Die Photonik gilt als eine der zukunftsträchtigsten Gebie-te zur Informationsübertragung. Optische Technologien werden inzwischen in vielen Bereichen der Datenspeiche-rung und Kommunikation eingesetzt. Die Vision, vollständig optische Informationsübertragungssysteme zu realisieren, verlangt jedoch die Kontrolle von Licht in all seinen Eigen-schaften. Dazu sind nichtlineare optische Effekte vongroßer Bedeutung.Der Lehrstuhl Nichtlineare Photonik unter der Leitung von Prof. Dr. Cornelia Denz hat sich daher zum Ziel gesetzt, das Anwendungspotential der nichtlinearen Optik im Hinblick auf die Herausforderungen der Informationsgesellschaft zu nutzen. Unsere Forschungsaktivitäten sind zentriert um Fragestellungen, wie mit Hilfe nichtlinearer Phänomene, de-ren Verständnis, Kontrolle und Steuerung, optische Systeme für komplexe Datenübertragungsaufgaben realisiert werden können. Zudem entwickeln wir Verfahren, nichtlineare Phänomene zu steuern und maßgeschneidert zu nutzen, so dass Licht gezielt als Speicher und Träger von Information eingesetzt werden kann.Der Lehrstuhl bietet Problemlösungen und die Entwicklung neuartiger Konzepte in einer breiten Palette von anwen-dungsorientierter Photonik. Sie reichen von neuartigen Schaltern, Verstärkern oder Frequenzwandlern, die das Licht in seiner Farbe und räumlichen Ausdehnung kontrollieren, über Verfahren der Datenspeicherung, bis zur raum-zeit-lichen Strukturierung von Licht mit und in nichtlinearen optischen Systemen. Außerdem ist es den Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen der Gruppe gelungen, nichtlineare optische Effekte zu nutzen, um Nanopartikel oder moleku-lare Nanomotoren mit Hilfe optischer Pinzetten zu neuen Strukturen anzuordnen. Insbesondere ist es möglich, das Innere von lebenden Nanostrukturen, insbesondere Zellen, erstmals ohne schädliche Markierungen in ihrer Dynamik durch nichtlineare Mikroskopie zu beobachten. Zahlreiche Patente in diesem Bereich zeigen die Anwendungsrelevanz dieser Themen der nichtlinearen Photonik.
Kontakt
Prof. Dr. Cornelia Denz
Tel.: 0251 / 8 333 518
www.uni-muenster.de/physik.ap/denz
Untersuchungen am dynamischen Phasenkontrastmikroskop
Arbeitsgruppe des Lehrstuhls Nichtlineare Photonik
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Die moderne Bildschirmtechnologie erlaubt mittlerweile die Darstellung stereoskopischer Inhalte auf eigens dafür ent-wickelten autostereoskopischen Bildschirmen, so dass der Betrachter ohne Hilfsmittel in Form spezieller Brillen aus-kommt. Es ist jedoch bisher nicht möglich, monoskopische Inhalte simultan mit stereoskopischen Inhalten auf einem solchen Bildschirm darzustellen. Um dieses zu erreichen, benötigt der Computeranwender einen zweiten „norma-len“ Bildschirm, auf welchem ausschließlich monoskopische Inhalte dargestellt werden können. Neueste Entwicklungen versuchen eine simultane Darstellung von stereoskopischen und monoskopischen Inhalten mit Hardwaremitteln zu ermöglichen. Dieses ist allerdings mit hohen Entwicklungs- und Produktionskosten verbunden.
kommerzielle anwendung An der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster ist Sim2D3DView entwickelt worden, ein softwarebasiertes Verfahren, das eine simultane Darstellung monoskopischer und stereoskopischer Inhalte erlaubt. Dies ermöglicht auf einem autostereoskopischen Bildschirm die Anzeige belie-biger Standardapplikationen, z.B. Textverarbeitung, Tabel-lenkalkulation oder Web-Browser. Darüber hinaus können in herkömmlichen 3D Anwendungen, z.B. 3D Modellierungs-werkzeugen, 3D Inhalte stereoskopisch und GUI Elemente monoskopisch angezeigt werden - der Wechsel zwischen 2D- und 3D-Monitor ist damit nicht mehr notwendig.
aktueller stand Sim2D3DView ist unabhängig von der Technologie, mit der die autostereoskopische Darstellung erzeugt wird. Um ein stereoskopisches Bild zu erstellen, werden 3D Rendering-anweisungen abgefangen und erneut ausgeführt. Auf diese Art und Weise wird es möglich, Inhalte für verschiedene autostereoskopische Bildschirme zu erzeugen. Sim2D3DView ist in alle gängigen Betriebssysteme integrierbar. Es ist praktisch sofort verfügbar und macht einen 2D-Monitor als Zusatzgerät zum 3D-Monitor überflüssig.
Sim2D3D – Simultane Darstellung von Monoskopischen und Stereoskopischen Inhalten auf Autostereoskopischen Bildschirmen
Erfinder
PD Dr. Timo Ropinski
Dr. Frank Steinicke
Prof. Dr. Klaus Hinrichs
Vermarktung
PROvendis GmbH
Dipl.-Ing. Andreas Brennemann
Tel.: 0208 / 94105-33
Fax: 0208 / 94105-50
www.provendis.info
Parallele Darstellung 2- und 3-dimensionaler Inhalte
vorteile . Simultane Darstellung von 2D und 3D-Inhalten auf einem . Bildschirm. Unabhängig von der verwendeten autostereoskopischen . Technologie. Kompatibel zu allen gängigen Betriebssystemen und 2D und . 3D Anwendungen. Keine zusätzliche Hardware nötig
Autosteroskopischer Bildschirm
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Arbeitsgruppe Visualisierung und Computergrafik (VisCG),Institut für Informatik, Westfälischen Wilhelms-Universität Münster
Die Forschungsschwerpunkte der Arbeitsgruppe liegen in der Computergrafik, der Visualisierung sowie der Mensch-Maschine Interaktion. Die entwickelten Techniken eignen sich sowohl für die Desktop-basierte Darstellung, die Darstellung auf mobilen Endgeräten, als auch für die Darstellung in Umgebungen der Virtuellen Realität (VR) mit verschiedenen Graden der Immersion. In den letzteren Bereich ist die vorgestellte Sim2D3D Technologie einzuord-nen, wobei es um die simultane Anzeige von monoskopischen und stereoskopischen Inhalten auf autostereoskopischen Bildschirmen geht. Die in der Arbeitsgruppe entstandenen computergrafischen Algorithmen wurden unter besonderer Berücksichtigung interaktiver Aspekte entwickelt. Dabei hilft der Einsatz mo-derner Grafiktechnologien, um hohe Bildwiederholraten zu erreichen, die eine interaktive Exploration der dargestellten Modelle ermöglichen. Somit konnten beispielweise interak-tive medizinische Visualisierungen sowie frei erkundbare 3D Stadtvisualisierungen erstellt werden. Durch die Möglichkeit der interaktiven Exploration können vollkommen neue Fragestellungen aus dem Bereich der Mensch-Maschine Interaktion betrachtet werden. Hier steht vor allem die Entwicklung von Benutzer-freundlicher Soft-ware im Fokus. Die Schnittstellen zwischen Benutzer und Rechner ist zwar in vielen Bereichen weiterhin durch die Ar-beitswerkzeuge Maus und Tastatur geprägt, jedoch erlauben neueste VR Entwicklungen mittlerweile natürlichere und intuitivere Interaktionsformen. In diesem Bereich beschäf-tigt sich die Arbeitsgruppe mit der Umsetzung natürlicher Lokomotionsmetaphern. Um solche neue Techniken zu entwickeln und bestehende Techniken evaluieren zu können, verfügt die Arbeitsgruppe über VR Labore mit Projektions-wänden, virtuellen Arbeitstischen und autostereoskopischen Bildschirmen. Die Arbeitsgruppe ist in unterschiedlichen Forschungspro-jekten mit Medizinern, Psychologen und Geoinformatikern, aber auch in Projekten mit Unternehmen involviert. So ist die Arbeitsgruppe beispielsweise aktuell beteiligt im medi-zinisch ausgerichteten Sonderforschungsbereich 656 und dem Forschungskonsortium „AVIGLE“, das unter Federfüh-rung der TU Dortmund neue Funktionalitäten und Einsatz-möglichkeiten autonomer und unbemannter Flugroboter erforscht.
3-dimensionale Stadtvisualisierung
VR-Labor
Kontakt
Prof. Dr. Klaus Hinrichs
Tel.: 0251 / 8 333 752
http://viscg.uni-muenster.de/
Planung von Sensornetzen zur Lokalisierung in industriellen UmgebungenElektromobilität
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Die exakte Lokalisierung innerhalb von Gebäuden, in denen kein GPS Signal verfügbar ist, ist ein aktueller Forschungs-schwerpunkt. Auf Basis der steigenden Verbreitung von drahtlosen, funkbasierten Sensornetzen für Überwachungs- und Steuerungsaufgaben in der Industrie entstand die Idee, auf Basis dieser festinstallierten Infrastruktur - durch Aus-nutzung der speziellen Funkfeldeigenschaften - die Position von mobilen Teilnehmern zu bestimmen. Die Basis der Forschungsarbeit ist ein sog. „Time-of-Arrival“ (ToA) Lokalisierungssystem, das basierend auf der Signal-ausbreitungszeit der Funksignale eine Distanzschätzung zwischen einem festinstallierten sog. Ankerknoten und dem mobilen Teilnehmer vornimmt. Aus den Schätzungen von mindestens vier Distanzen kann dann die Position des mobilen Knotens ermittelt werden. Gerade in industriellen Umgebungen ergeben sich neue Fragestellungen wegen der zumeist metallischen Beschaf-fenheit der Umgebung, die insbesondere den Effekt der Mehrwegeausbreitung verstärkt, der die Genauigkeit der Lokalisierungsschätzungen signifikant beeinträchtigt. Um diesen Effekten entgegenzuwirken, stellt der Lehrstuhl ein umfassendes Konzept zur Verbesserung vor. Es besteht aus Klassifizierungsmechanismen, optimaler geographi-scher Anordnung von Ankerknoten und der Anpassung der Sendeleistung.
kommerzielle anwendung Gelingt es, eine robuste und zuverlässige Lösung für das Problem Indoor Lokalisierung mit einer hohen Positionsauf-lösung zu definieren, eröffnen sich zahlreiche Anwendungs-felder im Bereich der Prozessautomatisierung, Logistik, Telemedizin und der Sicherheitstechnik. Der spezielle Anwendungsfall des Forschungsprojektes SAVE zielt auf die Erhöhung der Sicherheit von Fabrikarbeitern in potentiell Gas-kontaminierten Umgebungen ab.
aktueller forschungsstand Das Verfahren wurde auf dem IEEE Position, Location and Navigation Symposium 2010 erfolgreich vorgestellt. Ein Testsystem befindet sich in der Erprobungsphase bei Thys-senKrupp Steel Europe in Bochum.
Planung von Sensornetzen zur Lokalisierung in industriellen Umgebungen
vorteile Störungsarme Lokalisierung in metallischen, komplex aufge-bauten Umgebungen durch: . Reduktion von Interferenzen . Dynamische Anpassung an wechselnde Umgebungen . Reduzierung des Hardwareeinsatzes durch optimale Positionierung
Lokalisierungsgenauigkeit ohne Optimierung (links), Resultierende
Lokalisierungsgenauigkeit nach Optimierung durch die Verfahren des
Lehrstuhls (rechts)
Modellierung des Einsatzszenarios zur Funkfeldplanung mittels
Raytracing
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Lehrstuhl für Kommunikationsnetze,Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, TU Dortmund
Der Lehrstuhl für Kommunikationsnetze von Prof. Dr. - Ing. Christian Wietfeld fokussiert sich in Forschung und Lehre auf die Entwicklung und quantitative Leis-tungsbewertung von neuartigen Kommunikationsnetzen und -diensten für unterschiedlichste Einsatzzwecke. Der Lehrstuhl beschäftigt aktuell 20 wissenschaftliche Mitar-beiter, die zu einem großen Teil in Drittmittel-geförderten Verbundprojekten der EU, des BMBF und des BMWi tätig sind. Im internationalen Umfeld führt der Lehrstuhl die Bezeich-nung Communication Networks Institute und nutzt die Abkürzung CNI auch generell als Kurzbezeichnung. Beson-derer Schwerpunkt der Forschungsarbeiten ist die Entwick-lung und Planung hochzuverlässiger, weiträumiger, mobiler Sensor-/Aktornetze zur Überwachung und Steuerung von sicherheitsrelevanten Prozessen in der Medizintechnik, in Industrieanlagen und energietechnischen Systemen sowie im Katastrophenschutz. Neben der hochzuverlässigen Ver-netzung der teilweise hochmobilen Systemkomponenten ist dabei auch die präzise Lokalisierung outdoor (GPS/Galileo) wie auch indoor ein wichtiger Forschungsgegenstand.
Kontakt
Prof. Dr. - Ing. Christian Wietfeld
Tel.: 0231 / 755-4515
Fax: 0231 / 755-6136
www.cni.tu-dortmund.de
Dipl. - Ing. Andreas Lewandowski
Tel.: 0231 / 755-3829
Fax: 0231 / 755-6136
www.cni.tu-dortmund.de
Danksagung:
Wir bedanken uns bei allen Projektpartnern des SAVE Projektes (Geogra-
phisches Informationssystem mit autonom, vernetzten Einzel-Gassen-
soren) für die konstruktiven Diskussionen und speziell bei ThyssenKrupp
Steel Europe für den Zugang zu dem Anwendungsszenario. Diese Arbeit
wird vom BMBF unter dem Förderkennzeichen 16SV3711 unterstützt.
Mehrwegeausbreitung für einen aktiven Ankerknoten
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Die Elektromobilität wird das Auto und die Automobilindu-strie der Zukunft erheblich verändern. Die Entwicklung und Erprobung erfolgreicher Produkte für Elektrofahrzeuge erfordert jedoch vollkommen neue Kompetenzen und ins-titutionelle Rahmenbedingungen, die erst noch aufgebaut werden müssen. Im Rahmen des geplanten Kompetenz- und Innovationszen-trums für Elektromobilitätsinfrastruktur und Netze werden zukünftig u.a. folgende Fragestellungen erörtert: . Auswirkungen von Elektrofahrzeugen auf Stromnetze . Konzeptionierung und Aufbau der Ladeinfrastruktur (Lade- säule, Ladeelektronik, EMV, Bordelektronik) . Informations- und Kommunikationstechnische Einbindung von Elektrofahrzeugen in Smart Metering Konzepte . Einbindung von Elektrofahrzeugen in den Energiemarkt einschließlich Geschäfts- und Abrechnungsmodellen. Darüber hinaus werden auch die notwendigen Akkreditie-rungsvoraussetzungen für ein anerkanntes Prüfinstitut geschaffen. Integriert werden zudem auch Modellbibliothe-ken für x-in-the-loop-Tests, die eine Entwurfsplattform für Komponenten und Systeme bilden.
Kompetenzzentrum Elektromobilität
Elektrosmart und Ladesäule (Fotos: RWE AG)
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kommerzielle anwendung Für Unternehmen in NRW und darüber hinaus entsteht damit eine zentrale Anlaufstelle für alle komponentenüber-greifenden Fragestellungen zur Entwicklung und Prüfung/Zertifizierung eigener Produkte für die Elektromobilitätsin-frastruktur und der Systemintegration (Netz-Ladestation-Fahrzeug). Dieses Angebot richtet sich an Automobilher-steller sowie Zulieferer von Komponenten (z.B. Ladesysteme und andere Systemkomponenten), Softwareentwickler für Kontroll- und Abrechnungssysteme, Energieversorgungsun-ternehmen, Hersteller von Smart Metering Systemen und Hersteller von Funksystemen und Kommunikationstechnik sowie Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen im Be-reich der Elektromobilität.
o. GateWay
u.l. Smartmeter
u.r. Ladesäule (Foto: RWE AG)
Die experimentelle Ausstattung für Forschungs- und Ent-wicklungsarbeiten umfasst u.a. . Prüffeld für schutz- und leittechnische Komponenten, Anlagen und Systeme . Physikalisches Netzmodell für dezentrale Erzeuger, Last- und Speichersysteme und deren regelungstechnische Koor- dination . Simulationsumgebung für Energienetze und Energiemärkte . Elektrisches und kommunikationstechnisches Prüffeld für Smart Metering Systeme . Leistungselektroniklabor (im Aufbau) . Technologie- und Prüfplattform für interoperable Elektro- mobilitätsinfrastruktur und Netze (im Aufbau).
vorteile Als zentrale Anlaufstelle in Fragen der Elektromobilität bie-tet das Kompetenzzentrum umfassende Entwicklungsdienst-leistungen und unterstützt Unternehmen in der Aus- und Weiterbildung von Fachkräften. Es ist damit ein Inkubator für den Aufbau einer wettbewerbsfähigen Elektromobili-tätsindustrie in NRW.
Kontakt
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Rehtanz
Tel.: 0231 / 755-2395
Fax: 0231 / 755-2694
www.e-technik.tu-dortmund.de
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Kontakt
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Rehtanz
Tel.: 0231 / 755-2395
Fax: 0231 / 755-2694
www.e-technik.tu-dortmund.de
An der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Dortmund werden zur Zeit die wohl meisten For-schungsprojekte in NRW im Bereich der Elektromobilität vorangetrieben. Landes-, Bundes und EU-Projekte sowie vielfältige Industrieprojekte decken dabei ein breites Spek-trum der Elektromobilitätsforschung ab. Mit der Bandbreite dieser F&E-Aktivitäten ist eine ganz-heitliche und interdisziplinäre Betrachtung neuer Konzepte bereits in frühen Entwicklungsstadien sichergestellt. Zu diesem Zweck arbeiten sechs Lehrstühle und Arbeitsgebiete eng zusammen, um das Kompetenz- und Entwicklungszent-rum für Infrastruktur & Netze aufzubauen:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Rehtanz . Entwicklung einer standardisierten Ladeinfrastruktur . Integration in Smart Grid Infrastruktur . Netzdienstleistungen durch verteilte Speicher . Energiemarktintegration und Geschäftsmodelle . G4V – Grid for Vehicles™
Energie- und netztechnische Aspekte | Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft
Arbeitsgruppe Elektromobilität,Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, TU Dortmund
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christian Wietfeld
Design und Bewertung eines hochzuverlässigen Kommuni- kationssystems: . für sichere, netzübergreifende Abrechnungskonzepte . zur energietechnischen Netzverträglichkeit . mit verschiedenen Kommunikationsmedien
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Prof. h.c. Torsten Bertram Zur Ressourceneinsparung durch: . Energieeffizientes Fahren (visuelle und haptische Assistenz, Integration von Navigationssystemen und Car-2-X Kommu- nikation) . Unfallfreies Fahren (durch Car-2-X Kommunikation, Einsparung von Sicherheitssystemen)
Fahrerassistenz | Lehrstuhl für Regelungssystemtechnik
Kommunikationsnetze | Lehrstuhl für Kommunikationsnetze
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Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stephan Frei . Modellbildung und Simulation für Funktion und EMV . Systemkonzepte für die Reduzierung der Störaussendung . Neue Messverfahren für die Störaussendung elektromag- netischer Felder . Auswirkungen auf die Datenübertragungssysteme im Kfz
Elektromagnetische Verträglichkeit und Modellbildung | Arbeitsgebiet Bordsysteme
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Johanna Myrzik Effiziente Leistungselektronik für die Ladeelektronik: . bi-direktional und hochintegiert . multifunktional und kosteneffizient . netzfreundlich
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. Stefan Kulig . Berücksichtigung von Leistungselektronik: Wirkungsgrad, Energieeffizienz und Multifunktionsfähigkeit . mechanische Sicherheit von Ladestationen . Entwicklung von Wechselrichtern . Anbindung an Brennstoffzellen und anderen Spannungsquellen
Elektrische Antriebe | Lehrstuhl für Elektrische Antriebe und Mechatronik
Energieeffizienz | Arbeitsgebiet Energieeffizienz
Testumgebung für zeitsynchronisierte
Zeigermessgeräte (PMU) am Netzmodell
Trenner
Impressum
Herausgeber:Technische Universität DortmundAugust-Schmidt-Str. 444227 Dortmund
Redaktion:Janita Tönnissen, TU DortmundThomas Berndsen, Wissenschaft vor Ort e.V.
Art Direktion: Bande – Für Gestaltung! Dortmund
Gesetzt aus: LetterGothicText und Signa
Juni 2010
Das Vorhaben wird als EXIST-Projekt „Patente Gründungen Westfalen Ruhr“ des Netzwerkes
POWeR vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie unterstützt und gefördert.
www.patente-gruendungen.de
