making sensors work...

JAHRESBERICHT 2013

Jahresbericht 2013Zahlen und Fakten

August 2014

ZESS - Zentrum für SensorsystemeUniversität Siegen

Paul-Bonatz-Str. 9-1157076 Siegen

Der hier vorliegende Bericht gibt einen Überblick über die Personal- und Haus-haltssituation sowie eine Auflistung der wichtigsten Aktivitäten, Publikationen

und Öffentlichkeitsarbeiten im Jahr 2013.

Vorwort

Vorstand

Kompetenzfelder

Wissenschaftlicher Beirat

Mitarbeiter

Internationale Promotionsprogramme

Recent Research

Projekte

Zahlen und Fakten 2011

Publikationen und Aktivitäten

Abschlüsse

Messen und Veranstaltungen

Promotionen

Pressespiegel

Partner und Kooperationen

Impressum

Kontakt/Anfahrt

InHAlTSVERZEICHnIS

06

08

11

12

15

22

35

38

44

54

56

58

82

86

Klassische Signal- und Bilderfassung, Messwertverar-beitung, -übertragung und -speicherung basiert auf der Umwandlung von analogen Signalen in diskrete Signale und der entsprechenden Rückumwandlung. Traditionell stützen sich die dafür notwendigen Abtastprozesse und Signaldarstellungen auf das bekannte Shannon‘sche Abtasttheorem: Die Abtastrate muss mindestens dem Doppelten der im Signal enthaltenen maximalen Fre-quenz entsprechen (nyquist Rate). Tatsächlich ent-

sprechen fast alle Signalerfassungsprotokolle in der nachrichten-, Kommunikations- und Medientechnik, Ton- und Bildelektronik etc. diesem Prinzip.Auf der anderen Seite, und hier im Wesentlichen getrie-ben durch den technologischen Fortschritt, wächst die Anzahl der verfügbaren Pixel klassischer (CMOS) Bild-sensoren und damit die räumliche Abtastfrequenz kon-tinuierlich an, gleichzeitig wächst die spektrale Band-breite in Richtung Hyperspektralsensorik, 3D-Sensoren erfassen zusätzlich zur Helligkeit eines Pixels die radiale Entfernung des dem Bildpunkt entsprechenden Ober-flächenpunktes, etc. In der Konsequenz davon steigt das mit jedem Bild aufgenommene Datenvolumen linear mit der Anzahl der aufgenommenen Modalitä-ten und der Anzahl der Bildpunkte, bevor dann (in der Regel verlustbehaftete) Kompressionsverfahren (JPEG, MPEG, etc.) dieses Volumen (im Hinblick auf die Über-tragung, Speicherung oder Weiterverarbeitung) redu-zieren. Grundlage des Erfolges von Kompressionsver-fahren, wie JPEG, MPEG, MP3 etc. ist die empirische Beobachtung, dass viele Signale gut durch dünnbe-setzte approximiert werden können, d.h. durch solche, die wenige nichtverschwindende Koeffizienten bezüg-lich einer geeignet gewählten Basis besitzen, zum Bei-spiel Wavelets oder beispielsweise im Frequenzbereich. Compressed Sensing (CS) macht sich dieses nun schon bei der Signalerfassung zu nutze. Anstatt das vollstän-

Compressed Sensing – ein neues Paradigma für die Sensorik?

He that will not apply new remedies must accept new evils: for time is the greatest innovator.Francis Bacon (1561-1626)

dige Signal zu messen und mit der Kompression die meisten Koeffizienten wieder „wegzuwerfen“, wird in gewisser Weise das komprimierte Signal direkt gemes-sen, und dazu ist deutlich weniger Information und Sys-temaufwand nötig, als die eigentliche Signallänge vor-zugeben scheint.Bekanntestes und plakatives Demonstrationsbeispiel hierfür ist die in der Digital Signal Processing Group der Rice University experimentell aufgebaut Single-Pixel Camera (http://dsp.rice.edu/cscamera). Medizinisch bedeutsame Anwendungen sind das nMR-Imaging und die Röntgentomographie, wo durch CS-Techniken 3D-Bilder ohne nennenswerten Qualitätsverlust aus einer deutlich reduzierten Anzahl aufgenommener Pro-jektionen und damit in kürzerer Zeit mit deutlich redu-zierter Strahlenbelastung gewonnen werden können.Die zugrundeliegende, aus der Mathematik stammende und mit den namen Candes, Romberg, Donoho, Baran-juk, um nur einige zu nennen, verbundene Theorie des Compressed Sensing (auch Compressive Sensing - auf deutsch etwa dünnbesetze Rekonstruktion) besagt und beweist, dass eine beweisbar optimale Signal-, bzw. Bilderfassung und effiziente Rekonstruktion durch l1 minimierende Verfahren (etwa aus der konvexen Opti-mierung) für sparse oder dünnbesetzte Signale bemer-kenswerterweise auch deutlich unterhalb der nyquist Rate möglich ist.

Worin liegen nun mögliche Implikationen und mög-liche Chancen für die Sensorik und Sensorsignalver-arbeitung? Es macht offensichtlich keinen Sinn, den technologischen Fortschritt und die dadurch impli-zierten Möglichkeiten zu ignorieren, nur um eine neue, wenn auch elegante (in manchen Ingenieurbereichen fast schon „hypende“) Theorie zu motivieren. Umge-kehrt müssen wachsende technologische Möglichkei-ten nicht automatisch zu Treibern weiterer technologi-scher notwendigkeiten werden: Dünnbesetzte (sparse) Merkmalsräume ermöglichen nicht nur niedrigdimen-sionale Feature Vektoren und damit effiziente Segmen-tierungsverfahren, sondern neue Ansätze zur Fusion multimodaler Sensordaten. CS fußt auf dieser und kultiviert geradezu diese Eigenschaft. Abhängig vom Wellenlängenbereich (THz, Infrarot, Röntgenstrah-lung) etc. lassen sich die Pixel von bildgebenden Sen-soren technologisch nicht beliebig miniaturisieren und zu beliebig großen Arrays multiplizieren. Hier stellt CS nicht nur theoretisch elegante, sondern praktisch effi-ziente lösungsansätze bereit, Stichwort „Super Resolu-tion“. Es lohnt sich also, diese Theorie und ihre Anwen-dungen im Auge zu behalten.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Otmar loffeld

| 6 7 |

SEnIOR MEMBERSWissenschaftlicher Beirat

GESCHäFTSTEllE

Weitere Kooperationspartner

VORSTAnD

KOMPETEnZFElDER

PARTnERFraunhofer FHR

Fraunhofer FKIEETTI

Sensorentwicklung · Sensorinformationsverarbeitung · Systemintegration

Das Zentrum für Sensorsysteme wurde 1989 im Rahmen der Zukunftsinitiative Montanregionen (ZIM) der landesregierung als größtes ZIM-Einzelprojekt der Region Siegen in Form einer zentralen wissenschaftli-chen Einrichtung der Universität Siegen gegründet. Ab den Jahr 2014 wird das Zentrum als wissenschaft-liche Einrichtung in der naturwissenschaftlich-tech-nische Fakultät der Universität eingegliedert. Die interdisziplinäre Forschung und Entwicklung in den naturwissenschaftlich-technischen Forschungsberei-chen steht hier im Mittelpunkt der Arbeit, also die Ver-bindung von Wissen, fachlicher Kompetenz und indivi-duellen Fähigkeiten über Fachbereichsgrenzen hinweg.Schwerpunkte liegen in den Kompetzenfeldern Senso-rik, Sensorsignalverarbeitung und Sensorsystemen in komplexen Anwendungs- und Fertigungsprozessen.

Interdisziplinaritat, Zusammenwirken von Forschendenaus verschiedenen Bereichen und die Interaktion von jungen und erfahrenen Mitarbeitern stand am Anfang der Idee, die sich Schritt für Schritt realisierte und erstdiese Zusammenarbeit führt zum Erfolg, wie bereits Henry Ford bemerkte. Hinter jedem Projekt des Zen-trums stehen Menschen, die mit Kreativitat, For-scherdrang und Disziplin die wissenschaftliche Ziele verfolgen, die sich vielleicht aus einem ersten „ Gedan-kenblitz“ zu einer Idee und dann weiter zu einem kon-kreten Vorhaben entwickelt haben.

Die Qualifizierung des wissenschaftlichen nachwuch-ses war und ist eine der wichtigsten Aufgaben des Zent-rums. neben der Beschäftigung von wissenschaftlichenMitarbeitern mit dem Ziel der Promotion betreut das ZESS drei Promotionsprogramme, durch die hochquali-fizierter nachwuchs aus dem In- und Ausland gefördertwird.nach über 20 Jahren Forschung, Entwicklung und Teamwork kann das ZESS auf eine Reihe von heute etablierten Techniken und lösungen blicken, bei deren Entwicklung es mitgewirkt oder sie hervorgebracht hat.Die Anzahl der im ZESS interdisziplinar kooperierendenForschergruppen belauft sich auf vierzehn – jeweils im Vorstand vertreten durch den leiter der Gruppe.

Die Geschäftstelle des Zentrums übernimmt die Umsetzung der Vorstandsbeschlüsse, die sich daraus ergebenden Verwaltungs-, Koordinierungs- und Pla-nungsaufgaben und steuert den operationellen Betrieb.Ein wissenschaftlicher Beirat begleitet das ZESS seit 1993 und berätt und unterstützt den Vorstand hin-sichtlich der strategischen und wissenschaftlichen Aus-richtung der Arbeit. Außerdem dient, als Element der Verstetigung und zur Sicherung der angesammelten Expertise, das Gremium der „ZESS Senior Members“, in dem emeritierte oder pensionierte ZESS Vorstandsmit-glieder nicht nur beratend tätig sind, sondern ihre wis-senschaftliche Arbeit fortsetzen können.

VORSTAnD

Struktur und Zielsetzung

| 8 9 |

KOMPETEnZFElDER

neuronale netze und Fuzzy-Systeme

Univ.-Prof. Dr.-Ing. nelles, Oliver

Höchstfrequenztechnik und Quantenelektronik

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Haring Bolívar, Peter

Datenfilterung & Fehler-erkennung, Optimale

Sensorplatzierung, Virtuelle Kraftsensoren

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Fritzen, Claus-Peter

stellv. Vorsitzender ZESS

Optimale Signal- und Messwertverarbeitung,

Sensordatenfusion, Remote Sensing – SAR

Univ.-Prof. Dr.-Ing. loffeld, Otmar

Vorsitzender ZESS

MOSES & IPP Multisensorics Executive Director

Dr. Ing. nies, Holger

Mechatronik und Medizintechnik

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Roth, Hubert

Dr.-Ing. Wahrburg, Jürgen Akad. Direktor

Medizintechnik

Computergraphik und Echtzeit-Visualisierung

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Kolb, Andreas

GRK 1564 Coordinator

Dr. rer. nat. Köhler, Christian

Embedded System Engineering

Embedded System Engineering

Dr.-Ing. Hartmann, Klaus

Geschäftsführer ZESS

Dr. rer. nat. Weihs, Wolfgang

stellv. Geschäftsführer ZESS

VORSTAnDKOMPETEnZFElDEROrdentliche Mitglieder

Echtzeit lernsysteme

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Kuhnert, Klaus-Dieter

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ender, Joachim

Radarsensoren und Radarsignal- verarbeitung

Ordentliche Mitglieder

| 10 11 |

Senior Members

Prof. Dr.-Ing. SchwarteProf. Dr.-Ing. KöhneProf. Dr.-Ing. Scharf Prof. Dr.-Ing. Walenta

Anwendung von Sensoren in der

Fertigungstechnik

Zerstörungsfreie Material-und

Fertigungsprüfung

Sensorsignal- verarbeitung und

3D-Objekterkennung

Sensorsysteme für Umwelt- und

Verfahrenstechnik

Medieninformatik

Univ.-Prof. Dr. Blanz, Volker

Assoziierte Mitglieder

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Griese, Elmar

Photonik, Optische Aufbau- & Verbindungstechnik

VORSTAnD

KOMPETEnZFElDERAssoziierte Mitglieder

SEnIOR MEMBERS

Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Osten Universität Stuttgart

Prof. Dr. rer. nat. Klaus Schilling Universität Würzburg

Prof. Dr.-Ing. Heinz Wörn Universität Karlsruhe

WISSEnSCHAFTlICHER BEIRAT

Festkörperphysik

Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c. Pietsch, Ullrich

Wissenschaftlicher Beirat

(v.l. nach r.): Dr.-Ing. Holger nies, Prof. Dr.-Ing. Dirk Heberling, Prof. Dr. Klaus Schilling, Prof. Dr.-Ing. Otmar loffeld, Prof. Dr. rer. nat. Ullrich Pietsch, Prof. Dr.-Ing. Claus-Peter Fritzen, Prof. Dr.-Ing. Joachim Ender, Prof. Dr.-Ing. Oliver nelles , Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Osten, Prof. Dr.-Ing. Peter Haring Bolívar, Prof. Dr.-Ing. Rainer Thomä

Prof. Dr.-Ing. habil. Rainer Thomä Universität Illmenau

Prof. Dr.-Ing. Dirk Heberling Universität Aachen

Anwendung von Sensoren in der

Fertigungstechnik

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Scharf, Peter

Graphene-based nanotechnology

Univ.-Prof. Dr.-Ing. lemme, Max

| 12 13 |

Mitarbeiter Technik und Verwaltung

Rolf Wurmbach Techniker

Peter Hof Techniker

Silvia niet-Wunram MOSES/IPP Secretary and Facilitator

B. A. Katharina Haut Teamassistentin/ Gestaltungstechnische Assistentin

Katrin Tuschhoff Ingenieurtechnische Assistentin

Dipl.-Ing. Wolf Twelsiek laboringenieur

Vertreter der Mitarbeiter des administrativ- technischem Bereichs im Vorstands

Sekretariate / Auszubildendelabor- und Werkstattpersonal

Susanne Hoffmann Teamassistentin

Felix Köster Auszubildender Fachinformatik

Fabian Harmsen Auszubildender Fachinformatik

Höchstfrequenztechnik und Quantenelektronik Dr. rer. nat. Bornemann, Rainer rainer.bornemann@zess.uni-siegen.de

Optimale Signal- und Messwertverarbeitung, Sensordatenfusion, Remote Sensing – SAR Dr.-Ing. nies, Holger nies@zess.uni-siegen.de Dipl-Ing. Behner, Florian behner@zess.uni-siegen.de Dipl.-Ing. Espeter, Thomas espeter@zess.uni-siegen.de Dipl.-Ing. Meckel, Simon meckel@zess.uni-siegen.de

Dipl-Ing. Reuter, Simon reuter@zess.uni-siegen.de

Embedded System Engineering Dr.rer.nat. Weihs, Wolfgang weihs@zess.uni-siegen.de

M.Sc. Miguel Heredia Conde (GRK 1564) heredia@zess.uni-siegen.de

Dipl.-Ing. Scarpin, Dominik scarpin@zess.uni-siegen.de

Medizintechnik Dipl.-Ing. Sahm, Stephanie sahm@zess.uni-siegen.de

Dipl.-Ing. Kerstein, Thomas kerstein@zess.uni-siegen.de

Anwendung von Sensoren in der Fertigungstechnik Dipl.-Ing. Scharf, Matthias m.scharf@zess.uni-siegen.de

M.Sc. natkunarajah, nirugaa nirugaa.natkunarajah@uni-siegen.de

Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen & Mitarbeiter

MITARBEITER

| 14 15 |

MITARBEITER

Chaaban, Rannam

Chai, Wennan

Cheng, Chen

Hsino, Aiman

Kerstein, Thomas

nguyen, Doung

niu, Yan

Odei-lartey, Emmanuel

Pamis, Mariano Javier

Torres Arredondo, Miguel Angel

Yao, Wei

Yang, Yuhong

Jiang, Tao

Ul-Ann, Qurat

Abdullah, Mustafa Waad

Yang, Cheng

Zubair, Mussab

Zukic, Dzenan

Alghabi, Farhoosh

Abbassloo, Amin

Zhang, Jieying

Arman, Davtyan

Ding, Jinshan

Heredia Conde, Miguel

Jamshidifar, Mehran

Scarpin, Dominik

Thamke, Stefan

Engel, Ulrich

Mertens, Michael

Gracheva, Valeria

Battistello, Giulia

lang, Stefan

Otto, Marc-André

Pamies, Mariano Javier

Fontana, Anna

Grote, Alexander

Cui, Shiyong

Brisken, Stefan

Chobtrong, Thitipun

Kamil, Mustafa

Herzog, Stephen

Kohlleppel, Robert

nötel, Denis

Popescu, Anca Andreaa

Vaduva, Corina

Wagner, Christian

Wagner, Simon

Yang, Cheng

Zukic, Dzenan

Singh, Jagmal

Bratasanu, Dragos

Oispuu, Marc

Hägelen, Manfred

Davtyan, Arman

IPP / MOSES Doktoranden

| 16 17 |

• 3-jähriges, strukturiertes Programm,

• Start Wintersemester 2009/2010,

• 1-jähriger Forschungs-aufenthalt in einem deutschen od. internationalen Partnerinstitut, z.B. Fraunhofer FHR, DlR, ETTI Bucharest, ...

• Satellitenfernerkundung,

• Remote Sensing, SAR,

• Umwelterkundung,

• 2D/3D Insitu Erkundung, PMD, TeraHertz,

• navigation und Positionsbestimmung,

• Sensordatenfusion und Visualisierung.

• Interdiziplinäres Programm (Mathematik, Physik, Chemie, Elektrotechnik, Informatik, Maschinenbau und Wirtschaftswissenschaften).

• Forschungs- und Bildungs-Chancen in allen Bereichen der Sensorik, Multi-Sensorsysteme, Sensor-Datenverarbeitung, Multi-Sensor Datenfusion, Simulation und Optimierung von komplexen Sensorsystemen in Anwendungen in vielen wissenschaftlichen und technischen Bereichen.

• Interdisziplinäres Promotionsprogramm im Anwendungsgebiet der zivilen Sicherheit mit den Bereichen Personenerkennung/Biometrie, Materialanalyse und die Szenenüberwachung.

• Sensorentwicklung, Sensordatenverarbeitung, Sensordatenanalyse.

• Forschung und nutzung neuartiger Sensorelemente (Photonic Mixing Device (PMD) Technologie, THz-Sensorik, spektral hoch auflösende Sensoren für sichtbares licht).

InTERnATIOnAlE PROMOTIOnSPROGRAMME

Ein von Beginn an gestecktes Ziel des Zentrums für Sensorsysteme ist die Förderung von hochqualifizier-tem nachwuchs. In der Regel geschieht diese Förderung durch Mitarbei-terstellen der Hochschule und durch finanzierte For-schungsprojekte von extern.Seit 2003 fördert das Zentrum Stipendiaten und Mitar-beiter aus dem In- und Ausland mit Hilfe verschiedener Programme mit dem Ziel der Promotion.

Disziplin, der Austausch untereinander, die Fähigkeit, eigenverantwortlich zu arbeiten und Organisations-talent spielen für junge Forscher eine wichtige Rolle. Sie sollen auf Berufe außerhalb und innerhalb der For-schung vorbereitet werden. Die Möglichkeit, jungen Hochschulabsolventen die Per-spektive der Promotion durch geförderte Programme zu geben, ist im Zuge der Kürzungen an den Hochschu-len ein wichtiges Standbein für die Forschung gewor-den.

Promotion durch geförderte Programme

nicht nur im Inland, sondern auch im Ausland erfährt das Stipendiensystem großen Zuspruch. Die Bewerbung läuft über ein Webportal. Ein Bewerber muss verschiedene Tests mit gutem Ergebnis absolvie-ren, um überhaupt in die Auswahl zu gelangen.

Die Internationalisierung, die durch die Stipendienpro-gramme gefördert wird, bringt einen sehr positiven Aspekt mit sich: nicht unwesentlich bei dieser Zusam-menarbeit ist das Kennenlernen anderer Kulturen. Die Stipendiaten fungieren bei ihrem Aufenthalt als Bot-schafter ihres landes und lernen zugleich die Beson-derheiten ihres Gastlandes kennen. Die Kommunika-tion läuft weitgehend über die englische Sprache. Im Rahmen der Promotionsprogramme wird den Stipendi-aten eine Möglichkeit der Teilnahme an Deutschkursen gegeben. Auf den kommenden Seiten werden wir die Programme kurz vorstellen.

Überblick

| 18 19 |

International Postgraduate Programme MOSESnRW Research School on Multi Modal Sensor Systems for Environmental Exploration and Safety

Our planet Earth is a system with multiple feed-backs. Environment and development challenges are thouroughly mixed with each other and social and eco-nomic sectors with environmental issues in various ways. Against this background, monitoring and safegu-arding the state of our planet is one of the key challen-ges of our century. The nRW Research School on Multi Modal Sensor Systems for Environmental Explorati-on and Safety (MOSES) addresses the ever more sig-nificant problem of scientifically and technologically exploring and monitoring unknown or changing envi-ronments to provide scientists with deeper insights into and a better understanding of the “System Earth” and to provide politicians and decision-makers with sophis-ticated information.

By definition and by virtue of the research area, MOSES constitutes an interdisciplinary, cross-department structure for Early Stage Researchers (doctoral stu-dents) with a background in engineering, computer sci-ence, mathematics, physics or chemistry. MOSES offers research opportunities in all aspects of sensors, multi modal sensor systems, data processing, mining and fusion, simulation and optimization with

applications in practically any scientific and technical field.

High level interdisciplinary research not only requires individual high potential research abilities, motivati-on, excellent scientific support and supervision, it also requires embedding in international scientific commu-nities, collaboration and complementary skills, facilita-ting scientific exchange. MOSES also provides all kinds of support and training in this respect.

Furthermore, MOSES provides networking facilities in the form of participation in largescale national and international research projects: seeking an optimal combination of doctoral training, scientific research and meeting the needs of industry, MOSES is a joint initiative of:

• ZESS (Center for Sensor Systems, University of Siegen),

• Fraunhofer Research Institute for High Frequency Physics and Radar Techniques (FHR),

• Fraunhofer Research Institute for Communication, Information Processing & Ergonomics (FKIE).

This network is augmented by a large consortium of industrial companies from all over Europe which cooperate with the Research School. Being active at the heart of developments which address one of the key challenges of the century while at the same time being involved with very advanced and extremely sophisticated sensing and informati-on mining infrastructure not only gives highest moral satisfaction, it clearly also ensures excellent career per-spectives for the participants in the programme.

The Ministry of Innovation, Science, Research and Tech-nology of the State of north Rhine-Westphalia fully supports this concept. MOSES is one of 17 new state-funded Research Schools that are being established in north Rhine-Westphalia. MOSES features a number of structured curricular doc-toral training and research programmes, individually different with respect to research focus, selection cri-teria and funding mechanisms:

1.) Research School on Multi Modal Sensor Systems (www.moses-research.de),

Further information can be downloaded in stream format at: www.zess.uni-siegen.de/ipp_home/moses/The MOSES flyer can be downloaded at: www.zess.uni-siegen.de/cms/upload/pdf/moses_flyer.pdf

2.) International Postgraduate Programme (IPP) Multi Sensorics (www.zess.uni-siegen.de/ipp_home/ipp/multi-senso-rics/),

3.) Furthermore, MOSES features strong relations, interconnections and collaborations, such as joint training courses, seminars, etc., with the structurally independent „DFG Research Training Group (DFG GRK 1564) Imaging new Modalities“ (www.grk1564.uni-siegen.de/).

| 20 21 |

The focal idea of the Research Training Group is to seize recent developments in imaging for different modali-ties in order to facilitate innovative approaches to the field of civil security applications.

The focused civil security scenarios include person detection and biometry, material detection and analy-sis, as well as scene observation. The targeted enhan-cements of civil security systems addresses further functionalities and increased robustness which can be achieved due to the particular orthogonality and red-undancy of the information delivered by the individual sensor modalities.

Sensor data processing is the focal point for the Research Training Group, bringing together the poten-tials of the new sensor technologies and the specific needs of the targeted civil security application. Within this scope, different data processing and information extraction concepts will be comprehensively investiga-ted. The Research Training Group addresses new sensor concepts, especially distance measuring sensors based on Photonic Mixing Device (PMD) technology, enhan-ced THz-sensors and multi-spectral VIS-sensors (colo-rimetric arrays).

International Postgraduate Programme GRK 1564

The International Postgraduate Programme (IPP) Multi Sensorics of the Center for Sensorsystems (ZESS) at the University of Siegen. The IPP provides financial sup-port to doctoral students, to supplement their normal grant. The program does not assign basic grants to carry out a research project at the faculty. Such grants might be received from other institutions like the DAAD or the DFG. The DAAD, for instance, supports students from abroad, interested to conduct doctoral research in Germany. These students are normally selected in their home country and have to get permission from the German faculty or institute for a working place to obtain visa. The DAAD grant, however, does not cover the costs for fieldwork, laboratory costs, etc., and neit-her are these covered completely by the IPP: these costs have to be funded separately by a research grant.

The IPP Multi Sensorics organizes educational activities and covers expenses which normally cannot be covered by a research grant.

Examples are:• organization of workshops and short courses held

by international scientists visiting Siegen.• student participation in international meetings

and short courses at conferences.• longer stays at labs of co-operating international

partners.• The programme potentially supports doctoral stu-

dents of the Faculty of Electrical and Mechanical Engineering and is further open to all doctoral stu-dents from scientific academic areas with, how-ever, strong relationship to the aforementioned engineering disciplines.

International Postgraduate Programme (IPP) Multi Sensorics

| 22 23 |

nEUER FORSCHUnGSBEREICH

Graphene is a two-dimensional (2D) crystal made up of carbon atoms arranged in a honeycomb lattice. It is only one atomic layer thick, which makes it the thin-nest material known to exist. Graphene also happens to be the strongest material, an excellent conductor for both electric current and heat, highly transparent and very flexible and stretchable. Since its first experimen-tal demonstration in 2004, researchers have suggested quite a number of potential applications for graphe-ne, and microelectronics and sensors are amongst the most promising candidates.

More recently, a growing number of other 2D crystals has been (re-)discovered, among them transition metal dichalcogenides (TMDs). These TMDs consist of a metal backbone, covered on both sides by sulfur, selenium or tellurium. Some of these materials have semiconduc-ting properties like the TMD molybdenum disulfide (MoS2), others are insulating like hexagonal boron nit-ride, and some are semimetals like graphene. Beyond utilizing these materials in applications, it seems possi-ble to conceive completely novel materials with appli-cation specific properties in the future, simply by sta-cking different 2D crystals one atomic layer at a time.

The Group of Graphene-based nanotechnology at the University of Siegen investigates electronic, optoelec-tronic and nanoelectromechanic devices made from graphene and related 2D materials. A strong focus is on the experimental demonstration and proof-of-con-cepts of novel device ideas. The research is carried out in our clean room laboratory and includes 2D transis-tors for analog applications, 2D-material based photo-detectors and piezoresistive sensors from 2D membra-nes.

Even though integrated devices are at the core of the research, aspects of process technology and process integration complement the activities. In addition to the proof-of-concept of novel devices, we collaborate with industry like Infineon or pmd technologies as well as the circuit design community to address questions of manufacturability and system compatibility of the new 2D materials and devices.

Two-dimensional materials - a new playing ground for engineers

Management:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Max lemme

Contact:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Max lemme

Graphene-based nanotechnologyFak IV, University of SiegenHölderlinstr. 3D-57076 Siegen

E-Mail: max.lemme@uni-siegen.deweb: www.nano.eti.uni-siegen.de www.grade-project.eu

Telefon: +49 (0)271 740-4035Fax: +49 (0)271 740-14035

I Project Management and Execution

Fig. 1:Ball-and-stick model of graphene.

Fig.2Schematic of a MoS2 field effect transistor.

Fig. 1

Fig. 2

| 24 25 |

RECEnT RESEARCH

neueste ForschungsprojekteRecent Research Projects

Die Einbindung in konkrete Projekte bestimmt den Hauptteil der wissenschaftlichen Arbeiten des Zent-rums für Sensorsysteme. Auf den folgenden Seiten prä-sentieren wir deshalb einige ausgesuchte Projekte aus der Menge der aktuellen Forschungsvorhaben. Wie all-gemein in unseren internationalen Promotionsstudien-gängen üblich, sind die Berichte in englischer Sprache verfasst.

The main part of our scientific work is project oriented. On the following pages we present a selection of cur-rent research projects. Most of them are processed by research associates or participants of one of our inter-national postgraduate programs. The list involves topics like environmental monitoring, optical inspection sys-tems or navigation solutions.

neue Projekte/ new Projects 2013:

• Sensorplattform für die hochpräzise Positionierung unbemannter luftfahrzeuge im nahbereich und Untersuchung der Erstellung von fusionierten 3D Umgebungsmodellen: luftgestützte laserscandatenUltra high precision 3D pose estimation for 3D landscape scanning by micro-UAVs

• ERA-nET Euro TransBio-7:Eiffel Early invasive fungal detection with Terahertz sensor systems EIFFEl: Early invasive fungal infection detection with Terahertz sensor systems

• Axialdrift beim Rotieren schwerer rotationssymmetrischer BauteileTurning Roll Systems: Axial drift of heavy rotationally symmetrical components on Turning Roll Systems

• Verbund: From RF to MM-Wave and THz Silicon SoC Technologies (Catrene CT-209)RF2THzSiSoC Teilvorhaben: Aufbau und Evaluierung eines Demonstrators für 3D-Bildgebung bei 240 GHz zur Anwendung in der zerstörungsfreien MaterialprüfungFrom RF to MMW and THz Silicon SOC Technologies

| 26 27 |

For some time the Institute of Real-Time learning Sys-tems uses unmanned aerial vehicles (UAV) for purpo-se of research. Prioritized was the flight control and the recording of photo- and video- material with qua-drocopter systems. The goal of the project “Construc-tion of 3D Environment Models by Fusing Ground and Aerial lidar Point Cloud Data” was the extension of these two-dimensional visual data recordings with help of a 3D model. The economics ministry (BMWi) funded research project “Precise Positioning and navigation” is in progress together with two industrial partners and is dedicated to develop a positioning system for the ope-ration on lightweight UAVs.

Aerial photos known from google maps show two-dimensional images. The Institute of Real-Time lear-ning Systems investigated the generation of 3D-models with quadrocopters to increase the information con-tent of these recordings. Therefore a lightweight laser scanner (lidar) was used that senses the area under the flight system in small angular steps. During a flight an entire 3D model was compounded by the integra-tion of this data. Those single vehicle approaches are always afflicted by partial occlusion of the environ-ment and those arise in areas that the sensor cannot

detect like the sector below a treetop or a bridge. For reaching these areas, the project was done in a coope-ration with the University of Hannover and the outdoor robot Hanna. With this ground vehicle three-dimen-sional recordings were made at the same time. The fusion of the airborne and ground-based data results in an extended 3D environment model where occlusi-ons caused by the exposure positions are compensa-ted. These models can map landscapes or buildings in detail and give the opportunity to easily make measu-rements in it.

Especially the previously described airborne recor-dings pointed out that a more precise positioning of UAVs is needed. Such a system is developed in the pro-ject “Precise Positioning and navigation”. In addition to the absolute position that is determined by a dif-ferential Global navigation Satellite System (GnSS), the platform is equipped with surrounding sensors. These assist the pilot in flights next to buildings, walls or other objects and prevent collisions with them. An important application for this system is the inspection of wind power plants. Difficult wind conditions occur in the environment of the UAV and make a complete human control of the flight system complicated.

Management:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Klaus-Dieter Kuhnert

Contact:Prof. Dr.-Ing. Klaus-Dieter KuhnertMarc Steven Krämer

Chair of Real-Time learningsystemsFak IV, University of SiegenHölderlinstr. 3D-57076 Siegen

E-Mail: kuhnert@fb12.uni-siegen.de web: http://www.uni-siegen.de/fb12/ezls/

Telefon: +49 (0)271 740-4779Fax: +49 (0)271 740-4421

I Project Management and Execution

Ultra high precision 3D pose estimation for 3D landscape scanning by micro-UAVs

Quelle: EZlS

Recent Research

| 28 29 |

Due to medical advances in fields of transplant techno-logy and cancer therapy these procedures now come on in daily clinical life. These interventions or thera-pies require the suppression of the patient’s immune system. So the patient becomes susceptible to infec-tions of any kind. At this point Invasive-Fungal-Infec-tions (IFI) are a serious health problem. These infec-tions are one of the most severe hospital infections with a high mortality rate. During the infection the mortality of such patients is 50 to 85%. Thus, there is a special interest to improve the treatment options. A crucial point in the fight against such infections is the early detection of the pathogens. This is essential to develop an effective treatment plan.The EIFFEl-Project approaches this issue as part of the framework of the Euro-Trans-Bio cooperation pro-gram. In this project the skills of science and medicine are fitted together. So it is possible to operate effec-tively in the highest degree research. In the consortium facilities of health organizations, universities and com-panies are working together. The project group consists of five partners from Spain and Germany.

The main goal of the EIFFEl-Project is to develop a new fungi detection instrument based on terahertz techno-logy. As key feature, this instrument will allow faster detection capabilities and higher sensitivity than con-ventional systems.

The task of the University of Siegen in this project is the development of a sensor chip for the fungi pathogen detection in the terahertz range. This chip is the inter-face between the biological and the electrical world. Its job is to amplify the interaction between probing field and the sample so that the overall system gets more sensitive. The whole evolution process from the first simulations over prototype manufacturing right up to the practical measurements in the lab are done at the institute for High Frequency and Quantum Electronics (HQE) which is led by Prof. Haring-Bolívar. He has over 15 years of experience in the field of terahertz research and is chair of his group at the university Siegen since 2004.

Management:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Peter Haring Bolívar

Contact:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Peter Haring BolívarUniversität SiegenDept. Elektrotechnik und Informatiklehrstuhl für Höchstfrequenztechnik und QuantenelektronikHölderlinstraße 3D-57076 Siegen

E-Mail: peter.haring@uni-siegen.de web: http://www.hqe.eti.uni-siegen.de

Telefon: +49 (0)271 740-2157Fax: +49 (0)271 740-2410

Call identifier: ERA-nET EuroTransBio-7: EIFFEl Early invasive fungal infection detection with Terahertz sensor systemsProject office: Forschungszentrum Jülich GmbHCoordinator: Universität Siegen

I Project Management and Execution

EIFFElEarly invasive fungal infection detection with Terahertz sensor systems

Fig.2:Structured surface of a sensor chip for very small probe quantities

Fig. 1: Simulation of the electrical field from one structure element of the sensor chip

Fig. 1

Recent Research

Fig. 2

| 30 31 |

Turning Roll Systems (Fig. 1) are used to turn resting, rotationally symmetrical workpieces while or between welding or mechanical manufacturing processes. Each Turning Roll System consists of at least two rotatably mounted rollers on which the workpiece rests. Usually, at least one roller of at least one Turning Roll System is driven by a motor, by which the workpiece can be rotated. During the rotation of the rotationally sym-metrical workpiece on the Turning Roll System an axial force is produced, which either moves the workpiece in the axial direction or/and acts as an external load on the roller blocks (Fig 2). These loads can be so high that the roller blocks are moved or torn from the rails and are pushed over. This axial movement is referred to as „drift“.

The drift occurs in both cylindrical and conical workpi-eces and can neither be predicted precisely in direction, nor in dimension. The causes of this undesirable pro-cess are probably different surface textures, a deviati-on from the ideal axial orientation, shape inaccuracies of the workpieces or the deflection because of its own weight.

The results of the offset between the weld and the posi-tion of the welding head or the actual and desired posi-

tion of the tool during machining, are defective produc-tion results. At best, these can be corrected through rework, which is time-consuming and costly. Serious production errors can also lead to unusable products, which decrease the profitability of the company. In the worst case there is an industrial accident, caused by a falling down or falling over workpiece because of the drift, the caused forces or during the attempt to stop the drift.

In this project, a theoretical description of the mecha-nical system and an analysis using the FEM is perfor-med first. After that, experimental studies on a model test rig (to be developed) are planned. Special atten-tion is paid to the measurement and control of tech-nical equipment. The task is to find out how the axial drift occurs and which forces act while the workpiece is moving. This information will be used to develop a system that is holding the workpiece in its position wit-hout causing internal forces.

The project is funded by the German Federation of Industrial Research Associations (AiF) and carried out in cooperation with the company DEUMA, Deuzer Maschinenfabrik GmbH & Co.

Turning Roll SystemsAxial drift of heavy rotationally symmetrical components on Turning Roll Systems

Management:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Claus-Peter Fritzen

Contact:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Claus-Peter FritzenM. Sc. Sven Vitt

Universität SiegenDept. Mechanical EngineeringInstitute of Mechanics and Control Engineering – MechatronicsPaul-Bonatz-Straße 9-11D-57076 Siegen

Univ.-Prof. Dr.-Ing Claus-Peter FritzenPhone: +49 (0) 271 / 740-4621Fax: +49 (0) 271 / 740-2769Email: fritzen@imr.mb.uni-siegen.de

M. Sc. Sven VittPhone: +49 (0) 271 / 740-2132Fax: +49 (0) 271 / 740-2769Email: sven.vitt@uni-siegen.de

I Project Management and Execution

Fig. 1: Turning Roll System with workpiece (tube) [Source: DEUMA]

Fig. 2: Representation of a Turning Roll System with rotor and visualization of the resulting axial force F upon rotation of the workpiece [Source: DEUMA]

Recent Research

| 32 33 |

Goal of RF2THzSiSOC project is the establishment of silicon technology platforms for emerging Radio Fre-quency (RF), Millimeter-Wave (MMW) and Terahertz (THz) consumer applications such as: 77GHz/120GHz automotive radars, MMW Imaging and Sensing, fast measurement equipment, 60GHz wireless networking and fast downloading transmitter(Tx)/receiver(Rx), 400Gbit/s optical data communications, 4G photo-nic mobile communication transceiver and RF wireless communication requiring high performance devices (transmitted power, consumption, integration, isolation), as well as two-way satellite communication systems. Moreover it targets at the creation of a plat-form for various MMW and THz applications from dif-ferent disciplines like health science, material science, genetic screening, security, industrial automation.

The RF2THzSiSOC project relates to the CATREnE pro-gram White Book, Technologies work areas “Techno-logy platform for process options (‘more than Moore’)

and heterogeneous systems integration” and especially “Mixed signal analogue/digital and RF technology”, „BiCMOS and RF power technology“. It is supporting the European effort towards strengthening the global position of the European semiconductor industry and its supply chain with European technology content.

University of Siegen, Silicon Radar GmbH and IHP GmbH target at the creation of a 130nm BiCMOS SiGe 245GHz-platform for applications in THz ima-ging. Silicon Radar GmbH and IHP GmbH design and fabricate wideband Tx and Rx elements. University of Siegen is responsible for building up a 3D THz imaging demonstrator for in-line nondestructive testing (nDT) of automotive lightweight materials. Research activi-ties include: Sparse linear array design, real-time FPGA based data-acquisition and processing, RF electronics and demonstrator and 3D image reconstruction of 32 Tx/Rx elements aiming for 1mm lateral resolution.

RF2THzSiSOC-From RF to MMW and THz Silicon SOC Technologies

Project coordinator:Dr. Jean-louis Carbonero

Project partners:Prof. Dr. Peter Haring Bolívar> 30 partners from Belgium, France, Germany and the netherlands

Contact:Univ.-Prof. Dr.-Ing. Peter Haring-BolívarUniversität SiegenDept. Elektrotechnik und Informatiklehrstuhl für Höchstfrequenztechnik und QuantenelektronikHölderlinstraße 3D-57076 Siegen

E-Mail: peter.haring@uni-siegen.de web: http://www.hqe.eti.uni-siegen.de

Telefon: +49 (0)271 740-2157Fax: +49 (0)271 740-2410

I Project Management and Execution

Fig 3: 3D-model of planned demonstrator

Fig 2: Overview Rx/Tx and RF electronics

Fig. 1: Testing Rx SiGe chip(Quelle: SiliconRadar GmbH)

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Recent Research

| 34 35 |

Beteiligte Mittel- Titel FördernummerProf./Dr. geber

laufende Forschungsprojekte in 2013 - Überblick

Fritzen AIF Axialdrift beim rotieren schwerer rotations-symmetrischer BauteileZESS - Fritzen-AiF-KF2019222lP3 Axialdrift

Fritzen EU HiPRwind „High Power, High Reliability Off-shore Wind Technology“ZESS - Fritzen-EU-RP7-HiPRwind-256812

Fritzen EU ZESS-Fritzen-EU-SARISTU „Smart Intelli-gent Aircraft Structures“ZESS - Fritzen-EU-RP7-SARIS-TU-284562

Fritzen DAAD Schwingungsbasierte lastidentifikation mit Hilfe von SHM-DatenZESS - Fritzen-DAAD-Hong-kong    

Griese DFG

Modellierung und Optimierung von Ionen-austauschprozessen für die Herstellung opti-scher Komponenten mit GI-Profil in Dünng-

lassubstraten

ZESS - DFG-GR-3090/1-1   

Haring BMBFERA-nET Euro TransBio-7:Eiffel Early inva-

sive fungal detection with Terahertz sensor systems

ZESS-Haring_BMBF031A321B-Eiffel

Haring DFG nachfolgeprojekt: Interaktive multifunktio-nale konfokale Bildanalyse ZESS-Haring-DFG 3022/17-2

Kolb DFG nachfolgeprojekt: Interaktive multifunktio-nale konfokale Bildanalyse ZESS-Kolb-DFG-KO 2960/10-2

Haring BMBF

„Verbund: From RF to MM-Wave and THz Silicon SoC Technologies (Catrene CT-209)

RF2THzSiSoC -; Teilvorhaben: Aufbau und Evaluierung eines Demonstrators für 3D-Bildgebung

bei 240 GHz zur Anwendung in der zerstö-rungsfreien Materialprüfung“

ZESS-Haring_BMBF16KIS0095-Catrene

| 36 37 |

Hartmann AIF

AIF-ITUBE „Systementwicklung zur Drucker-fassung, Messdatenübertragung,-auswer-

tung und -visualisierung einschließlich Ener-giekonzept für Erdbohrverfahren“

ZESS - Hartmann-Bund-Son-dermittel  

Kolb, Haring, Bornemann DFG

DFG: „Interaktive multifunktionale konfoka-le Bildanalyse“ ZESS - DFG-KO-2960/10-1    

Kuhnert DFG

Untersuchung und Identifikation kritischer Faktoren für die Objekterkennung und das Training erscheinungsbasierter, kompositio-

neller Modelle

ZESS - DFG-KU- 689/10-1     

Kuhnert DFGAnalyse durch Synthese mit virtuellen

Fischenals neue Versuchsmethode in Unter-suchungen z ur Partnerwahl

ZESS - DFG-KU-689/11-1     

Kuhnert AIFSensorplattform für die hochpräzise Posi-

tionierung unbemannter luftfahrzeuge im nahbereich

ZESS-Kuhnert-BMWI-VDI-ZIM-16Kn-16Kn035122

Kuhnert Bundes-wehr

Evaluierung des Führungsprozesses autono-mer Boden- und luftfahrzeuge und der stan-dardisierten Anbindung an das Führungsin-

formationssystem des Heeres

ZESS - Kuhnert E/IB1S/CA102/AF015    

Kuhnert Bundes-wehr

Untersuchung der Erstellung von fusionier-ten 3D Umgebungsmodellen: luftgestützte

laserscandaten

ZESS - Kuhnert-Bundeswehr-E/E411/DD032/CF2

loffeld DFGAufbau eines bistatischen Mulitkanal SAR

Sende- und Empfangssystems für interfero-metrische 2D/3D Bildgebung Hitchhiker

ZESS - DFG-lO-455/15-1  

Beteiligte Mittel- Titel FördernummerProf./Dr. geber

loffeld BMBFOptimale Prozessierung und interferomet-rische Verarbeitung von TanDEM-X Daten -

kurz TanDEM-XZESS - loffeld-BMBF-50EE0951    

nelles DFGIdentifikation mit lokal linearen Modellen

basierend auf achsenschrägen Unterteilun-gen des Eingangsraums (2. Antragsphase)

ZESS - DFG-nE-656/3-2       

Roth EUStiff-Flop: STIFFness controllable flexible

and learn-able manipulator for surgical Ope-rations

ZESS - Roth-EU-RP7-STIFF-FlOP-287728      

Roth DAAD China ZESS - Roth-DAAD-VR-China 2012  

Scharf MIWF

Grundlegende Entwicklung einer vollau-tomatischen Produktionsanlage zur Her-

stellung von Batterien aus großen lithium-Ionen-Einzelzellen

ZESS - Weyrich-Elektrom. 64.65.69-EM-1004C

Scharf MIWF Verfahren zum Recycling großer lithium-Ionen BatterienZESS - Weyrich-Recycl. Batte-rien

Wahrburg BMBFImplaner Entwicklung einer Software-

Anwendung zur Planung und Simulation von Hüft-und Knie Arthroplastik in 3D

ZESS - Wahrburg-BMBF 01QE1209C

Beteiligte Mittel- Titel FördernummerProf./Dr. geber

| 38 39 |

ZAHlEn UnD FAKTEn

Zahlen 2013

Grundfinanzierung Finanzbudget:

Drittmitteleinnahmen

130.000,00 €

1.909.731,08€

Das untenstehende Diagramm zeigt den Verlauf des ZESS-Budgets der vergangenen Jahren (2009 bis 2013). Hier wurden die Grundfinanzierung der Hochschu-le sowie die tatsächlichen Drittmitteleinnahmen von im ZESS laufenden Projekten berücksichtigt. Aufgrund auslaufender Projektfinanzierungen und steigen-der Promotionsabschlusszahlen verzeichnet das ZESS einen leichten Rückgang gegenüber dem Vorjahr.

Bei der Einwerbung von Drittmitteln konnte der über-aus positive Trend der vergangenen Jahre nicht fort-gesetzt werden. Rechnet man die Einwerbungen aus dem DFG-Graduiertenkolleg (GRK 1564, Imaging new Modalities) mit hinzu, so konnte diesmal die zwei Mil-lionen Marke knapp erreicht werden. Dieses lag unter anderem daran, dass größere nRW Ziel-2-Programme ausliefen und dass die landesförderung für die For-

schungsschule MOSES beendet wurde. Einwerbungen aus Industrieaufträgen, die über ZESS-Konten bewirt-schaftet wurden, reduzierten sich anteilig auf 4 Pro-zent. Die Förderung aus DFG-Mitteln verzeichnete dagegen einen Anstieg von 925T€ auf 1,2Mil€, so dass sich der relative Anteil der DFG-Mittel auf nun 59 Pro-zent erhöht hat.

Aufteilung nach Mittelgebern

Zwei Millionen-Marke knapp errreicht

Wie auch im letzten Bericht enthalten die DFG-Mittel auch diesmal die eingenommenen Anteile aus dem DFG-Graduiertenkolleg (GRK 1564, Imaging new Modalities) .

| 40 41 |

DFG-Mittel-Einnahmen

Obenstehendes Diagramm gibt die Entwicklung der absoluten DFG-Bewilligungssummen in Tausend Euro der vergangenen fünf Jahre wieder. Dabei wurde jeweils eine Mittelung über zwei Jahre durchgeführt, um von jährlichen Schwankungen unabhängiger zu sein. nach einem anfänglich niedrigeren niveau von etwa 500 T € pro Jahr erfolgte ein stärkerer Anstieg auf Grund

Promotionen / Hochschullehrer

der Hinzurechnung der Einnahmen aus dem DFG-Gra-duiertenkolleg (GRK 1564, Imaging new Modalities), bei dem mehr als die Hälfte der beteiligten Professoren ZESS Mitglieder sind. Die Einnahmen aus DFG-Mitteln ingesamt belaufen sich im Haushaltsjahr 2013 auf über eine Million Euro.

Die Kennzahl "Promotionen pro Hochschullehrer" ist für uns ein wichtiger Indikator für die Förderung des wissenschaftlichen nachwuchses und demonstriert gleichzeitig die Forschungsintensität eines Hochschul-instituts. Die folgende Darstellung zeigt einen gleiten-den Mittelwert über jeweils zwei Jahre. Wie auch im Vorjahresbericht wurden hier als Berech-nungsgrundlage alle Promotionen berücksichtigt,

die von ZESS beteiligeten Hochschullehrern betreut wurden. Die Anzahl der Promotionen pro Hochschul-lehrer ist über die letzen Berichtszeiträume in etwa konstant geblieben, nahm aber im Berichtsjahr 2013 deutlich zu. Ursache dafür ist ein, mit dem Auslaufen der Forschungsschule MOSES korrespondierender, erheblicher Anstieg an Promotionen bei gleichbleiben-der Mitgliederzahl an Hochschullehrern im ZESS.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

2009/ 2010 2010/ 2011 2011/ 2012 2012/ 2013

| 42 43 |

Stipendiaten und wissenschaftliche Mitarbeiter Stipendiaten im ZESS und GRK 1564

Obenstehende Grafik gibt die Zusammensetzung der am ZESS tätigen wissenschaftlichen Mitarbeiter in absoluten Zahlen wieder. In der rechts gezeigten Dar-stellung sind die strukturierten Promotionsprogram-me International Postgraduate Programm (IPP) Multi-sensorics und Research School on Multi-Modal Sensor

Systems for Environmental Exploration (MOSES) extra aufgeführt. Zukünftig werden beiden unter dem gemeinsamen Titel MOSES geführt. Weiterhin sind im rechten Diagramm die Mitarbeiter des 2009 gestar-teten Graduiertenkollegs (GRK 1564) Imaging new Modalities gesondert aufgelistet.

Relativ gesehen stieg die Zahl der Doktoranden mit der Zeit etwas an. Im Graduiertenkolleg, das vergleichs-weise spät seine Zielgröße erreichte, blieb die Zahl der Promovierenden etwa konstant, wie auch die Anzahl

der Mitarbeiter, die entweder an einem strukturierten Promotionsprogramm teilnehmen oder im traditionel-len Verfahren promovieren.

| 44 45 |

BUCHBEITRäGE UnD ARTIKEl In ZEITSCHRIFTEn

Klein, J.; Reuling, D.; Grimm, J.; Pfau, A.; lefloch, D.; lam-bers, M.; Kolb, A.: „User Interface for Volume Rendering in Virtual Reality Environments“, CoRR, Vol. abs/1302.2024, 2013.

lippert, G.; Dabrowski, J.; Yamamoto, Y.; Herziger, F.; Maultzsch, J.; lemme, M.C.; lupina, G.: „Molecular beam growth of micrometer-size graphene on mica“, Carbon, Vol. 52, pp. 40-48, 2013.

li, J.; Ye, F.; Vaziri, S.; Muhammed, M.; lemme, M.C.; Öst-ling, M.: „Efficient Inkjet Printing of Graphene“, Advanced Materials, Vol. 25, no. 29, pp. 3985-3992, 2013.

Hoegg, T.; lefloch, D.; Kolb, A.: „Time-of-Flight camera based 3D point cloud reconstruction of a car“, Computers in Industry, Vol. 64, no. 9, pp. 1099-1114, 2013.

Egger, J.; Zukić, D.; Freisleben, B.; Kolb, A.; nimsky, Ch.: „Segmentation of Pituitary Adenoma: Graph-based vs. Balloon Inflation“, Computer Methods and Programs in Biomedicine, Vol. 110, no. 3, pp. 268-278, 2013.

Fritzen, C.-P.; Kraemer, P.; Buethe, I.: „Vibration-based Da-mage Detection under Changing Environmental and Ope-rational Conditions“, Advances in Science and Technology, Vol. 83, pp. 95-104, 2013.

Jamshidifar, M.; Haring Bolívar, P.: „Diminishing relative jit-ter in electrooptic sampling of active mm-wave and THz circuits“, Optics Express, Vol. 21, no. 4, pp. 4396-4404, 2013.

labitzke, B.; Bayraktar, S.; Kolb, A.: „Generic Visual Analy-sis for Multi- and Hyperspectral Data“, Data Mining and Knowledge Discovery, Special Issue: Intelligent Data Visu-alization, Vol. 27, no. 1, pp. 117-145, 2013.

Yue, l.; Yun, K. D.; Wang, R.; loffeld, O.: „Bistatic FMCW SAR Signal Model and Imaging Approach“, Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on, Vol. 49, no. 3, pp. 2017-2028, 2013.

PUBlIKATIOnEn UnD AKTIVITäTEn

Abadal, S.; Alarcon, E.; lemme, M.C.; nemirovsky, M.; Ca-bellos-Aparicio, A.: „Graphene-enabled Wireless Commu-nication for Massive Multicore Architectures“, IEEE Com-munications Magazine, Vol. 51, no. 11, 2013.

Torres-Arredondo, M. A.; Tibaduiza, D.-A.; Mujica, l. E.; Rodellar, J.; Fritzen, C.-P.: „Data-Driven Multivariate Algo-rithms for Damage Detection and Identification: Evalua-tion and Comparison“, Structural Health Monitoring, pp. 1-14, 2013.

Bablich, A.; Merfort, C.; Schäfer-Eberwein, H.; Haring-Bo-livar, P.; Boehm, M.: „2-in-1 red-/green-/blue sensitive a-SiC:H/a-Si:H/a-SiGeC:H thin film photo detector with an integrated optical filter“, Thin Solid Films, Vol. 552, no. 0, pp. 212-217, 2013.

Scarpin, D.; Roth, H.; Wahrburg, J.: „Einsatz eines laser-scanners zur markerlosen Patientenregistrierung bei ei-nem modularen Chirurgieassistenzroboter“, CURAC 2013, Tagungsband zur 12. Jahrestagung der Deutschen Gesell-schaft für Computer- und Roboterassistierte Chirurgie e.V. (CURAC) vom 28. bis 30. november 2013, Innsbruck, 2013, pp. 169-172.

Hartmann, B.; Baumann, W.; nelles, O.: „Axes-Oblique Partitioning of local Model networks for Engine Calibrati-on“, Design of Experiments (DoE) in Engine Development, Vol. 01, pp. 92-106, 2013.

langmann, B.; Hartmann, K.; loffeld, O.: „Real-time Image Stabilization for ToF Cameras on Mobile Platforms“, Time-of-Flight and Depth Imaging: Sensors, Algorithms, and Applications, 8200, Springer Berlin Heidelberg, 2013, pp. 289-301.

Klein, P.; Kirschbaum, F.; Hartmann, B.; Bogachik, J.; nelles, O.: „Adaptive Test Planning for the Calibration of Combus-tion Engines -- Application“, Design of Experiments (DoE) in Engine Development, pp. 17-30, 2013.

Wissenschaftliche Publikationen

Smith, A.D.; niklaus, F.; Paussa, A.; Vaziri, S.; Fischer, A.C.; Sterner, M.; Forsberg, F.; Delin, A.; Esseni, D.; Palestri, P.; Östling, M.; lemme, M.C.: „Electromechanical Piezoresis-tive Sensing in Suspended Graphene Membranes“, nano letters, Vol. 13, no. 7, pp. 3237- 3242, 2013.

Hilgersdorff, P. M.; Fritzen, C. P.; Grigorescu, A.; Zimmer-mann, M.; Christ, H. J.: „Simulation of microstructural damage evolution during very high cycle fatigue (VHCF) using the boundary element method“, Proc. Appl. Math. Mech. (PAMM), Vol. 13, no. 1, pp. 75-76, 2013.

Buethe, I.; Fritzen, C. P.: „Sensor Performance Assessment Based on a Physical Model and Impedance Measure-ments“, Key Engineering Materials, Vol. 569-570, pp. 751-758, 2013.

nguyen, D.-V.; Kuhnert, l.; Kuhnert, K.-D.: „General Vege-tation Detection Using An Integrated Vision System“, In-ternational Journal of Robotics and Automation, Vol. 28, no. 1, pp. 1925-7090, 2013.

Torres-Arredondo, M. A.; Buethe, I.; Tibaduiza, D.-A.; Ro-dellar, J.; Fritzen, C.-P.: „Damage detection and classifica-tion in pipework using acousto-ultrasonics and non-linear data-driven modelling“, Journal of Civil Structural Health Monitoring, Vol. 3, no. 4, pp. 297-306, 2013.

Henn, K.; Gubaidullin, G.G.; Bongartz, J.; Wahrburg, J.; Roth, H.; Kunkel, M.: „A spectroscopic approach to monitor the cut processing in pulsed laser osteotomy“, lasers in Medi-cal Science, Vol. 28, no. 1, pp. 87-92, 2013.

Torres-Arredondo, M. A.; Tibaduiza, D.-A.; Mcgugan, M.; Toftegaard, H.; Borum, K.-K.; Mujica, l. E.; Rodellar, J.; Frit-zen, C.-P.: „Multivariate data-driven modelling and pattern recognition for damage detection and identification for acoustic emission and acousto-ultrasonics“, Smart Materi-als and Structures, Vol. 22, no. 10, p. 105023, 2013.

Hilgendorff, P.-M.; Grigorescu, A.; Zimmermann, M.; Frit-zen, C.-P.; Christ, H.-J.: „Simulation of irreversible damage accumulation in the very high cycle fatigue (VHCF) regime using the boundary element method“, Materials Science & Engineering, Vol. A, no. 575, pp. 169-176, 2013.

Schwaneberg, O.; Köckemann, U.; Steiner, H.; Sporrera, S.; Kolb, A; Jung, n.: „Material classification through distance aware multispectral data fusion“, Measurement Science and Technology, Vol. 24, no. 4, p. 045001, 2013.

Tibaduiza, D.-A.; Torres-Arredondo, M. A.; Mujica, l. E.; Ro-dellar, J.; Fritzen, C.-P.: „A study of two unsupervised data driven statistical methodologies for detecting and classify-ing damages in structural health monitoring“, Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 41, no. 1, pp. 467-484, 2013.

Spetzger, U.; Von Schillling, A.; Winkler, G.; Wahrburg, J.; König, A.: „The past, present and future of minimally inva-sive spine surgery: A review and speculative outlook“, Mi-nimally Invasive Therapy & Allied Technologies, Vol. 22, no. 4, pp. 227-241, 2013.

Kühler, T.; Griese, E.: „Modeling the Diffusion Process for Developing Optical Waveguides for PC-Board Integration“, Integration of Practice-Oriented Knowledge Technology: Trends and Prospectives, Springer Berlin Heidelberg, 2013, pp. 247-257.

netramai, C.; Roth, H.; Sachenko, A.: „Real Time 3D Path and Map Estimation Using a Multi-camera System and a FastSlam Algorithm“, Sensors & Transducers Journal, Vol. 24, no. Special Issue, pp. 58-66, 2013.

Huhn, A.K.; Spickermann, G.; Ihring, A.; Schinkel, U.; Mey-er, H.-G.; Haring BolÃvar, P.: „Uncooled antenna-coupled terahertz detectors with 22µs response time based on BiSb/Sb thermocouples“, Appl. Phys. lett., Vol. 102, no. 121102, 2013.

| 46 47 |

BEGUTACHTETE KOnFEREnZBEITRäGE

Buethe, I.; Fritzen, C. P.: „Investigation on Sensor Fault Effects of Piezoelectric Transducers on Wave Propagation and Impedance Measurements“, COMSOl Conference 2013, Rotterdam, 2013.

lemme, M.C.: „Applications of Graphene in nanoelectronics“, InFOS Workshop, Krakow, Poland, June, 2013.

Korte, M.; Kaiser, G.; Holzmann F.; Roth, H.: „Design of a Robust Adaptive Vehicle Observer Towards Delayed and Missing Vehicle Dynamics Sensor Signals by Usage of Markov Chains“, American Control Conference (ACC), Washington, DC, USA, 17-19 June, 2013.

Scarpin, D.; Roth, H.; Wahrburg, J.: „Markerlose Patientenregistrierung und navigation in der kraniellen Chirurgie mittels eines robotergeführten optischen Systems“, IEEE Workshop Medizinische Messtechnik, Vortragsreihe an der Hochschule Ruhr West, Mülheim an der Ruhr, Germany, 19.04.2013, pp. 26-27.

Weyrich, M.; Scharf, M.: „Architecture for auto configuration of tools for industrial robots“, Emerging Technologies & Factory Automation (ETFA), 2013 IEEE 18th Conference on, Cagliari, 10-13 Sept., 2013, pp. 1-4.

Weyrich, M.; Wang, Y.: „Architecture design of a vision-based intelligent system for automated disassembly of E-waste with a case study of traction batteries“, Emerging Technologies & Factory Automation (ETFA), 2013 IEEE 18th Conference on, Cagliari, 10-13 Sept., 2013, pp. 1-4.

Sczech, R.; Gomez Rivas, J.; Berrier, A.; Giannini, V.; Pirruccio, G.; Debus, Ch.; Schaefer-Eberwein, H.; Haring Bolivar, P.: „Coupling and cm propagation of long-range guided THz radiation in thin layers of water“, ClEO: Science and Innovations, San Jose, California, June 9-14, 2013.

Smielik, I.; Kuhnert, K.-D.: „Statistical Dependence of Pixel Intensities for Pattern Recognition“, IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT 2013), Cape Town, South Africa, Feb 25-27, 2013.

loef,P.; Kuhnert, l.; Müller, K.; Kuhnert, K.-D.; Grenzdörffer, G: „Einsatz von Unbemannten Flugsystemen in der land-wirtschaf“, gis.BUSSnESS, Vol. 03/2013, 2013.

Sahm, S.; Roth, H.; Scale, D.; Von Schillling, A.; Winkler, G.; Spetzger, U.; Wahrburg, J.: „Concept of a robotic assistance system for minimal invasive spine surgery“, Minimally In-vasive Therapy & Allied Technologies, Vol. 22, p. 6, 2013.

Sahm, S.; Kerstein, T.; Scarpin, D.; Roth, H.; Wahrburg, J.: „Untersuchung optischer 3D Messsysteme zum Einsatz in der computerassistierten Chirurgie“, tm - Technisches Messen, Vol. Band 80, no. Heft 11, pp. 379-387, 2013.

Sczech, R.; Stock, D.; Bornemann, R.; Haring BolÃvar, P.: „Experimental evidence for cm propagation lengths of long-range guided terahertz radiation by thin layers of wa-ter“, Appl. Phys. lett., Vol. 103, no. 031106, 2013.

Vaziri, S.; lupina, G.; Henkel, C.; Smith, A.D.; Östling, M.; Dabrowski, J.; lippert, G.; Mehr, W.; lemme, M.C.: „A Gra-phene-based Hot Electron Transistor“, nano letters, Vol. 13, no. 4, pp. 1435-1439, 2013.

Shao, Y.; Wang, R.; Deng, Y.K.; liu, Y.; Chen, R.; liu, G.; Balz, T.; loffeld, O.: „Error Analysis of Bistatic SAR Imaging and Stereoscopy Bistatic SAR“, IEEE Transactions on Geosci-ence and Remote Sensing, Vol. 51, no. 8, pp. 4518-4543, 2013.

Al-Jarrah, R.; Roth, H.: „Developed blimp robot based on ultrasonic sensors using possibilities distribution and fuzzy logic“, Journal of Automation and Control Engineering, Vol. 1, no. 2, pp. 119-125, 2013.

Patzold, M.; Kahl, M.; Klinkert, T.; Keil, A.; loffler, T.; Bolivar, P.H.; Kolb, A.: „Simulation and Data-Processing Framework for Hybrid Synthetic Aperture THz Systems Including THz-Scattering“, Terahertz Science and Technology, IEEE Tran-sactions on, Vol. 3, no. 5, pp. 625-634, 2013.

Weyrich, M.; Steden, F: „Produktionssysteme modulbasiert simulieren - Methodische Identifikation wiederverwendba-rer Simulationsmodule im Engineering-Prozess“, wt Werk-stattstechnik online, Vol. 102, no. 2, pp. 162-167, 2013.

Ding, J.; Kahl, M.; loffeld, O.; Bolivar, P. H.: „THz 3-D Image Formation Using SAR Techniques: Simulation, Processing and Experimental Results“, Terahertz Science and Techno-logy, IEEE Transactions on, Vol. 3, no. 5, pp. 606-616, 2013.

langmann, B.; Weihs, W.; Hartmann, K.; loffeld, O.: „Inves-tigation of a long-Range Time-of-Flight and Color Imaging System“, IEEE Transactions Cybernetics, Vol. PP, no. 99, pp. 1-1, 2013.

Heide, F.; Rouf, M.; Hullin, M. B.; labitzke, B.; Heidrich, W.; Kolb, A.: „High-quality computational imaging through simple lenses“, ACM Trans. Graph., Vol. 32, no. 5, p. 149, 2013.

Vaziri, S.; lupina, G.; Paussa, A.; Smith, A.D.; Henkel, C.; lip-pert, G.; Dabrowski, J.; Mehr, W.; Östling, M.; lemme, M.C.: „A Manufacturable Process Integration Approach for Gra-phene Devices“, Solid State Electronics, Vol. 84, pp. 185-190, 2013.

Hartmann, B.; nelles, O.: „Adaptive Test Planning for the Calibration of Combustion Engines -- Methodology“, De-sign of Experiments (DoE) in Engine Development, pp. 1-16, 2013.

langmann, B.; Hartmann, K.; loffeld, O.: „Increasing the Accuracy of Time-of-Flight Cameras for Machine Vision Applications“, Computers in Industry, Special Issue: 3D Imaging in Industry, Vol. 64, no. 9, pp. 1090-1098, 2013.

Buethe, I.; Eckstein, B.; Fritzen, C.-P.: „Model-based Detec-tion of Sensor Faults under Changing Temperature Condi-tions“, Structural Health Monitoring, 2013.

lisauskas, A.; Boppel, S.; Matukas, J.; Palenskis, V.; Minke-vicius, l.; Valušis, G.; Haring-Bolívar, P.; Roskos, H.: „Tera-hertz responsivity and low-frequency noise in biased sili-con field-effect transistors“, Applied Physics letters, Vol. 102, no. 15, 2013.

Fritzen, C.-P.; Klinkov, M.; Kraemer, P: „Vibration-Based Da-mage Diagnosis and Monitoring of External loads“, new Trends in Structural Health Monitoring, 542, Springer Vi-enna, 2013, pp. 149-208.

Huhn, A.K.; Saenz, E.; de Maagt, P.; Bolivar, P.H.: „Broadband Terahertz Analysis of Energetic Materials—Influence of Crystal Structure and Additives“, Terahertz Science and Technology, IEEE Tran-sactions on, Vol. 3, no. 5, pp. 649-655, 2013.

Shao, Y. F.; Wang, R.; Deng, Y. K.; liu, Y.; Chen, R.; liu, G.; loffeld, O.: „Fast Backprojection Algorithm for Bistatic SAR Imaging“, Geoscience and Remote Sensing letters, IEEE, Vol. 10, no. 5, pp. 1080-1084, 2013.

Smith, A.D.; Vaziri, S.; niklaus, F.; Fischer, A.C.; Sterner, M.; Delin, A.; Östling, M.; lemme, M.C.: „Pressure Sensors based on Suspended Graphene Membranes“, Solid State Electronics, Vol. 88, pp. 89-94, 2013.

| 48 49 |

Weyrich, M.; Abdullah, M.W.: „Concept of a three D.O.F spherical-joint gripper for industrial robots“, Emerging Technologies & Factory Automation (ETFA), 2013 IEEE 18th Conference on, Cagliari, 10-13 Sept., 2013, pp. 1-4.

Smith, A.D.; niklaus, F.; Vaziri, S.; Fischer, A.C.; Sterner, M.; Forsberg, F.; Paussa, A.; Östling, M.; lemme, M.C.: „nano-electromechanical (nEMS) Pressure Sensing Using Graphene Membranes“, E-MRS 2013 Spring Meeting, Strasboug, France, May 27-31, 2013.

Yang, Y.; Zhou, J.; nies, H.; loffeld, O.; Knedlik, S.: „Development of a Deeply-Coupled GPS/InS Integration Algorithm using Quaternions“, IEEE 16th International Conference on Information Fusion (FUSIOn), Istanbul, Turkey, 9-12 July, 2013, pp. 1791-1796.

lefloch, D.; nair, R.; lenzen, F.; Schäfer, H.; Streeter, l. V.; Cree, M. J.; Koch, R.; Kolb, A.: „Technical Foundation and Calibration Methods for Time-of-Flight Cameras“, Time-of-Flight and Depth Imaging. Sensors, Algorithms, and Applications - Dagstuhl 2012 Seminar on Time-of-Flight Imaging and GCPR 2013 Workshop on Imaging new Modalities, 2013, pp. 3-24.

lemme, M.C.: „Graphene Electronic Devices“, ESSDERC Tutorial, Bucharest, Romania, September 16, 2013.

Sahm, S.; Kerstein, T.; Roth, H.; Wahrburg, J.: „Einsatz optischer Digitalisiersysteme zur Erfassung und Verfolgung der Patientenanatomie in der robotergestüzten Chirurgie“, IEEE Workshop Medizinische Messtechnik, Vortragsreihe an der Hochschule Ruhr West, Mülheim an der Ruhr, Germany, 19.04.2013, pp. 28-30.

lemme, M.C.: „Integrated Graphene Devices“, Emerging Research Materials, Graphene and 2D, Semicon Europa, Dresden, October 8-10, 2013.

Bayraktar, S.; labitzke, B.; Bader, J.; Bornemann, R.; Bolivar, P.H.; Kolb, A.,: „Efficient, robust, and scale-invariant decomposition of Raman spectra“, Signal and Image Processing Applications (ICSIPA), 2013 IEEE International Conference on, Melaka, 8-10 Oct., 2013, pp. 317-321.

nair, R.; Meister, S.; lambers, M.; Balda, M.; Hofmann, H. G.; Kolb, A.; Kondermann, D.; Jähne, B.: „Ground Truth for Evaluating Time of Flight Imaging“, Time-of-Flight and Depth Imaging. Sensors, Algorithms, and Applications - Dagstuhl 2012 Seminar on Time-of-Flight Imaging and GCPR 2013 Workshop on Imaging new Modalities, 2013, pp. 52-74.

Hilgendorff, P.-M.; Grigorescu, A.; Zimmermann, M.; Fritzen, C.-P.; Christ, H.-J.: „The effect of damage accumulation in slip bands on the resonant behavior in the very high cycle fatigue (VHCF) regime“, Proceedings of the 13th International Conference on Fracture, Beijing, China, June 16-21, 2013.

Sailan, K.; Kuhnert, K.-D.: „Modeling and Design of Cruise Control System with Feedforward for all Terrain Vehicles“, Second International Conference on Control, Modelling, Computing and Applications (CMCA2013), Dubai, UAE, november 2-3, 2013.

lefloch, D.; Hoegg, T.; Kolb, A.: „Real-Time Motion Artifacts Compensation of ToF Sensors Data on GPU“, SPIE Defense, Security - Three-Dimensional Imaging, Visualization, and Display, Baltimore, Maryland, USA, 29 April - 3 May, 2013, pp. 7.

Banf, M.; Blanz, V.: „Sonification of images for the visually impaired using a multi-level approach“, Proceedings of the 4th Augmented Human International Conference (AH ‚13), new York, nY, USA, 2013, pp. 162-169.

Al-Jarrah, R.; Radouane, A. J.; Roth, H.: „Blimp based on embedded computer vision and fuzzy control for following ground vehicles“, 3rd IFAC symposium on Telematics Application (TA13), Yonsei University, Seoul, Korea, South, 2013, pp. 7-12.

Hoegg, T.; lefloch, D.; Kolb, A.: „Real-Time Motion Artifact Compensation for PMD-ToF Images“, Time-of-Flight and Depth Imaging. Sensors, Algorithms, and Applications - Dagstuhl 2012 Seminar on Time-of-Flight Imaging and GCPR 2013 Workshop on Imaging new Modalities, 2013, pp. 3-24.

Keller, M.; lefloch, D.; lambers, M.; Izadi, S.; Weyrich, T.; Kol, A.: „Real-Time 3D Reconstruction in Dynamic Scenes Using Point-Based Fusion“, International Conference on 3D Vision, 3DV 2013, Seattle, Washington, USA, 2013, pp. 1-8.

Vaziri, S.; lupina, G.; Smith, A.D.; Östling, M.; Dabrowski, J.; lippert, G.; Mehr, W.; lemme, M.C.: „Graphene Hot Electron Transistors“, Graphene 2013, Bilbao, Spain, April 23-26, 2013.

Weyrich, M.; Steden, F: „Automated Configuration of a Machine Simulation based on a Modular Approach“, Proceedings of the 23rd CIRP Design Conference, Bochum, Germany, 11-13 March, 2013, pp. 603-612.

niu, Y.; Fritzen, C.-P.; ni, Y.-Q.: „Online Wind load Reconstruction Study for Canton Tower“, 6th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure, Hong Kong, 9-11 December, 2013.

Korte, M.; Holzmann, F.; Scheuch, V.; Kaiser, G.; Roth, H.: „Ein robuster Fahrzeugbeobachter zur Unterstützung von Torque Vectoring in einem Elektrofahrzeug“, AUTOREG 2013, Baden-Baden, Germany, 2013.

Ginsberg, D.; niu, Y.; Fritzen, C.-P.: „Online Wind load Reconstruction for a Wind Energy Plant using Simulated Structural Responses“, 6th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure, Hong Kong, 2013.

Schlemper, J.; Kuhnert, l.; Kuhnert, K.-D.: „Particle filter-based tracking system using analysis by synthesis for human-machine interaction in mobile outdoor robotics“, IEEE Workshop on Robot Vision 2013, Clearwater, Florida USA, Jan 16, 17, 2013.

Jiang, T.; Kuhnert, K.-D.: „Calibrating Subpixel Distances of Stereo pixel Pairs in Artificial Compound Eye“, IEEE The International Conference on Image Processing(ICIP2013), Melbourne, Australia, September, 2013.

Kernschmidt, K.; Klein, P.; Jazdi, n.; Göhner, P.; Weyrich, M.; Vogel-Heuser, B.: „Methodology for Identification of adaptive Reusable Modules in automated Production Systems“, Proceedings of the 23rd CIRP Design Conference, Bochum, Germany, 11-13 March, 2013, pp. 125-135.

Belz, J.; nelles, O.: „lokale Modellnetze zur Selektion von Einflussgrößen“, Proceedings. 23. Workshop Computational Intelligence, Dortmund, Germany, 5.-6. December, 2013.

Al-Jarrah, R.; Roth, H.: „Design of a blimp robot based on embedded system and software architecture with high level communication and fuzzy logic“, Proceedings of the 9th International Symposium on Mechatronics and its Applications (ISMA13), Amman, Jordan, April 9-11, 2013.

Vaziri, S.; lupina, G.; Henkel, C.; Smith, A.D.; Dabrowski, J.; lippert, G.; Mehr, W.; Östling, M.; lemme, M.C.: „DC Performance of Hot Electron Transistors with a Graphene Base Electrode“, E-MRS 2013 Spring Meeting, Strasboug, France, May 27-31, 2013.

lemme, M.C.: „Graphene Device Options for Microelectronics Applications“, International Winterschool on Electronic Properties of novel Materials, Kirchberg, Austria, March 2-9, 2013.

Kuhnert, l.; Meier, B.; Kuhnert, K.-D.: „Probabilistic approach to self-localization for autonomous mobile outdoor robotics based on hybrid map knowledge“, 16th International IEEE Annual Conference on Intelligent Transportation Systems, The Hague, The netherlands, October 6-9, 2013.

Orthmann, J.; Hochstetter, H.; Bader, J.; Bayraktar, S.; Kol, A.: „Consistent surface model for SPH-based fluid transport“, The ACM SIGGRAPH / Eurographics Symposium on Computer Animation, SCA ‚13, Anaheim, CA, USA, 2013, pp. 95-103.

langmann, B.; niedermeier, M.; de Meer, H.; Buschmann, C.; Koch, M.; Pfisterer, D.; Fischer, S.; Hartmann, K.: „MOVEDETECT - Secure Detection, localization and

| 50 51 |

Classification in Wireless Sensor networks“, Proc. Int. Conf. next Generation Wired/Wireless Advanced networking, 2013, pp. 284-297.

labitzke, B.; Kolb, A.: „Efficient and Accurate linear Spectral Unmixing“, IEEE Workshop on Hyperspectral Imaging and Signal Processing: Evolution in Remote Sensing (Whispers), 2013.

Ansari, F.; niu, Y.; Buethe, I.; Fritzen, C. P.; Fathi, M.: „Integration of Knowledge-based Approach in SHM Systems: A Case Study of Force Identification“, Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science, San Francisco, USA, 2013, pp. 1185-1189.

niu, Y.; Buethe, I.; Ansari, F.; Fathi, M.; Fritzen, C.-P.: „Towards Integration of a Knowledge-Based Approach into SHM“, 5th European-American Workshop on Reliability of nDE, Berlin, Germany, 2013.

lemme, M.C.: „2D-Materials: Enabler of low Power Devices!“, ESSDERC Workshop, Romania, September 20, 2013.

lemme, M.C.; Smith, A.D.; Vaziri, S.; Ostling, M.: „Graphene Devices for More Than Moore Applications“, E-MRS, Warsaw, September 16-19, 2013.

niu, Y.; Fritzen, C.-P.; ni, Y.-Q.: „Online Simultaneous Reconstruction of Wind load and Structural Responses for High-Rise Structures“, ninth International Workshop on Structural Health Monitoring, Stanford University, September 10-12, 2013.

lemme, M.C.: „Graphene: More-than-Moore Applications in Microelectronics“, CMOS Emerging Technologies, Whistler, Canada, July, 2013.

Banf, M.; Blanz, V.: „Man made structure detection and verification of object recognition in images for the visually impaired“, Proceedings of the 6th International Conference on Computer Vision / Computer Graphics Collaboration

Techniques and Applications (MIRAGE ‚13), new York, nY, USA, 2013, pp. Article no. 18.

Chaaban, R.; Fritzen, C.-P.: „Model Predictive and Individual Blade Pitch Control for Stabilizing Platform Pitching Motion of Floating Offshore Wind Turbines“, EWEA Offshore Conference, Frankfurt, Germany, 2013.

Kuhnert, K.-D.; Kuhnert, l.: „light-Weigth Sensor Package for Precison 3D Measurement with Micro UAVs“, UAV-g 2013, Rostock, Germany, 2013.

Sailan, K.; Kuhnert, K.-D.: „DC Motor angular position control using PID controller for the purpose of controlling the Hydraulic pump“, CEIT 2013: International Conference on Control, Engineering and Information Technology, Sousse, Tunisia, June 4-7, 2013.

Henn, K.; Gubaidullin, G.G.; Bongartz, J.; Wahrburg, J.; Roth, H.; Troll, D.K.; Kunkel, M.: „Entwicklung einer spektroskopischen Schnittüberwachung für die laserosteotomie“, 63. Kongress der deutschen Gesellschaft für MKG-Chirurgie (DGMKG), Essen, Germany, 22.–25. May.

Golub, M. V.; Shpak, A. n.; Buethe, I.; Fritzen, C.-P.; Jung, H.; Moll, J.: „Continuous wavelet transform application in diagnostics of piezoelectric wafer active sensors“, Days on Diffraction (DD), St. Petersburg, 27-31 May, 2013, pp. 59-64.

Vaziri, S.; lupina, G.; Smith, A.D.; Dabrowski, J.; lippert, G.; Mehr, W.; Östling, M.; lemme, M.C.: „Graphene base hot electron transistors with high on/off current ratios“, Device Research Conference, notre Dame, USA, June 23-26, 2013.

Kuhnert, l.; nguyen, D.V.; Kuhnert, K.-D.: „Contactless obstacle penetrability classification for mobile outdoor robotics“, 2nd RSS Workshop on Robots in Clutter, Berlin, Germany, June 27, 2013.

| 52 53 |

Prof. Dr. P. Haring Bolívar

Gründungsmitglied des Virtuellen Ins-tituts METAMORPHOSE VI.

Gründungsgesellschafter der TeraTec Systems GmbH.

Beiratsmitglied der KM:SI GmbH. Prorektor für Forschung und Wissenschaftlichen nach-wuchs der Universität Siegen.

Kuratoriumsmitglied des Zentrums für ökonomische Bil-dung (ZöBiS).

Mitglied des Beirates der Südwestfalen Regionale 2013.

Aufsichtsratsmitglied Technologieinstitut für Metall und Engineering GmbH.

Aufsichtsratsmitglied der Automotive Center Südwestfa-len GmbH.

Mitglied der Senatskommission Strukturfonds der Hoch-schulrektorenkonferenz.

Repräsentant aller deutschen Hochschulen in der Smart Specialization Strategy Group der European University As-sociation.

Mitglied im Beraterausschuss der landesregierung nord-rhein-Westfalen für die Beurteilung von wissenschaftli-chen leistungen oder Verdiensten.

Mitglied im Wissenschaftlichen Beirat des Forschungskol-leg Zukunft Menschlich Gestalten (FoKoS).

Mitglied der EU Forschungskommission der Hochschul-rektorenkonferenz.

Dr. K. Hartmann

Sachverständiger für lasermesstechnik im Sport, UIPM (Moderner Fünfkampf)

Prof. Dr. A. Kolb

Sprecher des DFG Graduiertenkollegs 1564

Prodekan für Forschung und Wissen-schaftlichen nachwuchs der naturwis-

senschaftlich- Technischen Fakultät der Universität Siegen

Prof. Dr. J. H. G. Ender

VDI-ITG Fachbereich 7: Fachbereichs-leiter

Hochfrequenztechnik Ender, J. H. G.: IEEE Fellow (Institute of Electrical and

Electronics Engineers)

Mitglied des Rates der DGOn (Deutsche Gesellschaft für Ortung und navigation)

Mitglied des IMA (Institut für Mikrowellen- und An-tennentechnik e. V.)

CoSeRa 2013, Bonn: Co-Chairman

Mitarbeit in Arbeitsgruppen, Gremien

Prof. Dr. U. Pietsch

Dean of Faculty of Science and Techno-logy at Siegen University

German representative of council of European Synchrotron

Radiation Facility (ESRF)

Head of „Maschinen und Apparate Komitee (MEC) der Dortmunder Synchrotronanlage DElTA“

German delegate in ESRF council

Chair of “European Synchrotron User Organization“ (ESUO)

Prof. Dr. M. lemme

Sprecher der Fachgruppe „Graphen und 2-dimensionale Materialien“ im landescluster nRW

Vorstandsmitglied des Vereins nMWP eV (nanoMikroWerkstoffePhotonik.nRW)

Mitglied im Programmkomitee für die Konferenzen ESS-DERC, DRC und UlIS

(ESSDERC: European Solid State Device Research Confe-rence, DRC: Device Research Conference, UlIS: Internatio-nal Conference on Ultimate Integration on Silicon)

Prof. Dr. K.-D. Kuhnert

Mitarbeit in UAVInsys und Air

Prof. Dr. C.-P. Fritzen

Chief Editor “Structural Monitoring and Maintenance”,

Assoc. Editor “Structural Health Moni-toring”,

Chairman of the international Committee “Hans-Juergen Schmidt Award”

Activities in nat. and int. working groups, Conference Committees (2013):

Mitglied Fachausschuss “Zustandsüberwachung” der DGZfP (Deutsche Gesellsch. für zerstörungsfreie Prüfung), Berlin.

Member Scientific Committee: Intl. Workshop on Structural Health Monitoring, Stanford Univ., CA, 2013.

EURODYn 2014, Intl. Conf. on Structural Dynamics, leu-ven, Belgium, Porto, Portugal, 2014.

7th European Workshop on Structural Health Monitoring, nantes, France, 2014

6th International Workshop on Structural Control and Monitoring, Barcelona, Spain, 2014

Prof. Dr. O. loffeld

Kurator des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartech-nik, FHR

Sprecher der nRW Research School on Multi Modal Sensorsystems for Environmental Explorati-on and Safety (MOSES)

Sprecher International Postgraduate Programme Multi Sensorics

| 54 55 |

Studienarbeiten / Projectworks Ayemele Djeujo, R.: SAR Imaging using an Ultra-Wideband M-Sequence Radar System

Dominik, F.: Entwicklung und Programmierung eines eingebetteten Systems zur Ansteuerung eines mobilen Roboters für Programmierpraktika

Huajie, W.: Erweiterung der Softwarefunktionalität des Tracked Merlin IIIRoboters

nuricumbo, J.: Development of a software application for a 6DOF tracking system using stereo vision and active markers

Md. Riaz, P.: Evaluation of the internal sensor hardware and sensor Algorithms such as calibration and Extended Kalman-Filter inside an IMU

Michael, n.: Entwurf eines laborversuchs zur digitalen Zustandsregelung eines Quanser 3DOF Helikopters

Spies, R.: Implementation and Simulation of a SAR Processor using using the hyperbolic Radon Transformation

Venegas Mendoza, V. R.: Evaluation of step-up converters for mobile power sources

Master- und Diplomarbeiten

Ahmed Elsayed nagy: Tracking Colored Object in Real Time Unsing Flying Robot Camera

Buunk, R.: Choosing Colors for Visualization Applications

Diao, P.: Integration of InS and Visual Gyroscope with nonlinear Kalman Filtering

Diefenthal, T.: Mesh Refinement for Dynamic Terrain Data

Dominic, R.: Programmierung einer Webanwendung für Mobilgeräte Zwecks Smart Metering von Gebäuden unter Verwendung von Embedded Systems

Halouani, M.: Realization of a Control for Positioning of Antennas of networked Radar Transponders

Huang, S.: Development of a Pedestrian navigation System for Portable Devices

Jens, W.: Erstellung eines webbasierten Portals zur Durchführung und zum Management des Bewerbungsprozesses eines internationalen Studiengangs

Madhulica Grarg, M.: Software-in-loop development including Graphical User Interface for Model-Based Diagnose System of Grear and Clutches

Md. Riaz, P.: Fusion of vision and sensor data using Extended Kalman-Filter

nguyen, T.M.H.: Erstellung eines webbasierten Portals zur netzwerkbildung zwischen Industrie, Forschungs- und Bildungserinrichtungen in Sambia

Pawel, W.: Erstellung eines webbasierten Portals zur Durchführung und zum Management des Bewerbungsprozesses eines internationalen Studiengangs

Saeed Shugair, M. n.: Specularity Removal for Detecting a Flexible Manipulator For Surgical Operations with an Endoscopic Camera

Spies, R.: Development of a GPU-accelerated SAR Processor based on Backprojection

Urrigshardt , F.: Expressive Spectral Error Visualization for Enhanced Spectral Unmixing

Venegas Mendoza, V.R.: Design and evaluation of a system for inductive battery charging of a mobile robot

Zhang, S.: 2D/3D Indoor Pedestrian navigation with a Foot-mounted IMU

Bachelor-Theses

Bysewski, M.: Evaluierung der open-source Software 3D Slicer für ausgewählte Visualisierungs- und Planungsaufgaben in der Computergestützten Chirurgie

Hilbig, S.: Entwurf und Implementierung eines modellbasierten Geschwindigkeitsreglers für einen mobilen Roboter mit Differentialantrieb

lu, C.: Genauigkeitsuntersuchung optischer 3D-lokalisiersysteme für computergestützte Chirurgie

Philipp, M.: Aufbau eines laborversuchs zur Regelung der Geschwindigkeit eines mobilen Roboters mit Differentialantrieb

Yang, W.: Herleitung der Kinematik für den 6-Achsroboter KUKA KR 16 und Visualisierung der Roboterbewegungen mit einem beweglichen 3D-Modell in labVIEW

| 56 57 |

MESSEn UnD VERAnSTAlTUnGEn

iSMIT 2013 1. Siegener Forum Sensorik

Im September 2013 stellte die Arbeitsgruppe Medizin-technik, unter leitung von Herrn Dr. Wahrburg, das modi-CAS-Assistenzsystems auf der iSMIT 2013 (Internatio-nal Conference of the Society for Medical Innovation and Technology) in Baden-Baden aus. Hierbei handelt es sich um die Entwicklung eines leistungsfähigen, universellen Assistenzsystems für die computer- und roboterunter-stützte Chirurgie.

Unter dem Motto „Alles schwingt-Schwingungsanalyse in der industriellen Anwendung “, fand am 14. Juni 2013 das erste Siegener Forum Sensorik statt. Mit dieser neu-en, jährlichen Veranstaltungsreihe soll jeweils ein für die industrielle Anwendung wichtiges Themenfeld in den Vor-dergrund rücken.Schwingungen, ob erwünscht oder unerwünscht, spielen in der Technik eine maßgebliche Rolle. Dabei möchten wir insbesondere Firmen Gelegenheit geben, Ihre Erfahrungen und lösungen im jeweiligen Themenbereich zu präsentie-ren. Ein weiteres Anliegen des Forums ist es, eine bessere Vernetzung der Industrie mit der Universität Siegen im Be-reich der Sensorik zu erreichen und den regionalen Firmen eine Möglichkeit zum Meinungsaustausch und für Anre-gungen zu bieten.Im Jahr 2014 wird es um Qualitätskontrolle gehen.

Offene Uni 2013

„Forschung erleben, sehen und verstehen“ beteiligten sich auch in diesem Jahr die Arbeitsgruppen von Prof. loffeld (Remote Sensing SAR), von Prof. Weyrich (Fertigungsau-tomatisierung und Montage), von Dr. Wahrburg (Medizin-technik), von Dr. Hartmann und Dr. Weihs (Embedded Sys-tems) sowie von Dr. Bornemann (lasertechnik) an dem Tag „Offene Uni“ in Form von Vorführungen und Ausstellungen in den laboratorien.Das Publikum reichte von Grundschülern über studieninte-ressierte Abiturienten bis hin zur Generation 70plus. Innerhalb des Kernzeitraums, zwischen 11 und 16 Uhr, gab es die Möglichkeit zu informativen Gesprächen mit den Gruppenleitern, über aktuelle Projekte und zukünftige Ideen.

BAUMA 2013

Auf der Weltleitmesse für Baumaschinen „BAUMA 2013“, hat das ZESS zusammen mit dem Unternehmen STDS Jantz (Attendorn) ein neues, gemeinsam entwickeltes Te-lemetrie System für die Bohrlochkommunikation erstmals einer breiten Öffentlichkeit vorgestellt. Das System stieß bei den Besuchern auf sehr großes Interesse.Über das Forschungsprojekt wurde bereits im Jahresbe-richt 2011 informiert.

| 58 59 |

PROMOTIOnEn

Im Jahr 2013 verzeichnet das Zentrum vierzehn Promotionen. Die Konspekte der folgenden Seiten sollen als Indikator für die Qualität der Förderung des wissenschaftlichen nachwuchses und damit für die Forschungsintensität unseres Ins-tituts dienen.

Promotionen

Jiang, T.:Stereo vision for facet type cameras, Dissertation, , Univer-sity of Siegen, 2013, 119 Seiten.

nguyen, D.-V.:Vegetation Detection and Terrain Classification for Auto-nomous navigation, Dissertation, , University of Siegen, 2013.

Schwaneberg, O.:Concept, system design, evaluation and safety require-ments for a multispectral sensor, Dissertation, , University of Siegen, 2013, Fakultät IV: naturwissenschaftlich-Tech-nische Fakultät.

Edwan, E.:novel Approaches for Improved Performance of Inertial Sensors and Integrated navigation Systems, Dissertation, , University of Siegen, 2013, 142 Seiten.

langmann, B.:Wide Area 2D/3D Imaging: Development, Analysis and Applications, Dissertation, , University of Siegen, 2013.

Dai, Z.:GPS-based Dynamic Attitude Determination for the Ter-raSAR/PAMIR Experiment, Dissertation, Siegen, Germany, University of Siegen, 2013, 168 Seiten.

Davydok, A.:X-ray diffraction analysis of InAs nanowires, Dissertation, , University of Siegen, 2013, 103 Seiten.

Send, S.:Utilization of a frame store pnCCD for energy-dispersive laue diffraction with white synchrotron radiation, Disser-tation, , University of Siegen, 2013, 137 Seiten.

labitzke, B.:Visualization and Analysis of Multispectral Image Data, Dissertation, , University of Siegen, 2013.

Zhou, J.:low-cost MEMS-InS/GPS Integration using nonlinear Fil-tering Approaches, Dissertation, Siegen, Germany, Univer-sity of Siegen, 2013, Fakultät IV: naturwissenschaftlich-Technische Fakultät, 157 Seiten.

Banf, M.:Auditory image understanding for the visually impaired based on a modular computer vision sonification model, Dissertation, 2013, 302 Seiten.

Peters, V.:Phänomenologische Modellierung und multistatische Simulation von Time-of-Flight 3D PMD Kameras, Disserta-tion, Siegen, Germany, University of Siegen, 2013.

Habib, A.:Ultrasonic characterization and defect detection in pie-zoelectric materials, Dissertation, , University of Siegen, 2013, 109 Seiten.

Torres Arredondo, M. A.:Acoustic emission testing and acousto-ultrasonics for structural health monitoring, Dissertation, Siegen, Germa-ny, University of Siegen, 2013, 240 Seiten.

| 60 61 |

navigation ist eine Wissen-schaft und Kunst, die auf die Fragen, wo Sie zum gegen-wärtigen Zeitpunkt sind und wo Sie im nächsten Moment sein werden, antwortet. Moderne navigationssyste-me basieren hauptsächlich

auf Satellitensystemen und Inertialsensoren. Inertialsen-soren sind in navigationssystemen beliebt, da sie in sich geschlossene Sensoren sind. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung neuartiger Konzepte für die Verbesserung der leistung der Inertialsensoren und zur Sensordatenfusion mit externen Sensoren wie zum Beispiel das Global Posi-tionsbestimmungssystem (GPS) und Magnetometer. Ein Inertialnavigationssystem (InS) ist abhängig von einem inertialen Meßsystem (IMU). Ein IMU besteht traditionell aus drei orthogonalen Gyroskopen und drei orthogonalen Beschleunigungssensoren.

Bei den Inertialsensoren konzentrieren wir uns auf die Verwendung von verteilten Beschleunig