Institut für Hochfrequenztechnik und Elektronik (IHE)

Vertiefungsrichtung 25 - Sensorsysteme

Kurz und knapp

Sensoren sind die Basis vieler Entwicklungen wie IoT über 5G/6G, automatisiertes Fahren oder Industrie 4.0. In der vorliegenden Vertiefungsrichtung werden die technologischen Grundlagen sowie umfangreiches Systemwissen der Sensorsysteme zusammen mit der benötigten Signalverarbeitung vermittelt.

 

Anwendungsfelder

Sensorsysteme werden in fast allen Anwendungsfeldern benötigt, insbesondere

  • Automobilindustrie, Verkehrssysteme
  • Industrieautomatisierung / Industrie 4.0
  • Robotik
  • Raumfahrt
  • Augmented Reality
  • Internet of Things (IoT)
  • Medizintechnik
  • Energietechnik
  • Bau- und Vermessungswesen

Absolvent*innen der Vertiefungsrichtung 25 qualifizieren sich für die Forschung und Entwicklung, aber auch für den technischen Vertrieb und die Projektleitung.

 

Inhalte und Hintergründe

Ein flächendeckender Einsatz von Sensoren und den damit verbundenen Internet-of-Things- (IoT)-Technologien ermöglicht eine umfassende Informationsbereitstellung, wie sie z. B. für eine individuelle Gesundheitsversorgung, ausreichende Ernährung, sauberes Wasser und Luft sowie nachhaltige Energie und Mobilität benötigt wird. Studien schätzen die dafür notwendige Anzahl an Sensoren auf 1 Milliarde und beziffern die weltweite wirtschaftliche Bedeutung auf 11,1 Billion $. In 2020 beträgt der weltweite Umsatz in der Sensorindustrie bereits ca. 29 Mrd. $. Die deutsche Sensorindustrie beliefert ca. 20% des weltweiten Sensormarktes. Mehr als 100.000 Arbeitsplätze und 10 Mrd. € Umsatz in der Sensorindustrie stehen in direkter Verbindung zu deutschen KMUs. Im Mittel wurde in den letzten Jahren ein jährliches Umsatzwachstum von 7% beobachtet, einhergehend mit 40% zusätzlich geschaffenen Arbeitsplätzen seit 2005.

Neben Sensoren zur Messung physikalischer Größen wie Temperatur, Beschleunigung usw. haben in jüngerer Zeit auch viele hochkomplexe Sensorsysteme mit umfangreicher Auswertealgorithmik basierend auf Kamera-, Radar- oder Lidar-Technologie erfolgreich Einzug in viele Anwendungen vom Automobil bis zur Industrieautomatisierung gehalten. Solche Sensorsysteme erfassen wesentlich mehr Information als einfachere Sensoren, allerdings ist für deren Extraktion aus den Sensordaten auch eine aufwendigere Signal- bzw. Bildverarbeitung und -auswertung erforderlich. Alle drei Technologien sind unabdingbar zur Realisierung des automatisierten Fahrens, werden aber auch zunehmend in vielen anderen Bereichen eingesetzt, wie etwa in Lidar-basierten Augmented Reality Systemen in Endanwender-Produkten oder satellitengestützten Beobachtungen der Erdatmosphäre. In der vorliegenden Vertiefungsrichtung werden die technologischen Grundlagen sowie umfangreiches Systemwissen der Sensorsysteme zusammen mit der benötigten Signalverarbeitung vermittelt, deren tiefergehende Kenntnis erst eine wechselseitige Optimierung von Signalverarbeitung und Sensortechnologie ermöglicht und somit neue Anwendungsfelder und Einsatzgebiete eröffnet.

 

Studienplan

WS

SS

Grundlagen zur Vertiefungsrichtung (GVR)

SWS

LP

SWS

LP

Bildverarbeitung

2

3

Optoelectronic Components (E)

2+1

4

Antennen und Mehrantennensysteme

2+2

5

Pflichtbereich der Vertiefungsrichtung (PVR)

Messtechnik

2+1

5

Methoden der Signalverarbeitung

2+2

6

Radar Systems Engineering (E)

3+1

6

Laser Metrology (E)

2

3

Sensoren

2

3

Digitale Strahlenformung für bildgebendes Radar

2+1

4

Praktikum Mikrowellentechnik oder

0+4

6

0+4

6

Photonics and Communications Lab (E) oder

0+4

6

Praktikum Digitale Signalverarbeitung oder

0+4

6

Praktikum Mechatronische Messsysteme

0+4

6

Summe (GVR+PVR)

33

12

 

WS

SS

Wahlbereich der Vertiefungsrichtung

SWS

LP

SWS

LP

Modul 1

Modul 2

Summe (insgesamt 39 LP)

 

WS

SS

Überfachliche Qualifikationen

SWS

LP

SWS

LP

Modul 1

Summe (insgesamt 6 LP)

 

Masterarbeit

LP

Masterarbeit

30

 

Zusammenfassung

LP

Grundlagen zur Vertiefungsrichtung (GVR)

12

Pflichtbereich der Vertiefungsrichtung (PVR)

33

Wahlbereich der Vertiefungsrichtung

39

Überfachliche Qualifikationen

6

Masterarbeit

30

Summe

120

 

Bei Modulen, die in zwei Semestern aufgeführt werden, ist nur eine der Veranstaltungen zu belegen. Sind mehrere Praktika angegeben, ist nur eines zu wählen. Die entsprechenden Leistungspunkte werden bei der Summe (GVR+PVR) nur in einem Semester addiert.

 

Kontakt

Prof. Dr. rer. nat. habil. Marc Eichhorn

Prof. Dr.-Ing. Michael Heizmann

Prof. Dr.-Ing. Christian Koos

Prof. Dr.-Ing. Thomas Zwick

 

Fachstudienberatung

Dr.-Ing. Mario Pauli
Tel.: 0721 / 608-46259
Fax: 0721 / 608-45027
E-Mail: mario.pauli∂kit.edu

Bild
Bildgewinnung mit einer Lichtfeldkamera: visuelles Bild (oben), Tiefenschätzung (unten)
Lidarbild
LIDAR-Punktwolke eines Messfahrzeugs und Detektion einer kleinen Drohne (Grafik: Fraunhofer IOSB)
Radarbild bei einer Parklückensuche
Parklückenausmessung mit hochauflösenden Radarsensoren (Grafik: BMBF Projekt radar4FAD)