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Details zur Studienarbeit
Titel der Studienarbeit:
Entwurf einer Fallstudie für moderne Autonomiekonzepte
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Voraussetzungen:
- Kenntnisse in C/C++ - Interesse an Künstlicher Intelligenz (Expertensysteme, symbolisches Schließen). - Kenntnisse in Software Engineering und V&V-Prozessen - Grundverständnis von Echtzeitbetriebssystemen (RTOS) und hardwarenaher Programmierung
Geeignet für die folgenden Studiengänge:
TSA
TSL
TIT
TIM
TIS
TIK
Themenbeschreibung:
Die Zuverlässigkeit von Flight Software ist in der Raumfahrt kritisch, da Systeme hochautonom agieren müssen. Gängige V&V-Konzepte basieren auf internationalen Standards wie ECSS-Q-ST-80C. In einer aktuellen Dissertation wurde eine Hierarchische Signal-zu-Symbol Architektur für FDIR (Failure Detection, Isolation and Recovery) entwickelt, die den "Dynamic Memory Bottleneck" traditioneller Expertensysteme durch den Einsatz eines statisch allozierten TREAT-Algorithmus und einer Symbolizer-Schicht löst. Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine umfassende Fallstudie zu entwerfen, die diese Architektur gegen ein klassisches PUS-basiertes FDIR-System (Packet Utilization Standard) evaluiert. Dabei soll eine Simulationsumgebung geschaffen werden, die realistische Fehlerszenarien eines CubeSats abbildet. Aufgaben: - Anforderungsanalyse: Definition funktionaler und nicht-funktionaler Anforderungen an die Fallstudie basierend auf den Forschungsfragen der Dissertation (Detektionslatenz, Robustheit, Rechenlast). - Design der Testumgebung: Entwurf einer Simulationsumgebung, die ein CubeSat-Subsystem (z.B. EPS oder ADCS) und dessen Telemetrieströme nachbildet. - Implementierung der Referenzsystems basierend auf der ERWIN FSW und der bereits implementierten TREAT Engine, sowie eines Simulators für die Umgebung - Entwicklung von Fehlerszenarien: Modellierung von Rauschen, transienten Fehlern (SEUs) und komplexen, mehrstufigen Hardwareausfällen. Optionale Aufgaben: - Anbindung an flugrepräsentative Hardware (z.B. ARM Cortex-M oder LEON3-Simulator).
