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Master-Thesis HSLU T&A Kollaborative Raumentwicklung
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- Titel
- Master-Thesis HSLU T&A Kollaborative Raumentwicklung
- Autor/in
- Urheberrechtshinweis
- Hochschule Luzern - Technik & Architektur
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- Importiert am
- 05.08.2026
- Übergeordnete Sets
- 1
Optimierung autonomer Wendemanöver im Gelände
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- Titel
- Optimierung autonomer Wendemanöver im Gelände
- Autor/in
- Datierung
- 05.06.2026
- Beschreibung
- Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Optimierung autonomer Wendemanöver für Agrarroboter
(Arawex) in Steillagen. Da 2D-Planer hier durch Kipprisiko versagen, evaluiert die Arbeit zwei Ansätze
in einer Digital-Twin-Architektur: einen analytischen Reeds-Shepp-Planer mit 3D-Kostenfunktion und
einen Deep-Reinforcement-Learning-Agenten (PPO) in NVIDIA Isaac Sim. Ein quantitativer Vergleich
entfiel, da der analytische Planer nicht vollendet wurde und die RL-Agenten wegen strenger Zeitlimits in
Evaluationen scheiterten. Die Untersuchung liefert dennoch einen zentralen Befund: Beide RL-Modelle
scheiterten architekturübergreifend an der simultanen Ausrichtung von Position und Orientierung (Heading)
am Ziel. Dichte Belohnungssignale führten zur reinen Annäherung, das spärlich belohnte End-
Heading schlug jedoch fehl – zusätzlich erschwert durch die Ackermann-Kinematik. Empfohlen wird
abschliessend eine hybride Architektur aus KI-Adaptivität und analytischen Sicherheitsgarantien.
This bachelor’s thesis examines the optimisation of autonomous turning manoeuvres for agricultural
robots (Arawex) on steep slopes. As 2D planners fail in this context due to the risk of tipping, the thesis
evaluates two approaches within a digital twin architecture: an analytical Reeds-Shepp planner with a
3D cost function and a deep reinforcement learning agent (PPO) in NVIDIA Isaac Sim. A quantitative
comparison was not carried out, as the analytical planner was not completed and the RL agents failed
in evaluations due to strict time limits. Nevertheless, the study yields a key finding: both RL models
failed across architectures when attempting to simultaneously align position and orientation (heading)
with the target. Dense reward signals led to mere approximation, but the sparsely rewarded end-heading
failed – a challenge further compounded by Ackermann kinematics. The conclusion recommends a hybrid
architecture combining AI adaptivity with analytical safety guarantees.
- Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Optimierung autonomer Wendemanöver für Agrarroboter
- Urheberrechtshinweis
- Zenhäusern Nathanael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 05.08.2026
- Übergeordnete Sets
- 1
Fernwartesystem für PV-Inselsysteme in Äthiopien
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- Titel
- Fernwartesystem für PV-Inselsysteme in Äthiopien
- Autor/in
- Datierung
- 20.12.2025
- Beschreibung
- In dieser Bachelorarbeit wurde das bestehende Fernwartesystem für PV-Inselsysteme in Äthiopien modernisiert und auf eine neue, langfristig verfügbare Hardwareplattform übertragen. Da der bisher verwendete Arduino MKR GSM 1400 abgekündigt wurde, erfolgte eine Evaluation und prototypische Umsetzung mit dem Arduino Nano ESP32 und dem 4G-Modem SIM7600. Die Datenabfrage über RS232 sowie die Übertragung an die InfluxDB konnten erfolgreich getestet werden. Zudem wurde das Grafana-Dashboard erweitert, unter anderem um ein Balkendiagramm zur täglichen Energieanzeige. Anforderungen wie die interaktive Karte und ein vollständiges Hardware-Redesign konnten aus Zeitgründen nicht umgesetzt werden, wurden jedoch im Rahmen einer technischen Recherche analysiert. Die Arbeit bildet eine Grundlage für die zukünftige Weiterentwicklung und den produktiven Einsatz des Systems.
In this bachelor’s thesis, the existing remote monitoring system for PV off-grid systems in Ethiopia was modernized and migrated to a new hardware platform with long-term availability. As the previously used Arduino MKR GSM 1400 has been discontinued, an evaluation and a prototypical implementation based on the Arduino Nano ESP32 and the 4G modem SIM7600 were carried out. Data acquisition via RS232 as well as data transmission to InfluxDB were successfully tested. In addition, the Grafana dashboard was extended, including a bar chart for daily energy visualization. Requirements such as an interactive map and a complete hardware redesign could not be implemented due to time constraints, but were analyzed as part of a technical research. The thesis provides a foundation for future development and productive deployment of the system.
- In dieser Bachelorarbeit wurde das bestehende Fernwartesystem für PV-Inselsysteme in Äthiopien modernisiert und auf eine neue, langfristig verfügbare Hardwareplattform übertragen. Da der bisher verwendete Arduino MKR GSM 1400 abgekündigt wurde, erfolgte eine Evaluation und prototypische Umsetzung mit dem Arduino Nano ESP32 und dem 4G-Modem SIM7600. Die Datenabfrage über RS232 sowie die Übertragung an die InfluxDB konnten erfolgreich getestet werden. Zudem wurde das Grafana-Dashboard erweitert, unter anderem um ein Balkendiagramm zur täglichen Energieanzeige. Anforderungen wie die interaktive Karte und ein vollständiges Hardware-Redesign konnten aus Zeitgründen nicht umgesetzt werden, wurden jedoch im Rahmen einer technischen Recherche analysiert. Die Arbeit bildet eine Grundlage für die zukünftige Weiterentwicklung und den produktiven Einsatz des Systems.
- Urheberrechtshinweis
- Hug Felix, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 21.07.2026
- Übergeordnete Sets
- 1
USB-C EPR Charger for S-Pedelec
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- Titel
- USB-C EPR Charger for S-Pedelec
- Autor/in
- Datierung
- 05.01.2026
- Beschreibung
- In dieser Arbeit wird die Entwicklung eines USB-C-basierten Ladesystems für ein
S-Pedelec untersucht. Ziel ist es, zu evaluieren, ob der USB Power Delivery Extended
Power Range (USB-PD EPR) Standard mit Spannungen bis 48 V für den Einsatz
als S-Pedelec-Ladegerät geeignet ist. Auf Basis einer Anforderungsanalyse und unter
Berücksichtigung des bestehenden Akkusystems, des Batterie-Management-Systems sowie
des Motorcontrollers wurde ein geeignetes Systemkonzept erarbeitet.
Als Grundlage für die Umsetzung wurde ein Referenzdesign von Texas Instruments
gewählt, welches einen USB-PD-EPR-Controller mit einem bidirektionalen
DC/DC-Laderegler kombiniert. Dieses Referenzdesign wurde analysiert, angepasst und
in Form eines eigenen Schaltplans und Leiterplattenlayouts umgesetzt. Der Fokus lag
dabei auf der korrekten Integration des CCCV-Ladeverfahrens für Lithium-Ionen-Akkus
sowie auf EMV-gerechten Layoutentscheidungen.
Zur Validierung des entwickelten Konzepts wurde ein Testkonzept definiert, welches
Funktionstests bei unterschiedlichen Eingangsspannungen, Effizienzmessungen sowie
eine qualitative thermische Untersuchung mittels Infrarotkamera umfasst. Die geplanten
Messergebnisse sollen mit den Angaben aus dem Referenzdesign verglichen werden.
Zusätzlich wird eine grobe Kostenabschätzung durchgeführt und der Einfluss von
Skaleneffekten diskutiert.
This thesis investigates the development of a USB-C–based charging system for an
S-pedelec. The objective is to evaluate whether the USB Power Delivery Extended Power
Range (USB-PD EPR) standard, supporting voltages up to 48 V, is suitable for use
as an S-pedelec charger. Based on a requirements analysis and considering the existing
battery system, battery management system, and motor controller, an appropriate system
concept was developed.
A reference design provided by Texas Instruments was selected as the basis for the
implementation, combining a USB-PD EPR controller with a bidirectional DC/DC
charge controller. This reference design was analyzed, adapted, and implemented in the
form of a custom schematic and printed circuit board layout. The focus was placed on
the correct integration of the CCCV charging method for lithium-ion batteries as well as
on EMC-oriented layout decisions.
To validate the developed concept, a test plan was defined, including functional tests
at different input voltages, efficiency measurements, and a qualitative thermal analysis
using an infrared camera. The planned measurement results are intended to be compared
with the data provided in the reference design documentation. In addition, a rough cost
estimation is presented, and the impact of scaling effects is discussed.
- In dieser Arbeit wird die Entwicklung eines USB-C-basierten Ladesystems für ein
- Urheberrechtshinweis
- Wittlin Silvan, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 21.07.2026
- Übergeordnete Sets
- 1
Flugbahnverfolgung mit mechanisch ausrichtbarer Antenne
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- Titel
- Flugbahnverfolgung mit mechanisch ausrichtbarer Antenne
- Autor/in
- Datierung
- 05.01.2026
- Beschreibung
- Diese Arbeit simuliert eine Flugbahnverfolgung mit mehreren Reinforcement Learning Methoden. Das zu verfolgendes Objekt sendet ein Signal, das von der Antenne empfangen wird. Anhand der empfangenen Signalleistung wird beurteilt, wie gut die Antenne dem Objekt folgt. Die Arbeit beschreibt die mathematische Modellierung der Umwelt sowie die Bewegung von Objekt und Antenne. Im Weiteren werden Explorationsstrategien, die Abschätzung der Signalleistung zu einem nächsten Zeitpunkt sowie das Neuronalen Netzes erläutert. Diese Komponenten bilden die Grundlage der betrachteten Verfahren. Die Algorithmen erhalten zu jedem Zeitpunkt einen Zustand und eine Belohnung, aus denen eine optimale Aktion zur Antennensteuerung abgeleitet wird. Die Methoden SARSA, Experience Replay und Deep Deterministic Policy Gradient werden implementiert, die Bearbeitung der Kommunikation mit der Umgebung optimiert und hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit zur Flugbahnverfolgung verglichen. Von allen untersuchten zeigt die Experience Replay Methode die erfolgreichste Verfolgung hinsichtlich der Differenz von den Azimut- und Elevationswinkel zwischen der Antenne und dem Objekt.
This work simulates trajectory tracking using several reinforcement learning methods. The object to be tracked emits a signal that is received by an antenna. Based on the received signal power, it is assessed how well the antenna follows the object. The work describes the mathematical modeling of the environment as well as the motion of the object and the antenna. Furthermore, exploration strategies, the estimation of the signal power at a future time step, and the neural network are explained. These components form the basis of the considered approaches. At each time step, the algorithms receive a state and a reward, from which an optimal action for antenna control is derived. The methods SARSA, Experience Replay, and Deep Deterministic Policy Gradient are implemented, the handling of communication with the environment is optimized, and their performance in trajectory tracking is compared. Amongst the evaluated approaches, the Experience Replay method demonstrates the most successful tracking in terms of the difference between the azimuth and elevation angles of the antenna and the object.
- Diese Arbeit simuliert eine Flugbahnverfolgung mit mehreren Reinforcement Learning Methoden. Das zu verfolgendes Objekt sendet ein Signal, das von der Antenne empfangen wird. Anhand der empfangenen Signalleistung wird beurteilt, wie gut die Antenne dem Objekt folgt. Die Arbeit beschreibt die mathematische Modellierung der Umwelt sowie die Bewegung von Objekt und Antenne. Im Weiteren werden Explorationsstrategien, die Abschätzung der Signalleistung zu einem nächsten Zeitpunkt sowie das Neuronalen Netzes erläutert. Diese Komponenten bilden die Grundlage der betrachteten Verfahren. Die Algorithmen erhalten zu jedem Zeitpunkt einen Zustand und eine Belohnung, aus denen eine optimale Aktion zur Antennensteuerung abgeleitet wird. Die Methoden SARSA, Experience Replay und Deep Deterministic Policy Gradient werden implementiert, die Bearbeitung der Kommunikation mit der Umgebung optimiert und hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit zur Flugbahnverfolgung verglichen. Von allen untersuchten zeigt die Experience Replay Methode die erfolgreichste Verfolgung hinsichtlich der Differenz von den Azimut- und Elevationswinkel zwischen der Antenne und dem Objekt.
- Urheberrechtshinweis
- Ackermann Armon Benjamin, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 21.07.2026
- Übergeordnete Sets
- 1
Leistungsmessrolle für E-Bikes
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- Titel
- Leistungsmessrolle für E-Bikes
- Autor/in
- Datierung
- 28.12.2025
- Beschreibung
- Im Rahmen dieser Projektarbeit wurde eine Leistungsmessrolle für E-Bikes entwickelt. Ziel war die
Realisierung eines Prüfstands mit einstellbarer Bremsleistung bis 1000 W, der Drehmoment, Leistung
und Drehzahl erfassen und die Messwerte online bereitstellen kann. Die Mechanik wurde so
umgesetzt, dass der Prüfstand einsatzbereit ist und erste Tests durchgeführt werden konnten. Die
Regelung der Bremsleistung sowie die präzise Messwerterfassung sind derzeit noch nicht vollständig
abgeschlossen, da in den Messwerten und im Regelverhalten noch Abweichungen auftreten. Die
Messdaten stehen jedoch bereits über MQTT online zur Verfügung. Als nächsten Schritt werden die
Ursachen dieser Abweichungen systematisch analysiert und behoben sowie die Messwerte in einer
Webapplikation übersichtlich visualisiert.
As part of this project work, a power measurement roller for e-bikes was developed. The goal was
to realize a test bench with an adjustable braking power of up to 1000 W, capable of measuring
torque, power, and rotational speed and making the measured data accessible online. The
mechanical system was implemented to the point that the test bench is ready for operation and
initial tests could be carried out. The braking power control as well as precise measurement are not
yet fully completed, since deviations still occur in the measured values and in the control behavior.
However, the measurement data is already available online via MQTT. As the next step, the causes
of these deviations will be systematically analyzed and eliminated, and the data will be clearly
visualized in a web application.
- Im Rahmen dieser Projektarbeit wurde eine Leistungsmessrolle für E-Bikes entwickelt. Ziel war die
- Urheberrechtshinweis
- Bucher Jeremias, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 21.07.2026
- Übergeordnete Sets
- 1
Spinal Motion Analysis Using A Wearable Flexible Sensor
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- Titel
- Spinal Motion Analysis Using A Wearable Flexible Sensor
- Autor/in
- Datierung
- 16.01.2026
- Beschreibung
- Rücken- und insbesondere Lendenwirbelsäulenschmerzen gehören weltweit zu den häufigsten muskuloskelettalen Erkrankungen und stellen eine erhebliche Belastung für Astronauten dar. Diese Beschwerden treten besonders häufig auf und gehen mit charakteristischen Veränderungen der Wirbelsäule unter Mikrogravitation einher, wie beispielsweise einer veränderten Wirbelsäulenkrümmung, veränderter Belastung der Bandscheiben sowie Muskelatrophie. Um diese Mechanismen besser zu verstehen und zukünftige Messungen während Raumflügen zu ermöglichen, untersucht diese Studie den neu entwickelten, flexiblen und tragbaren FlexTail Sensor, der zur kontinuierlichen Erfassung von Bewegung und Haltung der Wirbelsäule unter Alltagsbedingungen und später auch im Raumflug eingesetzt wird.
In einer beobachtenden Querschnittsstudie führten sechs gesunde Erwachsene (3 Frauen, 3 Männer) standardisierte Alltagsaktivitäten wie Stehen, Vorbeugen (Flexion), nach hinten beugen (Extension), Sitzen am Schreibtisch, Treppensteigen, Gehen und das Aufstehen von einem Stuhl durch, während der FlexTail Sensor segmentale Krümmungssignale der Wirbelsäule aufzeichnete. Die über die Rectify-App gewonnenen Messdaten wurden in Python weiterverarbeitet, um relevante Ergebnisparameter wie Bewegungsumfänge (Range of Motion) und Lendenlordosewinkel zu berechnen. Anschliessend erfolgte ein Vergleich mit physiologischen Referenzwerten und Literaturdaten. Die gemessenen Winkel für Flexion, Extension und typische Haltungen lagen überwiegend innerhalb plausibler physiologischer Bereiche und zeigten über wiederholte Messungen hinweg konsistente Muster. Dies deutet darauf hin, dass das FlexTail System grundsätzlich in der Lage ist, valide und reproduzierbare kinematische Informationen zur Wirbelsäulenbewegung bereitzustellen.
Gleichzeitig wurden mehrere praktische Herausforderungen identifiziert, insbesondere im Hinblick auf die Sensorbefestigung bei öliger oder behaarter Haut, die sichere Fixierung des elektronischen Moduls sowie das Risiko unbeabsichtigter Messunterbrechungen durch die Benutzeroberfläche der App. Einfache prozedurale Anpassungen (z. B. Verzicht auf Hautlotionen, Rasieren des Rückens, zusätzliche Fixierung mit einem elastischen Band) sowie geplante Softwareänderungen (Verlagerung der Stopp-Taste) wurden als konkrete Optimierungsmassnahmen abgeleitet, um die Messstabilität und Benutzerfreundlichkeit zu verbessern. Insgesamt schafft diese Arbeit eine erste methodische Grundlage für den Einsatz des FlexTail Sensors in grösseren Validierungsstudien und langfristig für die kontinuierliche Vor-Ort-Überwachung der Wirbelsäulenbelastung bei Astronauten und leistet damit einen Beitrag an der Schnittstelle zwischen Wirbelsäulenbiomechanik und Raumfahrtmedizin.
Back and lower back pain are among the most common musculoskeletal disorders worldwide and represent a significant burden for astronauts. These complaints occur particularly frequently and are accompanied by characteristic changes in the spine under microgravity, such as altered curvature, intervertebral disc load, and muscle atrophy. To better understand these mechanisms and enable future monitoring during spaceflight, this study investigates the newly developed, flexible wearable FlexTail sensor, which is used to continuously record the movement and posture of the spine under everyday conditions and later in a space flight environment.
In an observational cross-sectional study, six healthy adults (3 women, 3 men) performed standardized everyday activities such as standing, bending, stretching, sitting at a desk, climbing stairs, walking, and getting up from a chair while the FlexTail sensor recorded segmental curvature signals. The raw data were exported via the Rectify app and processed in Python to derive key outcome parameters, specifically ranges of motion and lumbar lordosis angles, which were compared with physiological reference values and literature data. The measured angles for flexion, extension, and typical postures were largely within plausible physiological ranges and showed consistent patterns across repeated measurements, suggesting that the FlexTail system is fundamentally capable of providing valid and reproducible kinematic information about spinal motion.
At the same time, several practical challenges were identified, particularly with regard to sensor attachment to oily or hairy skin, secure attachment of the electronic module, and the risk of unintended recording interruptions due to the app interface. Simple procedural adjustments (e.g., avoiding lotions, shaving the back, additional fixation with an elastic strap) and planned software changes (relocation of the stop button) were derived as concrete optimization measures to improve measurement stability and user-friendliness. Overall, this work creates an initial methodological basis for the use of the FlexTail sensor in larger validation studies and, in the long term, for the continuous on-site monitoring of spinal load in astronauts, thus contributing to the interface between spinal biomechanics and space medicine.
- Rücken- und insbesondere Lendenwirbelsäulenschmerzen gehören weltweit zu den häufigsten muskuloskelettalen Erkrankungen und stellen eine erhebliche Belastung für Astronauten dar. Diese Beschwerden treten besonders häufig auf und gehen mit charakteristischen Veränderungen der Wirbelsäule unter Mikrogravitation einher, wie beispielsweise einer veränderten Wirbelsäulenkrümmung, veränderter Belastung der Bandscheiben sowie Muskelatrophie. Um diese Mechanismen besser zu verstehen und zukünftige Messungen während Raumflügen zu ermöglichen, untersucht diese Studie den neu entwickelten, flexiblen und tragbaren FlexTail Sensor, der zur kontinuierlichen Erfassung von Bewegung und Haltung der Wirbelsäule unter Alltagsbedingungen und später auch im Raumflug eingesetzt wird.
- Urheberrechtshinweis
- Munir Huda, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 13.05.2026
- Übergeordnete Sets
- 1
Projektierung einer Wildüberführung
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- Titel
- Projektierung einer Wildüberführung
- Autor/in
- Datierung
- 16.01.2026
- Beschreibung
- Ziel dieser Arbeit ist die Planung und statische Bemessung einer Wildüberführung über eine
Autobahn und Gleisschienen bis zur Stufe Bauprojekt. Nach der Untersuchung verschiedener
Tragwerkskonzepte wurde eine zweifeldrige Rippendecke aus Ortsbeton ausgewählt und
anschliessend vertieft analysiert sowie bemessen.
Das gewählte Tragwerk besteht aus einer Rippendecke mit vorgespannten Unterzügen sowie
Widerlagern und Streifenfundamenten. Die Überführung weist eine Gesamtlänge von 60 m und
eine Breite von 52.3 m auf. Die Spannweiten betragen 31.0 m über der Autobahn sowie 20.5 m
über den Gleisschienen.
Die statische Bemessung erfolgt gemäss den geltenden SIA-Normen (SIA 260 ff.) unter
Berücksichtigung ständiger, veränderlicher und aussergewöhnlicher Einwirkungen. Zusätzlich
wird die Vorspannung der Unterzüge nach dem AUR-Verfahren berücksichtigt.
Die Tragfähigkeit aller Bauteile wurde erfolgreich nachgewiesen.
The aim of this work is the planning and structural design of a wildlife overpass across a
highway and railway tracks up to the construction project stage. After examining various
structural concepts, a two-span ribbed slab made of cast-in-place concrete was selected and
subsequently analyzed and designed in detail.
The chosen structure consists of a ribbed slab with prestressed beams, abutments, and strip
foundations. The overpass has a total length of 60 m and a width of 52.3 m. The spans
measure 31.0 m over the highway and 20.5 m over the railway tracks.
The structural design is carried out in accordance with the applicable SIA standards (SIA 260
et seq.), taking into account permanent, variable, and exceptional loads. In addition, the
prestressing of the beams is considered according to the AUR method.
The load-bearing capacity of all components has been successfully verified.
- Ziel dieser Arbeit ist die Planung und statische Bemessung einer Wildüberführung über eine
- Urheberrechtshinweis
- Morgenthaler Simon, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 13.05.2026
- Übergeordnete Sets
- 1
Schwemmholzrechen in kleinen Bächen
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- Titel
- Schwemmholzrechen in kleinen Bächen
- Autor/in
- Datierung
- 16.01.2026
- Beschreibung
- Über die gesamte Schweiz verteilt befinden sich Standorte von Schwemmholzrechen. Viele
dieser Rechen sind bereits älter und wurden nicht aufgrund eines standardisierten Verfahrens
erstellt. Die Funktionstauglichkeit lässt sich daher schwer überprüfen. In diesem Bericht
werden die Daten zu den vorhandenen Rechen in vier Kantonen untersucht. Dabei sollen
systematische Auffälligkeiten Aufschluss über die Qualität der Rechensysteme geben.
Die in der Vertiefungsarbeit 2 erarbeiteten Hilfestellungen werden an mehreren konkreten
Rechenstandorten des Kantons Luzern geprüft. Bei der Dimensionierung von räumlichen
Rechen fällt auf, dass für das Festlegen des Stababstands sowie der Rechenneigung
Grundlagedaten fehlen. Im 5m langen Kanal wird ein Modell eines Schwemmholzrechens
erstellt. Geprüft werden unter anderem die Rückhaltewahrscheinlichkeit von Stabholz bei
verschiedenen Stababständen sowie Fliesszuständen.
Ebenso wird eine mögliche Hilfestellung für den Unterhalt von Rechenanlagen erstellt.
Across Switzerland, there are numerous locations with driftwood racks. Many of these racks
are already old and were not constructed according to a standardized procedure. Their
functional performance is therefore difficult to assess. This report examines data from the
existing racks in four cantons. Systematic irregularities are intended to provide insight into the
quality of the rack systems.
The guidelines developed in Vertiefungsarbeit 2 are tested at several specific rack locations in
the Canton of Lucerne. In the dimensioning of spatial racks, it becomes apparent that basic
data are lacking for determining the rod spacing and the rack inclination. In the 5m long canal,
a model of a driftwood rack is constructed. Among other aspects, the retention probability of
logs is examined for different rod spacings and flow conditions.
In addition, a possible guideline for the maintenance of rack installations is developed.
- Über die gesamte Schweiz verteilt befinden sich Standorte von Schwemmholzrechen. Viele
- Urheberrechtshinweis
- Huber Yannik, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 05.05.2026
- Übergeordnete Sets
- 1
CANopen on Zephyr RTOS
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Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
- CANopen on Zephyr RTOS
- Autor/in
- Datierung
- 06.06.2025
- Beschreibung
- Toradex AG is moving from a single, monolithic tester to a modular setup in which
compact STM32-based “bricks” exchange measurement data with a Linux host over a
Controller Area Network (CAN) bus. This thesis investigates whether a Zephyr-RTOS
implementation of CANopenNode can satisfy three practical needs: reliable brick-tocontroller
communication, error-free transfer of firmware-sized data objects, and real-time
streaming of Linux boot logs from the device under test.
A laboratory prototype was built that links a PC test controller to an STM32 brick
through a USB-to-CAN interface, replicating the signal paths of the planned tester. Core
CANopen services namely network management, SDO uploads/downloads, and PDO
mapping, were first verified. A DOMAIN object then enabled a 1 kB file to be written,
read back, and byte-checked, proving that remote firmware updates are feasible.
Bootlog bytes captured via UART were packetised and streamed both as PDOs and as
SDO block transfers. Busload and multi-node overload scenarios were simulated and analyzed.
All results were verified with custom analysis scripts and bussniffing software to
confirm correct results.
The results confirm that Classical CAN with CANopen satisfies Toradex’s requirements
almost completely and show which steps are necessary for a successful implementation in
the future. However, they also highlight potential issues with overloading the CAN bus.
In conclusion, the project successfully established a solid foundation for implementing
CAN communication on the new tester. The results will help Toradex to make informed
decisions about future developments and identify potential problems in advance.
Deutsches Abstract fehlt
- Toradex AG is moving from a single, monolithic tester to a modular setup in which
- Urheberrechtshinweis
- Arnold David, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 04.05.2026
- Übergeordnete Sets
- 1
Space Object Tracking with AI-Models
Name that can easily go onto 2 lines
Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
- Space Object Tracking with AI-Models
- Autor/in
- Datierung
- 06.06.2025
- Beschreibung
- Diese Arbeit untersucht die Entwicklung und Optimierung von Modellen des maschinellen Lernens für das
visionbasierte Tracking von Weltraumobjekten im Kontext der aktiven Weltraummüllentfernung und In-Orbit-
Servicing-Missionen. Ziel ist die kontinuierliche Bestimmung der Position des Zielobjektes durch FPGA-basierte
Space-Kameras bis zu einer Entfernung von 20 m. Durch umfassende Experimente mit Convolutional Neural
Networks demonstriert diese Arbeit eine Reduktion des absoluten Fehlers um über 70% im Vergleich mit
dem Baseline-Modell, während gleichzeitiger Optimierung für Quantisierung durch das VectorBlox SDK und
anschliessendem Einsatz im FPGA mit einer Inferenzzeit von 33 ms pro Bild. Die Arbeit evaluiert CNNNetzwerke
hinsichtlich des kritischen Kompromisses zwischen Performance (Genauigkeit) und Komplexität
(begrenzte FPGA-Ressourcen). Ein synthetischer Trainingsdatensatz mit simulierten Bildern ermöglicht eine
robuste Modellentwicklung. Quantisierungsbewusstes Training reduziert den Quantisierungsfehler um 30%,
während Neural-Search-Algorithmen die automatisierte Entwicklung von optimalen Netzwerkarchitekturen für
FPGA-Constraints übernimmt. Diese Arbeit schafft eine Grundlage für die praktische Implementierung von
KI-gesteuerten Tracking-Systemen in FPGA-basierten Weltraum-Anwednungen.
This work investigates the development and optimisation of artificial intelligence models for vision-based
tracking of space objects in the context of active debris removal and in-orbit servicing missions. The focus
lies on the continuous determination of a target position for FPGA-based space cameras for a distance of up
to 20 m. Through comprehensive experiments with convolutional neural networks, this work demonstrates a
reduction in absolute error of over 70% compared to the baseline model, while simultaneously optimising for
quantisation through the VectorBlox SDK and subsequent deployment on an FPGA with inference times of
33 ms per image. The work evaluates CNN networks regarding the critical trade-off between performance
(accuracy) and complexity (limited FPGA resources). A synthetic training dataset with artificially generated
images enables robust model development. Quantisation-aware training reduces the quantisation error by 30%,
while neural search algorithms handle the automated development of optimal network architectures for FPGA
constraints. This work establishes a foundation for the practical implementation of an AI-driven tracking systems
in FPGA-based space applications.
- Diese Arbeit untersucht die Entwicklung und Optimierung von Modellen des maschinellen Lernens für das
- Urheberrechtshinweis
- Ming Andreas, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 04.05.2026
- Übergeordnete Sets
- 1
Embedded Softwareentwicklung für DC Microgrid Hardware
Name that can easily go onto 2 lines
Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
- Embedded Softwareentwicklung für DC Microgrid Hardware
- Autor/in
- Datierung
- 06.06.2025
- Beschreibung
- Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erweiterung der Embedded Software eines bestehenden
DC-Microgrid-Prototyps. Ziel ist es, die bestehende Regelung mit einem MPPT-Algorithmus zu
ergänzen und die Schaltverluste des Tiefsetzstellers durch Softswitching zu reduzieren. Zusätzlich
wird untersucht, ob sich die Totzeit der MOSFETs mit einer bereits verbauten analogen Schaltung
automatisch messen lässt und ob daraus der Spulenstrom indirekt erfasst werden kann. Der MPPT
wird implementiert und in Simulationen, Labor- und Freilufttests validiert. Die Regelung direkt am
Solarpanel zeigt gute Ergebnisse. Für das Softswitching wird die erforderliche Schaltfrequenz
berechnet und experimentell überprüft. Die Bedingungen für Softswitching lassen sich zuverlässig
einhalten. Die Totzeitmessung funktioniert grundsätzlich, wird jedoch durch Signalschwingungen und
begrenzte Zeitauflösung beeinträchtigt.
This thesis focuses on the extension of the embedded software of an existing DC microgrid
prototype. The goal is to enhance the existing control system with a Maximum Power Point Tracking
(MPPT) algorithm and to reduce switching losses in the buck converter through soft switching.
Additionally, the work investigates whether the dead time of the MOSFETs can be automatically
measured using an integrated analog circuit and whether the inductor current can be indirectly
derived from it. The MPPT is implemented and validated through simulations, as well as lab and
outdoor testing. The regulation directly at the solar panel shows good results. For soft switching,
the required switching frequency is calculated and experimentally verified. The conditions for soft
switching can be reliably met. The dead time measurement works in principle but is affected by
signal overshoot and limited time resolution.
- Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erweiterung der Embedded Software eines bestehenden
- Urheberrechtshinweis
- Holzer Jan Andreas, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 04.05.2026
- Übergeordnete Sets
- 1