BA/FP/MA: Auswirkung der Positionsgenauigkeit bei Radar-Bildgebungsverfahren mit Apertur-synthese in der Medizin
Radarsensoren finden immer mehr Anwendungen im Bereich der Human-Medizin, da sie kontaktlos und ohne Eingriffe in die Privatsphäre des Menschen operieren. So kann man mit Radaren bereits die Vitalparameter eines Menschen messen und somit z.B. den Schlaf überwachen, ohne Sensoren am Körper anzubringen. Die Forschung in diesem Gebiet beschäftigt sich aktuell mit der Schätzung von Bewegungsparametern eines Menschen, um beispielsweise die Krankheitsentwicklung von Parkinson-Patienten zu studieren. Um die Bewegungsparameter mit einem Radar genau zu schätzen sollen in Zukunft neuronale Netze eingesetzt werden, die allerdings zum Training die genauen Bewegungspositionen der einzelnen Körperteile benötigen. Für die Bewegungsschätzung kann die Azure Kinect von Microsoft verwendet werden, die wie unten zu sehen ist neben den RBG-Bilddaten eine Tiefenkarte der Umgebung erstellt und zudem die Keypoints der Gelenke extrahiert.
Zur Evaluierung der Positionsgenauigkeit soll in dieser Arbeit die ISAR-Bildgebung und die Auswirkungen von Ungenauigkeiten bei der Positionsschätzung näher untersucht werden, da dieser sehr sensitiv auf Positionsfehler reagiert. Konkret soll der Algorithmus an einem Modell eines menschlichen Fußes erprobt werden.
Die Arbeit wird in folgende Arbeitspakete gegliedert: In einem ersten Schritt soll eine bekannte Trajektorie mithilfe einer Linearschiene abgefahren werden, bei der die Position des Fußes stets bekannt ist, um ein Ground-Truth-Bild zu erzeugen. In einem nächsten Schritt werden verschiedene Fehler in die Trajektorie eingebaut und die Auswirkungen auf die Bildqualität ausgewertet. Schließlich soll die Positionsschätzung mit der Azure Kinect untersucht werden, um ein Resümee ziehen zu können, ob deren Genauigkeit für die ISAR-Bildgebung bei 80 GHz ausreicht. Die Entwicklung des ISAR-Algorithmus selbst ist nicht Teil dieser Arbeit, kann aber bei Interesse mit einbezogen werden.
Kontakt: peter.mergenthaler@fau.de