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Formal concept analysis (FCA) as introduced in [4] deals with contexts and concepts. Roughly speaking, a context is an environment that is equipped with some kind of "knowledge". Such contexts are also known as information or knowledge representation systems where the knowledge consists of (intensional) descriptions relating sets of objects to sets of properties. Given extsensional and intensional descriptions (the latter one in terms of binary attributes), they can be arranged in a taxonomy or concept lattice.
Schlussbericht HIGEDIS
(2015)
Rural areas often lack affordable broadband Internet connectivity, mainly due to the CAPEX and especially OPEX of traditional operator equipment [HEKN11]. This digital divide limits the access to knowledge, health care and other services for billions of people. Different approaches to close this gap were discussed in the last decade [SPNB08]. In most rural areas satellite bandwidth is expensive and cellular networks (3G,4G) as well as WiMAX suffer from the usually low population density making it hard to amortize the costs of a base station [SPNB08].
Aufgrund eines nahezu gleichlautenden Beschlusses des Kreistages im Rhein-Sieg-Kreis (RSK) und des Hauptausschusses der Stadt Bonn im Jahr 2011 wurden die jeweiligen Verwaltungen beauftragt, gemeinsam mit den Energieversorgern der Region ein Starthilfekonzept Elektromobilität zu entwickeln. In Folge dieses Beschlusses konstituierte sich Ende 2011 ein Arbeitskreis, der aus den Verwaltungen des Rhein-Sieg-Kreises und der Stadt Bonn, den Energieversorgern SWB Energie und Wasser, der Rhenag, den Stadtwerken Troisdorf, der Rheinenergie und den RWE besteht. Die inhaltlichen Schwerpunkte, die inzwischen in drei Arbeitskreisen behandelt werden, umfassen den Ausbau der Ladeinfrastruktur, die Öffentlichkeitsarbeit und die Bereitstellung von Strom aus regenerativen Quellen durch den Zubau entsprechender Anlagen in der Region. Während Maßnahmen zur Öffentlichkeitsarbeit und die Bereitstellung Grünen Stroms aus den Arbeitskreisen direkt bearbeitet und bewegt werden, ist dies aufgrund der Komplexität des Themas und der zahlreichen Einflussgrößen beim Ausbau der Ladeinfrastruktur nicht möglich. Daraus entstand die Überlegung einer Kooperation mit der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg.
Extraction of text information from visual sources is an important component of many modern applications, for example, extracting the text from traffic signs on a road scene in an autonomous vehicle. For natural images or road scenes this is a unsolved problem. In this thesis the use of histogram of stroke widths (HSW) for character and noncharacter region classification is presented. Stroke widths are extracted using two methods. One is based on the Stroke Width Transform and another based on run lengths. The HSW is combined with two simple region features– aspect and occupancy ratios– and then a linear SVM is used as classifier. One advantage of our method over the state of the art is that it is script-independent and can also be used to verify detected text regions with the purpose of reducing false positives. Our experiments on generated datasets of Latin, CJK, Hiragana and Katakana characters show that the HSW is able to correctly classify at least 90% of the character regions, a similar figure is obtained for non-character regions. This performance is also obtained when training the HSW with one script and testing with a different one, and even when characters are rotated. On the English and Kannada portions of the Chars74K dataset we obtained over 95% correctly classified character regions. The use of raycasting for text line grouping is also proposed. By combining it with our HSW-based character classifier, a text detector based on Maximally Stable Extremal Regions (MSER) was implemented. The text detector was evaluated on our own dataset of road scenes from the German Autobahn, where 65% precision, 72% recall with a f-score of 69% was obtained. Using the HSW as a text verifier increases precision while slightly reducing recall. Our HSW feature allows the building of a script-independent and low parameter count classifier for character and non-character regions.
Advanced driver assistance systems (ADAS) are technology systems and devices designed as an aid to the driver of a vehicle. One of the critical components of any ADAS is the traffic sign recognition module. For this module to achieve real-time performance, some preprocessing of input images must be done, which consists of a traffic sign detection (TSD) algorithm to reduce the possible hypothesis space. Performance of TSD algorithm is critical.
One of the best algorithms used for TSD is the Radial Symmetry Detector (RSD), which can detect both Circular [7] and Polygonal traffic signs [5]. This algorithm runs in real-time on high end personal computers, but computational performance of must be improved in order to be able to run in real-time in embedded computer platforms.
To improve the computational performance of the RSD, we propose a multiscale approach and the removal of a gaussian smoothing filter used in this algorithm. We evaluate the performance on both computation times, detection and false positive rates on a synthetic image dataset and on the german traffic sign detection benchmark [29].
We observed significant speedups compared to the original algorithm. Our Improved Radial Symmetry Detector is up to 5.8 times faster than the original on detecting Circles, up to 3.8 times faster on Triangle detection, 2.9 times faster on Square detection and 2.4 times faster on Octagon detection. All of this measurements were observed with better detection and false positive rates than the original RSD.
When evaluated on the GTSDB, we observed smaller speedups, in the range of 1.6 to 2.3 times faster for Circle and Regular Polygon detection, but for Circle detection we observed a decreased detection rate than the original algorithm, while for Regular Polygon detection we always observed better detection rates. False positive rates were high, in the range of 80% to 90%.
We conclude that our Improved Radial Symmetry Detector is a significant improvement of the Radial Symmetry Detector, both for Circle and Regular polygon detection. We expect that our improved algorithm will lead the way to obtain real-time traffic sign detection and recognition in embedded computer platforms.
Digitalisierung eines Pen-&-Paper-Rollenspiels mit Übertragung von Interaktionen in die reale Welt
(2015)
Das hier vorliegende Werk ist eine Zusammenführung des Masterprojekts und der darauf aufbauenden Masterarbeit von Antony Konstantinidis und Nicolas Kopp. Diese Arbeiten sind in den Jahren 2013 und 2014 entstanden und ergeben zusammen ein umfassendes Bild der Software- und Spielenentwicklung, der Konzeption von Echtzeitanwendungen und vermitteln Hintergründe aus den verschiedensten Bereichen der Mixed Reality, des Storytelling, der Netzwerkkonzeption und der künstlichen Intelligenz.
Kaum ein anderes Segment im Gesundheitswesen in Deutschland steht so im Fokus der Qualitätssicherung wie die medizinische Rehabilitation. So sind leitliniengetreue Therapien oder ausgereifte Zertifizierungsverfahren längst existenzielle Belegungsvoraussetzungen für die Rehabilitationseinrichtungen. Ohne ein funktionierendes Qualitätsmanagementsystem darf eine Rehabilitationsklinik nicht belegt werden (§20 SGB IX) – das ist einmalig im Gesundheitssystem. Die Rehabilitationskliniken sind damit Vorreiter in Sachen Qualität im Gesundheitswesen.
Der Einsatz von Agentensystemen ist vielfältig, dennoch sind aktuelle Realisierungen lediglich in der Lage primär regelkonformes oder aber „geskriptetes“ Verhalten auch unter Einsatz von randomisierten Verfahren abzubilden. Für eine realistische Repräsentation sind jedoch auch Abweichungen von den Regeln notwendig, die nicht zufällig sondern kontextbedingt auftreten. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes wurde ein realitätsnaher Straßenverkehrssimulator realisiert, der mittels eines detailliert definierten Systems für kognitive Agenten auch diese irregulären Verhaltensweisen generiert und somit ein realistisches Verkehrsverhalten für die Verwendung in VR-Anwendungen simuliert. Durch das Erweitern der Agenten mit psychologischen Persönlichkeitsprofilen, basierend auf dem „Fünf-Faktoren-Modell“, zeigen die Agenten individualisierte und gleichzeitig konsistente Verhaltensmuster. Ein dynamisches Emotionsmodell sorgt zusätzlich für eine situationsbedingte Adaption des Verhaltens, z.B. bei langen Wartezeiten. Da die detaillierte Simulation kognitiver Prozesse, der Persönlichkeitseinflüsse und der emotionalen Zustände erhebliche Rechenleistungen verlangt, wurde ein mehrschichtiger Simulationsansatz entwickelt, der es erlaubt den Detailgrad der Berechnung und Darstellung jedes Agenten während der Simulation stufenweise zu verändern, so dass alle im System befindlichen Agenten konsistent simuliert werden können. Im Rahmen diverser Evaluierungsiterationen in einer bestehenden VR-Anwendung – dem FIVIS-Fahrradfahrsimulator des Antragstellers - konnte eindrucksvoll nachgewiesen werden, dass die realisierten Konzepte die ursprünglich formulierten Forschungsfragestellung überzeugend und effizient lösen.