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Diese Arbeit präsentiert eine Methode zur zuverlässigen Personendetektion für die Absicherung des Arbeitsbereichs von Industrierobotern. Hierzu wird ein im Nahinfrarotbereich (NIR) arbeitendes aktives Kamerasystem eingesetzt, das durch erweiterte und robuste Hauterkennungseigenschaften besonders dazu geeignet ist, zwischen verschiedensten Materialoberflächen und menschlicher Haut zu unterscheiden. So soll zum einen die Erkennungsleistung gegenüber handelsüblichen, im visuellen Bereich arbeitenden RGB-Kamerasystemen gesteigert werden und gleichzeitig eine „intelligente“ Form des Mutings realisiert werden. Die im Rahmen des Projekts „Sichere Personendetektion im Arbeitsbereich von Industrierobotern durch ein aktives NIR-Kamerasystem (SPAI)“ entwickelte und hier vorgestellte Methode erreicht in einer ersten Variante eine pixelweise Personenerkennungsrate von ca. 98,16%.
Die Anforderungen an die Tragfähigkeit von Seilrollen aus Guss-Polyamiden nehmen aufgrund der Erwartungen hinsichtlich der maximal zu realisierenden Hublasten bei neueren Förder- und Hebegeräte stetig zu. Die heutige Konstruktionspraxis erlaubt für normale Betriebsbedingungen eine gesicherte Auslegung der Seilrollen. Aus jahrelanger Erfahrung sind hierfür Grenzwerte für maximal zulässigen Belastungen im Betrieb unter verschiedensten Betriebsbedingungen gewonnen worden. Jedoch ist bei steigenden Lasten, besserer Ausnutzung des Werkstoffpotenzials oder Modifikationen des Basiswerkstoffs nur noch eine eingeschränkte Bestimmung der tatsächlichen "Worst-Case"-Tragfähigkeit mit dieser Konstruktionspraxis möglich. Berechnungsmodelle einer neuen Bemessungsgrundlage basieren auf der Anwendung der Finite Elemente Methode. Die ersten Berechnungsmodelle aus der modifizierten Bemessungsgrundlage ermöglichen den Einfluss von geometrischen Änderungen der Form bzw. der Ausführung, von lokalen Materialeigenschaften und von realistischere Lastzustände auf den Deformationsund Spannungszustand einer Seilrolle theoretisch zu beschreiben. Weitere Berechnungsmodelle, die z.B. die Erwärmung der Seilrolle durch die Rollreibung zwischen Seil und Seilrolle sowie des Walkens durch die Bewegung des Seiles bei dynamischer Belastung beschreiben können, sind in der Entwicklung. Für den Konstrukteur werden zudem parametrisierte Geometrie-, Last- und FE-Modelle entwickelt, die eine schnelle und betriebssichere Dimensionierung von Seilrollen aus Guss-Polyamiden ermöglichen. Alle theoretischen Ergebnisse werden z.Z. durch umfangreiche Versuche abgesichert.
Zuverlässige Ad-Hoc Kommunikation mobiler Endgeräte mit satellitengestützter Internet-Anbindung
(2005)
Mobile Datenkommunikation basiert üblicherweise auf der drahtlosen Anbindung eines Endgerätes an eine Basisstation, die ihrerseits an eine feste Infrastruktur angebunden ist. In vielen Szenarien sind diese Voraussetzungen jedoch nicht gegeben. Beispiele hierfür sind Hochwasser, Erdbeben oder Flugzeugabstürze in dünn besiedelten Regionen. Einen Lösungsansatz für sich daraus ergebende Anforderungen bieten dynamisch aufgebaute Ad-Hoc Netze mit einer satellitengestützten Anbindung an eine Festnetz-Infrastruktur. In solchen Netzen stellen die mobilen Terminals die benötigte lokale Infrastruktur selbst dynamisch her. Ziel der hier vorgestellten Arbeiten ist es, die Zuverlässigkeit und Dienstqualität der verwendeten Technologien zu untersuchen und durch geeignete Mechanismen so anzupassen, dass die Anforderungen typischer Applikationen möglichst erfüllt werden. Zur Demonstration wurde ein Prototyp aufgebaut, der unter anderem die Anwendungen "Voice over IP" (VoIP), "Datenbankzugriff im Intranet" und Internetzugang (WWW) untersucht.
Durch die Nutzung von Qualitätsindikatoren für die Zuweisungssteuerung ge-winnt das interne QM eine zentrale Bedeutung für die Zukunftssicherung der Einrichtungen. Zusätzlich untermauert wird dies durch den strukturierten Qualitätsdialog (DRV Bund 2017), der durch eine stärkere Fokussierung auf diese Qualitätsindikatoren Revisionscharakter und zugleich Anreizfunktion für die Rehabilitationseinrichtungen hat. Vor diesem Hintergrund stellt sich für die Einrichtungen die Frage, wie geeignete interne Qualitätskennzahlen genutzt werden können, um Verbesserungsprozesse so frühzeitig zu initiieren, dass die externen Qualitätskennzahlen positiv ausfallen.
Neben der Verbesserung des Gesundheitszustandes sind der Erhalt der Beschäftigungsfähigkeit und die berufliche (Wieder-)Eingliederung zentrale Ziele der Rehabilitationsleistungen der Deutschen Rentenversicherung. In der „Reha-QM-Outcome-Studie“ wurden sowohl mittels Patientenfragebogen Angaben zum subjektiven Nutzen der Behandlung als auch mittels Routinedaten der Rentenversicherung Angaben zum Erwerbsstatus erhoben, so dass eine Gegenüberstellung beider Zieldimensionen erfolgen kann.
Neben der Verbesserung des Gesundheitszustandes sind der Erhalt der Beschäftigungsfähigkeit und die berufliche (Wieder-)Eingliederung zentrale Ziele der Rehabilitationsleistungen der Deutschen Rentenversicherung. In der „Reha-QM-Outcome-Studie“ wurden sowohl mittels Patientenfragebogen Angaben zum subjektiven Nutzen der Behandlung als auch mittels Routinedaten der Rentenversicherung Angaben zum Erwerbsstatus bzw. zur Berentung erhoben, so dass eine Gegenüberstellung beider Zieldimensionen erfolgen kann.
In der Ergebnisdarstellung der Reha-QM-Outcome Studie der DRV Baden-Württemberg und des Qualitätsverbunds Gesundheit konnte gezeigt werden, dass Kliniken eines Verbundes, die ein gemeinsames, auf aktivem Benchmarking und Von-Einander-Lernen gegründetes Qualitätsmanagement (Basis QMS Reha®) anwenden, ein Jahr nach der Reha etwas bessere Ergebnisse in relevanten Outcome-Parametern (u. a. subjektiver Reha-Nutzen, geleistete Rentenversicherungsbeiträge) erzielen als der Durchschnitt der Kliniken (Toepler et al., 2015). Der vorliegende Beitrag stellt die verbundinterne Analyse der Studienergebnisse dar und geht der Frage nach, welche QM-Elemente einen positiven Einfluss auf die Outcome-Parameter ausüben.
Die Detektion von Explosivstoffen stellt ein zentrales Feld der zivilen Sicherheitsforschung dar. Eine besondere Herausforderung liegt hierbei in dem Nachweis verpackter Substanzen, wie es bei Unkonventionellen Spreng- und Brandvorrichtung (USBV) häufig der Fall ist. Derzeit eingesetzte Verfahren arbeiten meist mit bildgebenden Techniken, durch die sich ein Anfangsverdacht ergibt. Der tatsächliche chemische Inhalt der USBV lässt sich jedoch nicht exakt ermitteln. Eine genaue Beurteilung der Gefährdung durch solche Substanzen ist allerdings von großer Bedeutung, insbesondere wenn die Entschärfung des Objekts in bewohntem Gebiet stattfinden muss. In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, das sich als Verifikationsverfahren bei bestehendem Anfangsverdacht gezielt einsetzen lässt. Hierzu wird mittels Laserbohrtechnik zunächst die äußere Hülle des zu untersuchenden Gegenstandes durchdrungen. Anschließend finden eine lasergestützte Probenahme des Inhalts sowie die Detektion unter Verwendung geeigneter Analysemöglichkeiten statt. Der Bohr- und Probenahmefortschritt wird über verschiedene spektroskopische und sensorische Verfahren begleitend überwacht. Zukünftig soll das System abstandsfähig auf Entschärfungsrobotern eingesetzt werden.
Along with the success of the digitally revived stereoscopic cinema, other events beyond 3D movies become attractive for movie theater operators, i.e. interactive 3D games. In this paper, we present a case that explores possible challenges and solutions for interactive 3D games to be played by a movie theater audience. We analyze the setting and showcase current issues related to lighting and interaction. Our second focus is to provide gameplay mechanics that make special use of stereoscopy, especially depth-based game design. Based on these results, we present YouDash3D, a game prototype that explores public stereoscopic gameplay in a reduced kiosk setup. It features live 3D HD video stream of a professional stereo camera rig rendered in a real-time game scene. We use the effect to place the stereoscopic effigies of players into the digital game. The game showcases how stereoscopic vision can provide for a novel depth-based game mechanic. Projected trigger zones and distributed clusters of the audience video allow for easy adaptation to larger audiences and 3D movie theater gaming.
In this paper, we present XPERSim, a 3D simulator built on top of open source components that enables users to quickly and easily construct an accurate and photo-realistic simulation for robots of arbitrary morphology and their environments. While many existing robot simulators provide a good dynamics simulation, they often lack the high quality visualization that is now possible with general-purpose hardware. XPERSim achieves such visualization by using the Object-Oriented Graphics Rendering Engine 3D (Ogre) engine to render the simulation whose dynamics are calculated using the Open Dynamics Engine (ODE). Through XPERSim’s integration into a component-based software integration framework used for robotic learning by experimentation, XPERSIF, and the use of the scene-oriented nature of the Ogre engine, the simulation is distributed to numerous users that include researchers and robotic components, thus enabling simultaneous, quasi-realtime observation of the multiple-camera simulations.
XML Signature Wrapping (XSW) has been a relevant threat to web services for 15 years until today. Using the Personal Health Record (PHR), which is currently under development in Germany, we investigate a current SOAP-based web services system as a case study. In doing so, we highlight several deficiencies in defending against XSW. Using this real-world contemporary example as motivation, we introduce a guideline for more secure XML signature processing that provides practitioners with easier access to the effective countermeasures identified in the current state of research.
The paper presents a new control strategy of management of transport companies operating in completive transport environment. It is aimed to optimise the headway of transport companies to provide the balance between costs and benefits of operation under competition. The model of transport system build using AnyLogic comprises agent-based and discrete-event techniques. The model combined two transport companies was investigated under condition of the competition between them. It was demonstrated that the control strategy can ensure the balance of interests of transport companies trying to find compromise between cost of operation and quality of service.
Work in progress: Starter-project for first semester students to survey their engineering studies
(2015)
In this contribution, we describe the activities and promotion programs installed at the Bonn-Rhein-Sieg University as an institution and at the Department of Computer Science respectively for increasing the total number of computer science students and in particular the female rate. We report about our experiences in addressing gender aspects in education and try to evaluate the outcome of our programs with respect to our equal rights for women strategy. We propose a closer look at mental self-theories enabled by E-portfolios to address also gender issues in Computer Science. Moreover, reasons are identified and discussed which may be responsible for the reduced interest in particular of female young adults to choose a computer science study program.
Risk-based authentication (RBA) aims to strengthen password-based authentication rather than replacing it. RBA does this by monitoring and recording additional features during the login process. If feature values at login time differ significantly from those observed before, RBA requests an additional proof of identification. Although RBA is recommended in the NIST digital identity guidelines, it has so far been used almost exclusively by major online services. This is partly due to a lack of open knowledge and implementations that would allow any service provider to roll out RBA protection to its users. To close this gap, we provide a first in-depth analysis of RBA characteristics in a practical deployment. We observed N=780 users with 247 unique features on a real-world online service for over 1.8 years. Based on our collected data set, we provide (i) a behavior analysis of two RBA implementations that were apparently used by major online services in the wild, (ii) a benchmark of the features to extract a subset that is most suitable for RBA use, (iii) a new feature that has not been used in RBA before, and (iv) factors which have a significant effect on RBA performance. Our results show that RBA needs to be carefully tailored to each online service, as even small configuration adjustments can greatly impact RBA's security and usability properties. We provide insights on the selection of features, their weightings, and the risk classification in order to benefit from RBA after a minimum number of login attempts.
Smart home systems change the way we experience the home. While there are established research fields within HCI for visualizing specific use cases of a smart home, studies targeting user demands on visualizations spanning across multiple use cases are rare. Especially, individual data-related demands pose a challenge for usable visualizations. To investigate potentials of an end-user development (EUD) approach for flexibly supporting such demands, we developed a smart home system featuring both pre-defined visualizations and a visualization creation tool. To evaluate our concept, we installed our prototype in 12 households as part of a Living Lab study. Results are based on three interview studies, a design workshop and system log data. We identified eight overarching interests in home data and show how participants used pre-defined visualizations to get an overview and the creation tool to not only address specific use cases but also to answer questions by creating temporary visualizations.
Application systems are often advertised with features, and features are used heavily for requirements man- agement. However, often software manufacturers only have incomplete information about the features of their software. The information is distributed over different sources, such as requirements documents, issue trackers, user manuals, and code. In this paper, we research the occurrence of feature information in open source software engineering data. We report on a case study with three open source systems. We analyze what information about features can be found in issue trackers and user documentation. Furthermore, we study the abstraction levels on which the features are described, how feature information is related, and we discuss the possibility to discover such information semi-automatically. To mirror the diversity of software development contexts, we choose open source systems, which are quite different, e.g., in the rigor of issue tracker usage. The results differ accordingly. One main result is that the user documentation did not provide more accurate information than the issue tracker compared to a provided feature list. The results also give hints on how the management of feature relevant information can be supported.
In January 2015, German trade and industry announced to support the national animal welfare initiative "Initiative Tierwohl" (ITW) which stands for a more sustainable and animal-friendly meat production. A web content analysis shows that the ITW initiative has been widely picked up and discussed by online media and that user comments are quite heterogeneous. The current study identifies different types of consumers through factor and cluster analysis and is based on an online survey as well as face-to-face interviews. According to our results, the identified consumer groups demonstrate a rather passive comment behaviour on the internet. In fact, the internet was hardly mentioned as an information source for meat production; consumers more frequently referred to brochures, leaflets and personal contacts with sales personnel.
Web-based Editor for YAWL
(2013)
This paper presents a web-based editor that offers YAWL editing capabilities and comprehensive support for the XML format of YAWL. The open-source project Signavio Core Components is extended with a graphical user interface (GUI) for parts of the YAWL Language, and an import-/export component that converts between YAWL and the internal format of Signavio Core Components. This conversion, between the web-based editor and the offcial YAWL Editor, is lossless so both tools may be used together. Compared to the offcial YAWL Editor, the web-based editor is missing some features, but could still facilitate the usage of the YAWL system in use cases that are not supported by a desktop application.
Although much effort is made to prevent risks arising from food, food-borne diseases are an ever present-threat to the consumers’ health. The consumption of fresh food that is contaminated with pathogens like fungi, viruses or bacteria can cause food poisoning that leads to severe health damages or even death. The outbreak of Shiga Toxin-producing enterohemorrhagic E. coli (EHEC) in Germany and neighbouring countries in 2011 has shown this dramatically. Nearly 4.000 people were reported of being affected and more than 50 people died during the so called EHEC-crisis. As a result the consumers’ trust in the safety of fruits and vegetables decreased sharply.
Von Spechten, Regentropfen und Herzschlägen: Vergleichende Frequenzanalyse periodischer Signale
(2017)
Nahezu jede Einleitung allgemeinverständlicher Publikationen zur Herzratenvariabilität beginnt mit dem Wang Shu-He zugeschriebenen Zitat: "Wenn das Herz so regelmäßig wie das Klopfen eines Spechtes oder das Tröpfeln des Regens auf dem Dach wird, wird der Patient innerhalb von 4 Tagen sterben". Trotz der häufigen Verwendung dieses Zitats sind keine vergleichenden Analysen von Herzratenvariabilität, Spechttrommlern und Regentropfen verfügbar. Dies war Anlass zu den hier vorgestellten Messungen und dem Versuch, die gewonnenen Registrierungen durch geeignete Aufbereitung mit dem menschlichen Herzschlag vergleichen und zum Zitat ins Verhältnis setzen zu können.
In diesem Beitrag wird der interaktive Volumenrenderer Volt für die NVIDIA CUDA Architektur vorgestellt. Die Beschleunigung wird durch das Ausnutzen der technischen Eigenschaften des CUDA Device, durch die Partitionierung des Algorithmus und durch die asynchrone Ausführung des CUDA Kernels erreicht. Parallelität wird auf dem Host, auf dem Device und zwischen Host und Device genutzt. Es wird dargestellt, wie die Berechnungen durch den gezielten Einsatz der Ressourcen effizient durchgeführt werden. Die Ergebnisse werden zurückkopiert, so dass der Kernel nicht auf dem zur Anzeige bestimmten Device ausgeführt werden muss. Synchronisation der CUDA Threads ist nicht notwendig.
In this contribution a machine vision inspection system is presented which is designed as a length measuring sensor. It is developed to be applied to a range of heat shrink tubes, varying in length, diameter and color. The challenges of this task were the precision and accuracy demands as well as the real-time applicability of the entire approach since it should be realized in regular industrial line production. In production, heat shrink tubes are cut to specific sizes from a continuous tube. A multi-measurement strategy has been developed, which measures each individual tube segment several times with sub pixel accuracy while being in the visual field. The developed approach allows for a contact-free and fully automatic control of 100% of produced heat shrink tubes according to the given requirements with a measuring precision of 0.1mm. Depending on the color, length and diameter of the tubes considered, a true positive rate of 99.99% to 100% has been reached at a true negative rate of > 99.7.