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3D Time-of-Flight (ToF)
(2015)
We present a system that combines voxel and polygonal representations into a single octree acceleration structure that can be used for ray tracing. Voxels are well-suited to create good level-of-detail for high-frequency models where polygonal simplifications usually fail due to the complex structure of the model. However, polygonal descriptions provide the higher visual fidelity. In addition, voxel representations often oversample the geometric domain especially for large triangles, whereas a few polygons can be tested for intersection more quickly.
The proper use of protective hoods on panel saws should reliably prevent severe injuries from (hand) contact with the blade or material kickbacks. It also should minimize long-term lung damages from fine-particle pollution. To achieve both purposes the hood must be adjusted properly by the operator for each workpiece to fit its height. After a work process is finished, the hood must be lowered down completely to the bench. Unfortunately, in practice the protective hood is fixed at a high position for most of the work time and herein loses its safety features. A system for an automatic height adjustment of the hood would increase comfort and safety. If the system can distinguish between workpieces and skin reliably, it furthermore will reduce occupational hazards for panel saw users. A functional demonstrator of such a system has been designed and implemented to show the feasibility of this approach. A specific optical sensor system is used to observe a point on the extended cut axis in front of the blade. The sensor determines the surface material reliably and measures the distance to the workpiece surface simultaneously. If the distance changes because of a workpiece fed to the machine, the control unit will set the motor-adjusted hood to the correct height. If the sensor detects skin, the hood will not be moved. In addition a camera observes the area under the hood. If there are no workpieces or offcuts left under the hood, it will be lowered back to the default position.
The steadily decreasing prices of display technologies and computer graphics hardware contribute to the increasing popularity of multiple-display environments, like large, high-resolution displays. It is therefore necessary that educational organizations give the new generation of computer scientists an opportunity to become familiar with this kind of technology. However, there is a lack of tools that allow for getting started easily. Existing frameworks and libraries that provide support for multi-display rendering are often complex in understanding, configuration and extension. This is critical especially in educational context where the time that students have for their projects is limited and quite short. These tools are also rather known and used in research communities only, thus providing less benefit for future non-scientists. In this work we present an extension for the Unity game engine. The extension allows – with a small overhead – for implementation of applications that are apt to run on both single-display and multi-display systems. It takes care of the most common issues in the context of distributed and multi-display rendering like frame, camera and animation synchronization, thus reducing and simplifying the first steps into the topic. In conjunction with Unity, which significantly simplifies the creation of different kinds of virtual environments, the extension affords students to build mock-up virtual reality applications for large, high-resolution displays, and to implement and evaluate new interaction techniques and metaphors and visualization concepts. Unity itself, in our experience, is very popular among computer graphics students and therefore familiar to most of them. It is also often employed in projects of both research institutions and commercial organizations; so learning it will provide students with qualification in high demand.
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.
In der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiges Verfahren zur Echtzeitüberwachung von Laserbohrprozessen vorgestellt. Die Untersuchungen werden an unterschiedlichen Materialien unter Einsatz eines passiv-gütegeschalteten Nd:YAG Lasers durchgeführt. Prozessbegleitend findet eine Aufzeichnung der akustischen Emissionen mit anschließender Analyse durch schnelle Fourier-Transformation statt. Hierdurch lassen sich der Durchbruch beim Bohren durch ein Material sowie der Materialübergang mehrschichtiger Systeme detektieren. Die akustischen Messungen werden durchAuswertung der Pulsfolge des Lasers mittels einer Fotodiode gestützt. Hierbei zeigt sich eine gute Übereinstimmung der im akustischen Spektrum dominanten Frequenz mit der jeweils im Laserburstauftretenden Pulsfrequenz. Das vorgestellte Verfahren ermöglicht eine Echtzeitüberwachung beim Laserbohren mittels kostengünstiger und einfacher Hardware. Zudem zeichnet es sich im Gegensatz zu bestehenden Verfahren durch eine hohe Robustheit gegen äußere Störeinflüsse aus, da eine frequenzbasierte Auswertung stattfindet.
Allgemeines Steuerrecht
(2015)
An Empirical Evaluation of the Received Signal Strength Indicator for fixed outdoor 802.11 links
(2015)
For the evaluation of the received signal strength indication (RSSI) a different methodology compared to previous publications is introduced in this paper by exploiting a spectral scan feature of recent Qualcomm Atheros WiFi NICs. This method is compared to driver reports and to an industrial grade spectrum analyzer. During the conducted outdoor experiments a decreased scattering of the RSSI compared to previous publications is observed. By applying well-known mathematical tests for normality it is possible to show that the RSSI does not follow a normal distribution in a line-of-sight outdoor environment. The evaluated spectral scan features offers additional possibilities to develop interference classifiers which is an important step for frequency allocation in long-distance 802.11 networks.
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.
With a focus on Technology Enhanced Learning, this paper investigates if and to which extent a culture shift can be expected alongside with the adoption of currently emerging Web 3.0 technologies. Instead of just offering new opportunities for the field to improve education, such a culture shift could lead to unexpected general consequences not just for Technology Enhanced Learning but the whole educational sector. Understanding the dimension of expectable changes enables us to prevent conflicts and pointedly support culture-related change processes. After an introduction of the Revised Onion Model of Culture, which, later on, serves as theoretical foundation, expectable changes in the design of learning scenarios are analysed, distinguishing the stakeholder groups “learners” and “educators”. Eventually, the found changes are analysed to which extent a general culture shift is to be expected in order to understand the transferability and limitations of future research results in the field.
Statistische Fragestellungen finden sich in den verschiedensten alltäglichen Lebensbereichen. Ohne Grundlagen der Deskriptiven Statistik ist das Verständnis technischer, sozialer oder naturwissenschaftlicher Zusammenhänge kaum denkbar. Dieses Buch verbindet hohe analytische Tiefe statistischer Fragestellungen mit großer Anschaulichkeit.
Annual Report 2013 - 2014
(2015)
This paper proposes an Artificial Plasmodium Algorithm (APA) mimicked a contraction wave of a plasmodium of physarum polucephalum. Plasmodia can live using the contracion wave in their body to communicate to others and transport a nutriments. In the APA, each plasmodium has two information as the wave information: the direction and food index. We apply APA to a maze solving and route planning of road map.
This book chapter describes application examples of gas chromatography/mass spectrometry and pyrolysis – gas chromatography/mass spectrometry in failure analysis for the identification of chemical materials like mineral oils and nitrile rubber gaskets. Furthermore, failure cases demanding identification of polymers/copolymers in fouling on the compressor wall of a car air conditioner and identification of fouling on the surface of a bearing race from the automotive industry are demonstrated. The obtained analytical results were then used for troubleshooting and remedial action of the technological process.
Appropriating Digital Fabrication Technologies — A comparative study of two 3D Printing Communities
(2015)
Digital fabrication technologies have a great potential for empowering consumers to produce their own creations. However, despite the growing availability of digital fabrication technologies in shared machine shops such as FabLabs or University Labs, they are often perceived as difficult to use, especially by users with limited technological aptitude. Hence, it is not yet clear if the potentials of the technology can be made accessible to a broader public, or if they will remain limited to some form of “maker elite”. In this paper, we study the appropriation of digital fabrication on the example of the use of 3D printers in two different communities. In doing so, we analyze how users conceptualize their use of the 3D printers, what kind of contextual understanding is necessary to work with the machines, and how users document and share their knowledge. Based on our empirical findings, we identify the potentials that the machines offer to the communities, and what kind of challenges have to be overcome in their appropriation of the technology.
This paper proposes a new artificial neural network-based maximum power point tracker for photovoltaic application. This tracker significantly improves efficiency of the photovoltaic system with series-connection of photovoltaic modules in non-uniform irradiance on photovoltaic array surfaces. The artificial neural network uses irradiance and temperature sensors to generate the maximum power point reference voltage and employ a classical perturb and observe searching algorithm. The structure of the artificial neural network was obtained by numerical modelling using Matlab/Simulink. The artificial neural network was trained using Bayesian regularisation back-propagation algorithms and demonstrated a good prediction of the maximum power point. Relative number of Vmpp prediction errors in range of ±0.2V is 0.05% based on validation data.
Háttér és célkitűzések: A játékszenvedély vizsgálatával foglalkozó tudományos cikkek sora dinamikusan bővült az elmúlt években. Kutatások folynak a témában például Nagy-Britanniában, (1) Finnországban(2) és Svédországban(3) is. Ugyanakkor ezen kutatások empirikus eredményei még nem publikáltak, így az értékelésük is csak később lehetséges.(4)
Die vorliegende Arbeit widmet sich dem Aufbau und Betrieb eines Teststandes zur kontinuierlichen solaren Methanreformierung. Für den Teststand, der in einem Hochleistungsstrahler aufgebaut wird, werden Verfahrenskomponenten sowie Mess- und Regelungstechniken ausgewählt, platziert und ein Regelungskonzept erstellt. Mit dem Programm LabVIEW werden die erfassten Mess- und Regelungsgrößen grafisch angezeigt, gespeichert und eine vor-läufige Bestimmung der Prozessgüte durchgeführt. Um die Qualität der Messergebnisse zu steigern, wird die Messunsicherheit der verwendeten Messtechnik berechnet. Für die solare Methanreformierung wird ein Absorber mit neuartiger Zweikanalstruktur in einen bereits bestehenden Receiver integriert. In der einen Hälfte der Kanalstruktur findet die Methanreformierungsreaktion statt. In den restlichen Kanälen kann ein Wärmeaustauch mit dem Medium Luft erfolgen, um einen Wärmespeicher zu beladen bzw. im Nachtbetrieb Wärme aus dem Speicher wieder in den Receiver einzukoppeln. Für die Inbetriebnahme werden Mess- und Regelungskomponenten kalibriert und ein Gaserhitzer für die Verwendung im Teststand entwickelt und optimiert. Weiterhin werden die Inbetriebnahme und Versuchspläne für die erste Testkampagne ausgearbeitet.
Aufschiebende Wirkung eines Widerspruchs gegen die Einstellung des Verletztengeldes - JA oder NEIN?
(2015)