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Magnetic Resonance (MR) elastography is a method for measuring tissue elasticity via phase images acquired with an MR scanner. The propagation of periodic mechanical waves through the tissue can be captured by means of a modified phase contrast sequence. These waves are generated with a mechanical oscillator (actuator) and coupled into the tissue through the skin. The actuator must be capable of generating a sinusoidal excitation with excellent phase and amplitude stability, while not disturbing the MR imaging process. In this work, an actuator based on a piezoelectric principle was developed. Based on the imaging evaluation of several material samples, the housing for the piezoelectric ceramic was constructed of aluminum. Smaller parts of the housing were manufactured from brass and titanium to fulfill the mechanical constraints. A lever was used to transfer the oscillation generated by the piezoelectric ceramic to the point of excitation. The lever amplifies the piezoelectric motion, allowing for a more compact design. Three different lever designs were characterized by an acceleration sensor both outside and inside the magnet. It was shown that the rigidity of the lever, as determined by its material and form, was decisive in determining the resonant frequency of the system and therefore the maximum practical frequency of operation. It was also shown that the motion of the oscillator is unaffected by the electromagnetic fields of the MR imager. The final design can be placed directly in the magnet bore within a few centimeters of the tissue volume to be imaged without generating significant artifacts. An amplitude range of 0–1 mm in the frequency range from 0 to over 300 Hz was achieved, sufficient for performing most MR elastography applications. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Concepts in Magnetic Resonance (Magn Reson Engineering) 15: 239–254, 2002
Men afflicted with hypogonadism have reduced fat-free mass and in some cases a loss in muscle strength. We hypothesize that muscle elasticity of the lower extremities differs between patients with hypogonadism and healthy controls. The shear modulus of the soleus muscle was measured non-invasively using MR elastography (MRE) at 0%, 5%, 10%, 15%, and 20% of the subject’s maximum applied force. The results from this study showed statistical differences between the patients and controls, even though there were no statistical differences in applied force.
Men afflicted with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) show signs of muscle dysfunction, such as increased muscle fatigue and acidosis during exercise. We hypothesize that muscle elasticity of the lower extremities differs between patients with COPD and age-related controls. The shear modulus of the soleus muscle was measured non-invasively using MR elastography (MRE) at 0%, 5%, 10%, 15%, and 20% of the subject’s maximum applied force. The results from this study showed statistical differences between the patients and controls, even though there were no statistical differences in the maximum applied force.
The Chylla–Haase polymerization reactor is widely accepted as a benchmark process for the evaluation of control strategies for batch reactors. In this contribution a control concept based on Exact I/O-Linearization is proposed and compared to a conventional cascade control structure. In order to adapt the exact linearization control strategy to various polymerization products and batch conditions, an advanced probabilistic inference algorithm (Sigma-Point Kalman Filter) is applied and investigated. Sigma-Point Kalman Filters have the major improvement of simplified implementation compared to local linearization methods (i.e. Extended Kalman Filter) because no analytical Jacobians are required. Stochastic simulation studies are introduced and show the effectiveness, accuracy and benefit of the control concept. Within several scenarios a satisfying robustness against structural errors in the underlying model equations for the nonlinear control law and the inference algorithm is demonstrated. Furthermore it is pointed out, that with little effort in reassembling the plant design, control performance can be improved significantly.
This article deals with the cost optimal commitment of power systems. System stability is often only considered after solving the commitment problem. We show by example that a cost optimization may result in a mode of operation that, while economically optimal, is unstable or has otherwise unacceptable dynamics. As a remedy, we propose to use the so-called normal vector method, which has been developed for the optimization of nonlinear dynamical systems with stability boundaries and uncertain parameters. We apply the method to a small sample power grid, where the optimization goal is to minimize the energy production costs for a given power consumption.
Stability and cost optimality of power generation and supply systems must not be considered independently from one another. Simple examples show that optimizing cost without considering stability may result in modes of operation that, while economically optimal, are unstable. We demonstrate that stability, robustness, and optimality can be considered systematically and simultaneously by combining bifurcation theory and nonlinear optimization. Essentially, the proposed method enforces a backoff distance between the optimal point of operation and operational or stability boundaries in the space of the optimization variables, where bifurcation theory is used to describe nonlinear stability boundaries.
We present a control scheme for a parabolic trough power plant that is equipped with a molten salt thermal energy storage system. We show that the multivariable control problem for the solar field can be decoupled by controlling the three way valve that splits the heat transfer fluid between the storage system and the steam generator. The steam generation cycle is regulated with inlet pressure control. The subsystems of the plant are modeled based on first principles, where we focus on the steam generation cycle. A multi-group extraction turbine with pre- and reheater is considered, which is suitable for solar power plants. We demonstrate the benefits of the proposed control scheme with a day-to-day simulation.
We derive a nonlinear model of the steam cycle of a solar power plant, estimate its unknown parameters with measured data, and design a linear model predictive controller based on the resulting model. Simulations show that the linear model predictive controller is able to regulate the electrical power of the nonlinear steam process of the plant to a given reference trajectory very well. Moreover, it results in very good disturbance rejection.
With the increasing capabilities of machine learning systems and their potential use in safety-critical systems, ensuring high-quality data is becoming increasingly important. In this paper, we present a novel approach for the assurance of data quality. For this purpose, the mathematical basics are first discussed and the approach is presented using multiple examples. This results in the detection of data points with potentially harmful properties for the use in safety-critical systems.
Der Chaos-Begriff ist für Pirandello nicht nur identitätsbestimmend, sondern wird auch mit seinem Novellenwerk in Verbindung gebracht, denn die ‚Novelle per un anno‘ scheinen sich jeder Bestimmung konkreter Ordnungsmuster zu widersetzen.
Die vorliegende Studie befasst sich mit der bisher noch nicht eingehend erforschten Frage danach, welche Strukturprinzipien den ‚Novelle per un anno‘ zugrunde liegen. Über klassisch-narratologische Textanalysen ausgewählter Novellen hinaus wird eine medienhistorische Perspektive eingenommen. Dies erlaubt Aussagen über den Einfluss des jeweiligen Publikationsmediums auf die Konstitution der Texte und die Gattung Novelle sowie eine Deutung der z.T. intensiven Umschriften der Novellen.
So zeigt sich, dass sich die Novellen innerhalb der Sammlung zueinander verhalten und über Themen, Motive und narrative Strukturen, aber auch über ihren medienhistorischen Kontext netzartig miteinander verbunden sind. Die Texte werden buchstäblich in die ‚Novelle per un anno‘ und damit einhergehend in eine Ästhetik des Chaos ‚eingeschrieben‘.
A method of determining the distance of an object from an automated vehicle based on images taken by a monocular image acquiring device. The object is recognized with an object-class by means of an image processing system. Respective position data are determined from the images using a pinhole camera model based on the object-class. Position data indicating in world coordinates the position of a reference point of the object with respect to the plane of the road is used with a scaling factor of the pinhole camera model estimated by means of a Bayes estimator using the position data as observations and under the assumption that the reference point of the object is located on the plane of the road with a predefined probability. The distance of the object from the automated vehicle is calculated from the estimated scaling factor using the pinhole camera model.
Bei einem Verfahren zum Erzeugen eines Trainingsbilds, welches ein zu erkennendes Objekt in einer natürlichen Objektumgebung zeigt, wird das Trainingsbild als synthetisches Bild durch Kombination eines von einer Kamera aufgenommenen Basisbilds und eines Template-Bilds erzeugt, indem mittels eines Shift-Map-Algorithmus ein Strukturmerkmal aus dem Basisbild entfernt und durch ein dem Template-Bild entnommenes Strukturmerkmal ersetzt wird.
Die Erfindung betrifft ein Objektverfolgungsverfahren für ein kamerabasiertes Fahrerassistenzsystem, welches eine in einem eigenen Fahrzeug installierte und in Fahrtrichtung ausgerichtete Kamera zur Aufnahme von Bildern einer in Fahrtrichtung vor dem eigenen Fahrzeug liegenden Fahrzeugumgebung aufweist, mit den Schritten, dass ein ein vorausfahrendes Fahrzeug darstellendes Objekt in einem von der Kamera aufgenommenen Bild detektiert wird und ein Mittelwert und eine Kovarianzmatrix für den aktuellen Zustand des vorausfahrenden Fahrzeugs mittels eines erweiterten Kalman Filters aus der Position und Breite des Objekts in dem Bild geschätzt wird.
Bei einem Verfahren zur Erkennung von Funktionsfehlern eines oder mehrerer Sensoren einer der Überwachung einer Fahrzeugumgebung dienenden Multisensoranordnung (10) eines Fahrzeugassistenzsystems (12) wird auf der Basis von Informationen aus einer für eine vereinheitlichte Erfassung der aktuellen Fahrzeugumgebung durchgeführten Datenfusion der von den Sensoren der Multisensoranordnung (10) erhaltenen Daten wenigstens eine aktuelle Leistungsgröße der Multisensoranordnung (10) ermittelt. Die ermittelte aktuelle Leistungsgröße wird mit einer entsprechenden, für die fehlerfreie Multisensoranordnung (10) erwarteten Leistungsgröße verglichen. Eine Entscheidung darüber, ob ein Funktionsfehler des bzw. der betreffenden Sensoren der Multisensoranordnung (10) vorliegt oder nicht, wird in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs der auf der Basis der Informationen aus der Sensordatenfusion ermittelten aktuellen Leistungsgröße mit der erwarteten Leistungsgröße der Multisensoranordnung (10) getroffen.
Bei einem Verfahren zum Kalibrieren einer Bilderfassungseinrichtung, die an einem Kraftfahrzeug angeordnet ist und in der Lage ist, nacheinander Bilder eines vor dem Kraftfahrzeug befindlichen Verkehrsraums zu erfassen, werden in einem erfassten Bild wenigstens zwei Bildobjekte detektiert, welche in Weltkoordinaten geraden und zueinander im Wesentlichen parallelen Liniensegmenten entsprechen. Anhand der Bildobjekte wird die Position eines Fluchtpunkts in dem erfassten Bild geschätzt und mittels eines Tracking-Verfahrens verfolgt. Dabei wird ein Fehler für die Position des Fluchtpunkts berechnet. Sobald der berechnete Fehler einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet, wird anhand der zu dem Fehler gehörigen Position des Fluchtpunkts die Bilderfassungseinrichtung kalibriert.
Es wird ein Verfahren zur Erfassung und Bestätigung kritischer Fahrsituationen angegeben, beidem ein insbesondere vor einem Fahrzeug befindliches Objekt mittels mehrerer unabhängiger, dem Fahrzeug zugeordneter Sensoreinheiten überwacht wird, die von den Sensoreinheiten gelieferten Signale jeweils als Sensorsignal in Form einer diskretisierten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion der betreffenden physikalischen Messgröße über ein definiertes Intervall [0, MAX] bereitgestellt werden, die verschiedenen Sensorsignale zu einem einzigen, ebenfalls die Form einer Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion der betreffenden Messgröße aufweisenden Endsignal kombiniert werden und mittels eines lernenden Klassifizierers anhand des kombinierten Endsignal eine endgültige Bewertung der aktuellen Fahrsituation vorgenommen wird.