Refine
Document Type
Year of publication
Institute
Has Fulltext
- yes (28)
Keywords
- 3D sensor (1)
- DOE (1)
- Evaluationssystem (1)
- Hochschule (1)
- Kalman filter (1)
- PSM (1)
- TQM (1)
- accelerometer (1)
- alarm reliability (1)
- autogenic training (1)
The BERMUDA project started in January 2015 and was successfully completed after less than three years in August 2017. A technical set-up and an image processing and analysis software were developed to record and evaluate multi-perspective videos. Based on two cameras, positioned relatively far from one another with tilted axes, synchronized videos were recorded in the laboratory and in real life. The evaluation comprised the background elimination, the body part classification, the clustering, the assignment to persons and eventually the reconstruction of the skeletons. Based on the skeletons, machine learning techniques were developed to recognize the poses of the persons and next for the actions performed. It was, for example, possible to detect the action of a punch, which is relevant in security issues, with a precision of 51.3 % and a recall of 60.6 %.
In Kliniken besteht der Bedarf nach einer lückenlosen Aufzeichnung der Vitalparameter (z. B. Herzfrequenz, Blutdruck) und Primärsignale (z. B. EKG). Besonders in der Notfallmedizin ist eine ständige Patientenüberwachung lebensnotwendig. Zudem dienen die erfassten Daten der aktuellen Patienten-Dokumentation, aber auch zur Analyse im Bereich der Forschung und für Studien. Für diesen Zweck wurde das Telematik-System »Multi-Patientenmonitoring« entwickelt. Dieses System dient der Datenerfassung, Signalvisualisierung und Echtzeitübertragung von Vitalparametern an beliebig viele PCs und mobile Geräte des Krankenhausnetzwerkes. Motiviert durch das Universitätsklinikum Tübingen wurde das Projekt von der Wildauer Firma ixellence initiiert und in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit medizinischen Einrichtungen, dem Fachgebiet Telematik an der TFH Wildau und der Philips Medizin-Systeme GmbH realisiert.
The implementation of communication protocols is an important development task that appears frequently in software projects. This article is a vision paper that describes the components of the currently available implementation strategies and problems that arise. The article introduces the main existing protocol engineering techniques and puts them into the context of model driven software development. At the end a methodology is introduced for the automatic generation of manager interfaces of Device Agent protocols for the use in a distributed component oriented environment, using ASN.1 and SDL. This article describes the preliminary results of the MOSES project (model-driven software engineering of distributed embedded systems) which is funded by the German ministry of Education and Research (BMBF). In this project the authors are concentrating on medical and facility management areas where they have particular experiences.
A software architecture for intelligent facility management based on complex event processing
(2012)
This article presents an architectural suggestion for an intelligent management system which evaluates data using artificial intelligence. The architecture uses complex event processing in order to gain high flexibility when connecting the individual components. As an illustration of the components and their interaction a facility management system is used as an example.
Der OSGi-Standard wurde für die Entwicklung komponentenbasierter Software in Java spezifiziert. In diesem Artikel wird eine Architektur für Gebäudemanagementsoftware vorgestellt, die auf Basis von OSGi entwickelt wurde. Grundlage der Client-Server- Architektur des entwickelten Systems ist das Eclipse- Framework, das mit Equinox eine Implementierung des OSGi-Standards liefert. Die verwendeten OSGi- Technologien ermöglichen eine modulare Integration unterschiedlicher Gebäudemanagement-Geräte verschiedener Hersteller in die Softwareplattform und dessen einheitliche Steuerung und Visualisierung. Die Client-Anwendung des Systems profitiert dabei von der komfortablen Benutzeroberfläche der Eclipse Rich-Client-Platform. Das Ergebnis ist eine flexibel einsetzbare Softwarelösung für ein breites Anwendungsspektrum, das von der Überwachung von Industrie- und Bürogebäuden bis hin zu Privathäusern mit Touch-Display Bedienung reicht. Wesentliche Vorteile der Lösung sind die kontextsensitive Informationsbereitstellung sowie die Unterstützung und Automatisierung der Prozesse im Gebäudemanagement. Der Artikel geht auf die technologischen Hintergründe des Software-Systems ein und stellt die betriebswirtschaftlichen Anwendungsfälle vor.
Dieser Beitrag untersucht Konzepte zur Verteilung von Softwareanwendungen auf Basis des OSGi-Standards im Netzwerk. Darin wird mit R-OSGi eine Lösung vorgestellt, die transparente Anwendungsentwicklung gegenüber der verwendeten Netzwerktechnologie ermöglicht. Dabei wird auch darauf eingegangen, wie netzwerkspezifische Charakteristiken (höhere Latenzzeiten, Übertragungsfehler oder Ausfall des Netzwerkes) agnostisch auf die höheren Softwareschichten abgebildet werden können.
Collaborative Problem Solving for Regional Development? – A New Approach of Public Participation
(2015)
In this paper, we present a concept prototype for a socio-technical assistant (s.TAS) as a collaborative problem-solving approach to support the regional development in a selected rural district. The presented concept considers insides from citizen participation as an open government instrument and strongly incorporates collaborative value creation to address regional development issues. The presented approach incorporates citizens and other regional stakeholders (e.g., companies, organizations, associations) as problem-solvers and strongly enables regional stakeholders and the public administration to develop solutions jointly as an ongoing learning process. In this sense, s.TAS addresses participation approaches and elaborates participation to collaboration. For the development of this participatory problem-solving approach, we conducted (1) a broad literature review on participatory approaches and (2) we implemented a qualitative, collaborative research approach with participants from different stakeholder groups. In several workshop rounds, supported by interviews and surveys we developed a concept prototype for the socio-technical assistant s.TAS, which is a technical, smart system, which supports information, communication, participation and collaboration in the selected region.
Indoor localization is still a challenge today. Conventional methods based on satellite navigation, like GPS, can only be used outdoors. On the other hand, radio signal architectures, like WiFi or NFC, require high cost infrastructure to be installed inside the building. In collaboration with Ixellence GmbH, the research group for telematics of the University of Applied Science Wildau is developing a new inexpensive solution based on the camera of a mobile device. This approach only requires the availability of multiple identifiable landmarks that can be installed cost-efficiently in an indoor environment. Our investigations show that this method is very accurate and can produce repeatable, robust results.
To improve the feasibility of endoscopic inspection processes we developed a system that provides online information about position, orientation and viewing direction of endoscopes, to support the analysis of endoscopic images and to ease the operational handling of the equipment. The setup is based on an industrial endoscope consisting of a camera, various MEMS and multimodal data fusion. The software contains algorithms for feature and geometric structure recognition as well as Kalman filters. To track the distal end of the endoscope and to generate 3D point cloud data in real time the optical and photometrical characteristics of the system are registered and the movement of the endoscope is reconstructed by using image processing techniques.
To segment complex and versatile image data from different modalities it is almost impossible to achieve satisfying results without the consideration of contextual information. In this approach, image segmentation is regarded as a high- dimensional optimization task, that can be solved by stochastical methods like evolutionary algorithms (EA). Initially, the iterative algorithm is provided with a set of good-quality sample segmentations. An efficient EA-based learning strategy generates a segmentation for a given target image from the provided samples. This two-level process consists of a global image-based optimization whose convergence is enhanced by locally operating pixel-based Boltzmann processes which restrict the search space to reasonable subsets. The stochastic reconstruction extracts the relevant information from the samples in order to adapt it onto the current segmentation problem, which results in a consistent labeling for the target image. The algorithm works unsupervised, because the range of possible labels and their contextual interpretation is provided implicitly by the sample segmentations. To prove the usefulness of the method experimental results based on both, reproducible phantom images and physiological NMR scans are presented. Moreover, an analysis of the basic segmentation and convergence properties is provided.
In den vergangenen Jahren waren Bestrebungen der marktführenden Hersteller im Bereich der Automatisierungstechnik (z. B. Siemens, ABB, Jetter) zu beobachten, ihre Systeme für einen transparenten, vertikalen Informationstransport von der Feldbus- bis zur Leit-, Planungsoder Managementebene aufzurüsten und nach außen entsprechende Internetschnittstellen zur Verfügung zu stellen. All diese Bemühungen verfolgen jedoch homogene, proprietäre Lösungen, zugeschnitten auf die spezielle Hardware des jeweiligen Herstellers, mit dem Ziel, die jeweils neueste Generation dieser Hardwarekomponenten auf dem zunehmend auf die Informationstechnik ausgerichteten Markt positionieren zu können.
A metamodel-based ASN.1 editor and compiler for the implementation of communication protocols
(2013)
In the software industry many metamodel-based tools and approaches have been developed to support the creation of programming and especially domain specific languages (DSL). An example of these tools is eclipse Xtext, which has gained much popularity in the model-driven software engineering (MDSE) community. In this article we investigate whether Xtext and related metamodel-based approaches can also be used to implement the ASN.1 specification that was standardized by the ITU-T. The metamodel-based approach for the implementation of the ASN.1 specification allows to treat ASN.1 documents as software models, so that these ASN.1 models can be interrelated with other models (e.g. state machines). Our results show that relatively little efforts are required to create a basic implementation of this standard with good tool support. However, some details of the implementation are quite difficult to realize because they touch the limits of feasibility. This concerns in particular the parser generator and the complex metamodel.
Dieser Beitrag präsentiert einen Lösungsvorschlag zur Erkennung von Bewegungs- und Ausbreitungsprofilen anhand von Sensordaten im Gebäudemanagement. Dazu wird zunächst ein Szenario definiert, auf dessen Basis ein Ansatz vorgestellt wird, der auf der Integration von Ereignissen über der Zeit und dem Ort basiert. Anschließend wird auf Informationen eingegangen, welche für eine Auswertung bereit stehen müssen. Zum Schluss wird die umgesetzte Lösung zur Implementierung des Ansatzes auf Basis des Complex Event Processing vorgestellt.
A domain specific language for the automatic generation of parsers classes for text protocols
(2014)
ABNF is a language for the definition of the formal syntax of technical specifications and is widely used for the definition of textual protocol messages of many internet protocols. The automatic generation of parser classes for ABNF specifications is currently very limited, because ABNF only defines the transfer syntax of the text messages and does not define names for the set of production rules. The lack of name definitions within ABNF rules does not allow to automatically generate expressiveness and meaningful program code for ABNF specifications. In this paper we present X-ABNF, which is a domain-specific language (DSL) for the definition of name-bindings for ABNF rules. The name-bindings with X-ABNF facilitates to generate a concise and meaningful code for an ABNF specification. Additionally, we show that the name-binding can also be used for language extensions through macro programming to dynamically access ABNF encoded text data within source code. We have used Xtext and Xtend for the implementation of the language grammar of ABNF and X-ABNF, which provide good tool support and code generation capabilities.
Der zu erwartende Wandel des gesamten Marktes in den nächsten Jahren – insbesondere durch den Einsatz von eCommerce und mCommerce – macht auch eine Anpassung der Unternehmen und ihrer Logistik erforderlich. Der Einsatz moderner Informationstechnologie (IT) erlaubt die Optimierung von Prozessen und einen verbesserten Kundenservice, wie z. B. die Verfolgung von Paketen, die heute bei kleinen und mittleren Speditionen noch nicht zum Standard gehört. Durch den Einsatz von Warenwirtschaftssystemen mit Barcodeintegration wird in Großhandelsunternehmen mit eigenem Fuhrpark eine Paketverfolgung nur bis zur Laderampe, also „Inhouse“, gesichert. Die weiterführende Verfolgung der Sendungen fehlt jedoch. In größeren Logistikunternehmen ist, durch Ausstattung der Nutzfahrzeuge mit relativ aufwändiger Bordelektronik, das Tracking und Tracing der Versandeinheiten zwar weitestgehend gesichert. Verbesserungspotential liegt hier aber unter anderem in der Disposition und im Tracking der Transporthilfsmittel (Gitterboxen, Paletten), die zurzeit in der Regel noch nicht systematisch erfasst und verfolgt werden.
The assessment of different sleep stages and their disorders in diseases is an important part of telematic medicine. With an electroencephalogram, the different stages of sleep can be monitored and classified with respect to brain activity. By means of modern data management such as the patient monitor ixTrend, for example, the data can be recorded for long sleep phases and evaluated by a computer using appropriate software, such as Dataplore. Here, a new mathematical model for the automated classification of sleep stages is introduced. The statistical method of autocorrelation, applied to six known sleep stages, was extended by one new class for unknown signals. Due to this new class, it is not necessary to sort all recorded EEG signals into one of the known classes, thereby, minimising the probability of errors. Further, the dependence of the error probability on the duration of the analysed EEG signal was assessed. A minimal error probability of pmin = 0.15 was detected. Exemplary data for one patient are reported.
Von der Firma Deutzer Technische Kohle GmbH (DTK) wurde ein Messsystem zur Erfassung des Körperschalls an Schienen entwickelt, mit dem der Verschleiß an Radreifen von Schienenfahrzeugen ermittelt werden kann. Die Schallsignale werden im normalen Fahrbetrieb bei der Überfahrt des Schienenabschnitts, in dem sich der Vibrationssensor befindet, erfasst und als digitale Zeitreihen aufgezeichnet. Mit Hilfe eines Induktionssensors können die Zeitpunkte bestimmt werden, zu denen sich die Radreifen jeweils genau über dem Messpunkt in der Schiene befunden haben [1]. Im Falle von schadhaften Radreifen wird das normale Körperschallsignal überlagert von scharfen Impulsen hoher Intensität, die von den Stößen der Flachstellen auf der Schiene verursacht werden. Die Höhe eines solchen Impulses ist zum einen von der Ausprägung der Flachstelle abhängig, zum anderen aber auch von der Entfernung vom Sensor, in der der Impuls erzeugt wurde. Diese hängt von der Radstellung relativ zur Schienenposition ab und kann nicht beeinflusst werden, da im normalen Fahrbetrieb gemessen werden soll. In diesem Forschungsvorhaben wurde deshalb ein Analyseverfahren entwickelt, das die Flachstellenimpulse in geeigneter Weise normiert, so dass unabhängig von der Radstellung auf den Verschleiß einzelner Radreifen geschlossen werden kann.
Angetrieben durch die Hochschulgesetzgebung, Maßnahmen zur systematischen und regelmäßigen Veranstaltungsevaluation von Fachbereichen zu ergreifen, wurde das Projekt „Webbasiertes Evaluationssystem“ vom Total Quality Management (TQM) der Technischen Fachhochschule Wildau (TFH Wildau) angeregt. Um einen hohen Qualitätsstandard der Lehre sicherzustellen, wollte die TFH Wildau die Qualität der Veranstaltungen messbar machen und suchte nach technischen Verbesserungsmöglichkeiten. Ziel bei diesem Projekt war eine umfassende Lösung, die es auf einfache und kostengünstige Art ermöglicht, Evaluationsdaten zu erheben, elektronisch zu erfassen und auszuwerten sowie den Dozenten und der Hochschulleitung zur Verfügung zu stellen. Die Lehreinheiten erhalten auf diese Weise einen schnellen und fundierten Einblick in ihre Leistungen sowie eine entsprechende Einschätzung und können daraus konkrete Anregungen zur Weiterentwicklung ihrer fachlichen Kompetenz gewinnen. Die aus der Evaluierung hervorgehenden Informationen können zudem zur internen Rechenschaftslegung sowie zur kontinuierlichen Qualitätssicherung und -verbesserung genutzt werden.
This paper introduces procedures, which facilitate the development of as well as the linking between modular data processing processes into different and versatile system solutions. Based on the concept of data flow diagrams (Yourdon 1989), processes and data flows are used. With the ability of a process to harness any amount of in- and outputs with different sources and destinations, it is possible to model any conceivable data processing problem. By aggregating a diagram as a new process, it becomes possible to outsource partial process chains to different abstraction levels. As a result, even very complex solutions can be modeled and explained in a clear way. The introduced uniform termination flow while traversing the graph creates a good readability, which also makes it possible to quickly detect weaknesses. Moreover, this solution is comprehensive and advances the cooperation in teams and development.
In recent years, 3D movies and streaming films have become increasingly popular. Even mobile devices, such as mobile phones and tablet computers, are becoming more popular, more powerful and have better multimedia capabilities. Nevertheless, compact mobile devices to broadcast live 3D videos in real time are barely available. In this article, we provide a modular and mobile solution that allows 3D video streaming in real time at 25 frames per second and with a resolution of 1280 × 720 pixels (720p). As operating system, we use standard hardware components combined with Android. Furthermore, we will describe the restraints of the development, and how they were solved.
Die Lokalisierung in Innenräumen, die sich nicht auf Satellitennavigation wie GPS verlassen kann, ist nach wie vor eine Herausforderung. Viele Methoden zur Lokalisierung in Innenräumen beruhen auf Funksignalen oder anderen Sendern (z.B. Infrarot), die eine kostenintensive Infrastruktur erfordern, die in einem Gebäude installiert werden muss. Außerdem sind diese Techniken ungenau, wenn Reflexionen der Signale in einem Gebäude auftreten. Die Forschungsgruppe Telematik der TH Wildau hat für diese Problemstellung ein optisches Verfahren zur Innenraumlokalisierung entwickelt, das die Kamera eines mobilen Geräts verwendet. Dieser Ansatz erfordert nur die Verfügbarkeit von mehreren identifizierbaren Landmarken, die kostengünstig in einem Gebäude installiert werden können. In diesem Beitrag soll eine Möglichkeit vorgestellt werden, dieses landmarkenbasierte Verfahren mit der Augmented Reality-Bibliothek ARCore von Google zu erweitern, um eine kontinuierliche Positionsermittlung zu ermöglichen, auch wenn vorübergehend keine Landmarken durch die Gerätekamera erfasst werden können.
Das Erkennen von Personen auf Fotos und in Videos geschieht in aktuellen Klassifizierungsverfahren durch die Zuordnung eines Köperteils zu jedem Pixel. Anschließend werden die gefundenen Körperteile zu Skeletten zusammengefasst. Im Falle mehrerer abgebildeter Personen ergibt sich das Problem der Zuordnung der Körperteile zu den verschiedenen Skeletten. Es wurde in dieser Arbeit ein auf dem Suurballe-Algorithmus basierendes graphentheoretisches Verfahren entwickelt, das diese Aufgabe löst. Aufbauend auf im Wesentlichen abstandsabhängigen Kantengewichten wird eine k-kürzeste-disjunkte-Wege-Suche durchgeführt. Unter Einbezug von möglicherweise fehlenden Körperteilen durch Unsichtbar-Knoten und automatisches Aussortieren zu viel gefundener Körperteile werden so die k-optimalen Skelette gefunden. Die Methode wurde an idealisierten computergenerierten Bildern mit einer Trefferquote von 100 % gefundener Personen getestet. Ein Test mit realen Bilddaten lieferte eine Trefferquote von 71,7 %.
This paper presents a solution for detecting movement and spreading profiles by analyzing sensor data in the facility management. First of all, a scenario is defined and described. On the basis of this scenario an approach is made using integration of events over time and location. For making the integration possible the required information, which the data objects have to provide, is identified. At the end a solution is presented using Complex Event Processing to implement the integration of events.
Previous investigations of the dynamic organization of the lower brainstem and its relation to peripheral and other central nervous systems were predominantly performed by linear methods. These are based on time-averaging algorithms, which merely can be applied to stationary signal intervals. Thus, the current concept of the common brainstem system (CBS) in the reticular formation (RF) of the lower brainstem and basic types of its functional organization have been developed. Here, the authors present experiments where neuronal activities of the RF and the nucleus tractus solitarii (NTS, first relay station of baroreceptor afferents) were recorded together with related parameters of electroencephalogram (EEG), respiration, and cardiovascular system. The RF neurons are part of the CBS, which participates in regulation and coordination of cardiovascular, respiratory, and motor systems, and vigilance. The physiological time series, thus acquired, yield information about the internal dynamic coordination of the participating regulation processes. The major problem in evaluating these data is the nonlinearity and nonstationarity of the signals. The authors used a set of especially designed time resolving methods to evaluate nonlinear dynamic couplings in the interaction between CBS neurons and cardiovascular signals, respiration and the EEG, and between NTS neurons (influenced by baroreceptor afferents) and CBS neurons.
Structured light has become a widespread technique for the development of camera-based 3D sensors. The structured illumination provides texture to homogeneous objects and thus allows for the reliable determination of the disparity of each object point in a stereo-camera setting. Even a monocular 3D sensor is possible if the light projector has a fixed relative position to the camera and if the structured light is coded, i.e. the position within the whole light pattern can be reconstructed uniquely from a small local window of the pattern, the uniqueness window. Coded patterns with such a uniqueness property are called Perfect SubMaps (PSM). In our paper we focus on the design and evaluation of the subset of symmetric isolated binary toroidal PSMs (SIBTPSM) for structured light patterns, because of their beneficial properties with respect to the signal-to-noise ratio and the use with laser light sources and DOEs. We define several figures of merit that are relevant for the practical use of PSMs in a 3D sensor: the PSM size, the size of the uniqueness window, the Hamming distance, the density, and the homogeneity. We have created SIBTPSMs using our own dedicated algorithms and have designed and fabricated DOEs that produce these patterns with large fan angles of 61° × 47° when used with near-infrared diode lasers (λ = 830nm). We analyze the influence of these characteristics on the 3D measurement process by theory, simulations, and experiments. The patterns of publicly available DOEs based on SIBTPSMs are used for comparison and reference. Our results show that the PSM width, the uniqueness window size, the minimum and average Hamming distances, and the uniformity have strong impact on either speed or quality of the 3D reconstruction, whereas the point density and the PSM height are of minor importance.
Selected examples from experiments in humans and dogs with time series of reticular neurons, respiration, arterial blood pressure and cutaneous forehead blood content fluctuations were analysed using multiscaled time-frequency distribution, post-event-scan and pointwise transinformation. We found in both experiments a “0.15-Hz rhythm” exhibiting periods of spindle waves (increasing and decreasing amplitudes), phase synchronized with respiration at 1:2 and 1:1 integer number ratios. At times of wave-epochs and n:m phase synchronization, the 0.15-Hz rhythm appeared in heart rate and arterial blood pressure. As phase synchronization of the 0.15-Hz rhythm with respiration was established at a 1:1 integer number ratio, all cardiovascular-respiratory oscillations were synchronized at 0.15 Hz. Analysis of a canine experiment supplied evidence that the emergence of the 0.15-Hz rhythm and n:m phase synchronization appears to result from a decline in the level of the general activity of the organism associated with a decline in the level of activity of reticular neurons in the lower brainstem network. These findings corroborate the notion of the 0.15-Hz rhythm as a marker of the “trophotropic mode of operation” first introduced by W.R. Hess.