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Kurzfassung
In dieser Arbeit geht es darum ein Vorgehen vorzustellen, welches ermöglicht, Ist-Prozesse in einem Unternehmen effektiv zu erheben und zu modellieren, wenn ein Großteil oder auch alle Beschäftigten im Home Office arbeiten. Die Bedingungen von zuhause arbeitendem Personal, dort die geschäftlichen Ist-Prozesse zu dokumentieren, unterscheiden sich erheblich von den Gegebenheiten in stationär arbeitenden Unternehmen. Der entwickelte Ansatz kompensiert beispielsweise die nicht vorhandenen Beobachtungsmöglichkeiten am Heimarbeitsplatz und schlägt Alternativen vor. Die Methodik wurde anhand eines Fallbereichs im Online-Reseller-Geschäft getestet und untersucht.
Schlagwörter: Effizienz, Erhebung, Geschäftsprozess, Home Office, Ist-Prozess, Modellierung, Vorgehen
Abstract
This work is about presenting a procedure that enables actual processes in a company to be effectively collected and modeled when a large part or even all employees work in the home office. The conditions for staff working from home to document the as-is business processes differ significantly from the conditions in companies working in the office. The developed approach compensates, for example, the lack of observation options at the home office and suggests alternatives. The methodology was tested and examined using a case area in the online reseller business.
Keywords: efficiency, documentation, business process, home office, as-is process, process modelling, procedure
Rapid digital transformation is taking place due to the COVID-19 pandemic, forcing organisations and higher educational institutions to change their working and learning culture. This study explores the challenges of rapid digital transformation arising during the pandemic in the higher education context. This research used the Q-methodology to understand the nine challenges that higher education encountered, perceived differently as four main patterns: (1) Digital-nomad enterprise; (2) Corporate-collectivism; (3) Well-being-oriented; and (4) Pluralistic. This study broadens the current understanding of digital transformation, especially in higher education. The nine challenges and four patterns of transformation actors serve as a starting point for organisations in supporting technological choice and strategic interventions, based on individual, group, and organisational behavioural levels. Moreover, five propositions, based on the competing concerns of these challenges, establish a framework for comprehending the ecosystem that enables rapid digital transformation. Strategies, prerequisites, and key factors during the (digital) technology development process benefit the cyber-society ecosystem. As a practical contribution, Q-methodology was used to investigate perspectives on digitalisation challenges during the pandemic.
Blended learning offers learning solutions for higher educational institutions facing the industrial revolution 4.0. In this study, we investigated the influence factors student perceptions of blended learning based on gender-specific differences in Indonesia. We applied a research model to systematically assess the effect of design features on the effectiveness of blended learning indicators (intrinsic motivation and student satisfaction). Moreover, we evaluated the research model for both genders separately. Based on the quantitative survey of 223 Indonesian students, our study confirms that the design features significantly influence the effectiveness of blended learning for male and female students.
In this demo paper we present a new visualization technique for dynamic networks. It displays the time slices of the dynamic network using two dimensional graph layouting algorithms and stacks these in the third dimension to show the development over time. The visualization ensures that the same node always has the same position in each time slice so that it is easy to follow its development. It also allows filtering data and influencing node appearance based on properties. Additionally we offer a two dimensional comparison view for two time slices which highlights changes in graph structure and (if available) in measures of nodes. The presented visualization technique is implemented using Web technology and is available in a Web-based analytics workbench. We demonstrate the benefits of these techniques by an analysis of a data set from a learning community.
Starting with the automatic gear change, the operation of a vehicle becomes more and more abstract. In the future, we could control vehicles with single, simple commands. For such a maneuver-based vehicle control system, we investigate a head-up display design in a workshop. The aims are to identify common and distinct features of various display designs through mock-ups. First results show that different sizes of GUI elements are preferred by different states. The preferred position of GUI elements in the head-up display (HUD) is the central bottom area. We found two major interface design styles: static interfaces (all elements visible) with fixed layout and dynamic interfaces (only relevant elements visible) with fixed or adaptive layout.
The uprising levels of autonomous vehicles allow the drivers to shift their attention to non-driving tasks while driving (ie, texting, reading, or watching movies). However, these systems are prone to failure and, thus, depending on human intervention becomes crucial in critical situations. In this work, we propose using human actuation as a new mean of communicating take-over requests (TOR) through proprioception. We conducted a user study via a driving simulation in the presence of a complex working memory span task. We communicated TORs through four different modalities, namely, vibrotactile, audio, visual, and proprioception. Our results show that the vibrotactile condition yielded the fastest reaction time followed by proprioception. Additionally, proprioceptive cues resulted in the second best performance of the non-driving task following auditory cues.
Understanding user needs and behavior in automated vehicles (AVs) while traveling is essential for future in-vehicle interface and service design. Since AVs are not yet market-ready, current knowledge about AV use and perception is based on observations in other transportation modes, interviews, or surveys about the hypothetical situation. In this paper, we close this gap by presenting real-world insights into the attitude towards highly automated driving and non-driving-related activities (NDRAs). Using a Wizard of Oz AV, we conducted a real-world driving study (N= 12) with six rides per participant during multiple days. We provide insights into the users’ perceptions and behavior. We found that (1) the users’ trust a human driver more than a system,(2) safety is the main acceptance factor, and (3) the most popular NDRAs were being idle and the use of the smartphone.
This paper describes a system which allows platform independent access to quizzes of the popular learning platform Moodle. The main focus is on the software architecture which is implemented on the base of platform independent technology like Web Services, HTML5 and JavaScript. Another aspect is the user interface which was developed with the goal to run on a broad range of mobile devices from small mobile phones up to large tablets.
Benutzerschnittstellen im Fahrzeug stellen eine besondere Herausforderung in Konzeption und Entwicklung dar, steht doch eine einfache Bedienung in allen Fahrsituationen von Fahrerassistenzsystemen wie auch Komfort- und Unterhaltungsfunktionen im Vordergrund der Bedien- und Anzeigekonzepte. Zugleich treffen durch eine zunehmende Vernetzung des Fahrzeugs die langen Entwicklungszyklen von Kraftfahrzeugen auf die hochdynamische Welt von Mobiltelefonen und Internet-Applikationen. Weitere Herausforderungen ergeben sich durch absehbare Änderungen im Mobilitätsverhalten und die Einführung von Elektrofahrzeugen.
Die Hochschule Ruhr West hat erstmals zum Wintersemester 2011/12 ein Schülerstudium im Studiengang Angewandte Informatik angeboten. Dieses ist aus verschiedenen Aktivitäten zum Übergang Schule - Hochschule hervorgegangen. Der Artikel beschreibt die Erfahrungen bei der Einführung eines solchen Programms an einer sich im Aufbau befindlichen Fachhochschule sowohl aus Sicht der Hochschulangehörigen als auch der teilnehmenden Schülerinnen und Schüler.
Innovationen im Fahrzeug inkl. der Bedienschnittstelle halten oft zunächst in den Oberklassefahrzeugen Einzug und werden gemäß der Erwartungen der entsprechenden Zielgruppe, zumeist 45 Jahre und älter entwickelt. Auf der anderen Seite gehen im Mobilgerätebereich die Innovationen von technisch interessierten Menschen, meist Jugendlichen aus. In dieser Arbeit wurde versucht, die Entwicklung eines Autocockpits für junge Menschen von eben diesen in vier Stufen der nächsten 20 Jahre gestalten zu lassen unter eigener Einschätzung der technischen Möglichkeiten.
Knowledge of fundamentals of human-computer interaction resp. usability engineering is getting more and more important in technical domains. However this interdisciplinary field of work and corresponding degree programs are not broadly known. Therefore at the Hochschule Ruhr West, University of Applied Sciences, a program was developed to give teen-aged pupils insights into this area in a project-based learning environment with professional tools. Within the last 18 month this project was successfully conducted several times with participants of different age.
Im Rahmen des diesjährigen Workshop Automotive HMI werden wieder eine Vielzahl an Vorträgen aus dem Bereich automobiler Mensch-Maschine Schnittstellen präsentiert. Des Weiteren ist wie in den beiden letzten Jahren ein Interaktiver Innovationsworkshop Teil des Programms. Das Motto der Mensch und Computer 2014 lautet „Interaktiv Unterwegs “. Dies passt hervorragend zum Thema des Workshops.
In den letzten Jahren ist die Verwendung mobiler Endgeräte im Automotive Bereich immer wichtiger geworden. Auf der einen Seite bringen immer mehr Personen ihre mobilen Geräte mit in ihr Auto und wollen hier auch auf verschiedene Funktionen des jeweiligen mobilen Geräts zugreifen können. Auf der anderen Seite haben sich mobile Geräte und die dort zum Einsatz kommenden Betriebssysteme aber auch als ideale Kandidaten für eine IT Unterstützung im Automotive Bereich herausgestellt. Das Ziel dieses Beitrages ist es, erste Erfahrungen aus der Entwicklung eines Infotainmentsystems auf Basis einer Android basierten Hardware vorzustellen.
Mensch-Maschine-Interaktion in sicherheitskritischen Systemen ist ein für die Informatik und die jeweiligen Anwendungsdomänen in der Bedeutung weiter zunehmendes Thema. Dieser Workshop der GI-Fachgruppe „Mensch-Maschine-Interaktion in sicherheitskritischen Systemen" innerhalb des Fachbereichs Mensch-Computer-Interaktion soll aktuelle Entwicklungen und Fragestellungen offenlegen und neue Impulse für das Forschungsgebiet geben.
Human computer interaction in security and time-critical systems is an interdisciplinary challenge at the seams of human factors, engineering, information systems and computer science. Application fields include control systems, critical infrastructures, vehicle and traffic management, production technology, business continuity management, medical technology, crisis management and civil protection. Nowadays in many areas mobile and ubiquitous computing as well as social media and collaborative technologies also plays an important role. The specific challenges require the discussion and development of new methods and approaches in order to design information systems. These are going to be addressed in this special issue with a particular focus on technologies for citizen and volunteers in emergencies.
Recently, rescue worker resources have not been sufficient to meet the regular response time during large-scale catastrophic events in every case. However, many volunteers supported official forces in different disaster situations, often self-organized through social media. In this paper, a system will be introduced which allows the coordination of trained volunteers by a professional control center with the objective of a more efficient distribution of human resources and technical equipment. Volunteers are contacted via app on their private smartphone. The design of this app is based on user requirements gathered in focus group discussions. The feedback of the potential users includes privacy aspects, low energy consumption, and mechanisms for long-term motivation and training. The authors present the results of the focus group analyses as well as the transfer to their app design concept.
4. Workshop Automotive HMI
(2015)
Benutzerschnittstellen im Fahrzeug stellen eine besondere Herausforderung in Konzeption und Entwicklung dar, steht doch eine sichere Bedienung in allen Fahrsituationen sowohl von Fahrerassistenzsystemen als auch von Komfort-und Unterhaltungsfunktionen im Vordergrund. Zugleich treffen durch zunehmende Vernetzung die langen Entwicklungszyklen von Kraftfahrzeugen auf die hochdynamische Welt von Mobiltelefonen und Internet. Ein-und Ausgabetechnologien gehören des Weiteren zu den zentralen Mitteln der Hersteller, die Wertigkeit der im Fahrzeug eingebauten Systeme hervorzuheben und sich gegenüber der Konkurrenz abzuheben. Dafür werden in diesem Workshop Konzepte und technische Lösungen von Designern, Entwicklern und Human Factors Experten aus Hochschulen, Forschungsinstituten und der Automobilindustrie vorgestellt und diskutiert.
Bei Großschadensereignissen kann es durch die Vielzahl der Alarme dazu kommen, dass die verfügbaren Rettungskräfte nicht mehr ausreichen, um die anfallenden Aufgaben zu bewältigen oder Hilfsfristen einzuhalten. Die vorliegende Arbeit beschreibt einen Ansatz, sich zusätzlicher Hilfe aus der Bevölkerung zu bedienen, die über einen Disponenten aus der vorhandenen Leitstelle koordiniert wird. Dabei stehen nicht spontan organisierte Helfer im Vordergrund, sondern Personen, die sich vorab mit einem klaren Fertigkeitsprofil und ggf. auch Ausstattung im System registriert haben. Besondere Anforderungen entstehen bei den Disponenten der Leitstelle, deren Mehrbelastung durch das neue System gering zu halten ist, als auch bei den freiwilligen Helfern, die über eine App auf dem Mobiltelefon alarmiert werden und auch darüber die Kommunikation führen sollen. Die Anforderungen beeinflussen sowohl die System-Infrastruktur als auch die Benutzerschnittstelle.
In catastrophic events, the potential of help has grown through new technologies. Voluntary help has many forms. Within this paper different categories of voluntary help are suggested. Those categories are based on properties like organizational structures, helping process, kind of prosocial behavior and many more. A focus is clearly on the organizational structure and motivational aspects of helper groups. Examples are given for each category. The categorization’s aim is to give a brief overview of possible properties a group of system users could have.
Fahrer benötigen zur sicheren Steuerung ihres Fahrzeugs im Straßenverkehr eine Reihe von Anzeigen. Viele Funktionen zur Fahrerassistenz benötigen Eingaben des Fahrers. Wie auch in den vergangenen Jahren die Funktionsvielfalt gewachsen ist, sind auch Anzeige und Bedienelemente gestiegen. Im vorangegangen Kapitel wurde bereits die Begrenztheit der menschlichen Leistungsfähigkeit bei der gleichzeitigen Aufnahme und Interpretation von Informationen dargelegt. Die Herausforderung an das HMI im Fahrzeug ist durch die gewachsene Anzahl und auch Komplexität der Systeme enorm gestiegen. In diesem Kapitel sollen zu ausgewählten Funktionen die Anzeige und Bedienkonzepte vorgestellt werden, von einfachen Anzeigen bis zu Strategien für das autonom fahrende Fahrzeug. Dabei wird ein besonderes Augenmerk auf die sicherheitsrelevanten Aspekte gelegt.
5th Workshop Automotive HMI
(2016)
Benutzerschnittstellen im Fahrzeug stellen eine besondere Herausforderung in Konzeption und Entwicklung dar, steht doch eine sichere Bedienung in allen Fahrsituationen von Fahrerassistenzsystemen wie auch Komfort- und Unterhaltungsfunktionen im Vordergrund. Zugleich treffen durch zunehmende Vernetzung die langen Entwicklungszyklen von Kraftfahrzeugen auf die hochdynamische Welt von Mobiltelefonen und Internet. Ein- und Ausgabetechnologien gehören des Weiteren zu den zentralen Mitteln der Hersteller, die Wertigkeit der im Fahrzeug eingebauten Systeme hervorzuheben. Passend zu dem Tagungsmotto „Sozial Digital – Gemeinsam Auf Neuen Wegen“ wurden in diesem Workshop insbesondere Arbeiten und Visionen präsentiert, die das Automobil bzw. HMIs im Fahrzeug als Teil einer vernetzten digitalen Welt verstehen – einer neuen Art eines sozialen Mensch-Maschine Ökosystems. Die zentrale Frage, die im Workshop diskutiert wurde war, wie Systeme in Zukunft aussehen müssen, um sowohl den Menschen als auch die Maschine optimal zu unterstützen (angelehnt an das MABA-MABA Paradigma von Fitts, 1954). Der Workshop war wiederum interdisziplinär aufgesetzt und hat Konzepte und technische Lösungen von und mit Designern, Entwicklern und „Human Factors“-Experten aus Universitäten/Hochschulen, Forschungsinstituten und der Automobilindustrie aus ganzheitlicher Sicht diskutiert.
Gestures are part of the interaction between humans and are currently getting more and more popular in the field of Human-Machine Interaction (HMI). First systems with mid-air gesture control are available in the automotive field of application. But it is still an open question which gestures are intuitive for the users, standards do not exist. In this paper we present a 2-step user study on expectations on touchless gestures in vehicles as part of a participatory design process.
Die spezifischen Herausforderungen des Fachgebiets bedürfen jedoch auch weiterhin einer Diskussion und der Entwicklung neuer Methoden und Ansätze zur Gestaltung von Informationssystemen. Diese sollen dieses Jahr adressiert werden. Generell fokussieren wir eher auf die Effekte von Technologien auf realweltliche Praktiken, als auf die isolierte Technologie. Auch der auf diesen Beiträgen basierende Workshop legt aktuelle Entwicklungen und Fragestellungen offen und gibt neue Impulse für das Forschungsgebiet. Der Workshop wird dabei zweigeteilt gestaltet: Innerhalb des ersten Teils wird den Vortragenden die Möglichkeit gegeben die eigenen Forschungsarbeiten zu präsentieren. Dabei sind sowohl designorientierte, praxisbasierte Analysen und Studien, als auch entwickelte und evaluierte Prototypen neuer Technologien von Interesse. Es wird den Vortragenden die Möglichkeit gegeben die eigenen Forschungsarbeiten teilweise in einem eher frühen Stadium in kompakter Form zu präsentieren und anschließend in Hinblick auf deren Weiterentwicklung diskutieren.
Mission- and safety-critical domains are more and more characterized by interactive and multimedia systems varying from large-scale technologies (e. g. airplanes) to wearable devices (e. g. smartglasses) operated by professional staff or volunteering laypeople. While technical availability, reliability and security of computer-based systems are of utmost importance, outcomes and performances increasingly depend on sufficient human-machine interaction or even cooperation to a large extent. While this i-com Special Issue on “Human-Machine Interaction and Cooperation in Safety-Critical Systems” presents recent research results from specific application domains like aviation, automotive, crisis management and healthcare, this introductory paper outlines the diversity of users, technologies and interaction or cooperation models involved.
Automotive user interfaces and, in particular, automated vehicle technology pose a plenty of challenges to researchers, vehicle manufacturers, and third-party suppliers to support all diverse facets of user needs. To give an example, they emerge from the variation of different user groups ranging from inexperienced, thrill-seeking young novice drivers to elderly drivers with all their natural limitations. To allow assessing the quality of automotive user interfaces and automated driving technology already during development and within virtual test processes, the proposed workshop is dedicated to the quest of finding objective, quantifiable quality criteria for describing future driving experiences. The workshop is intended for HCI, AutomotiveUI, and "Human Factors" researchers and practitioners as well for designers and developers. In adherence to the conference main topic "Spielend einfach interagieren" this workshop calls in particular for contributions in the area of human factors and ergonomics (user acceptance, trust, user experience, driving fun, natural user interfaces etc.) and artificial intelligence (predictive HMIs, adaptive systems, intuitive interaction).
Sicherheitskritische Mensch-Computer-Interaktion ist nicht nur derzeit, sondern auch zukünftig ein äußerst relevantes Thema. Hierbei kann ein Lehr- und Fachbuch, wie dieses, immer nur einen punktuellen Stand abdecken. Dennoch kann der Versuch unternommen werden, aktuelle Trends zu identifizieren und einen Ausblick in die Zukunft zu wagen. Genau das möchte dieses Kapitel erreichen: Es sollen zukünftige Entwicklungen vorausgesagt und versucht werden, diese korrekt einzuordnen. Das ist an dieser Stelle nicht nur durch den Herausgeber, sondern durch Abfrage bei zahlreichen am Lehrbuch beteiligten Autoren geschehen. Neben einem Ausblick auf Grundlagen und Methoden werden dementsprechend auch sicherheitskritische interaktive Systeme und sicherheitskritische kooperative Systeme abgedeckt.
Kaum ein sicherheitskritisches System hat eine so große Verbreitung bei Privatpersonen gefunden wie das Automobil. Seit seiner Erfindung hat es eine rasante Weiterentwicklung erfahren, von einer rein mechanischen Maschine zu einem System, bei dem heute die meisten Innovationen auf elektronischen Komponenten basieren. Dazu zählen insbesondere Fahrerassistenzsysteme, die helfen sollen, komfortabler und sicherer am Ziel der Fahrt anzukommen. Wo einst z. B. der Tempomat einfach über die Einstellung einer festen Geschwindigkeit gesteuert wurde, sind heute bereits einzelne Systeme deutlich umfangreicher und das Zusammenspiel longitudinaler und lateraler Automatisierung führt zu einem Anstieg der Komplexität. Die sichere Bedienung des Fahrzeugs muss jedoch im Vordergrund stehen, kann ein Fehler doch schnell bis hin zu tödliche Folgen haben. In diesem Kapitel werden psychologische Grundlagen vorgestellt und auf die Herausforderungen für die Entwicklung von HMIs im Fahrzeug angewandt. Konkrete Umsetzungen von aktuellen Fahrzeugen bis hin zu Forschungsarbeiten werden betrachtet, ebenso wird auf den Entwicklungsprozess und Nutzerstudien eingegangen.
Durch den technischen Fortschritt in der Spracherkennung und -verarbeitung wird Sprache als Interaktionsform auch in Fahrzeugen, z.B. zur Bedienung von Infotainmentsystem, immer populärer. Die Steuerung von teilautomatisierten Fahrzeugen über Sprache ist bisher wenig erforscht. Ziel dieser Arbeit ist es unter der grundsätzlichen Annahme der Eignung von Sprachsteuerung für teilautonome Fahrzeuge, Nutzererwartungen und spezielle Anforderungen an eine Sprachsteuerung für die grundlegenden Fahrmanöver zu identifizieren. Aus den Ergebnissen eines Expertenworkshops und einer explorativen Videostudie werden Anforderungen und Sprachkommandos abgeleitet.
Öffentliche Diskussionen zum autonomen Fahren zeigen einen hohen Anspruch, dass die Algorithmen in kritischen Fällen Entscheidungen nach ethischen Kriterien fällen. Diese für die Vielzahl von denkbaren Verkehrssituationen so zu erfassen, dass sie den Vorstellungen eines größten Teils der Bevölkerung entspricht, stellt eine große methodische Herausforderung dar. In dieser Arbeit wird untersucht, in wie weit eine überlegte Entscheidung mit dem Verhalten in einem Fahrsimulator übereinstimmt. Dabei wird bei einem großen Teil der Teilnehmer:innen ein Widerspruch zwischen geäußertem beabsichtigtem Handeln und tatsächlichem Handeln offenbar.
Automotive user interfaces and automated vehicle technology pose numerous challenges to support all diverse facets of user needs. These range from inexperienced, thrill-seeking, young novice drivers to elderly drivers with a mostly opposite set of preferences together with their natural limitations. To allow assessing the (hedonic) quality of automotive user interfaces and automated driving technology (i. e., UX) already during development, the proposed workshop is dedicated to the quest of finding objective, quantifiable criteria to describe future driving experiences. The workshop is intended for HCI, AutomotiveUI, and “Human Factors” researchers and practitioners as well for designers and developers. In adherence to the conference main topic “Interaktion – Verbindet – Alle”, this workshop calls in particular for contributions in the areas of human factors and ergonomics (user acceptance, trust, user experience, driving fun, natural user interfaces, etc.) with focus on hedonic quality and design of user experience to enhance the safety feeling in ADS.
System design for well-being needs an appropriate tool to help designers to determine relevant requirements that can help human well-being to flourish. Personas come as a simple yet powerful tool in the early development stage of the user interface design. Considering well-being determinants in the early design process provide benefits for both the user and the development team. Therefore, in this short paper, we performed a literature study to provide a conceptual model of well-being in personas and propose positive design interventions in personas’ creation process.
Automotive user interfaces and, in particular, automated vehicle technology pose a plenty of challenges to researchers, vehicle manufacturers, and third-party suppliers to support all diverse facets of user needs. To give an example, they emerge from the variation of different usergroups ranging from inexperienced, thrill-seeking young novice drivers to elderly drivers with all their natural limitations. To allow assessing the quality of automotive user interfaces and automated driving technology already during development and within virtual test processes, the proposed workshop is dedicated to the quest of finding objective, quantifiable quality criteria for describing future driving experiences. The workshop is intended for HCI, AutomotiveUI, and “Human Factors" researchers and practitioners as well for designers and developers. In adherence to the conference main topic “Spielend einfach interagieren “, this workshop calls in particular for contributions in the area of human factors and ergonomics (user acceptance, trust, user experience, driving fun, natural user interfaces, etc.) and artificial intelligence (predictive HMIs, adaptive systems, intuitive interaction).
Im Zentrum dieses Workshops stehen Erkenntnisse zur Mensch-Computer-Interaktion in sicherheitskritischen Anwendungsgebieten. Da in solchen Feldern – etwa Katastrophenmanagement, Verkehr, Produktion oder Medizin – immer häufiger MCI stattfindet, sind viele wissenschaftliche Gebiete, unter anderem die Informatik, zunehmend gefragt. Die Herausforderung besteht darin, bestehende Ansätze und Methoden zu diskutieren, anzupassen und innovative Lösungsansätze zu entwickeln.
Die breite Einführung autonomer Fahrzeuge, ob für den Individualverkehr oder auch den öffentlichen Nahverkehr, ist nur noch eine Frage der Zeit. Dies bedeutet unweigerlich, dass in absehbarer Zeit alle Verkehrsteilnehmer*innen mit dieser Art von Fahrzeugen in Berührung kommen werden. In diesem Artikel soll diskutiert werden, wie Ansätze des Positive Computing helfen können, die Ausgestaltung der automatisierten Fahrzeuge so vorzunehmen, dass sie zum Wohlbefinden der Menschen in Verkehrssituationen beitragen.
The way we communicate with autonomous cars will fundamentally change as soon as manual input is no longer required as back-up for the autonomous system. Maneuver-based driving is a potential way to allow still the user to intervene with the autonomous car to communicate requests such as stopping at the next parking lot. In this work, we highlight different research questions that still need to be explored to gain insights into how such control can be realized in the future.
For highly automated vehicles (AVs), new interaction concepts need to be developed. Even in AVs, the driver might want to intervene and override the automation from time to time. To create the possibility of control, we explore vehicle control through maneuver-based interventions (MBI). Thereby, we focus on explicit, contact-less interaction, which could be beneficial in future AV designs, where the driver is not necessarily bound to classical controls. We propose a set of freehand gestures and keywords for voice control derived in a user-centered design process. Further, we discuss properties, applicability and user impressions of both interaction modalities. Voice control seems to be an efficient way to select a maneuver and free-hand gestures could be used, if voice channel is blocked, e.g., through conversation with passengers.
Human emotion detection in automated vehicles helps to improve comfort and safety. Research in the automotive domain focuses a lot on sensing drivers' drowsiness and aggression. We present a new form of implicit driver-vehicle cooperation, where emotion detection is integrated into an automated vehicle's decision-making process. Constant evaluation of the driver's reaction to vehicle behavior allows us to revise decisions and helps to increase the safety of future automated vehicles.
Even though many aspects of automated driving have not yet become reality, many human factors issues have already been investigated. However, recent discussions revealed common misconceptions in both research and society about vehicle automation and the levels of automation levels. This might be due to the fact that automated driving functions are misnamed (cf. Autopilot) and that vehicles integrate functions at different automation levels (L1 lane keeping assistant, L2/L3 traffic jam assist, L4 valet parking). The user interface is one of the most critical issues in the interaction between humans and vehicles--and diverging mental models might be a major challenge here. Today's (manual) vehicles are ill-suited for appropriate HMI testing for automated vehicles. Instead, virtual or mixed reality might be a much better playground to test new interaction concepts in an automated driving setting.
Currently, car assistant systems mainly try to prevent accidents. Increasing built-in car technology also extends the potential applications in vehicles. Future cars might have virtual windshields that augment the traffic or individual virtual assistants interacting with the user. In this paper, we explore the potential of an assistant system that helps the car’s occupants to calm down and reduce stress when they experience an accident in front of them. We present requirements from a discussion (N= 11) and derive a system design from them. Further, we test the system design in a video-based simulator study (N= 43). Our results indicate that an accident support system increases perceived control and trust and helps to calm down the user.
Self-driving cars will relief the human from the driving task. Nevertheless, the human might want to intervene in the driving process and thus needs the possibility to control the car. Switching back to fully manual controls is uncomfortable once being passive and engaging in non-driving-related activities. A more comfortable way is controlling the car with elemental maneuvers (e.g., "turn left" or "stop"). Whereas touch interaction concepts exist, contactless interaction through voice and mid-air gestures has not yet been explored for maneuver-based car control. In this paper, we, therefore, compare the general eligibility of voice and mid-air gesture with touch interaction as the primary maneuver selection mechanism in a driving simulator study. Our results show high usability for all modalities. Contactless interaction leads to a more positive emotional perception of the interaction, yet mid-air gestures lead to higher task load. Overall, voice and touch control are preferred over mid-air gestures by most users.
How to Increase Automated Vehicles’ Acceptance through In-Vehicle Interaction Design: A Review
(2020)
Automated vehicles (AVs) are on the edge of being available on the mass market. Research often focuses on technical aspects of automation, such as computer vision, sensing, or artificial intelligence. Nevertheless, researchers also identified several challenges from a human perspective that need to be considered for a successful introduction of these technologies. In this paper, we first analyze human needs and system acceptance in the context of AVs. Then, based on a literature review, we provide a summary of current research on in-car driver-vehicle interaction and related human factor issues. This work helps researchers, designers, and practitioners to get an overview of the current state of the art.
The detection of soil erosion processes in dams, hydraulic heave failure or corrosion processes of reinforcing steel in concrete are a small selection of measuring applications in civil engineering where the impedance analysis can be used to determine the measurand. Those measuring applications are having high requirements for the measuring hardware. For example a common interface for fast data exchange, high resolution, independent functionality and easy customizability to suit the measuring application. For that reason, a well-known application for steel-mill process monitoring can be used as a development platform. This hardware platform is based on a vector network analyzer and is meeting the requirements mainly. However, a couple of modifications has to be made, like replacing the ADC for a higher sample rate, Ethernet for easy and fast data exchange and the microcontroller for more calculation power.
Process Monitoring in Steel-Mills using Impedance Analysis: VNA Improvement for Data Acquisition
(2017)
The process automation extends over every manufacturing step of a product in the steel-mill to increase the quality, quantity and energy efficiency. The product dimensions are an important part of the quality control; these must maintain the specified tolerances. Additional to the cross-sectional-area, the measured data contains much more information about the manufacturing process, e.g. eccentricity, condition of the rolls and defects of the rod. For analyzing the measured data and to gather more information about the manufacturing process it is necessary to increase the speed of the data acquisition by performing some modifications of the VNA, e.g. faster analog to digital converter and microcontroller, improved firmware and optimized values of the passive electrical components for faster time constants and transient responses.
Rolling mills are continually improved and opti-mized by implementing innovative technology to decrease costs and scrap. Despite of the progressive automation and experience, some important process parameters can still not be determined with sufficient accuracy. As part of the research project PIREF, the velocity of the hot rolled rod shall be measured by using im-pedance analysis to estimate the volumetric flow rate of the mate-rial. For a high accuracy measurement of the impedance, a pow-erful VNA is used. To minimize errors in the measurement, caused by e.g. temperature drift, a correction of the measurement fre-quency is needed. This must be achieved without recalibration of the VNA to avoid faulty behavior of the online control. To solve this problem, an approach based on a polynomial regression is presented in this work.
Quality and dimensional accuracy of hot rolled steel rods depend on several process parameters. In fact many of these crucial parameters are not be sufficiently determined yet. By improving automation and process control costs and scrap of production can be decreased. As part of the research project PIREF, one of these parameters – the roll gap – is under investigation beside other topics. Before starting rolling, the roll gap is typically set to a fixed value according to the planed dimensions of the product, but the forces during the rolling of the rod cause an enlargement of the roll gap. In which way the rolls change their position and form shall be examined in our research project. Therefore a first experimental setup has been built up to determine the change in position of the rolls under applied force. This is realized by a pot core coil as sensor using impedance analysis. The first results are presented in this work as a proof-of-principle.
Process diagnosis is an important method for improving product quality in rolling mills. In addition, the measurement of process variables such as roll gap, cross-sectional area, velocity, and volume flow of the material during production enables the implementation of model-based control concepts to improve product quality. The non-contact speed measurement of hot wire and bar is still a big challenge due to the rough environmental conditions and is solved mainly with optical measuring methods in production. The alternative measurement principle with eddy current sensors presented in this paper enables velocity measurement at locations in a rolling mill where optical measurement methods are not suitable.
In the field of producing hot-rolled steel bars and wires, hot rolling mills are incomplete or barely equipped with measuring technology for recording relevant process parameters. Therefore, there is a big potential to increase product quality and to decrease costs and scrap by improving process control establishing new sensor systems. One of these crucial parameters is the roll gap,which is investigated as part of the research project PIREF. In this paper an experimental setup for examining the roll gap during a rolling process is presented and based on these results different sensor arrangements are discussed.
Velocity Approximation of Hot Steel Rods Using Frequency Spectroscopy of the Cross-Section Area
(2019)
In this work, an approach for velocity approximation of hot steel rods based on frequency spectroscopy is presented. For this purpose, a sensor already implemented in a rolling mill for measuring the cross-sectional area of the rolling stock is used to obtain information about the velocity of the hot rods. Moreover, the effect of forward slip is briefly discussed.
The development of innovative measuring technology for process optimization in hot rolling mills becomes more and more relevant because of increasing demands on product quality. Measurement technology for high-resolution non-contact cross-sectional area measurement has shown that the variation in cross-sectional area contains information about the rolling process. This information can be used for the development of new measurement devices and analytical methods for process optimization. The harsh environmental conditions and strict safety regulations result in great effort when implementing a new sensor prototype in hot rolling mills. For this reason, this work presents a mechatronic test stand that can simulate the cross-sectional area variation under laboratory conditions realistically.
In diesem Artikel wird ein System vorgestellt, welches eine videobasierte Hinderniserkennung zur automatisierten Bildanalyse von Straßenverkehrsszenen durchführt. Eine Unterteilung der Hinderniserkennung in Objektdetektion, Objektverfolgung und Objektklassifikation lässt eine Extraktion und eine Attributierung von Verkehrsteilnehmern zu. Eine Szeneninterpretation ist ableitbar.
Positive Computing umfasst Design, Realisierung und Bewertung von Anwendungssystemen und deren Einflüsse mit dem Ziel, Lebensqualität und Wohlbefinden von Menschen zu verbessern und sie bei der Entfaltung ihrer Potenziale zu unterstützen. Das Institut Positive Computing (IPCo) an der Hochschule Ruhr West soll dieses neue Paradigma in einem inter- und transdisziplinären Ansatz erschließen, untersuchen und umsetzen. Das Paradigma ist anwendbar auf nahezu alle Bereiche des privaten und beruflichen Lebens. Die Forschung des IPCo fokussiert zunächst jedoch auf die positive Nutzung von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) für generationenübergreifende Herausforderungen. Hierzu sollen technologische Lösungen unter kontinuierlicher Einbeziehung menschlicher Bedürfnisse und sozialer Fragestellungen erarbeitet
werden.
Technologie die beflügelt
(2016)
Das CameraFramework wurde entwickelt, um mittels Socket-Kommunikation [1] als Middleware zwischen verschiedenen Kamerainstanzen mit eigenen Kameratreibern und Clienten zu fungieren. Über diesen Kommunikationsweg ist es möglich Clienten nicht nur lokal, sondern auch über das Netzwerk mit Kameradaten zu versorgen. Um neue Kameras mit dem Framework nutzen zu können, muss die Implementierung gewissen Regeln folgen, was durch ein vorgegebenes Basis-Interface (abstrakte Basis-Klasse in C++ [2]) fast vollständig sichergestellt ist. Neue Kameras werden zur Laufzeit über dynamische Bibliotheken geladen. Parameter für Kameras sind über ein XML-File [3] einzustellen. Funktionen zur Übergabe von neuen Kameradaten sind implementiert und müssen durch den Entwickler der einzelnen Kamerainterfaces aufgerufen werden.
Die Zuordnung von Kameradaten zum passenden Nutzer übernimmt das Framework. Jeder Clienterhält seinen eigenen konfigurierbaren Ringbuffer [4] um unabhängig von anderen Nutzern und Kameras zu sein. Die Aufgaben des Frameworks sind auf verschiedene Module, wie in Abbildung 1 dargestellt, aufgeteilt.
Autonomous driving is one of the future visions in which many vehicle manufacturers are working with high pressure.
Nowadays, it is already supported partially by high-class vehicles. A completely autonomous journey is indeed the goal, but in cars for
the public road traffic still not available. Automatic lane keeping assistants, speed regulators as well as shield and obstacle detections
are parts or precursors on the way to completely autonomous driving.
The American vehicle manufacturer Tesla is not only known for its electric drive, but also for the fact that high-pressure work is carried out on the autonomous drive. Tesla is thus the only vehicle manufacturer to use its users as so-called beta testers for its assistance systems. The progress and the function of the currently available Model S in the field of assistance systems and autonomic driving is documented and described in this paper. It is shown how good or bad the test vehicle manages scenarios in normal road traffic situations
with the assistance systems, e.g. lane keeping assistant, speed control, lane change and distance assistant, and which scenarios can
not be managed by the vehicle itself.
Systeme zur automatisierten Bildanalyse sind vielfältig einsetzbar und gewinnen aufgrund technologischer Weiterentwicklungen und gesellschaftlicher Akzeptanz zunehmend an Bedeutung. Schwerpunkt im Bereich der "Technischen Bildverarbeitung dynamischer Szenen" ist die Entwicklung von Methoden, die bei der Interpretation von Bildern aus verschiedenen Sensordaten Verwendung finden. Dies sind neben den herkömmlichen Kamerabildern im wesentlichen Röntgen- und Radarbilder. Unter geeigneter Berücksichtigung der durch die jeweiligen Anwendungen vorgegebenen Randbedingungen werden daraus entsprechende Verfahren abgeleitet. Derzeitige Projekte beschäftigen sich mit der Analyse von Straßenverkehrsszenen, der Detektion von Sprengstoffzündern bei der Durchleuchtung von Fluggepäck, sowie mit der Bestimmung von Art und Ausdehnung von Ölverschmutzungen bei der Meeresüberwachung.
Systems for automated image analysis are useful for a variety of tasks and their importance is still increasing due to technological advances and an increase of social acceptance. The main focus of "Technical Image Processing of Dynamic Scenes" lies
with the development of methods for the interpretation of images derived from various sensors. Apart from conventional visual images, this involves mainly X-ray and radar images. Taking into account the requirements of the various applications, suitable methods are derived. Current projects are dealing with the analysis of traffic scenes, detection of detonators when X-raying luggage and determination of type and expansion of oil pollution in maritime surveillance.
Aktiv im Alter
(2016)
Die Prognosen für den demografischen Wandel sind eindeutig: In den kommenden Jahren wird es immer mehr Menschen über 65 Jahre geben. Damit verbunden sind große Herausforderungen für die Gesellschaft und ihre Sozialsysteme, aber auch für viele Angehörige, die ihre Verwandten im Alter pflegen. Doch nicht alle älteren Menschen leben im Kreise ihrer Familie oder können sich Fremdbetreuung durch Pflegedienste leisten. Häufig übernehmen Nachbarn oder Freunde aus der Umgebung diese Aufgabe. Für diese Menschen wird das Wohnquartier zum zentralen Gesundheitsstandort.
Im besten Fall können sie dort ihren Alltag noch lange selbstständig bewältigen und ihre sozialen Kontakte aufrechterhalten. Das soll bald eine App unterstützen. Sie ist Teil eines Trainingsprogramms, das die Hochschule für Gesundheit (hsg) im Verbund mit der Hochschule Ruhr West erarbeitet. Der Name des Projekts ist Programm: „Quartier agil – Aktiv vor Ort“. Mit Übungen zum kognitiven und körperlichen Training, Angeboten für Gruppenaktivitäten, Kommunikationsforen und Funktionen zur Selbstkontrolle wollen die Forscherinnen und Forscher
ältere Menschen fit halten.
In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, welches textur- und konturbasierte Verfahren zur Segmentierung fusioniert. Als Kopplungsmatrix wird eine selbstorganisierte Karte nach Kohonen verwendet. Eine verbesserte Objekt- zu Hintergrundtrennung im Vergleich zu Einzelalgorithmen wird demonstriert.
Für das sichere Führen von Fahrzeugen im Straßenverkehr ist ein hohes Maß an Informationsverarbeitung notwendig, um aus den zur Verfügung stehenden Informationen, Handlungen für die Fahrzeugsteuerung abzuleiten. Der Mensch löst diese Aufgabe hauptsächlich auf der Basis visueller Informationen. Durch die Arbeitsweise des menschlichen Gehirns motiviert, wird am Institut für Neuroinformatik der Ruhr-Universität Bochum an einer Fahrzeugführung mittels Computer Vision gearbeitet. Fortlaufend oder zumindest in kurzen Abständen müssen hierbei Verkehrsteilnehmer aus den visuellen Informationen extrahiert und danach weiter attributiert werden. Wichtige Eigenschaften sind hierbei: Objektklasse (PKW, LKW, Fußgänger etc.), Abstand, Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung und das Gefahrenpotential bezüglich der eigenen Ortsveränderung. Die Vielzahl der durch die Umwelt aufgestellten Randbedingungen und das aus der Aufgabenstellung implizierte hohe Maß an Sicherheit bedingen ein robustes und flexibles Gesamtsystem. Dieses Gesamtsystem besteht zum einen aus Basis-Algorithmen zur Vorverarbeitung der Eingabedaten und Extraktion von Bildmerkmalen und zum anderen aus darauf aufbauenden Verfahren zur Segmentierung, Klassifizierung und Verfolgung von Fahrzeugen.
Technical Report
(2016)
This internal report discusses the theoretical and practical aspects of the cluster management framework SimpleHydra, which was developed in order to allow researchers the quick setup of classical small to mid-scale computation clusters while being as lightweight and platform independent as possible. We motivate crucial design choices with a theoretical analysis in the aspect of time and space complexity, furthermore we give a comprehensive introduction regarding the frameworks usage (which includes examples and detailed description of fundamental concepts as well as data structures). In addition to that we illustrate application scenarios with complete source code examples. Furthermore we hope that this document proves valuable not only as a development report but also as a practical manual for SimpleHydra.
We present a study on 3D based hand pose recognition using a new generation of low-cost time-of-flight(ToF) sensors intended for outdoor use in automotive human-machine interaction. As signal quality is impaired compared to Kinect-type sensors, we study several ways to improve performance when a large number of gesture classes is involved. We investigate the performance of different 3D descriptors, as well as the fusion of two ToF sensor streams. By basing a data fusion strategy on the fact that multilayer perceptrons can produce normalized confidences individually for each class, and similarly by designing information-theoretic online measures for assessing confidences of decisions, we show that appropriately chosen fusion strategies can improve overall performance to a very satisfactory level. Real-time capability is retained as the used 3D descriptors, the fusion strategy as well as the online confidence measures are computationally efficient.
Multimodaler Sensor zur Fahrzeugführung: Teilprojekt: Architektur, Rundumsicht und Objekterkennung
(1997)
Analyse dynamischer Szenen
(1999)
In diesem Artikel wird die Analyse dynamischer Szenen im Rahmen einer flexiblen Architektur zur Lösung von Fahrerassistenzaufgaben in Kraftfahrzeugen vorgestellt. Die Lösung unterschiedlicher Aufgaben mit verwandten Ansätzen bedingt einen hohen Grad an Modularität und Flexibilität. Nur so können die gestellten Aufgaben mit den vorhandenen Algorithmen optimal gelöst werden. In der vorgestellten Architektur wird eine objektbezogene Analyse von Sensordaten, eine verhaltensbasierte Szeneninterpretation und eine Verhaltensplanung durchgeführt. Eine globale Wissensbasis, auf der jedes einzelne Modul arbeitet, beinhaltet die Beschreibung physikalischer Zusammenhänge, Verhaltensregeln für den Straßenverkehr, sowie Objekt- und Szenenwissen.
Externes Wissen (z.B. GPS – Global Positioning System) kann ebenfalls in die Wissensbasis eingebunden werden. Als Anwendungsbeispiel der Verhaltensplanung ist ein intelligenter Tempomat realisiert.
For face recognition from video streams speed and accuracy are vital aspects. The first decision whether a preprocessed image region represents a human face or not is often made by a feed-forward neural network (NN), e.g. in the Viisage-FaceFINDER® video surveillance system. We describe the optimisation of such a NN by a hybrid algorithm combining evolutionary multi-objective optimisation (EMO) and gradient-based learning. The evolved solutions perform considerably faster than an expert-designed architecture without loss of accuracy. We compare an EMO and a single objective approach, both with online search strategy adaptation. It turns out that EMO is preferable to the single objective approach in several respects.
Das kEFIR‐Projekt untersucht die praktische Anwendung von thermographischen Verfahren zur Analyse der strukturellen Integrität von Windkraftrotorblättern. Das Projekt entstand in Zusammenarbeit der Hochschule Ruhr West (HRW) mit der IQbis Consulting GmbH im Rahmen eines ZIM‐Förderprojekts des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Hintergrund ist die zunehmende Anzahl von Windkraftanlagen (WKA) und der somit steigende Wartungsaufwand. Um einen reibungslosen Betrieb dieser Anlagen zu gewährleisten und damit den besonderen Anforderungen an die Verfügbarkeit energieerzeugender Anlagen sicherzustellen, ist ein Bedarf an qualitativ hochwertigen Fehleranalysesystemen für im Betrieb befindlicher WKA von besonderer Bedeutung. Erfahrungsgemäß ist der Zeitaufwand für diese Inspektionen mit aktuellen Mitteln sehr groß und wird üblicherweise mit mehreren Arbeitstagen kalkuliert. Die Reproduzierbarkeit der gewonnenen Daten ist bei den derzeitigen Methoden meist nicht gewährleistet. Um frühzeitig auf Instabilitäten oder Schäden in den Rotorblättern einer WKA aufmerksam zu werden, ist die Entwicklung eines schnellen und qualitativ hoch wertigen Fehleranalysesystems von zentraler Bedeutung. Ein Forschungsschwerpunkt in diesem Zusammenhang ist die Entwicklung von geeigneten bildgebenden und berührungslosen Verfahren, welche bei den Inspektionen eingesetzt werden können. Beispielsweise erlaubt der Einsatz thermographischer Sensoren eine Analyse nicht nur der Rotorblattoberfläche, sondern auch ihrer inneren Struktur. Weiterhin ist aufgrund des schnell wachsenden Marktes bei unbemannten Luftfahrzeugen, wie beispielsweise positionsstabiler Quatrocoptersysteme, eine zusätzliche Möglichkeit gegeben, die Inspektion von Windenergieanlagen mit Hilfe mobiler, kompakter und fliegender Analysesysteme zu unterstützen.
Das kEFIR‐Projekt untersucht die praktische Anwendung von thermographischen Verfahren zur Analyse der strukturellen Integrität von Windkraftrotorblättern. Das Projekt entstand in Zusammenarbeit der Hochschule Ruhr West (HRW) mit der IQbis Consulting GmbH im Rahmen eines ZIM‐Förderprojekts des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Hintergrund ist die zunehmende Anzahl von Windkraftanlagen (WKA) und der somit steigende Wartungsaufwand. Um einen reibungslosen Betrieb dieser Anlagen zu gewährleisten, und damit den besonderen Anforderungen an die Verfügbarkeit energieerzeugender Anlagen sicherzustellen, ist ein Bedarf an qualitativ hochwertigen Fehleranalysesystemen für im Betrieb befindlicher WKA von besonderer Bedeutung. Erfahrungsgemäß ist der Zeitaufwand für diese Inspektionen mit aktuellen Mitteln sehr groß und wird üblicherweise mit mehreren Arbeitstagen kalkuliert. Die Reproduzierbarkeit der gewonnenen Daten ist bei den derzeitigen Methoden meist nicht gewährleistet. Um frühzeitig auf Instabilitäten oder Schäden in den Rotorblättern einer WKA aufmerksam zu werden, ist die Entwicklung eines schnellen und qualitativ hochwertigen Fehleranalysesystems von zentraler Bedeutung. Ein Forschungsschwerpunkt in diesem Zusammenhang ist die Entwicklung von geeigneten bildgebenden und berührungslosen Verfahren, welche bei den Inspektionen eingesetzt werden können. Beispielsweise erlaubt der Einsatz thermographischer Sensoren eine Analyse nicht nur der Rotorblattoberfläche, sondern auch ihrer inneren Struktur. Weiterhin ist aufgrund des schnell wachsenden Marktes bei unbemannten Luftfahrzeugen, wie beispielsweise positionsstabiler Quatrocoptersysteme, eine zusätzliche Möglichkeit gegeben, die Inspektion von Windenergieanlagen mit Hilfe mobiler, kompakter und fliegender Analysesysteme zu unterstützen.
Es ist eine alltägliche Erfahrung, daß wir Urteile über gut oder schlecht, bzw. qualitativ hochwertig oder minderwertig eines Gegenstandes mit der Wahrnehmung des emittierten Geräuschschalls in Verbindung bringen. Der Geräuschlaut ist deshalb ein wichtiges Entscheidungskriterium bei der Auswahl eines Produktes, welches wahrnehmbaren Schall erzeugt. Die Fragestellung hinsichtlich der Geräuschqualität und des Geräuschdesigns stellt daher hohe Anforderungen an den Akustik-Ingenieur. Zum heutigen Zeitpunkt ist es jedoch nicht möglich, mit einer instrumentellen Meßtechnik Aussagen über die Eignung eines Geräuschschalls für ein Produkt zu machen. Es ist nicht möglich, kognitive Faktoren über eine instrumentelle Meßtechnik zu messen. Es reicht nicht aus, eine Geräuschgüte mit Bewertungsschemata wie dem A-bewerteten Schalldruckpegel
oder Lautheitsmodellen zu definieren. Diese lassen allein keine eindeutigen Aussagen über die Wahrnehmung von Geräuschen zu. Der vorliegende Beitrag ist als Ansatz für das Soundengineering von Fahrzeuginnengeräuschen zu sehen. Es wird anhand von Hörversuchen mit Fahrzeuginnengeräuschen ein objektiver Beschreibungskatalog ermittelt, der eine Aussage über die jeweilige Hörempfindung zuläßt.
Systems for automated image analysis are useful for a variety of tasks and their importance is still increasing due to technological advances and an increase of social acceptance. Especially in the field of driver assistance systems the progress in science has reached a level of high performance. Fully or partly autonomously guided vehicles, particularly for road-based traffic, pose high demands on the development of reliable algorithms due to the conditions imposed by natural environments. At the Institut fur Neuroinformatik, methods for analyzing driving relevant scenes by computer vision are developed in cooperation with several partners from the automobile industry. We introduce a system which extracts the important information from an image taken by a CCD camera installed at the rear view mirror in a car. The approach consists of a sequential and a parallel sensor and information processing. Three main tasks namely the initial segmentation (object detection), the object tracking and the object classification are realized by integration in the sequential branch and by fusion in the parallel branch. The main gain of this approach is given by the integrative coupling of different algorithms providing partly redundant information.
Im vorliegenden Beitrag wird ein hochsprachenprogrammierbares System zur schritthaltenden Vollbild-Interpretation natürlich beleuchteter Szenenfolgen im Videotakt vorgestellt. Im einzelnen werden folgende Teilmodule und Subsysteme beschrieben: eine hochdynamische, pixellokal autoadaptive CMOS-Kamera mit ca. 120 dB Helligkeitsdynamik (20Bits/Pixel) ein hochsprachenprogrammierbarer Systolic Array Prozessor (für die pixelbezogenen Verarbeitungsmodule) im PCI-Kartenformat, samt optimierendem Compiler, Simulator und Emulator Systemprozeßgerüste unter Linux auf den für die Echtzeit-Anwendungen eingesetzten Hostrechnern (z.B. DEC/Alpha oder Intel/ Pentium)eine prototypische Anwendung zur bildverarbeitungsbasierten Eigenbewegungsbeobachtung (Translationsrichtung, Eotationsraten)eine prototypische, automotive Anwendung zur schritthalt enden Detektion und Kartierung des Straßen- und Spurverlaufs unter partieller monokularer 3D-Rekonstruktion, sowie prototypische Anwendungen zur Klassifikation verkehrsrelevanter Hindernisse (Verkehrsteilnehmer)
Das vorliegende Paper gibt einen Überblick über das Verhalten von modernen, autonom navigierenden Fahrzeugen in Baustellen. Dabei werden besondere Herausforderungen für die autonome Navigation im Baustellenbereich benannt. Außerdem wird ein Überblick über die Sensorausstattung und die Fahrerassistenzsysteme von modernen Fahrzeugen gegeben und es werden Technologien vorgestellt, die für eine Verbesserung der autonomen Navigation durch Baustellen genutzt werden können. Es wird ein Versuch durchgeführt, der aufzeigt, wie zuverlässig moderne Fahrzeuge durch Baustellensituationen navigieren können. Dabei werden Schwachstellen, wie bspw. die mangelnde Verfügbarkeit von Fahrerassistenzsystemen bei niedrigen Geschwindigkeiten, aufgedeckt.
Derzeitige Projekte am Institut für Neuroinformatik in Bochum beschäftigen sich mit der Analyse von Straßenverkehrsszenen mittels Computer Vision [12]. Dies impliziert, wegen der durch die natürliche Umwelt aufgestellten Randbedingungen, hohe Anforderungen an die zu entwickelnden Algorithmen. Im speziellen wird versucht, Verkehrsteilnehmer aus Videobildern zu extrahieren und die so gewonnenen Objekthypothesen weiter zu attributieren (z.B. Objektklasse, Abstand, Geschwindigkeit, Gefahrenpotential hinsichtlich der beabsichtigten Eigentrajektorie etc.), um im Hinblick auf den Einsatz in Assistenzsystemen in Fahrzeugen eine möglichst genaue Beschreibung der Umwelt zu erreichen. Nicht nur die große Vielfalt der unterschiedlichen Umweltszenarien, sondern auch das hohe Maß an Sicherheit, das die gestellte Aufgabe erfordert, bedingen ein breitbandiges und flexibles Gesamtsystem [6]. Ein Lösungsvorschlag wird im folgenden behandelt.
Analysis of dynamic scenes
(2000)
In this paper the proposed architecture for a dynamic scene analysis is illustrated by a driver assistance system. To reduce the number of traffic accidents and to increase the drivers comfort, the thought of designing driver assistance systems rose in the past years. Principal problems are caused by having a moving observer (ego motion) in predominantly natural surroundings. In this paper we present a solution for a flexible architecture for a driver assistance system. The architecture can be subdivided into four different parts: the object-related analysis, the knowledge base, the behavior-based scene interpretation, and the behavior planning unit. The object-related analysis is fed with data by the sensors (vision, radar). The sensor data are preprocessed (flexible sensor fusion) and evaluated (saliency map) searching for object-related information (positions, types of objects, etc.). The knowledge base is represented by static and dynamic knowledge. It consists of a set of rules (traffic rules, physical laws), additional information (GPS, lane-information) and it is implicitly used by algorithms in the system. The scene interpretation combines the information extracted by the
object-related analysis and inspects the information for contradictions. It is strongly connected to the behavior planning using only information needed for the actual task. In the scene interpretation consistent representations (i.e., bird’s eye view) are organized and interpreted as well as a scene analysis is performed. The results of the scene interpretation are used for decision making in behavior planning, which is controlled by the actual task.
Handgesten im Automobil haben das Potenzial einer Kombination von gut sichtbaren Displays nahe der Windschutzscheibe und einer als intuitiv empfundenen Gestensteuerung, wie sie berührungsgesteuert von Smartphones aber auch berührungslos von einigen Fernsehgeräten bekannt ist. Bei entsprechender Positionierung der Sensoren können so die Augen auf der Straße und die Hände am Lenkrad oder zumindest sehr nahe dazu verbleiben. Der hier beschriebene frühe Demonstrator zeigt die Machbarkeit dieser Technologie mit einem neuartigen Erkennungsverfahren.
Ziel des Verbundprojektes APFel (Projektlaufzeit: 01.01.2010 ‐ 31.03.2014)war eine zeitlich vorwärts‐ und rückwärtsgerichtete Lokalisation von Personen innerhalb eines Kameranetzwerkes aus sich nicht überlappenden Kameras in Hyperechtzeit zu ermöglichen. Einsatzbereiche dieses Szenarios sind kritische Infrastrukturen wie Flughäfen und Flugplätze. Zunächst fokussierte das Projekt APFel auf die Lokalisation einer einzelnen Zielperson. Weiterführend wurden die entwickelten Verfahren auf die Analyse von Gruppen erweitert, um Personen als Teil einer Gruppe lokalisieren zu können.
We present a novel approach of distributing matrix multiplications among GPU-equipped nodes in a cluster system. In this context we discuss the induced challenges and possible solutions. Additionally we state an algorithm which outperforms optimized GPU BLAS libraries for small matrices. Furthermore we provide a novel theoretical model for distributing algorithms within homogeneous computation systems with multiple hierarchies. In the context of this model we develop an algorithm which can find the optimal distribution parameters for each involved subalgorithm. We provide a detailed analysis of the algorithms space and time complexities and justify its use with a structured evaluation within a small GPU-equipped Beowulf cluster.
We present a novel method to perform multi-class pattern classification with neural networks and test it on a challenging 3D hand gesture recognition problem. Our method consists of a standard one-against-all (OAA) classification, followed by another network layer classifying the resulting class scores, possibly augmented by the original raw input vector. This allows the network to disambiguate hard-to-separate classes as the distribution of class scores carries considerable information as well, and is in fact often used for assessing the confidence of a decision. We show that by this approach we are able to significantly boost our results, overall as well as for particular difficult cases, on the hard 10-class gesture classification task.
A light-weight real-time ap- plicable hand gesture recognition system for automotive applications
(2015)
We present a novel approach for improved hand-gesture recognition by a single time-of-flight(ToF) sensor in an automotive environment. As the sensor's lateral resolution is comparatively low, we employ a learning approach comprising multiple processing steps, including PCA-based cropping, the computation of robust point cloud descriptors and training of a Multilayer perceptron (MLP) on a large database of samples. A sophisticated temporal fusion technique boosts the overall robustness of recognition by taking into account data coming from previous classification steps. Overall results are very satisfactory when evaluated on a large benchmark set of ten different hand poses, especially when it comes to generalization on previously unknown persons.
We present a system for efficient dynamic hand gesture recognition based on a single time-of-flight sensor. As opposed to other approaches, we simply rely on depth data to interpret user movement with the hand in mid-air. We set up a large database to train multilayer perceptrons (MLPs) which are subsequently used for classification of static hand poses that define the targeted dynamic gestures. In order to remain robust against noise and to balance the low sensor resolution, PCA is used for data cropping and highly descriptive features, obtainable in real-time, are presented. Our simple yet efficient definition of a dynamic hand gesture shows how strong results are achievable in an automotive environment allowing for interesting and sophisticated applications to be realized.
We present a novel hierarchical approach to multi-class classification which is generic in that it can be applied to different classification models (e.g., support vector machines, perceptrons), and makes no explicit assumptions about the probabilistic structure of the problem as it is usually done in multi-class classification. By adding a cascade of additional classifiers, each of which receives the previous classifier's output in addition to regular input data, the approach harnesses unused information that manifests itself in the form of, e.g., correlations between predicted classes. Using multilayer perceptrons as a classification model, we demonstrate the validity of this approach by testing it on a complex ten-class 3D gesture recognition task.
Utilizing biometrie traits for privacy- and security-applications is receiving an increasing attention. Applications such as personal identification, access control, forensics appli-cations, e-banking, e-government, e-health and recently person-alized human-smart-home and human-robot interaction present some examples. In order to offer person-specific services for/of specific person a pre-identifying step should be done in the run-up. Using biometric in such application is encountered by diverse challenges. First, using one trait and excluding the others depends on the application aimed to. Some applications demand directly touch to biometric sensors, while others don't. Second challenge is the reliability of used biometric arrangement. Civilized application demands lower reliability comparing to the forensics ones. And third, for biometric system could only one trait be used (uni-modal systems) or multiple traits (Bi- or Multi-modal systems). The latter is applied, when systems with a relative high reliability are expected. The main aim of this paper is providing a comprehensive view about biometric and its application. The above mentioned challenges will be analyzed deeply. The suitability of each biometric sensor according to the aimed application will be deeply discussed. Detailed com-parison between uni-modal and Multi-modal biometric system will present which system where to be utilized. Privacy and security issues of biometric systems will be discussed too. Three scenarios of biometric application in home-environment, human-robot-interaction and e-health will be presented.
As smart homes are being more and more popular, the needs of finding assisting systems which interface between users and home environments are growing. Furthermore, for people living in such homes, elderly and disabled people in particular and others in general, it is totally important to develop devices, which can support and aid them in their ordinary daily life. We focused in this work on sustaining privacy issues of the user during a real interaction with the surrounding home environment. A smart person-specific assistant system for services in home environment is proposed. The role of this system is the assisting of persons by controlling home activities and guiding the adaption of Smart-Home-Human interface towards the needs of the considered person. At the same time the system sustains privacy issues of it’s interaction partner. As a special case of medical assisting the system is so implemented, that it provides for elderly or disabled people person-specific medical assistance . The system has the ability of identifying its interaction partner using some biometric features. According to the recognized ID the system, first, adopts towards the needs of recognized person. Second the system represents person-specific list of medicines either visually or auditive. And third the system gives an alarm in the case of taking medicament either later or earlier as normal taking time.
Forschung an Hochschulen
(2015)
In diesem Aufsatz soll die Forschung an Fachhochschulen beispielhaft aus dem Blickwinkel des Instituts Informatik der in 2009 gegründeten Hochschule Ruhr West betrachtet werden. Am Institut Informatik ist es das Ziel Lehre und Forschung geeignet zu verknüpfen, um Studierenden, wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und auch Lehrenden ein attraktives Angebot in Forschung und Lehre im Bereich der Informatik zu liefern. Dabei bilden neben der Durchführung interessanter Lehrveranstaltungen, welche durch aktuelle Forschungsfragestellungen angereichert werden, das kooperative Bearbeiten von gesellschaftlich relevanten und zukunftsweisenden Forschungsaufgaben, die Teilnahme an Forschungsverbünden, bilaterale Forschungsaktivitäten mit Partnern aus der Wirtschaft und das Einwerben von externen Mitteln, die Basis der Arbeit am Institut.
This contribution presents a novel approach of utilizing Time-of-Flight (ToF) technology for mid-air hand gesture recognition on mobile devices. ToF sensors are capable of providing depth data at high frame rates independent of illumination making any kind of application possible for in- and outdoor situations. This comes at the cost of precision regarding depth measurements and comparatively low lateral resolution. We present a novel feature generation technique based on a rasterization of the point clouds which
realizes fixed-sized input making Deep Learning approaches applicable using Convolutional Neural Networks. In order to increase precision we introduce several methods to reduce noise and normalize the input to overcome difficulties in scaling. Backed by a large-scale database of about half
a million data samples taken from different individuals our
contribution shows how hand gesture recognition is realiz-
able on commodity tablets in real-time at frame rates of up to 17Hz. A leave-one out cross-validation experiment
demonstrates the feasibility of our approach with classification errors as low as 1,5% achieved persons unknown to the model.
We present a light-weight real-time applicable 3D-gesture recognition system on mobile devices for improved Human-Machine Interaction. We utilize time-of-flight data coming from a single sensor and implement the whole gesture recognition pipeline on two different devices outlining the potential of integrating these sensors onto mobile devices. The main components are responsible for cropping the data to the essentials, calculation of meaningful features, training and classifying via neural networks and realizing a GUI on the device. With our system we achieve recognition rates of up to 98% on a 10-gesture set with frame rates reaching 20Hz, more than sufficient for any real-time applications.
We present a publicly available benchmark database for the problem of hand posture recognition from noisy depth data and fused RGB-D data obtained from low-cost time-of-flight (ToF) sensors. The database is the most extensive database of this kind containing over a million data samples (point clouds) recorded from 35 different individuals for ten different static hand postures. This captures a great amount of variance, due to person-related factors, but also scaling, translation and rotation are explicitly represented. Benchmark results achieved with a standard classification algorithm are computed by cross-validation both over samples and persons, the latter implying training on all persons but one and testing on the remaining one. An important result using this database is that cross-validation performance over samples (which is the standard procedure in machine learning) is systematically higher than cross-validation performance over persons, which is to our mind the true application-relevant measure of generalization performance.