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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.
In diesem Artikel wird eine flexible Architektur vorgestellt, mit deren Hilfe eine modulare Lösung von Fahrerassistenzaufgaben in Kraftfahrzeugen gezeigt werden kann. Es wird eine Objektbezogene Analyse von Sensordaten, eine Verhaltensbasierte Szeneninterpretation und eine Verhaltensplanung vorgestellt. 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 wird ein intelligenter Tempomat vorgestellt.
Die steigenden Anforderungen an den Umweltschutz bei möglichst niedrigen Kosten betreffen auch die öffentlichen Kanalnetze und Kläranlagen. Speziell die Kanalnetze sind über Jahrzehnte gewachsen, ohne dass kostengünstig eine genaue Bilanz ihrer Leistungsfähigkeit bis in ihre Segmente möglich war. Es fehlte vor allem in kleineren Systemen an Messwerten für die Transportmengen in Abhängigkeit der Witterung zur Beurteilung des Transportverhaltens der Einzelsegmente. Erst diese Messwerte ermöglichen eine mathematische Modellbildung mit Parametrierung und damit Ansätze für eine Optimierung. In diesem Beitrag wird der Prototyp eines neuartigen Sensors vorgestellt, der die gleichzeitige, kostengünstige und zeitbegrenzte Erfassung der Abwasserströme an verschiedenen Punkten im Kanalnetz ermöglichen soll. Die im Abwasserstrom befindlichen Teile des Sensors sind preiswerte mechanische Komponenten, die kostengünstig und einfach zu ersetzen sind. Die Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit und der durchströmten Querschnittsfläche erfolgt mit Hilfe der sich an einem Störkörper einstellenden Druckverhältnisse.
Systems for automated image analysis are useful for a variety of tasks. Their importance is still growing due to technological advances and increased social acceptance. Especially driver assistance systems have reached a high level of sophistication. Fully or partly autonomously guided vehicles, particularly for road traffic, require highly 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 present a system extracting important information from an image taken by a CCD camera installed at the rear-view mirror in a car. The approach is divided into a sequential and a parallel phase of sensor and information processing. Three main tasks, namely initial segmentation (object detection), object tracking and object classification are realized by integration in the sequential phase and by fusion in the parallel phase. The main advantage of this approach is integrative coupling of different algorithms providing partly redundant information. q 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.
Die steigenden Anforderungen der fertigenden Industrie an Halbzeuge wie Stahl- und Aluminiumblech führen zu großen Anstrengungen bei der Entwicklung neuer und Verbesserung alter Walztechniken. Einen wesentlichen Einfluss auf die erreichbaren Flächentoleranzen der Bleche hat neben der Walzenform die Temperaturverteilung an der Walzenoberfläche.
Increasing demands from the manufacturing industry on semifinished products such as steel and aluminium plate are leading to greater efforts in the development of new and the improvement of existing rolling techniques. In addition to the shape of the roll, temperature distribution on the roll surface has a significant influence on the surface tolerances of the sheets which may be achieved.
In modernen Prüffeldern zur Warenendkontrolle dienen halbleitergesteuerte Frequenzumformer zur Einstellung der Drehzahl. Diese Systeme verursachen erhebliche Störungen der Strom- und Spannungssignale. Aus diesen Signalen müssen alle elektrischen Kenngrößen berechnet werden. Eine besondere Bedeutung haben dabei die Frequenz und Phasenlage. In diesem Beitrag wird ein mathematischer Algorithmus vorgestellt, der zur Berechnung von Frequenz und Phasenlage bei guter Unterdrückung dieser Störungen eingesetzt werden kann.
CORA is a robotic assistant whose task is to collaborate with a human operator on simple manipulation or handling tasks. Its sensory channels comprising vision, audition, haptics, and force sensing are used to extract perceptual information about speech, gestures and gaze of the operator, and object recognition. The anthropomorphic robot arm makes goal-directed movements to pick up and hand over objects. The human operator may mechanically interact with the arm by pushing it away (haptics) or by taking an object out of the robot's gripper (force sensing). The design objective has been to exploit the human operator's intuition by modeling the mechanical structure, the senses, and the behaviors of the assistant on human anatomy, human perception, and human motor behavior.
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.
Im vorliegenden Beitrag wird das Phasen-Differenz-Verfahren zur Frequenzmessung der durch Rauschen gestörten Signale vorgestellt. Es wird gezeigt, dass Frequenzausreißer bei Anwendungen dieses Verfahrens entstehen, auch wenn das Signal-zu-Rausch-Verhältnis ausreichend groß ist. Die Ursachen der Frequenzausreißer werden analysiert. Zur Korrektur wird ein Lösungsansatz vorgeschlagen. Im Vergleich mit anderen Verfahren kann das verbesserte Phasen-Differenz-Verfahren die Frequenz der durch Rauschen gestörten Signale mit größerer Genauigkeit und vertretbarem Rechenaufwand berechnen.
The harmonic and interharmonic analysis recommendations are contained in the latest International Electrotechnical Commission (IEC) standards on power quality. Measurement and analysis experiences have shown that great difficulties arise in the interharmonics detection and measurement with acceptable levels of accuracy. In this paper, the spectral leakage problems of the discrete Fourier transform due to synchronization errors of interharmonics are analyzed. The time-domain averaging is investigated for the processing of harmonics in the framework of the IEC standards. A difference filter is proposed to detect interharmonics and can be compatible with the IEC standards. Simulations and the field results show the usefulness of the proposed methods.
We extend the attractor dynamics approach to generate goal-directed movement of a redundant, anthropomorphic arm while avoiding dynamic obstacles and respecting joint limits. To make the robot's movements human-like, we generate approximately straight-line trajectories by using two heading direction angles of the tool-point quite analogously to how movement is represented in the primate central nervous system. Two additional angles control the tool's spatial orientation so that it follows the tool-point's collision-free path. A fifth equation governs the redundancy angle, which controls the elevation of the elbow so as to avoid obstacles and respect joint limits. These variables make it possible to generate movement while sitting in an attractor (or, in the language of the potential field approach, in a minimum). We demonstrate the approach on an assistant robot, which interacts with human users in a shared workspace
Der Einsatz von virtuellen Servern im LDS NRW erfolgte bisher unter dem Blickwinkel der Konsolidierung von einfachen und sehr einfachen Systemen, die keine dedizierte Serversystemtechnik benötigten.
Mittlerweile bietet VMware Funktionalitäten, die neben dem Konsolidierungsgedanken hoch interessante Möglichkeiten für vielfältigste, individuelle Kundenanforderungen bieten. Dies reicht von flexiblen, preiswerten und einfachen
Systemen bis hin zu Serverplattformen mit hohen Ansprüchen an Performance und Verfügbarkeit.
The presented work formulates an framework in which early prediction of drivers lane change behavior is realized. We aim to build a representation of drivers lane change behavior in order to recognize and to predict driver's intentions as a first step towards a realistic driver model. In the test bed of the Institute of Neuroinformatik, based on the traffic simulator NISYS TRS 1, 10 individuals have driven in the experiments and they performed more then 150 lane change maneuvers. Lane-offset, distance to the front car and time to contact, were recorded. The acquired data was used to train - in parallel- a recurrent neural network, a feed forward neural network and a set of support vector machines. In the followed test drives the system was able of performing a lane change prediction time of 1.5 sec beforehand. The proposed approach describes a framework for lane-change detection and prediction, which will serve as a prerequisite for a successful driver model.
In this paper we describe an architecture for behavioral organization based on dynamical systems. This architecture
enables the generation of complex behavioral sequences, which is demonstrated using the example of approaching and
passing a door. The behavioral sequence is generated by activating and deactivating the elementary behaviors dependent
on sensory information and internal logical conditions. The architecture is demonstrated on a mobile KOALA robot and
in simulation as well.
Wirbelströme werden in der Mess- und Sensortechnik sehr erfolgreich benutzt, um berührungslos Risse und Abstände metallischer Halbzeuge zu bestimmen. Die Messung von Konturen ist mit diesem industrietauglichen Wirkprinzip bisher nicht realisiert worden. Hier werden häufig optische Messsysteme eingesetzt. Speziell bei glühenden Werkstücken oder bei Benetzung der Halbzeuge mit Bohremulsionen und Schneidölen steigt der Aufwand für den Einsatz optischer Systeme stark an. Messverfahren, die auf hochfrequenten Wirbelströmen basieren, sind aufgrund ihrer einfachen Aufbauten deutlich robuster und somit besser für diese Anwendung geeignet. Voruntersuchungen zeigten, dass mit dieser Methode schon kleine Geometrieabweichungen des Walzgutes von wenigen Mikrometern detektiert werden können. In diesem Beitrag werden zwei Möglichkeiten zur Messung der spektralen Impedanzbeeinflussung eines Messschwingkreises durch die Wirbelströme im Werkstück gegenübergestellt.
Based on the concepts of dynamic field theory (DFT), we present an architecture that autonomously generates scene representations by controlling gaze and attention, creating visual objects in the foreground, tracking objects, reading them into working memory, and taking into account their visibility. At the core of this architecture are three-dimensional dynamic neural fields (DNFs) that link feature to spatial information. These three-dimensional fields couple into lower dimensional fields, which provide the links to the sensory surface and to the motor systems. We discuss how DNFs can be used as building blocks for cognitive architectures, characterize the critical bifurcations in DNFs, as well as the possible coupling structures among DNFs. In a series of robotic experiments, we demonstrate how the DNF architecture provides the core functionalities of a scene representation.
Detection of air trapping in chronic obstructive pulmonary disease by low frequency ultrasound
(2012)
Background: Spirometry is regarded as the gold standard for the diagnosis of COPD, yet the condition is widely underdiagnosed. Therefore, additional screening methods that are easy to perform and to interpret are needed. Recently, we demonstrated that low frequency ultrasound (LFU) may be helpful for monitoring lung diseases. The objective of this study was to evaluate whether LFU can be used to detect air trapping in COPD. In addition, we evaluated the ability of LFU to detect the effects of short-acting bronchodilator medication.Methods: Seventeen patients with COPD and 9 healthy subjects were examined by body plethysmography and LFU. Ultrasound frequencies ranging from 1 to 40 kHz were transmitted to the sternum and received at the back during inspiration and expiration. The high pass frequency was determined from the inspiratory and the expiratory signals and their difference termed F. Measurements were repeated after inhalation of salbutamol.Results: We found signi ficant differences in F between COPD subjects and healthy subjects. These differences were already significant at GOLD stage 1 and increased with the severity of COPD. Sensitivity for detection of GOLD stage 1 was 83% and for GOLD stages worse than 1 it was 91%. Bronchodilator effects could not be detected reliably.Conclusions: We conclude that low frequency ultrasound is cost-effective, easy to perform and suitable for detecting air trapping. It might be useful in screening for COPD
In recent years, the number of reasonable powerful mobile devices increased. In 2011, the number of smartphones(e.g.)increased to more than 300 million units. A lot of research has already been conducted with respect of mobile devices acting as Cloud Service consumers, but
still not much effort is put on mobile devices in the role of Cloud Service providers. Therefore, this paper presents an approach that allows to utilize mobile devices like smart phones or tablets as Cloud Service providers. In order to make this a reasonable approach, some of the occurring problems are discussed and it is shown how the presented architecture is able to overcome these problems. Last
but not least, this paper
describes some performance
tests of the chosen implementa
tion for mobile Web Services.
One of the latest hypes in IT is the well-known Cloud
Computing paradigm. This paradigm that showed up in recent years
is a paradigm for the dynamic usage of computational power, memory and other computational resources. With respect to hypes, the author strongly believes that the
Cloud Computing paradigm has the potential to survive the hype and to become a usual technology used for the provision of IT based services. Therefore, it will be necessary to deploy Cloud Computing based infrastructures in a professional, stable and reliable way. This would lead to the idea that the Cloud Computing paradigm needs to be concerned with respect to IT Service Management, since cloud based infrastructures have to be managed differently in comparison to a usual infrastructure. This paper discusses, based on the IT Infrastructure Library (ITIL), as the de-facto standard for IT Service Management, whether this de-facto standard might also be able to manage Cloud Computing based infrastructures, how the according processes might change and whether ITIL supports a division of labor between the customer and the service provider
of a Cloud Computing based infrastructure.
The role of mobile devices as Web Service consumers is widely accepted and a large number of mobile applications already consumes Web Services in order to fullfill their task. Nevertheless, the growing number of powerful mobile devices, e.g. mobile phones, tablets even raise the question whether these devices can not only be used as Web Service consumers but at the same time also as Web Service providers. Therefore, this paper presents an approach that allows to deploy Web Services on mobile devices by the usage of the well-known protocols and standards, e.g. SOAP/REST and WSDL.
The production and deformation of perforated sheets introduces high levels of mechanical stress into the material. In a significant fraction, such stress levels lead to crack formation in the processed sheets. Additionally, the material might be thinned and weakened in the exposed areas; these areas tend to crack at any later dates. Currently no measuring device for the detection of such material cracks or narrowing in perforated sheet metals is in practical use. Such device should be able to test the deformed circumference of the processed sheets within the very limited time of the production cycles. This paper describes the physical principles and a metrological implementation of a potential method for fast crack detection in perforated sheet metals. Even a critical material thinning - prior to the formation of a crack - can be observed. The measuring task appears to be solvable on the basis of high frequency electromagnetic fields.
Die transurethrale Resektion der Prostata (TUR-P) ist der Gold Standard für die endoskopisch-chirurgische Behandlung der Benignen Prostatahyperplasie (BPH). Unbekannt ist jedoch, ob bei der bipolaren TUR-P die Möglichkeit von elektrothermischen Verletzung von benachbar-
tem nichtopertiertem Gewebe besteht. Grund hierfür könnten höhere Ausgangsleistungen der Chirurgie-Generatoren sein. Deshalb werden experimentell gemessene Werte der räumlichen Verlustleistungsdichte um ein bipolares Resektoskop als Quellterm für die Berechnung der Temperaturänderung im operationsnahen Gewebe verwendet. Die Temperaturberechnung basiert auf der numerischen Lösung der Wärmeleitungsgleichung nach Penne. Für die gewählten Randbedingungen und Eingabeparameter sind keine signifikanten Temperaturerhöhungen im Berechnungsgebiet am proximalen Ende des Resektoskop-Schaftes festzustellen. Um ein umfassendes Verständnis zu gewinnen sollen weiterführende Untersuchungen mit einer Variation der Randbedingungen und Eingabeparameter durchgeführt werden.
Induktive Bioimpedanzmessung – Verbesserte örtliche Auflösung durch geeignete Spulengeometrien
(2013)
The transurethral resection (TUR) is a standard technique in urological treatment procedures. Both, monopolar and bipolar electrosurgical systems, are used for TUR. Whereas electrical and physical processes in surgery surroundings are well understood for monopolar systems, there is no sufficient data base for the assessment of the processes with the use of bipolar systems. In this context a multi-electrode measuring system was developed to visualize the spatial potential distribution around bipolar electrosurgical devices as a first step to risk analysis. To simulate the anatomic surroundings of a transurethral surgery a cylinder filled with isotonic saline solution is used as a complexity reduced experimental environment. Investigations about time stability and a qualitative assessment of the experimental set-up show deviations of measured values less than 5%. This is sufficient for further analysis of calculated power loss density distributions based on measured potential distributions. The spatial potential distribution around a bipolar devices is presented by horizontal and vertical sections through the experimental environment.
Die transurethrale Resektion der Prostata (TUR-P) ist der Gold Standard für die endoskopisch-chirurgische Behandlung der Benignen Prostatahyperplasie (BPH). Unbekannt ist jedoch, ob bei der bipolaren TUR-P die Möglichkeit von elektrothermischen Verletzung von benachbartem nichtopertiertem Gewebe besteht. Grund hierfür könnten höhere Ausgangsleistungen der Chirurgie-Generatoren sein. Deshalb werden experimentell gemessene Werte der räumlichen Verlustleistungsdichte um ein bipolares Resektoskop als Quellterm für die Berechnung der Temperaturänderung im operationsnahen Gewebe verwendet. Die Temperaturberechnung basiert auf der numerischen Lösung der Wärmeleitungsgleichung nach Penne. Für die gewählten Randbedingungen und Eingabeparameter sind keine signifikanten Temperaturerhöhungen im Berechnungsgebiet am proximalen Ende des Resektoskop-Schaftes festzustellen. Um ein umfassendes Verständnis zu gewinnen sollen weiterführende Untersuchungen mit einer Variation der Randbedingungen und Eingabeparameter durchgeführt werden
The term “Cloud Computing” does not primarily specify new types of core technologies but rather addresses features to do with integration, inter-operability and accessibility. Although not new, virtualization and automation are cor features that characterize Cloud Computing. In this paper, we intend to explore the possibility of integrating cloud services with educational scenarios without re-defining neither the technology nor the usage scenarios from scratch. Our suggestion is based on certain solutions that have already been implemented and tested for specific cases.
One of the technical building blocks of Cloud Computing infrastructures are Web Services. With respect to mobile devices their role as Web Service consumers is widely accepted and today a large number of mobile applications already consume Web Services in order to fulfill their task. Still, not much research is conducted, as yet, to allow deploying Web Services on mobile devices and thus uses these kinds of devices as Web Service providers. This paper presents an analysis of one already implemented approach for provisioning mobile Web Services with respect to energy/battery consumption. Here, after shortly presenting the implementation for the provisioning of mobile Web Services an evaluation of the battery consumption that results in using the approach is presented. Last but not least, an improvement with respect to the battery consumption is presented. The performance test shows that the improved approach provides a reasonable way to introduce Web Service provisioning for mobile devices.