004 Datenverarbeitung; Informatik
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Augmented Reality erfreut sich wachsender Beliebtheit. Zusatzinformationen in HMDs, Windschutzscheiben oder im Kamerabild des Smartphones oder Tablets sind hier die nennenswertesten Anwendungsfälle. Um eine Einblendung korrekt anzuzeigen, ist es notwendig die Position und Orientierung (Pose) der Kamera im Raum zu erfassen. Dies geschieht zurzeit hauptsächlich unter Zuhilfenahme von Markern. Dabei werden vordefinierte Marker im Raum positioniert und das System angelernt, wie es diese zu interpretieren hat. Der nächste Schritt ist es ohne Marker auszukommen. Hierbei wird von dem markerlosen Tracking gesprochen. Anstelle von künstlichen Markern werden natürliche Objekte der realen Umgebung als Referenzpunkte genutzt, um die Kamerapose zu bestimmen. Dadurch lässt sich dieses Verfahren flexibel und dynamisch einsetzen. Es wird zwar auf die Zuhilfenahme von Markern verzichtet, aber ein größeres Vorwissen über die Szenerie ist notwendig. Dies wird über technische Maßnahmen realisiert und/oder durch Interaktion des Benutzers. Beides ist nicht komfortabel oder effizient in der Verwendung eines solchen Systems und ist ein Grund dafür, warum markerloses 3D-Tracking nach wie vor ein Forschungsbereich ist.
An diesem Punkt setzt diese Arbeit an. Es wird ein Ansatz vorgeschlagen, der lediglich eine Menge von 2D-Feature und eine Menge von 3D-Feature eines Objekts benötigt, um die initiale Pose zu finden. Es sind keine weiteren technischen Hilfen notwendig und auch auf die Interaktion mit dem Benutzer wird verzichtet. Die 2D-Feature, wie auch die 3D-Feature, können auf beliebige Art gewonnen werden.
Die Idee ist es, diese zwei Mengen mit sechs Korrespondenzen zu verbinden. Anhand dieser Korrespondenzen kann eine Pose geschätzt werden. Mit der erhaltenen Pose kann jedes 3D-Feature auf Bildkoordinaten abgebildet werden, wodurch sich die geschätzte Pose bewerten lässt. Dabei wird der Abstand zwischen abgebildetem 3D-Feature und seinem zugehörigen 2D-Feature gemessen. Jede Korrespondenz wird so bewertet und die Ergebnisse aufsummiert. Je niedriger die Summe, desto besser ist die Pose. Es hat sich gezeigt, dass ein Wert von zehn Pixeln bereits ausreichend ist, um eine Pose als richtig zu bewerten.
Da es sehr viele Möglichkeiten gibt, diese sechs Korrespondenzen zwischen beiden Mengen aufzubauen, muss dieses Verfahren optimiert werden. Dies geschieht mit einem genetischen Algorithmus. In dem Testszenario arbeitet das fertige System sehr zuverlässig. Es wird eine Trefferquote von ca. 90%, bei einer Laufzeit von ungefähr zwölf Minuten, erreicht. Ohne Optimierung kann das Finden der initialen Pose schnell mehrere Jahre dauern.
In dieser Arbeit werden vier der derzeit verfügbaren webbasierten Visualisierungstools evaluiert (FlexViz, Jambalaya applet, Experimental jOWL TouchGraph, Plone ontology).
Im Rahmen dieser Arbeit werden weiterhin folgende Fragen erforscht: 1. Welche Anforderungen an die Visualisierung von Ontologien können definiert werden? 2. Wie kann eine Bewertung und Analyse durchgeführt werden? 3. Wie kann eine ausgewählte Methode getestet werden? Basierend auf den Ergebnissen dieser Fragestellungen stellte sich die Visualisierungsmethode FlexViz im gegebenen Szenario als beste heraus. FlexViz wurde eingesetzt, indem es in das Content Management System Plone integriert wurde. Es wurde mit VCD Ontologien getestet und schließlich aus der Sicht verschiedener Interessengruppen analysiert. Es zeigte sich, dass FlexViz ein gutes Tool zum Visualisieren, Verstehen und Analysieren von bereits entwickelten Ontologien ist, da die Benutzeroberfläche benutzerfreundlich und interaktiv ist. Jedoch zeigt FlexViz deutliche Schwächen bzgl. dem Bearbeiten, Erweitern und Entwickeln von Ontologien.
Echtzeitsysteme spielen in der heutigen Zeit in vielen Anwendungsbereichen eine bedeutende Rolle. Beispiele hierfür finden sich in der Robotik, der Fabrikautomation, der Medizintechnik, aber auch in Bereichen aus dem täglichen Leben, wie im Automobilbereich oder in der Mobilkommunikation. Trotz der ständig wiederkehrenden Begegnung mit ihnen im Alltag, sind Echtzeitsysteme häufig innerhalb von größeren Systemen eingebettet und können somit nur selten vom jeweiligen Nutzer bewusst als eigenständig wahrgenommen werden.
Um spezifische Eigenschaften des Gebiets Echtzeitsysteme im Schulunterricht oder in der Ausbildung an Hochschulen den Lernenden sichtbar zu machen, existiert im Labor der Arbeitsgruppe Echtzeitsysteme der Universität Koblenz-Landau ein Versuchsaufbau mit dem Namen "Wippe", bei dem eine Kamera die Bewegung einer Kugel auf einer ebenen Fläche aufnehmen und vermessen kann. Durch die Neigung der Fläche in zwei Achsen ist die Wippe prinzipiell in der Lage, die Kugel zu bewegen und zum Halten zu bringen. Insbesondere soll verhindert werden, dass die Kugel von der Fläche fällt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Analyse und Überarbeitung des Wippe-Systems. Außerdem wird ein Regelalgorithmus für eine automatische Steuerung des Systems realisiert.
Das Wippe-Experiment soll für didaktische Zwecke eingesetzt werden und ein offenes System darstellen, welches die Merkmale und Eigenschaften eines Echtzeitsystems exemplarisch verdeutlicht.
Die RoboCup Rescue Liga wurde mit dem Ziel eines internationalen Austauschs zur Entwicklung von Rettungsrobotern gegründet. In Katastrophenregionen sollen diese Roboter verschüttete Opfer orten, deren gesundheitliche Verfassung erkennen und diese Informationen rechtzeitig an Rettungskräfte weitergeben.
An der Universität Koblenz wird seit mehreren Jahren der Rettungsroboter Robbie entwickelt. Über die gezielte Ansteuerung von Sensoren kann er Informationen über seine Umgebung sammeln und mit Hilfe dieser Informationen autonom in unbekannten Regionen agieren. Dafür erstellt Robbie eine 2D-Karte seiner Umgebung, um anhand dieser Karte navigieren und sich selbst lokalisieren zu können. Diese Karte stößt allerdings bei der Navigation über unebenes Gelände (wie z.B. Geröllhaufen) und spätestens in mehrschichtigen Katastrophengebieten auf ihre Grenzen, weswegen eine 3D-Kartierung benötigt wird.
Anhand des RoboCup Rescue Szenarios wird im Rahmen dieser Bachelorarbeit ein 3D-Kartierungsalgorithmus implementiert und hierfür die Probleme der 2D- und 3D-Kartierung ausführlich untersucht.
Dieser Arbeitsbericht behandelt die Entwicklung einer Architektur für komplexe kontextbezogene Dienste im mobilen Umfeld. Der folgende Arbeitsbericht beschreibt die grundlegende Problemstellung und einen theoretischen Lösungsansatz, der im weiteren Forschungsprozess konkretisiert, prototypisch implementiert und evaluiert wird. Durch die gestiegene Mobilität vieler Menschen besteht ein stetig steigender Bedarf an mobilen Kommunikations- und Informationsdiensten. Im mobilen Umfeld werden die meisten Mehrwertdienste zum jetzigen Zeitpunkt von den Mobilfunkprovidern angeboten. Es handelt sich primär um Dienste für den Massenmarkt, die keine nennenswerte Personalisierung zulassen. Aufgrund der funktionell einfachen Dienste und des damit verbundenen niedrigen Komforts sowie der durch die Nutzung entstehenden Kosten werden derartige Dienste nur in begrenztem Maße vom Massenmarkt angenommen. Dazu besteht keine Möglichkeit, kostengünstig kontextbezogene Dienste für spezielle Personengruppen anzubieten, da das Dienstangebot vom jeweiligen Mobilfunkprovider festgelegt wird. Diese Arbeit betrachtet nicht nur die heutigen Hemmnisse, sondern auch die Anforderungen, die einer Akzeptanz besonders von komplexen kontextbezogenen Diensten noch im Wege stehen. Ziel ist es, eine Architektur bereitzustellen, die zukünftig personalisierte Dienste ermöglichen soll. Durch die Verwendung von sensiblen Kontextinformationen bei der Diensterbringung muss bei der Konzeption dieser Architektur der Schutz der Privatsphäre als ein wichtiger Punkt betrachtet werden. Basierend auf diesen ermittelten Anforderungen schlägt diese Arbeit eine Architektur vor, die es ermöglicht, kontextbezogene Dienste geräte und providerunabhängig in einem wirtschaftlichen Umfeld, unter Berücksichtigung des Schutzes der Privatsphäre des Benutzers, anzubieten.
Die Siedlungsgeschichte im Rhein-Mosel-Dreieck reicht zurück bis in die römische Zeit. Entlang der beiden großen Flüsse finden sich zahlreiche Beispiele historischer Architektur. In diese Kategorie lässt sich auch die ehemalige Burganlage im Kondertal einordnen, die sich auf dem Nordwest-Ausläufer des Hinterberges befindet. Um eine genauere Vorstellung der Burganlage zu erhalten, sollte ein Computermodell erstellt werden. Die praktische Umsetzung dieses Modells ist Thema der vorliegenden Studienarbeit. Von der Erstellung eines "einfachen 3D-Modells" mittels einer dazu mächtigen Software kam man schnell ab. Stattdessen sollte das Ziel der Arbeit ein Programm sein, dass es dem Benutzer ermöglicht die Burganlage interaktiv aufzubauen und in beliebiger Form zu verändern.
Integration von CRM-Systemen mit Kollaborations-Systemen am Beispiel von DocHouse und Lotus Quickr
(2012)
Der vorliegende Arbeitsbericht "Integration von CRM-Systemen mit Kollaborations-Systemen am Beispiel von DocHouse/ BRM und IBM Lotus Quickr" ist Ergebnis einer studentischen Projektarbeit. Ziel des Projekts war es Integrationsszenarien zwischen einem CRM-System und einem Kollaborati-onssystem zu erarbeiten und eine prototypische Schnittstelle mit entsprechender Funktion zwischen den Systemen DocHouse/ BRM und IBM Lotus Quickr zu implementieren.
Ein besonderer Dank geht in diesem Zusammenhang an Herr Wolfgang Brugger (Geschäftsführer der DocHouse GmbH), der die Idee einer solchen Entwicklung hatte und die FG BAS mit deren Durchführung betraute. Die Erstellung des Konzepts und des Prototyps wurde vom Winter 2010 bis Sommer 2011 von den Studenten Björn Lilge, Ludwig Paulsen, Marco Wolf, Markus Aldenhövel, Martin Surrey und Mike Reuthers im Rahmen ihres Projektpraktikums durchgeführt. Das Projektteam wurde bei der Konzeption und Implementierung inhaltlich und organisatorisch von Dipl.-Wirt.-Inform. Roland Diehl betreut.
Die Messung des Nutzens von kollaborativen Technologien ist aufgrund der soziologischen Einflüsse auf diese Systeme eine Herausforderung. In dieser Arbeit wird die Einführung eines kollaborativen Systems in eine bestehende IT-Systemlandschaft untersucht, sodass ein Mehrwert für das Unternehmen identifiziert werden kann. Die Auswertung mit Rahmenwerken hat ergeben, dass sich der Nutzen durch eine bessere Verwaltung und Organisation von betrieblichen Ressourcen und eine Optimierung des zugrundeliegenden Prozesses bemerkbar macht.
Die vorliegende Fallstudie entstand als Untersuchungsobjekt zu einer Bachelorarbeit und wurde nach der eXperience Fallstudienmethodik erstellt. Ziel der Bachelorarbeit war die Identifizierung von Nutzenaspekten in diesem konkreten Fall. Im Anwenderunternehmen DOCHOUSE wurde hier eine Schnittstelle zwischen dem internen CRM-System und einem kollaborativen System für den externen Zugriff eingeführt.
Ein besonderer Dank geht in diesem Zusammenhang an Herr Wolfgang Brugger (Geschäftsführer DOCHOUSE GmbH), der die Erstellung der Fallstudie motiviert hat und die FG BAS mit deren Durchführung betraute. Die Fallstudie wurde im Winter 2011 von dem Studenten Martin Surrey und Roland Diehl, wissenschaftlicher Mitarbeiter der Forschungsgruppe, erhoben.