@phdthesis{Dang2012,
  author    = {Dang, Nghia Duc},
  title     = {Konzeption und Evaluation eines hybriden, skalierbaren Werkzeugs zur mechatronischen Systemdiagnose am Beispiel eines Diagnosesystems f{\"u}r freie Kfz-Werkst{\"a}tten},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70774},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die Entwicklung eines wissensbasierten Systems, speziell eines Diagnosesystems, ist eine Teildisziplin der k{\"u}nstlichen Intelligenz und angewandten Informatik. Im Laufe der Forschung auf diesem Gebiet wurden verschiedene L{\"o}sungsans{\"a}tze mit unterschiedlichem Erfolg bei der Anwendung in der Kraftfahrzeugdiagnose entwickelt. Diagnosesysteme in Vertragswerkst{\"a}tten, das heißt in Fahrzeughersteller gebundenen Werkst{\"a}tten, wenden haupts{\"a}chlich die fallbasierte Diagnostik an. Zum einen h{\"a}lt sich hier die Fahrzeugvielfalt in Grenzen und zum anderen besteht eine Meldepflicht bei neuen, nicht im System vorhandenen F{\"a}llen. Die freien Werkst{\"a}tten verf{\"u}gen nicht {\"u}ber eine solche Datenbank. Somit ist der fallbasierte Ansatz schwer umsetzbar. In freien Werkst{\"a}tten - Fahrzeughersteller unabh{\"a}ngigen Werkst{\"a}tten - basiert die Fehlersuche haupts{\"a}chlich auf Fehlerb{\"a}umen. Wegen der wachsenden Fahrzeugkomplexit{\"a}t, welche wesentlich durch die stark zunehmende Anzahl der durch mechatronische Systeme realisierten Funktionen bedingt ist, und der steigenden Typenvielfalt ist die gef{\"u}hrte Fehlersuche in freien Werkst{\"a}tten nicht immer zielf{\"u}hrend. Um die Unterst{\"u}tzung des Personals von freien Werkst{\"a}tten bei der zuk{\"u}nftigen Fehlersuche zu gew{\"a}hrleisten, werden neue Generationen von herstellerunabh{\"a}ngigen Diagnosetools ben{\"o}tigt, die die Probleme der Variantenvielfalt und Komplexit{\"a}t l{\"o}sen. In der vorliegenden Arbeit wird ein L{\"o}sungsansatz vorgestellt, der einen qualitativen, modellbasierten Diagnoseansatz mit einem auf heuristischem Diagnosewissen basierenden Ansatz vereint. Neben der Grundlage zur Wissenserhebung werden in dieser Arbeit die theoretische Grundlage zur Beherrschung der Variantenvielfalt sowie die Tests f{\"u}r die erstellten Diagnosemodelle behandelt. Die Diagnose ist symptombasiert und die Inferenzmechanismen zur Verarbeitung des Diagnosewissens sind eine Kombination aus Propagierung der abweichenden physikalischen Gr{\"o}ßen im Modell und der Auswertung des heuristischen Wissens. Des Weiteren werden in dieser Arbeit verschiedene Aspekte der Realisierung der entwickelten theoretischen Grundlagen dargestellt, zum Beispiel: Systemarchitektur, Wissenserhebungsprozess, Ablauf des Diagnosevorgangs in den Werkst{\"a}tten. Die Evaluierung der entwickelten L{\"o}sung bei der Wissenserhebung in Form von Modellerstellungen und Modellierungsworkshops sowie Feldtests dient nicht nur zur Best{\"a}tigung des entwickelten Ansatzes, sondern auch zur Ideenfindung f{\"u}r die Integration der entwickelten Tools in die existierende IT-Infrastruktur.},
  subject      = {Diagnosesystem},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Staehle2011,
  author    = {Staehle, Barbara},
  title     = {Modeling and Optimization Methods for Wireless Sensor and Mesh Networks},
  doi       = {10.25972/OPUS-4967},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-64884},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {Im Internet der Zukunft werden Menschen nicht nur mit Menschen, sondern auch mit „Dingen", und sogar „Dinge" mit „Dingen" kommunizieren. Zus{\"a}tzlich wird das Bed{\"u}rfnis steigen, immer und {\"u}berall Zugang zum Internet zu haben. Folglich gewinnen drahtlose Sensornetze (WSNs) und drahtlose Mesh-Netze (WMNs) an Bedeutung, da sie Daten {\"u}ber die Umwelt ins Internet liefern, beziehungsweise einfache Internet-Zugangsm{\"o}glichkeiten schaffen. In den vier Teilen dieser Arbeit werden unterschiedliche Modellierungs- und Optimierungsmethoden f{\"u}r WSNs und WMNs vorgestellt. Der Energieverbrauch ist die wichtigste Metrik, wenn es darum geht die Kommunikation in einem WSN zu optimieren. Da sich in der Literatur sehr viele unterschiedliche Energiemodelle finden, untersucht der erste Teil der Arbeit welchen Einfluss unterschiedliche Energiemodelle auf die Optimierung von WSNs haben. Aufbauend auf diesen {\"U}berlegungen besch{\"a}ftigt sich der zweite Teil der Arbeit mit drei Problemen, die {\"u}berwunden werden m{\"u}ssen um eine standardisierte energieeffiziente Kommunikations-L{\"o}sung f{\"u}r WSNs basierend auf IEEE 802.15.4 und ZigBee zu realisieren. F{\"u}r WMNs sind beide Probleme von geringem Interesse, die Leistung des Netzes jedoch umso mehr. Der dritte Teil der Arbeit f{\"u}hrt daher Algorithmen f{\"u}r die Berechnung des Max-Min fairen (MMF) Netzwerk-Durchsatzes in WMNs mit mehreren Linkraten und Internet-Gateways ein. Der letzte Teil der Arbeit untersucht die Auswirkungen des LRA-Konzeptes. Dessen grundlegende Idee ist die folgende. Falls f{\"u}r einen Link eine niedrigere Datenrate als theoretisch m{\"o}glich verwendet wird, sinkt zwar der Link-Durchsatz, jedoch ist unter Umst{\"a}nden eine gr{\"o}ßere Anzahl von gleichzeitigen {\"U}bertragungen m{\"o}glich und der Gesamt-Durchsatz des Netzes kann sich erh{\"o}hen. Mithilfe einer analytischen LRA Formulierung und einer systematischen Studie kann gezeigt werden, dass eine netzwerkweite Zuordnung robusterer Datenraten als n{\"o}tig zu einer Erh{\"o}hung des MMF Netzwerk-Durchsatzes f{\"u}hrt. Desweitern kann gezeigt werden, dass sich LRA positiv auf die Leistungsf{\"a}higkeit eines IEEE 802.11 WMNs auswirkt und f{\"u}r die Optimierung des Netzes genutzt werden kann.},
  subject      = {Drahtloses Sensorsystem},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schmidt2011,
  author    = {Schmidt, Marco},
  title     = {Ground Station Networks for Efficient Operation of Distributed Small Satellite Systems},
  isbn      = {978-3-923959-77-8},
  doi       = {10.25972/OPUS-4984},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-64999},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2011},
  abstract  = {The field of small satellite formations and constellations attracted growing attention, based on recent advances in small satellite engineering. The utilization of distributed space systems allows the realization of innovative applications and will enable improved temporal and spatial resolution in observation scenarios. On the other side, this new paradigm imposes a variety of research challenges. In this monograph new networking concepts for space missions are presented, using networks of ground stations. The developed approaches combine ground station resources in a coordinated way to achieve more robust and efficient communication links. Within this thesis, the following topics were elaborated to improve the performance in distributed space missions: Appropriate scheduling of contact windows in a distributed ground system is a necessary process to avoid low utilization of ground stations. The theoretical basis for the novel concept of redundant scheduling was elaborated in detail. Additionally to the presented algorithm was a scheduling system implemented, its performance was tested extensively with real world scheduling problems. In the scope of data management, a system was developed which autonomously synchronizes data frames in ground station networks and uses this information to detect and correct transmission errors. The system was validated with hardware in the loop experiments, demonstrating the benefits of the developed approach.},
  subject      = {Kleinsatellit},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Zinner2012,
  author    = {Zinner, Thomas},
  title     = {Performance Modeling of QoE-Aware Multipath Video Transmission in the Future Internet},
  doi       = {10.25972/OPUS-6106},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-72324},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Internet applications are becoming more and more flexible to support diverge user demands and network conditions. This is reflected by technical concepts, which provide new adaptation mechanisms to allow fine grained adjustment of the application quality and the corresponding bandwidth requirements. For the case of video streaming, the scalable video codec H.264/SVC allows the flexible adaptation of frame rate, video resolution and image quality with respect to the available network resources. In order to guarantee a good user-perceived quality (Quality of Experience, QoE) it is necessary to adjust and optimize the video quality accurately. But not only have the applications of the current Internet changed. Within network and transport, new technologies evolved during the last years providing a more flexible and efficient usage of data transport and network resources. One of the most promising technologies is Network Virtualization (NV) which is seen as an enabler to overcome the ossification of the Internet stack. It provides means to simultaneously operate multiple logical networks which allow for example application-specific addressing, naming and routing, or their individual resource management. New transport mechanisms like multipath transmission on the network and transport layer aim at an efficient usage of available transport resources. However, the simultaneous transmission of data via heterogeneous transport paths and communication technologies inevitably introduces packet reordering. Additional mechanisms and buffers are required to restore the correct packet order and thus to prevent a disturbance of the data transport. A proper buffer dimensioning as well as the classification of the impact of varying path characteristics like bandwidth and delay require appropriate evaluation methods. Additionally, for a path selection mechanism real time evaluation mechanisms are needed. A better application-network interaction and the corresponding exchange of information enable an efficient adaptation of the application to the network conditions and vice versa. This PhD thesis analyzes a video streaming architecture utilizing multipath transmission and scalable video coding and develops the following optimization possibilities and results: Analysis and dimensioning methods for multipath transmission, quantification of the adaptation possibilities to the current network conditions with respect to the QoE for H.264/SVC, and evaluation and optimization of a future video streaming architecture, which allows a better interaction of application and network.},
  subject      = {Video{\"u}bertragung},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Oechsner2010,
  author    = {Oechsner, Simon},
  title     = {Performance Challenges and Optimization Potential of Peer-to-Peer Overlay Technologies},
  doi       = {10.25972/OPUS-4159},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-50015},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {In today's Internet, building overlay structures to provide a service is becoming more and more common. This approach allows for the utilization of client resources, thus being more scalable than a client-server model in this respect. However, in these architectures the quality of the provided service depends on the clients and is therefore more complex to manage. Resource utilization, both at the clients themselves and in the underlying network, determine the efficiency of the overlay application. Here, a trade-off exists between the resource providers and the end users that can be tuned via overlay mechanisms. Thus, resource management and traffic management is always quality-of-service management as well. In this monograph, the three currently significant and most widely used overlay types in the Internet are considered. These overlays are implemented in popular applications which only recently have gained importance. Thus, these overlay networks still face real-world technical challenges which are of high practical relevance. We identify the specific issues for each of the considered overlays, and show how their optimization affects the trade-offs between resource efficiency and service quality. Thus, we supply new insights and system knowledge that is not provided by previous work.},
  subject      = {Overlay-Netz},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Henjes2010,
  author    = {Henjes, Robert},
  title     = {Performance Evaluation of Publish/Subscribe Middleware Architectures},
  doi       = {10.25972/OPUS-4536},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-53388},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {While developing modern applications, it is necessary to ensure an efficient and performant communication between different applications. In current environments, a middleware software is used, which supports the publish/subscribe communication pattern. Using this communication pattern, a publisher sends information encapsulated in messages to the middleware. A subscriber registers its interests at the middleware. The monograph describes three different steps to determine the performance of such a system. In a first step, the message throughput performance of a publish/subscribe in different scenarios is measured using a Java Message Service (JMS) based implementation. In the second step the maximum achievable message throughput is described by adapted models depending on the filter complexity and the replication grade. Using the model, the performance characteristics of a specific system in a given scenario can be determined. These numbers are used for the queuing model described in the third part of the thesis, which supports the dimensioning of a system in realistic scenarios. Additionally, we introduce a method to approximate an M/G/1 system numerically in an efficient way, which can be used for real time analysis to predict the expected performance in a certain scenario. Finally, the analytical model is used to investigate different possibilities to ensure the scalability of the maximum achievable message throughput of the overall system.},
  subject      = {Middleware},
  language  = {en}
}
@inproceedings{OPUS4-4233,
  title     = {9. Fachgespr{\"a}ch Sensornetze der GI/ITG Fachgruppe Kommunikation und Verteilte Systeme},
  editor    = {Kolla, Reiner},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-51106},
  year      = {2010},
  abstract  = {J{\"a}hrliches Fachgespr{\"a}ch zu Sensornetzen der GI/ITG Fachgruppe Kommunikation und Verteilte Systeme, 16. - 17. September 2010, Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  subject      = {Drahtloses Sensorsystem},
  language  = {mul}
}
@phdthesis{Spoerhase2009,
  author    = {Spoerhase, Joachim},
  title     = {Competitive and Voting Location},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52978},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {We consider competitive location problems where two competing providers place their facilities sequentially and users can decide between the competitors. We assume that both competitors act non-cooperatively and aim at maximizing their own benefits. We investigate the complexity and approximability of such problems on graphs, in particular on simple graph classes such as trees and paths. We also develop fast algorithms for single competitive location problems where each provider places a single facilty. Voting location, in contrast, aims at identifying locations that meet social criteria. The provider wants to satisfy the users (customers) of the facility to be opened. In general, there is no location that is favored by all users. Therefore, a satisfactory compromise has to be found. To this end, criteria arising from voting theory are considered. The solution of the location problem is understood as the winner of a virtual election among the users of the facilities, in which the potential locations play the role of the candidates and the users represent the voters. Competitive and voting location problems turn out to be closely related.},
  subject      = {Standortproblem},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Zeiger2010,
  author    = {Zeiger, Florian},
  title     = {Internet Protocol based networking of mobile robots},
  isbn      = {978-3-923959-59-4},
  doi       = {10.25972/OPUS-4661},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-54776},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {This work is composed of three main parts: remote control of mobile systems via Internet, ad-hoc networks of mobile robots, and remote control of mobile robots via 3G telecommunication technologies. The first part gives a detailed state of the art and a discussion of the problems to be solved in order to teleoperate mobile robots via the Internet. The focus of the application to be realized is set on a distributed tele-laboratory with remote experiments on mobile robots which can be accessed world-wide via the Internet. Therefore, analyses of the communication link are used in order to realize a robust system. The developed and implemented architecture of this distributed tele-laboratory allows for a smooth access also with a variable or low link quality. The second part covers the application of ad-hoc networks for mobile robots. The networking of mobile robots via mobile ad-hoc networks is a very promising approach to realize integrated telematic systems without relying on preexisting communication infrastructure. Relevant civilian application scenarios are for example in the area of search and rescue operations where first responders are supported by multi-robot systems. Here, mobile robots, humans, and also existing stationary sensors can be connected very fast and efficient. Therefore, this work investigates and analyses the performance of different ad-hoc routing protocols for IEEE 802.11 based wireless networks in relevant scenarios. The analysis of the different protocols allows for an optimization of the parameter settings in order to use these ad-hoc routing protocols for mobile robot teleoperation. Also guidelines for the realization of such telematics systems are given. Also traffic shaping mechanisms of application layer are presented which allow for a more efficient use of the communication link. An additional application scenario, the integration of a small size helicopter into an IP based ad-hoc network, is presented. The teleoperation of mobile robots via 3G telecommunication technologies is addressed in the third part of this work. The high availability, high mobility, and the high bandwidth provide a very interesting opportunity to realize scenarios for the teleoperation of mobile robots or industrial remote maintenance. This work analyses important parameters of the UMTS communication link and investigates also the characteristics for different data streams. These analyses are used to give guidelines which are necessary for the realization of or industrial remote maintenance or mobile robot teleoperation scenarios. All the results and guidelines for the design of telematic systems in this work were derived from analyses and experiments with real hardware.},
  subject      = {Robotik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Sauer2010,
  author    = {Sauer, Markus},
  title     = {Mixed-Reality for Enhanced Robot Teleoperation},
  isbn      = {978-3-923959-67-9},
  doi       = {10.25972/OPUS-4666},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-55083},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {In den letzten Jahren ist die Forschung in der Robotik soweit fortgeschritten, dass die Mensch-Maschine Schnittstelle zunehmend die kritischste Komponente f{\"u}r eine hohe Gesamtperformanz von Systemen zur Navigation und Koordination von Robotern wird. In dieser Dissertation wird untersucht wie Mixed-Reality Technologien f{\"u}r Nutzerschnittstellen genutzt werden k{\"o}nnen, um diese Gesamtperformanz zu erh{\"o}hen. Hierzu werden Konzepte und Technologien entwickelt, die durch Evaluierung mit Nutzertest ein optimiertes und anwenderbezogenes Design von Mixed-Reality Nutzerschnittstellen erm{\"o}glichen. Er werden somit sowohl die technische Anforderungen als auch die menschlichen Faktoren f{\"u}r ein konsistentes Systemdesign ber{\"u}cksichtigt. Nach einer detaillierten Problemanalyse und der Erstellung eines Systemmodels, das den Menschen als Schl{\"u}sselkomponente mit einbezieht, wird zun{\"a}chst die Anwendung der neuartigen 3D-Time-of-Flight Kamera zur Navigation von Robotern, aber auch f{\"u}r den Einsatz in Mixed-Reality Schnittstellen analysiert und optimiert. Weiterhin wird gezeigt, wie sich der Netzwerkverkehr des Videostroms als wichtigstes Informationselement der meisten Nutzerschnittstellen f{\"u}r die Navigationsaufgabe auf der Netzwerk Applikationsebene in typischen Multi-Roboter Netzwerken mit dynamischen Topologien und Lastsituation optimieren l{\"a}sst. Hierdurch ist es m{\"o}glich in sonst in sonst typischen Ausfallszenarien den Videostrom zu erhalten und die Bildrate zu stabilisieren. Diese fortgeschrittenen Technologien werden dann auch dem entwickelten Konzept der generischen 3D Mixed Reality Schnittselle eingesetzt. Dieses Konzept erm{\"o}glicht eine integrierte 3D Darstellung der verf{\"u}gbaren Information, so dass r{\"a}umliche Beziehungen von Informationen aufrechterhalten werden und somit die Anzahl der mentalen Transformationen beim menschlichen Bediener reduziert wird. Gleichzeitig werden durch diesen Ansatz auch immersive Stereo Anzeigetechnologien unterst{\"u}tzt, welche zus{\"a}tzlich das r{\"a}umliche Verst{\"a}ndnis der entfernten Situation f{\"o}rdern. Die in der Dissertation vorgestellten und evaluierten Ans{\"a}tze nutzen auch die Tatsache, dass sich eine lokale Autonomie von Robotern heute sehr robust realisieren l{\"a}sst. Dies wird zum Beispiel zur Realisierung eines Assistenzsystems mit variabler Autonomie eingesetzt. Hierbei erh{\"a}lt der Fernbediener {\"u}ber eine Kraftr{\"u}ckkopplung kombiniert mit einer integrierten Augmented Reality Schnittstelle, einen Eindruck {\"u}ber die Situation am entfernten Arbeitsbereich, aber auch {\"u}ber die aktuelle Navigationsintention des Roboters. Die durchgef{\"u}hrten Nutzertests belegen die signifikante Steigerung der Navigationsperformanz durch den entwickelten Ansatz. Die robuste lokale Autonomie erm{\"o}glicht auch den in der Dissertation eingef{\"u}hrten Ansatz der pr{\"a}diktiven Mixed-Reality Schnittstelle. Die durch diesen Ansatz entkoppelte Regelschleife {\"u}ber den Menschen erm{\"o}glicht es die Sichtbarkeit von unvermeidbaren Systemverz{\"o}gerungen signifikant zu reduzieren. Zus{\"a}tzlich k{\"o}nnen durch diesen Ansatz beide f{\"u}r die Navigation hilfreichen Blickwinkel in einer 3D-Nutzerschnittstelle kombiniert werden - der exozentrische Blickwinkel und der egozentrische Blickwinkel als Augmented Reality Sicht.},
  subject      = {Mobiler Roboter},
  language  = {en}
}