@article{GehrkeBalbachRauchetal.2019, author = {Gehrke, Alexander and Balbach, Nico and Rauch, Yong-Mi and Degkwitz, Andreas and Puppe, Frank}, title = {Erkennung von handschriftlichen Unterstreichungen in Alten Drucken}, series = {Bibliothek Forschung und Praxis}, volume = {43}, journal = {Bibliothek Forschung und Praxis}, number = {3}, issn = {1865-7648}, doi = {10.1515/bfp-2019-2083}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-193377}, pages = {447 -- 452}, year = {2019}, abstract = {Die Erkennung handschriftlicher Artefakte wie Unterstreichungen in Buchdrucken erm{\"o}glicht R{\"u}ckschl{\"u}sse auf das Rezeptionsverhalten und die Provenienzgeschichte und wird auch f{\"u}r eine OCR ben{\"o}tigt. Dabei soll zwischen handschriftlichen Unterstreichungen und waagerechten Linien im Druck (z. B. Trennlinien usw.) unterschieden werden, da letztere nicht ausgezeichnet werden sollen. Im Beitrag wird ein Ansatz basierend auf einem auf Unterstreichungen trainierten Neuronalen Netz gem{\"a}ß der U-Net Architektur vorgestellt, dessen Ergebnisse in einem zweiten Schritt mit heuristischen Regeln nachbearbeitet werden. Die Evaluationen zeigen, dass Unterstreichungen sehr gut erkannt werden, wenn bei der Binarisierung der Scans nicht zu viele Pixel der Unterstreichung wegen geringem Kontrast verloren gehen. Zuk{\"u}nftig sollen die Worte oberhalb der Unterstreichung mit OCR transkribiert werden und auch andere Artefakte wie handschriftliche Notizen in alten Drucken erkannt werden.}, language = {de} } @article{AliMontenegro2016, author = {Ali, Qasim and Montenegro, Sergio}, title = {Decentralized control for scalable quadcopter formations}, series = {International Journal of Aerospace Engineering}, volume = {2016}, journal = {International Journal of Aerospace Engineering}, doi = {10.1155/2016/9108983}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-146704}, pages = {9108983}, year = {2016}, abstract = {An innovative framework has been developed for teamwork of two quadcopter formations, each having its specified formation geometry, assigned task, and matching control scheme. Position control for quadcopters in one of the formations has been implemented through a Linear Quadratic Regulator Proportional Integral (LQR PI) control scheme based on explicit model following scheme. Quadcopters in the other formation are controlled through LQR PI servomechanism control scheme. These two control schemes are compared in terms of their performance and control effort. Both formations are commanded by respective ground stations through virtual leaders. Quadcopters in formations are able to track desired trajectories as well as hovering at desired points for selected time duration. In case of communication loss between ground station and any of the quadcopters, the neighboring quadcopter provides the command data, received from the ground station, to the affected unit. Proposed control schemes have been validated through extensive simulations using MATLAB®/Simulink® that provided favorable results.}, language = {en} } @article{AliMontenegro2016, author = {Ali, Qasim and Montenegro, Sergio}, title = {Explicit Model Following Distributed Control Scheme for Formation Flying of Mini UAVs}, series = {IEEE Access}, volume = {4}, journal = {IEEE Access}, number = {397-406}, doi = {10.1109/ACCESS.2016.2517203}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-146061}, year = {2016}, abstract = {A centralized heterogeneous formation flight position control scheme has been formulated using an explicit model following design, based on a Linear Quadratic Regulator Proportional Integral (LQR PI) controller. The leader quadcopter is a stable reference model with desired dynamics whose output is perfectly tracked by the two wingmen quadcopters. The leader itself is controlled through the pole placement control method with desired stability characteristics, while the two followers are controlled through a robust and adaptive LQR PI control method. Selected 3-D formation geometry and static stability are maintained under a number of possible perturbations. With this control scheme, formation geometry may also be switched to any arbitrary shape during flight, provided a suitable collision avoidance mechanism is incorporated. In case of communication loss between the leader and any of the followers, the other follower provides the data, received from the leader, to the affected follower. The stability of the closed-loop system has been analyzed using singular values. The proposed approach for the tightly coupled formation flight of mini unmanned aerial vehicles has been validated with the help of extensive simulations using MATLAB/Simulink, which provided promising results.}, language = {en} } @article{LugrinLatoschikHabeletal.2016, author = {Lugrin, Jean-Luc and Latoschik, Marc Erich and Habel, Michael and Roth, Daniel and Seufert, Christian and Grafe, Silke}, title = {Breaking Bad Behaviors: A New Tool for Learning Classroom Management Using Virtual Reality}, series = {Frontiers in ICT}, volume = {3}, journal = {Frontiers in ICT}, number = {26}, doi = {10.3389/fict.2016.00026}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-147945}, year = {2016}, abstract = {This article presents an immersive virtual reality (VR) system for training classroom management skills, with a specific focus on learning to manage disruptive student behavior in face-to-face, one-to-many teaching scenarios. The core of the system is a real-time 3D virtual simulation of a classroom populated by twenty-four semi-autonomous virtual students. The system has been designed as a companion tool for classroom management seminars in a syllabus for primary and secondary school teachers. This will allow lecturers to link theory with practice using the medium of VR. The system is therefore designed for two users: a trainee teacher and an instructor supervising the training session. The teacher is immersed in a real-time 3D simulation of a classroom by means of a head-mounted display and headphone. The instructor operates a graphical desktop console, which renders a view of the class and the teacher whose avatar movements are captured by a marker less tracking system. This console includes a 2D graphics menu with convenient behavior and feedback control mechanisms to provide human-guided training sessions. The system is built using low-cost consumer hardware and software. Its architecture and technical design are described in detail. A first evaluation confirms its conformance to critical usability requirements (i.e., safety and comfort, believability, simplicity, acceptability, extensibility, affordability, and mobility). Our initial results are promising and constitute the necessary first step toward a possible investigation of the efficiency and effectiveness of such a system in terms of learning outcomes and experience.}, language = {en} } @article{BaierBaierSaipSchillingetal.2016, author = {Baier, Pablo A. and Baier-Saip, J{\"u}rgen A. and Schilling, Klaus and Oliveira, Jauvane C.}, title = {Simulator for Minimally Invasive Vascular Interventions: Hardware and Software}, series = {Presence}, volume = {25}, journal = {Presence}, number = {2}, issn = {1531-3263}, doi = {10.1162/PRES_a_00250}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-140580}, pages = {108-128}, year = {2016}, abstract = {In the present work, a simulation system is proposed that can be used as an educational tool by physicians in training basic skills of minimally invasive vascular interventions. In order to accomplish this objective, initially the physical model of the wire proposed by Konings has been improved. As a result, a simpler and more stable method was obtained to calculate the equilibrium configuration of the wire. In addition, a geometrical method is developed to perform relaxations. It is particularly useful when the wire is hindered in the physical method because of the boundary conditions. Then a recipe is given to merge the physical and the geometrical methods, resulting in efficient relaxations. Moreover, tests have shown that the shape of the virtual wire agrees with the experiment. The proposed algorithm allows real-time executions, and furthermore, the hardware to assemble the simulator has a low cost.}, language = {en} } @phdthesis{Reitwiessner2011, author = {Reitwießner, Christian}, title = {Multiobjective Optimization and Language Equations}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-70146}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2011}, abstract = {Praktische Optimierungsprobleme beinhalten oft mehrere gleichberechtigte, sich jedoch widersprechende Kriterien. Beispielsweise will man bei einer Reise zugleich m{\"o}glichst schnell ankommen, sie soll aber auch nicht zu teuer sein. Im ersten Teil dieser Arbeit wird die algorithmische Beherrschbarkeit solcher mehrkriterieller Optimierungsprobleme behandelt. Es werden zun{\"a}chst verschiedene L{\"o}sungsbegriffe diskutiert und auf ihre Schwierigkeit hin verglichen. Interessanterweise stellt sich heraus, dass diese Begriffe f{\"u}r ein einkriterielles Problem stets gleich schwer sind, sie sich ab zwei Kriterien allerdings stark unterscheiden k{\"o}nen (außer es gilt P = NP). In diesem Zusammenhang wird auch die Beziehung zwischen Such- und Entscheidungsproblemen im Allgemeinen untersucht. Schließlich werden neue und verbesserte Approximationsalgorithmen f{\"u}r verschieden Varianten des Problems des Handlungsreisenden gefunden. Dabei wird mit Mitteln der Diskrepanztheorie eine Technik entwickelt, die ein grundlegendes Hindernis der Mehrkriteriellen Optimierung aus dem Weg schafft: Gegebene L{\"o}sungen so zu kombinieren, dass die neue L{\"o}sung in allen Kriterien m{\"o}glichst ausgewogen ist und gleichzeitig die Struktur der L{\"o}sungen nicht zu stark zerst{\"o}rt wird. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich verschiedenen Aspekten von Gleichungssystemen f{\"u}r (formale) Sprachen. Einerseits werden konjunktive und Boolesche Grammatiken untersucht. Diese sind Erweiterungen der kontextfreien Grammatiken um explizite Durchschnitts- und Komplementoperationen. Es wird unter anderem gezeigt, dass man bei konjunktiven Grammatiken die Vereinigungsoperation stark einschr{\"a}nken kann, ohne dabei die erzeugte Sprache zu {\"a}ndern. Außerdem werden bestimmte Schaltkreise untersucht, deren Gatter keine Wahrheitswerte sondern Mengen von Zahlen berechnen. F{\"u}r diese Schaltkreise wird das {\"A}quivalenzproblem betrachtet, also die Frage ob zwei gegebene Schaltkreise die gleiche Menge berechnen oder nicht. Es stellt sich heraus, dass, abh{\"a}ngig von den erlaubten Gattertypen, die Komplexit{\"a}t des {\"A}quivalenzproblems stark variiert und f{\"u}r verschiedene Komplexit{\"a}tsklassen vollst{\"a}ndig ist, also als (parametrisierter) Vertreter f{\"u}r diese Klassen stehen kann.}, subject = {Mehrkriterielle Optimierung}, language = {en} } @phdthesis{Baunach2012, author = {Baunach, Marcel}, title = {Advances in Distributed Real-Time Sensor/Actuator Systems Operation - Operating Systems, Communication, and Application Design Concepts -}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-76489}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2012}, abstract = {This work takes a close look at several quite different research areas related to the design of networked embedded sensor/actuator systems. The variety of the topics illustrates the potential complexity of current sensor network applications; especially when enriched with actuators for proactivity and environmental interaction. Besides their conception, development, installation and long-term operation, we'll mainly focus on more "low-level" aspects: Compositional hardware and software design, task cooperation and collaboration, memory management, and real-time operation will be addressed from a local node perspective. In contrast, inter-node synchronization, communication, as well as sensor data acquisition, aggregation, and fusion will be discussed from a rather global network view. The diversity in the concepts was intentionally accepted to finally facilitate the reliable implementation of truly complex systems. In particular, these should go beyond the usual "sense and transmit of sensor data", but show how powerful today's networked sensor/actuator systems can be despite of their low computational performance and constrained hardware: If their resources are only coordinated efficiently!}, subject = {Eingebettetes System}, language = {en} } @phdthesis{Lehrieder2013, author = {Lehrieder, Frank}, title = {Performance Evaluation and Optimization of Content Distribution using Overlay Networks}, doi = {10.25972/OPUS-6420}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-76018}, school = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg}, year = {2013}, abstract = {The work presents a performance evaluation and optimization of so-called overlay networks for content distribution in the Internet. Chapter 1 describes the importance which have such networks in today's Internet, for example, for the transmission of video content. The focus of this work is on overlay networks based on the peer-to-peer principle. These are characterized by the fact that users who download content, also contribute to the distribution process by sharing parts of the data to other users. This enables efficient content distribution because each user not only consumes resources in the system, but also provides its own resources. Chapter 2 of the monograph contains a detailed description of the functionality of today's most popular overlay network BitTorrent. It explains the various components and their interaction. This is followed by an illustration of why such overlay networks for Internet service providers (ISPs) are problematic. The reason lies in the large amount of inter-ISP traffic that is produced by these overlay networks. Since this inter-ISP traffic leads to high costs for ISPs, they try to reduce it by improved mechanisms for overlay networks. One optimization approach is the use of topology awareness within the overlay networks. It provides users of the overlay networks with information about the underlying physical network topology. This allows them to avoid inter-ISP traffic by exchanging data preferrentially with other users that are connected to the same ISP. Another approach to save inter-ISP traffic is caching. In this case the ISP provides additional computers in its network, called caches, which store copies of popular content. The users of this ISP can then obtain such content from the cache. This prevents that the content must be retrieved from locations outside of the ISP's network, and saves costly inter-ISP traffic in this way. In the third chapter of the thesis, the results of a comprehensive measurement study of overlay networks, which can be found in today's Internet, are presented. After a short description of the measurement methodology, the results of the measurements are described. These results contain data on a variety of characteristics of current P2P overlay networks in the Internet. These include the popularity of content, i.e., how many users are interested in specific content, the evolution of the popularity and the size of the files. The distribution of users within the Internet is investigated in detail. Special attention is given to the number of users that exchange a particular file within the same ISP. On the basis of these measurement results, an estimation of the traffic savings that can achieved by topology awareness is derived. This new estimation is of scientific and practical importance, since it is not limited to individual ISPs and files, but considers the whole Internet and the total amount of data exchanged in overlay networks. Finally, the characteristics of regional content are considered, in which the popularity is limited to certain parts of the Internet. This is for example the case of videos in German, Italian or French language. Chapter 4 of the thesis is devoted to the optimization of overlay networks for content distribution through caching. It presents a deterministic flow model that describes the influence of caches. On the basis of this model, it derives an estimate of the inter-ISP traffic that is generated by an overlay network, and which part can be saved by caches. The results show that the influence of the cache depends on the structure of the overlay networks, and that caches can also lead to an increase in inter-ISP traffic under certain circumstances. The described model is thus an important tool for ISPs to decide for which overlay networks caches are useful and to dimension them. Chapter 5 summarizes the content of the work and emphasizes the importance of the findings. In addition, it explains how the findings can be applied to the optimization of future overlay networks. Special attention is given to the growing importance of video-on-demand and real-time video transmissions.}, subject = {Leistungsbewertung}, language = {en} } @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} }