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Autonome Systeme, wie Roboter, sind bereits Teil unseres täglichen Lebens. Eine Sache, in der Menschen diesen Maschinen überlegen sind, ist die Fähigkeit, auf sein Gegenüber angemessen zu reagieren. Dies besteht nicht nur aus der Fähigkeit zu hören, was eine Person sagt, sondern auch daraus, ihre Mimik zu erkennen und zu interpretieren.
In dieser Bachelorarbeit wird ein System entwickelt, welches automatisch Gesichtsausdrücke erkennt und einer Emotion zuordnet. Das System arbeitet mit statischen Bildern und benutzt merkmalsbasierte Methoden zur Beschreibung von Gesichtsdaten. In dieser Arbeit werden gebräuchliche Schritte analysiert und aktuelle Methoden vorgestellt. Das beschriebene System basiert auf 2D-Merkmalen. Diese Merkmale werden im Gesicht detektiert. Ein neutraler Gesichtsausdruck wird nicht als Referenzbild benötigt. Das System extrahiert zwei Arten von Gesichtsparametern. Zum einen sind es Distanzen, die zwischen den Merkmalspunkten liegen. Zum anderen sind es Winkel, die zwischen den Linien liegen, die die Merkmalspunkte verbinden. Beide Arten von Parametern werden implementiert und getestet. Der Parametertyp, der die besten Ergebnisse liefert, wird schließlich in dem System benutzt. Eine Support Vector Machine (SVM) mit mehreren Klassen klassifiziert die Parameter. Das Ergebnis sind Kennzeichen von Action Units des Facial Action Coding Systems (FACS). Diese Kennzeichen werden einer Gesichtsemotion zugeordnet.
Diese Arbeit befasst sich mit den sechs Basisgesichtsausdrücken (glücklich, überrascht, traurig, ängstlich, wütend und angeekelt) plus dem neutralen Gesichtsausdruck. Das vorgestellte System wird in C++ implementiert und an das Robot Operating System (ROS) angebunden.
Zur Zeit ist die Microsoft Kinect in verschiedensten Anwendungsbereichen populär, da sie sowohl günstig als auch genau ist. Für die Steuerung des Mauszeigers ist sie jedoch noch ungeeignet da die Skelettdaten zittern. In meinem Ansatz wird versucht mit gängigen Methoden aus der Bildverarbeitung die Mauszeiger Position zu stabilisieren. Dabei wird als Input die Farbkamera der Kinect dienen. Aus den verschiedenen ermittelten Positionen soll anschließend eine finale Position bestimmt werden. Die rechte Hand steuert dabei die Maus. Eine einfache Klick Geste wird ebenfalls entwickelt. In der Evaluation wird gezeigt ob dieser Ansatz eine Verbesserung darstellt.
Diese Arbeit liegt im Themenbereich der benutzerfreundlichen Gestaltung von Applikationen (Apps) auf mobilen Endgeräten, einem Teilgebiet der Software-Ergonomie. Dabei werden zwei Anwendungen im Rahmen einer Nutzungsevaluierung untersucht, mit dem Ziel, herauszufinden, wie eine Hilfestellung auf einem mobilen Endgerät aussehen sollte. Bei der Untersuchung wird insbesondere auf die Frage eingegangen, welche Art von Gesten zur Steuerung der Hilfefunktionen auf einem mobilen Endgerät geeignet ist. Die Studie zeigt, dass die Probanden/-innen sich eine angepasste Hilfestellung wünschen, jedoch eine umfangreiche Hilfebeschreibungen ablehnen, da sie schnell überfordert sind.
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.
Diese Arbeit untersucht die neue Finanzierungsform Crowdfunding. In den letzten Jahren entwickelten sich immer mehr Crowdfunding Plattformen im Internet. Zentrale Frage ist, ob Crowdfunding in absehbarer Zeit eine alternative Finanzierungsmöglichkeit für soziale Organisationen darstellt. In dieser Arbeit wird die Entstehung und Entwicklung von Crowdfunding aufgeführt und die unterschiedlichen Formen des Crowdfundings erläutert. Es wird ein Überblick über deutsche Crowdfunding Plattformen gegeben und Erfolgsfaktoren von Crowdfundingprojekten werden aufgezeigt. In einem Fallbeispiel wird aus den vorher gewonnenen Ergebnissen ein Konzept für die Finanzierung eines sozialen Projekts auf einer Crowdfunding Plattform erstellt.
Infinite worlds
(2013)
Diese Arbeit befasst sich mit dem Erstellen eines 2D-Action-Adventures mit Rollenspielelementen. Sie soll einen Überblick über verschiedene Aspekte der Realisierung geben. Zuerst wird die Spielidee und die verwendeten Spielmechanismen beschrieben und daraus eine Anforderungsdefinition erstellt. Nachdem das verwendete Framework kurz erläutert wurde, wird das softwaretechnische Konzept zur Realisierung vorgestellt. Die Umsetzung der Komponenten Steuerung, Spieleditor, Sound und Grafiik wird aufgezeigt. Bei der grafiischen Umsetzung wird ein besonderes Augenmerk auf die Abstraktion von Licht und Schatten in die 2D-Spielewelt gelegt.
Das Ziel der Bachelor-Arbeit ist es, einen existierenden sechsbeinigen Kleinroboter zu programmieren, der dann in der Lage sein soll, seine Umgebung autonom zu explorieren und eine Karte selbiger zu erstellen. Zur Umgebungswahrnehmung soll ein Laserscanner integriert werden. Die Erstellung der Karte sowie die Selbstlokalisation des Roboters erfolgt durch Anbindung des Sensors an ein geeignetes SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) Verfahren. Die Karte soll die Grundlage für die Pfadplanung und Hindernisvermeidung des Roboters bilden, die ebenfalls im Rahmen dieser Arbeit entwickelt werden sollen. Dazu werden sowohl GMapping als auch Hector Mapping verwendet und getestet.
In der Arbeit wird zudem ein xplorationsalgorithmus beschrieben, mit welchem der Roboter seine Umgebung erkunden kann. Die Umsetzung auf dem Roboter erfolgt innerhalb des ROS (Robot Operating System) Frameworks auf einem "Raspberry Pi" Miniatur-PC.
Viele Suchmaschinen betreiben Formen der Internetregulierung. Diese ist für den Endbenutzer teils schwer ersichtlich und leicht umgehbar. Weiter ist es oft schwierig, Hintergrundinformationen zu Regulierungen zu erfahren. Um diese Schwachstellen zu beheben, wird die Entwicklung der prototypischen Meta-Suchmaschine "Polsearchine" beschrieben. Ihre Regulierung erfolgt mittels der von Kasten und Scherp für Internetregulierung entwickelten Ontologie InFO. Dabei wird die konkrete Erweiterung SEFCO zur Anwendung auf Suchmaschinenebene verwendet. Zur Beschaffung der Suchergebnisse wird eine externe Suchmaschinen-API genutzt. Um nicht von einer bestimmten API abhängig zu sein, kann die API leicht ausgetauscht werden.
Diese Bachelorarbeit beschreibt die Konzeption, Implementierung und Evaluierung eines kollaborativen Multiplayer-Games für Kleinkinder für mobile Geräte.
Das Ziel dieser Bachelorarbeit war es, herauszufinden in wie weit sich mobile Geräte wie etwa Tablet-PCs und Smartphones für das Zusammenspiel von Kindern eignen. In diesem Rahmen wurden die für die Entwicklung eines solchen Spiels relevanten Aspekte recherchiert und darauf aufbauend ein Spiel entwickelt, welches anschließend von Kleinkindern getestet wurde.
Die vorliegende Arbeit behandelt die Konzeption einer Smartphone-Applikation für Notfälle. Sie beschreibt die grundlegende Problemstellung und bietet einen konzeptionellen Lösungsansatz.
Den Kerninhalt der Arbeit bildet eine Anforderungsanalyse an eine neu zu konzipierende Notfall-Applikation. Weiterhin werden neben den funktionalen Anforderungen auch nicht-funktionale Anforderungen wie die Benutzerfreundlichkeit betrachtet, um daraus Erkenntnisse für das im Anschluss folgende Soll-Konzept der Applikation abzuleiten. Aufbauend auf einem erstellten Anforderungskatalog wird eine Marktanalyse bestehender Systeme für den Einsatz in Notfällen durchgeführt und auf Stärken und Schwächen hin untersucht. Daneben werden bereits existierende oder im Aufbau befindliche mHealth-Applikationen der Universität Koblenz betrachtet, deren Teilfunktionaltäten aufgrund des vorhandenen Quellcodes mit der späteren Applikation verknüpft werden können. Im Soll-Konzept werden die Erkenntnisse zusammengefasst und mögliche Architekturszenarien für die künftige Notfall-Applikation aufgezeigt. Bei der Bearbeitung des Themas wird deutlich, dass eine Konzeption alleine nicht weit genug greift, die Anforderungen an die zu erstellende Arbeit werden somit erweitert um die Anbindung und Integration der Rettungsleitstellen in das Konzept der Notfall-App.
Am Ende der Ausarbeitungen wird der Leser einen umfassenden Überblick über die Bereitstellung von Notfalldaten an die Leitstellen mittels unterschiedlicher Übertragungskanäle erhalten haben. Weiterhin werden Voraussetzungen für die Anforderungen an das zu konzipierenden System vorgestellt und mögliche Architektur-Szenarien des Notfall-Applikations-Systems aufgezeigt. Der generische und modulare Ansatz garantieren, dass das System offen für zukünftige Entwicklungen und die Anbindung von Teilfunktionalitäten weiterer Applikationen ist.
Diese Bachelor-Thesis beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Programms, welches den Zahnarzt durch die AR bei seiner Behandlung am Patienten unterstützen soll. Um eine angemessene theoretische Grundlage zu schaffen, wird zunächst der aktuelle Stand der Technik erläutert, der für dieses Projekt relevant ist. Daraufhin werden mögliche zukünftige Technologien vorgestellt, welche die hypothetische Basis dieser Arbeit darstellen. In dem darauffolgenden Unterkapitel wird die Auswahl der Systeme erläutert, die für dieses Projekt verwendet wurden. Der Hauptteil beschäftigt sich zunächst mit dem Vorgehen in der Vorbereitungs- und Planungsphase, um daraufhin den Programmablauf der Applikation sukzessiv vorzustellen. Dabei wird auch auf die Probleme eingegangen, die während des Programmierens entstanden sind. In dem reflektierenden Auswertungsteil werden Verbesserungsvorschlägen und Zusatzfunktionen für das geschriebene Programm präsentiert.
In dieser Arbeit wird ein erster Prototyp einer mobilen Lernplattform mit Mixed-Reality-Funktionalität (MR) entwickelt. Dieses System soll in den Arbeitsprozess integriertes, selbstbestimmtes Lernen, in Interaktion mit dem Arbeitsgegenstand ermöglichen. Dies entspricht einem situierten, gemäßigt konstruktivistischen Kompetenzbegriff zur beruflichen Weiterbildung, wie ihn Martens-Parree beschreibt. Anhand eines Probandentests in einer Beispieldomäne, der Ausbildung von Piloten auf Segelflugzeugen, wird untersucht, ob Kompetenzvermittlung im Sinne von Handlungskompetenz mit Hilfe des mobilen MR-Lernmediums unterstützt wird und, ob das System bei konkreten Arbeitsaufgaben arbeitserleichternd wirkt. Die Annahmen der erwachsenenpädagogischen Ausgangsthesen konnten grundsätzlich gestützt werden, auch wenn keine direkte Handlungskompetenz, sondern lediglich eine Wissensvermittlung nachgewiesen werden konnte.
Der Zweck dieser Bachelorarbeit ist es Lisa - dem Roboter, der von der Arbeitsgruppe Aktives an der Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, für die Teilnahme an der @home Liga des Robocups entwickelt wurde - das Zeichnen beizubringen. Dies erfordert die Erweiterung des Robbie Software Frameworks und den Einsatz der Hardware-Komponenten des Roboters. Unter Beachtung eines möglichen Einsatzes für die Open Challenge des RoboCups @home, sind die Ziele ein Blatt Papier mit Lisas optischem Sensor, einer Microsoft Kinect, zu erkennen und auf diesem zu Zeichnen unter Benutzung des Neuronics Katana Roboterarms. Zusätzlich muss eine Stifthalterung für den Gripper des Arms konstruiert werden.
Beschrieben in dieser Arbeit sind die notwendigen Schritte, um eine Zeichenvorlage in Bewegungen des Arms umzuwandeln, welche wiederum dazu führen, dass ein Bild gezeichnet wird durch den am Arm montierten Stift auf dem Blatt Papier, welches vom optischen Sensor durch Bilderkennung entdeckt wurde. Ermöglicht wurde es ein Object, welches aus einer beliebigen Anzahl gerader Linien besteht und aus einer SVG-Datei gelesen wird, auf ein weißes Blatt Papier zu zeichnen, das auf einer dunkleren Oberfläche erkannt wird, umgeben von anderen Gegenständen und Texturen.
Es werden Rezipienten-Kommentare der Videoplattform YouTube zu den jeweils fünf erfolgreichsten Liedern der Jahre 2011 und 2012 nach nostalgischen Inhalten untersucht. Diese als nostalgisch identifizierten Kommentare werden inhaltlich analysiert und ausgewertet. Es soll herausgefunden werden, ob nostalgische Inhalte in Musikstücken Erfolgsfaktoren sind. Mittels des Uses-and-Gratifications-Ansatzes wird ermittelt welchen Zweck Rezipienten mit dem Konsum von Nostalgie auslösender Musik verfolgen. Musik ist ein deutlich stärkerer Nostalgieauslöser als das Musikvideo, wohingegen Nostalgie positiven und/oder negativen Affekt auslöst. Zudem wurde persönliche Nostalgie sehr viel häufiger identifiziert als historische Nostalgie. Weiterhin hat das Liedelement Liedtext ein deutlich größeres persönlich-nostalgisches Potential als andere Liedelemente. Personen und bedeutsame Ereignisse scheinen die häufigsten Objekte während persönlich-nostalgischer Träumerei zu sein. Rezipienten konsumieren nostalgische Musik, um in ihnen gewollt positive und/oder negative Emotionen hervorzurufen. Somit scheint Nostalgie in Musik bestimmte Bedürfnisse der Rezipienten zu befriedigen und es kann angenommen werden, dass Nostalgie als ein Erfolgsfaktor angesehen werden kann.
Die weltweite Zugänglichkeit und umfangreiche Nutzung des Internets machen dieses Medium zu einem effizienten und beliebten Informations-, Kommunikations-, und Verkaufsinstrument. Immer mehr Menschen und Organisationen versuchen, diese Vorzüge durch eine eigene Website für ihre Zwecke zu verwenden. Als hilfreiches Mittel zur Optimierung von Webpräsenzen bewährte sich in den letzten Jahren der Einsatz von Web-Analytics-Software. Durch diese Software sind Websitebetreiber in der Lage, Informationen über die Besucher ihrer Website und deren Nutzungsverhalten zu sammeln und zu messen. Das angestrebte Resultat sind Optimierungsentscheidungen auf Basis von Daten an Stelle von Annahmen und wirkungsvolle Testmöglichkeiten.
Für den Bereich des E-Commerce existieren bis dato zahlreiche wissenschaftliche und praxiserprobte Hilfestellungen für Web-Analytics-Projekte. Informationswebsites hingegen werden trotz ihrer Wichtigkeit nur vereinzelt thematisiert. Um diesem Defizit entgegenzuwirken, hat Hausmann 2012 das Framework for Web Analytics entwickelt, welches dem Anwender ein hilfreiches Referenzmodell für sein Web Analytics-Vorhaben bietet. Diesen Ansatz weiter voranzutreiben ist das Ziel der Abschlussarbeit. Dazu wird mithilfe einer Literaturanalyse und einer Fallstudie das Framework validiert und ergänzt, sowie weitere Handlungsempfehlungen identifiziert. Als Ergebnis werden die wichtigsten Erkenntnisse dieser Forschung zusammengefasst und für den zukünftigen Gebrauch festgehalten.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit einigen Problemen, die beim Rendern von stereoskopischen Inhalten auftreten können. Die Probleme werden dabei mit Hilfe eines selbstentwickelten Programms simuliert und von einer Gruppe von Testpersonen bewertet. Dabei soll festgehalten werden, wie stark die Fehler wahrnehmbar sind und welchen Einfluss sie auf den 3D-Eindruck haben. Des Weiteren soll untersucht werden, ob die verschiedenen Kameraanordnungen einen Einfluss auf die Wahrnehmung des 3D-Eindrucks und des Fehlers haben.
Die Arbeit stellt Path Tracing zum Rendern von Bildern mitrnglobaler Beleuchtung vor. Durch die Berechnung der Rendergleichung, mithilfe von Zufallsexperimenten, ist das Verfahren physikalisch plausibel. Entscheidend für die Qualität der Ergebnisse ist Sampling. Der Schwerpunktrnder Arbeit ist die Untersuchung verschiedener Samplingstrategien. Dazu werden die Ergebnisse unterschiedlicher Dichtefunktionen verglichenrnund die Methoden bewertet. Außerdem werden Effekte, wie beispielsweise Depth of Field, mittels Sampling visualisiert.
In dieser Arbeit wird das in letzter Zeit zunehmend wichtiger werdende Thema der Routenaggregation und deren Auswirkung auf die Verhinderung von Routingschleifen behandelt. Als Basis für die Implementation und Evaluation dient das an der Universität Koblenz entwickelte RMTI-Protokoll, bei dem es sich um eine Weiterentwicklung des in RFC2453 spezifizierten Routing Information Protocol Version 2 handelt. Dieses Protokoll kommt, in dieser Arbeit, innerhalb der virtuellen Netzwerkumgebung Virtual Network User-Mode-Linux (VNUML) zum Einsatz. Mit VNUML ist es möglich konkrete Netzwerkszenarien virtuell zu betreiben und zu untersuchen. Der RMTI ist bereits in der Lage topologische Schleifen zu erkennen und dadurch das Entstehen von Routingschleifen nachweislich zu verhindern. Im Rahmen der Arbeit wird die Funktionsweise des RMTI beschrieben und anschließend darauf eingegangen, unter welchen Umständen eine Routenaggregation vorgenommen werden darf ohne das die Aggregation Routinganomalien nach sich zieht. Um diese Änderungen vornehmen zu können ist ein tieferes Verständnis der Struktur von Routingtabellen notwendig, daher wird deren Aufbau anhand von Beispielen erläutert. Im Anschluss wird beschrieben an welchen Stellen Änderungen am RMTI vorgenommen werden müssen um trotz Aggregation eine Verhinderung von Routingschleifen bewirken zu können. Am Ende der Arbeit findet abschließend eine Evaluation der Reorganisationsfähigkeit des virtuellen Netzes bei vorgenommener Routenaggregation statt.