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Replikation einer Multi-Agenten-Simulationsumgebung zur Überprüfung auf Integrität und Konsistenz
(2012)
In dieser Master -Arbeit möchte ich zunächst eine Simulation vorstellen, mit der das Verhalten von Agenten untersucht wird, die in einer generierten Welt versuchen zu über leben und dazu einige Handlungsmöglichkeiten zur Auswahl haben. Anschließend werde ich kurz die theoretischen Aspekte beleuchten, welche hier zu Grunde liegen. Der Hauptteil meiner Arbeit ist meine Replikation einer Simulation, die von Andreas König im Jahr 2000 in Java angefertigt worden ist [Kö2000] . Ich werde hier seine Arbeit in stark verkürzter Form darstellen und anschließend auf meine eigene Entwicklung eingehen.
Im Schlussteil der Arbeit werde ich die Ergebnisse meiner Simulation mit denen von Andreas König vergleichen und die verwendeten Werkzeuge (Java und NetLogo) besprechen. Zum Abschluss werde ich in einem Fazit mein Vorhaben kurz zusammenfassen und berichten was sich umsetzen ließ, was nicht funktioniert hat und warum.
Standards haben längst Einzug in das Gebiet der Informatik gehalten. Verschiedenste Organisationen beschäftigen sich mit der Beschließung von Normen für die standardisierte Lösung von Problemen in der Informatik. Ein wichtiger Teilaspekt ist die Spezifizierung von Datenformaten, die die Interoperabilität von Programmen sichern kann. Dabei existieren viele verschiedene Schemasprachen, die auf unterschiedliche Anforderungen ausgelegt sind, und mit deren Hilfe die Menge der konformen Dokumente beschrieben werden kann. Die Kombination mehrerer Schemasprachen ist sinnvoll, da die Mächtigkeit einer Sprache oftmals nicht ausreicht, um die Anforderungen zu erfassen. So auch im Fall der, von IMS entwickelten, Spezifikation Common-Cartridge. Das Common-Cartridge-Format beschreibt valide Zip-Pakete, die dazu genutzt werden können, verschiedene Lernobjekte zu aggregieren und als zusammenhängende Lerneinheit in eine Lernplattform zu importieren. Die Spezifikation benutzt bereits vorhandene und bewährte Spezifikationen, um Teile gültiger XML-Dokumente zu beschreiben. Diese sind selbst Teil eines Pakets und können Referenzen enthalten, die den Inhalt mit der Paketstruktur in Verbindung bringen. Dabei wird das Common-Cartridge-Format durch ein sogenanntes Domain-Profile erfasst. Ein solches erlaubt die Anpassung einer oder mehrerer Standards bzw. Spezifikationen, um die Bedürfnisse einer bestimmten Domäne abzudecken. Zudem können sogenannte Testregeln definiert werden, die für die Bestimmung der für ein Datenpaket auszuführenden Testaufgaben genutzt werden können. Letztlich kann die automatische Erstellung eines Testsystems veranlasst werden, welches diese Aufgaben ausführen kann. Somit stellt sich die Frage, ob ein Domain-Profile ebenso dazu eignet ist, die Anforderungen anderer paket-basierter Datenformate zu erfassen, und ob die nötigen Änderungen an den unterstützenden Tools vorgenommen werden können. Schließlich würde dies die Überprüfung gestellter Anforderungen ermöglichen.
Diese Arbeit soll sich mit einer beispielhaften Anwendung des Verfahrens befassen, um diese Fragen nach Möglichkeit zu beantworten. Dazu soll der verwendete Ansatz auf die Datenformate übertragen werden, die Teil der Spezifikation des Virtual Company Dossiers - VCD - sind. Diese legen ebenso paket-basierte Formate fest, die innerhalb eines elektronischen Ausschreibungsprozesses verwendet werden. Sie ermöglichen die Erfassung von Evidenzen, die die notwendige Qualifikation eines Bewerbers, sowie die Erfüllung der, mit dem Ausschreibungsverfahren verbundenen Kriterien nachweisen.
Im praktischen Teil werden somit zuerst die Ähnlichkeiten der beiden Formate herausgearbeitet. Diese dienten der Identifizierung abstrakter Anforderungen, die, soweit möglich, mit den gleichen Formalismen festgehalten wurden. Dabei wurden Änderungen an den unterstützenden Tools vorgenommen, um die Erfassung aller VCD-spezifischen Anforderungen zu ermöglichen. So wurden das Format, und das Tool zur Erstellung von Applikationsprofilen, angepasst. Schließlich erfolgten Änderungen am generischen Testsystem, welches zur Herleitung konkreter Testsysteme genutzt wird. Letztlich stellte sich heraus, dass ähnliche Anforderungen bestehen, und die unterstützenden Tools in einer Weise angepasst werden konnten, die die Menge der erfassbaren Anforderungen erweitert. Da der Hintergrund der beteiligten Spezifikationen sich zudem signifikant unterscheidet, ist davon auszugehen, dass das Verfahren in einem weiten Spektrum von Anwendungsfällen eingesetzt werden kann.
Neben den theoretischen Grundkonzepten der automatisierten Fließtextanalyse, die das Fundament dieser Arbeit bilden, soll ein Überblick in den derzeitigen Forschungsstand bei der Analyse von Twitter-Nachrichten gegeben werden. Hierzu werden verschiedene Forschungsergebnisse der, derzeit verfügbaren wissenschaftlichen Literatur erläutert, miteinander verglichen und kritisch hinterfragt. Deren Ergebnisse und Vorgehensweisen sollen in unsere eigene Forschung mit eingehen, soweit sie sinnvoll erscheinen. Ziel ist es hierbei, den derzeitigen Forschungsstand möglichst gut zu nutzen.
Ein weiteres Ziel ist es, dem Leser einen Überblick über verschiedene maschinelle Datenanalysemethoden zur Erkennung von Meinungen zu geben. Dies ist notwendig, um die Bedeutung der im späteren Verlauf der Arbeit eingesetzten Analysemethoden in ihrem wissenschaftlichen Kontext besser verstehen zu können. Da diese Methoden auf verschiedene Arten durchgeführt werden können, werden verschiedene Analysemethoden vorgestellt und miteinander verglichen. Hierdurch soll die Machbarkeit der folgenden Meinungsauswertung bewiesen werden. Um eine hinreichende Genauigkeit bei der folgenden Untersuchung zu gewährleisten, wird auf ein bereits bestehendes und evaluiertes Framework zurückgegriffen. Dieses ist als API 1 verfügbar und wird daher zusätzlich behandelt. Der Kern Inhalt dieser Arbeit wird sich der Analyse von Twitternachrichten mit den Methoden des Opinion Mining widmen.
Es soll untersucht werden, ob sich Korrelationen zwischen der Meinungsausprägung von Twitternachrichten und dem Börsenkurs eines Unternehmens finden lassen. Es soll dabei die Stimmungslage der Firma Google Inc. über einen Zeitraum von einem Monat untersucht und die dadurch gefunden Erkenntnisse mit dem Börsenkurs des Unternehmens verglichen werden. Ziel ist es, die Erkenntnisse von (Sprenger & Welpe, 2010) und (Taytal & Komaragiri, 2009) auf diesem Gebiet zu überprüfen und weitere Fragestellungen zu beantworten.
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.
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.
Aspekt-Orientierung in PHP
(2012)
Diese Diplomarbeit hat das Thema der fehlenden Cross-Cutting-Concerns(CCCs)-Unterstützung in PHP zum Inhalt. Die Basis bilden zu definierende Anforderungen an eine AOP-Realisierung im PHP-Umfeld. Es wird analysiert, wie und ob verwandte Sprachen und Paradigmen es gestatten, CCCs zu unterstützen. Darüber hinaus wird die Möglichkeit erörtert, AOP in PHP ohne PHP-Erweiterung zu realisieren. Weiter werden die bisherigen Ansätze, AOP in PHP umzusetzen, qualitativ untersucht. Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, eine eigene AOP-PHP-Lösung zu präsentieren, die nicht die Schwächen existierender Lösungen teilt.
Mittels facettierter Suche lassen sich große, unbekannte Datensätze einfach und gezielt erkunden. Bei der Implementation von Anwendungen für Smartphones ist zu beachten, dass im Gegensatz zu Desktop-Anwendungen ein kleinerer Bildschirm und nur beschränkte Möglichkeiten zur Interaktion zwischen Benutzer und Smartphone zur Verfügung stehen. Diese Beschränkungen können die Benutzbarkeit einer Anwendung negativ beeinflussen. Mit FaThumb und MobileFacets existieren zwei mobile Anwendungen, die die facettierte Suche umsetzen und verwenden, aber nur MobileFacets ist für gegenwärtige Smartphones mit Touchscreenbildschirm ausgelegt.
Jedoch bietet FaThumb eine neuartige Facettennavigation, die durch MFacets in dieser Arbeit für aktuelle Smartphones neu realisiert wird. Außerdem befasst sich diese Arbeit mit der Durchführung einer summativen Evaluation zwischen den beiden Anwendungen, MFacets und MobileFacets, bezüglich der Benutzbarkeit und präsentiert die ausgewerteten Ergebnisse.
Cloud-Computing ist aktuell ein besonderer Trend in der IT-Branche. ERP-Systeme sind in den heutigen Unternehmen ebenfalls nicht mehr wegzudenken. Durch die Analyse ausgewählter Literatur wird aufgezeigt, dass Cloud-Computing als Betriebsmodell für ERP-Systeme besonderer Untersuchung bedarf, da beim Zusammenspiel dieser Technologien noch unterschiedliche Herausforderungen geklärt werden müssen. Darauf aufbauend werden mit Hilfe von drei verschiedenen Praxispartnern Fallstudien zu deren Cloud-ERP-Lösungen erstellt, um in einem nächsten Schritt die theoretische Literatur mit den praktischen Ergebnissen zu vergleichen.
Ziel dieser Arbeit ist es mit Hilfe der Forschungsfragen, differenzierte Nutzenaspekte von Cloud-ERP-Lösungen aufzudecken und zu erklären, wie die Theorie mit praktischen Erfahrungswerten von Experten übereinstimmt. Durch die Fallstudien wird deutlich, dass sich die drei unterschiedlichen Cloud-ERP-Anbieter vor allem durch den Umfang ihrer Software und die Unternehmensgrößen der Zielgruppen im Markt differenzieren. Zusätzlich zeigt sich im Analyseteil und Fazit der Arbeit, dass über die in der Theorie identifizierten Nutzenaspekte hinaus, zusätzliche Nutzenaspekte durch die Kombination von Cloud-ERP-Lösungen generiert werden können und dass es aktuell schon eine spezielle Zielgruppe für Cloud-ERP-Lösungen gibt. Für die Zukunft bleibt abzuwarten, wie sich der Cloud-ERP-Markt weiterentwickeln wird und welche weiteren Funktionalitäten in die Cloud ausgelagert werden können, sodass sich On-Demand ERP-Systeme zu einer Konkurrenz von On-Premise-Lösungen entwickeln können.
In dieser Arbeit wurde die Realisierung einer mobilen Sicherheitslösung für Überwachungszwecke vorgestellt, welche unter Zuhilfenahme des staatlich geförderten Forschungsprojekts CamInSens entwickelt wurde. CamInSens soll erreichen, in überwachten Gefahrenbereichen die erhaltenen Video- und Sensorendaten so zu analysieren, dass Bedrohungen möglichst frühzeitig erkannt und behandelt werden können. Das Ziel dieser Arbeit war, auf Basis von verarbeiteten Daten aus CamInSens eine Interaktion und Visualisierung zu entwickeln, die bei einem späteren Praxiseinsatz mobilem Sicherheitspersonal dabei hilft, in Bedrohungssituationen fundierte Entscheidungen treffen zu können. Zu diesem Zweck wurde nicht nur eine Software implementiert, sondern auch eine Marktsichtung hinsichtlich geeigneter Geräte und einsetzbarer Softwarebibliotheken durchgeführt.
Diese Arbeit setzt sich kritisch mit dem Google Kalender auseinander. Zu diesem Zweck werden die angebotenen Funktionen des Kernprodukts auf Aspekte des Datenschutzes untersucht. Es wird zum einen ermittelt, in welchem Umfang das Produkt die Privatsphäre der Nutzer verletzen kann, zum anderen werden die dadurch entstehenden Risiken aufgezeigt. Des Weiteren werden die Funktionen im Hinblick auf ihren Nutzen, sowohl für den Dienstanbieter Google, als auch für den Nutzer betrachtet. Eine eingehende Analyse zeigt die kritischen Stellen auf, an denen zwischen Datenschutz und Funktionalität entschieden werden muss. Die Lösungsmöglichkeiten, um die aufgezeigten Risiken mit Mechanismen der IT-Sicherheit zu minimieren, werden im Folgenden vorgestellt, diskutiert und in Bezug auf ihre Umsetzbarkeit untersucht. Die einzelnen Lösungsansätze werden daraufhin in einem Sicherheitskonzept zusammengefasst und weitere Anforderungen erläutert. Abschließend soll ein Addon für Firefox erstellt werden, welches das beschriebene Lösungskonzept umsetzt, um so die bestehenden Schwachstellen bestmöglich zu beheben. Letztlich wird der Funktionsumfang des Addons mit technischer Umsetzung im Einzelnen erläutert.
Diese Masterarbeit hat das Ziel, die Frage zu klären, wie man Stakeholder an einem Projekt beteiligen kann. Es werden Methoden diskutiert, wie man die relevanten Stakeholder aus der Fülle der Anspruchsgruppen auswählt und wie man diese Stakeholder in den Beteiligungsprozess einbindet. Der Beteiligungsprozess sieht neben klassischen Beteiligungsmethoden wie Workshops vor allem moderne Web 2.0 Methoden vor.
Der Forschungsbereich E-Government gewinnt in Deutschland und Europa immer mehr an Bedeutung. Die Anzahl der Akteure wächst ständig, sodass es für Außenstehende und Interessierte schwierig ist, den Überblick zu behalten. Es ist diese enorme Informationsflut, die eine Forschungslandkarte für den E-Government-Bereich für sinnvoll erscheinen lässt. Auf dieser Internetplattform soll ein Überblick über alle relevanten Akteure, die im Bereich E-Government Forschung betreiben, gegeben werden. Um einen vollständigen Überblick geben zu können, müssen auch Informationen angezeigt werden, die in der Vergangenheit gültig waren. Voraussetzung hierfür ist die Historisierung relevanter Inhalte. Hierbei wird bei Änderung eines Objekts oder Attributs das Objekt oder Attribut nicht überschrieben, sondern eine neue Version in der Datenbank angelegt. Auf diese Weise sind die Benutzer in der Lage, die Forschungslandkarte zeitbezogen zu navigieren. Erfahrungen haben gezeigt, dass die Historisierung von Webinhalten bereits bei der konzeptionellen Phase und beim Design einer Online-Plattform eingeplant und modelliert werden soll, um so den temporalen Anforderungen zu genügen. Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Herausforderung der Historisierung der Inhalte der Forschungslandkarte und legt ein Konzept vor, das die temporale Datenhaltung bei der Konzeptionierung der Plattform berücksichtigt.
Diese Bachelorarbeit beschreibt den Entwurf und die Implementierung eines Übersetzungsprogramms für die Android Plattform. Die Besonderheit der Anwendung ist die selbstständige Texterkennung mit Hilfe des Kamerabildes. Diese Methode soll den Übersetzungsvorgang in bestimmten Situationen erleichtern und beschleunigen. Nach einer Einführung in die Texterkennung, die ihr zugrundeliegenden Technologien und das Betriebssystem Android, werden sinnvolle Anwendungsmöglichkeiten vorgestellt. Anschließend wird ein Entwurf der Anwendung erstellt und die Implementierung erläutert. Zum Schluss wird eine Evaluation durchgeführt, dessen Absicht das Aufzeigen von Stärken und Schwächen der Anwendung ist.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine Umfrage bei Absolventen des Fachbereichs 4: Informatik der Universität Koblenz-Landau konzipiert, durchgeführt und ausgewertet. Zielsetzung war die Unterstützung der Task Force Bachelor Master, welche sich mit der Reakkreditierung der Studiengänge befasst hat. Zunächst wurden mithilfe von Desk Research die theoretischen Voraussetzungen zur Konzipierung der Umfrage geschaffen. Weiterhin wurden vergangene Befragungen ähnlicher Art recherchiert, die teilweise als Vorlage dienten. Der unter Berücksichtigung aktueller Veränderungen entstandene Umfrage-Prototyp wurde mithilfe eines Pre-Tests weiter verbessert. Die finale Version wurde schließlich in das OpenSource-Tool LimeSurvey implementiert, welches als technische Grundlage für die Durchführung der Befragung diente. Die Empfänger der Teilnahmeaufforderung an der Umfrage waren Mitglieder von Alumnivereinen sowie Absolventen aus den vorangegangen Jahren.rnAus der Umfrage konnten Erkenntnisse über die Zufriedenheit der Absolventen mit ihrem Studiengang gewonnen werden, aber auch über die Studiensituation im Allgemeinen. Darüber hinaus wurde die Meinung zu zwei neuen Master-Studiengängen, E-Government und Web Science, abgefragt.
Die Resonanz war aus vier Studiengängen stark genug, um aussagekräftige Ergebnisse liefern zu können, aus fünf anderen konnten nur die studiengangübergreifenden Aussagen ausgewertet werden. Insgesamt gab es eine hohe Zufriedenheit der Studierenden mit ihrem Studium. Es konnten aber auch einige Verbesserungsvorschläge und Kritikpunkte gesammelt werden. Diese bezogen sich verstärkt auf die Themen Internationalität, Gewichtung der Lehrinhalte, Wahlfreiheit/Spezialisierung sowie Praxisrelevanz.
Als Ergebnis der Ausarbeitung ließ sich eine Handlungsempfehlung aussprechen, die in Kombination mit den Detailergebnissen aus der Befragung zu einer Verbesserung der Qualität und des Bedarfs der Lehre im Fachbereich 4: Informatik führen soll.
Das Erstellen virtueller Netzwerke hat den Vorteil, dass Routingalgorithmen oder auch verteilte Software sehr einfach, übersichtlich und kostengünstig getestet werden können. Zu den Routingalgorithmen gehört auch das Optimized Link State Routing und der Babel Algorithmus für mobile Ad-Hoc Netze. Die folgende Ausarbeitung beschäftigt sich mit den beiden Algorithmen im Zusammenhang mit fehlerbehafteten Verbindungen in solchen Netzwerken. Normalerweise sind die virtuellen Verbindungen, welche in einem virtuellen Netzwerk erstellt werden, nahe an den optimalen Bedingungen. Oftmals sollen die Routingalgorithmen aber nicht unter optimalen Bedingungen getestet werden, um ein möglichst realistisches Verhalten zu simulieren.
Aus diesem Grund sollen sie mithilfe des Netzwerktools Traffic Control unter nicht optimalen Bedingungen getestet werden. Traffic Control stellt einige Werkzeuge zur Verfügung, um Verbindungen hinsichtlich ihrer Verzögerung oder des Paketverlustes zu manipulieren. In dieser Arbeit werden einige Szenarien erstellt, in denen dies getestet wird. Zusätzlich zu den Routingalgorithmen werden noch Staukontrollverfahren, die dazu dienen Datenstau in Netzwerkverbindungen zu verhindern, auf ihre Arbeitsweise untersucht. Mit Traffic Control ist es auch möglich eine gestaute Verbindung zu simulieren.
Die Erkennung von Bewegungen mit einem Smartphone ist durch die internen Sensoren, mit denen es ausgestattet ist, ohne externe Sensoren möglich. Zunächst werden vergangene Untersuchungen und deren Verfahrensweise betrachtet. Von diesen Untersuchungen wird die hier verwendete Umsetzung der Bewegungserkennung abgeleitet und beschrieben. Ein Großteil der Literatur verwendet ausschließlich den Beschleunigungssensor für die Bewegungserkennung. Diese Bachelorarbeit untersucht dazu den Nutzen weiterer Sensoren, wie z.B. das magnetische Feld, die lineare Beschleunigung oder das Gyroskop. Die Bewegungserkennung erfolgt durch maschinelles Lernen mit Klassifizierungsalgorithmen. Es werden Decision Tree, Naive Bayes und Support Vector Machines verwendet. Zunächst werden die benötigten Sensordaten mit Hilfe einer eigens entwickelten Applikation von Testpersonen gesammelt und gespeichert. Diese Daten werden als Trainingsdaten für die Klassifizierungsalgorithmen benötigt.
Das Ergebnis ist ein Modell, das die Struktur der gelernten Daten enthält. Validiert werden die Modelle mit Testdatensätzen, die sich von den Trainingsdatensätzen unterscheiden. Die Ergebnisse bestätigen vergangene Untersuchungen, dass die Daten des Beschleunigungssensors ausreichend sind, um Bewegungen sehr genau erkennen zu können. Orientierung, Gyroskop und die lineare Beschleunigung hingegen sind nur bedingt für die Bewegungserkennung einsetzbar. Außerdem scheint für eine geringe Anzahl an Testdaten der Decision Tree am besten geeignet zu sein, wenn Bewegungen von Benutzern erkannt werden sollen, von denen keine Trainingsdaten bei der Erstellung des Modells vorhanden sind.
Parallelmanipulatoren, welche den Stewartmechanismus nutzen, ermöglichen die präzise Ausführung von Aufgaben in einem begrenzten Arbeitsraum. Durch die Nutzung von sechs Freiheitsgraden wird eine hohe Flexibilität der Positionierung erreicht. Die robuste Konstruktion sorgt zudem für ein sehr gutes Verhältnis von Gewicht zu Nutzlast.
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Entwicklung einer flexiblen Softwarelösung zur Ansteuerung einer Stewartplattform. Dies umfasst ein Modell der Plattform, welches zu Testzwecken dient. Es werden zunächst die mathematischen Grundlagen der Inversen Kinematik erarbeitet aufbauend auf einem zuvor definierten Bewegungsmodell. Es folgt die Entwicklung einer generischen Architektur zur Übermittlung und Auswertung von Steuerkommandos vom PC. Die Implementierung geschieht in C und wird in verschiedene Module aufgeteilt, welche jeweils einen Aufgabenbereich der Positionskontrolle oder der Hardwarekommunikation abdecken. Es wird zudem eine graphische Nutzeroberfläche vorgestellt, über die man die Position der Plattform manuell verändern kann. Eine automatische Ansteuerung wird im folgenden Anwendungsbeispiel beschrieben, wo die Plattform mit frequentiellen Beschleunigungswerten einer Achterbahnsimulation beliefert wird.
Quadrokopter sind Helikopter mit vier in einer Ebene angeordneten Rotoren. Kleine unbemannte Modelle, die oft nur eine Schubkraft von wenigen Newton erzeugen können, sind im Spielzeug- und Modellbaubereich beliebt, werden aber auch von Militär und Polizei als Drohne für Aufklärungs- und Überwachungsaufgaben eingesetzt. Diese Diplomarbeit befasst sich mit den theoretischen Grundlagen der Steuerung eines Quadrokopters und entwickelt darauf aufbauend eine kostengünstige Steuerplatine für einen Modellquadrokopter.
Die theoretischen Grundlagen enthalten eine Untersuchung der Dynamik eines frei fliegenden Quadrokopters, bei der Bewegungsgleichungen hergeleitet und mit den Ergebnissen verglichen werden, die in "Design and control of quadrotors with application to autonomous flying" ([Bou07]) vorgestellt wurden. Weiterhin wird die Funktionsweise verschiedener Sensoren beschrieben, die zur Bestimmung der aktuellen räumlichen Ausrichtung geeignet sind, und es werden Verfahren besprochen, mit denen die Ausrichtung aus den Messwerten dieser Sensoren abgeschätzt werden kann. Zusätzlich wird in den Schiefkörper der Quaternionen eingeführt, in dem dreidimensionale Rotationen kompakt dargestellt und effizient verkettet werden können.
Daran anschließend wird die Entwicklung einer einfachen Steuerplatine beschrieben, die sowohl einen autonomen Schwebeflug als auch Fernsteuerung ermöglicht. Die Platine wurde auf einem X-Ufo-Quadrokopter der Firma Silverlit entwickelt und getestet, der daher ebenfalls vorgestellt wird. Die eingesetzten Bauteile und deren Zusammenspiel werden besprochen. Dabei ist insbesondere die WiiMotionPlus hervorzuheben, die als kostengünstiges Gyrosensormodul verwendet wird. Daneben werden verschiedene Aspekte der Steuersoftware erläutert: die Auswertung der Sensordaten, die Zustandsschätzung mit Hilfe des expliziten komplementären Filters nach Mahony et al. ([MHP08]), die Umsetzung des Ausrichtungsreglers sowie die Erzeugung der Steuersignale für die Motoren. Sowohl die Steuersoftware als auch Schaltplan und Platinenlayout der Steuerplatine liegen dieser Arbeit auf einer CD bei. Schaltplan und Platinenlayout sind zusätzlich im Anhang der Arbeit abgedruckt.