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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.
Im Rahmen dieser Masterarbeit wird der Spanning Tree Simulator um diverse Funktionalitäten erweitert. Dieser wurde in der Bachelorarbeit [Jan10b] von Andreas Sebastian Janke im Jahr 2010 entwickelt. Mithilfe eines Conguration-Files kann ein beliebiges Netzwerk ins Programm geladen und grafisch dargestellt werden. Solch ein Configuration-File muss in XML geschrieben werden und repräsentiert ein Netzwerk bestehend aus Switches und Hosts. Anschließend kann auf diesem Netzwerk der Spanning Tree Algorithmus IEEE 802.1D laufen gelassen werden. Anders als in der Bachelorarbeit sind jetzt nur noch die Switches als Threads realisiert, um weniger Systemressourcen zu benötigen. Nach Abschluss des Algorithmus entsteht ein Spannbaum, der die Schleifen im vorliegenden Netzwerk aufbricht. Dies ist notwendig, da diese beim Verschicken von Nachrichten zu einer stetig steigenden Auslastung des Netzes führen können.
Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist ein bildgebendes Verfahren, das in der medizinischen Diagnostik zur Darstellung von Struktur und Funktion der Gewebe und Organe im Körper eingesetzt wird. Diffusionsgewichtete Bildgebung ist ein spezielles bildgebendes MRT Verfahren, welches es ermöglicht, nichtinvasiv und in vivo Einblicke in den Verlauf von Nervenbahnen zu geben. Es erlaubt damit, Aussagen über die Struktur und Integrität dieser Verbindungsbahnen zu treffen. Im klinischen Alltag findet diese Modalität Anwendung in der neurochirurgischen Operationsplanung, wie beispielsweise bei Resektionen von Läsionen, die in wichtigen funktionellen oder tiefiegenden Arealen liegen, wo die Beschädigungsgefahr wichtiger Nervenbahnen gegeben ist. Kommt es im Zuge der Operation zu einer etwaigen Durchtrennung von wichtigen Bahnen, kann dies zu erheblichen funktionellen Beeinträchtigung führen. Diese Arbeit gibt eine Einführung in die MRT-Bildgebung und wird sich im Speziellen mit der Aufnahme von diffusionsgewichtetenMRT- Daten beschäftigen. Generell besteht das Problem, dass das Auflösungsvermögen von Diffusionsdaten relativ niedrig ist in Relation zum Aufnahmeobjekt. So werden in einem einzelnen 3D Volumenelement, auch Voxel genannt, eine Reihe von Nerventrakten abgebildet, die sich beispielsweise kreuzen, aufsplitten oder auffächern. Hier besteht die Notwendigkeit, diese Voxel zu identifizieren und zu klassifizieren, um auch in schwierigen Regionen aus den lokalen Diffusionsdaten die Verläufe von Nervenbündeln möglichst exakt zu rekonstruieren. Diese Rekonstruktion wird durch die sogenannte Traktographie realisiert. Im Zuge dieser Arbeit werden wir existierende Rekonstruktionsmethoden, wie beispielsweise diffusion tensor imaging (DTI) und q-ball imaging (QBI) auf synthetisch generierten Daten untersuchen. Wir werden herausstellen, welche wertvollen Informationen die rekonstruierten Daten liefern können und welche individuellen Einschränkungen es gibt. QBI rekonstruiert eine orientation distribution function (ODF), deren lokalen Maxima in vielen Fällen mit den Richtungen der Nervenbahnen übereinstimmen. Wir bestimmen diese lokalen Maxima. Auf den Metriken des Diffusionstensors wird eine neue voxelbasierte Klassifikation vorgestellt. Die Vereinigung von voxelbasierter Klassifikation, lokalen Maxima und globalen Informationen aus der Nachbarschaft eines Voxels ist der Hauptbeitrag dieser Arbeit und führt zur Entwicklung eines globalen Klassifikators, der mögliche Traktographie-Richtungen vorgibt und asymmetrische Konfigurationen ermittelt. Im Anschluss wird ein eigener Traktographie-Algorithmus vorgestellt, der auf den Ergebnissen des globalen Klassifikators arbeitet und somit auch Aufsplittungen von Nervenbahnen abbilden kann.
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.
The objective of this contribution is to conceptually analyze the potentials of entrepreneurial design thinking as being a rather new method for entrepreneurship education. Based on a literature review of different design thinking concepts we carve out a generic design thinking model upon we conceptually build a new model that considers entrepreneurial thinking as a valuable characteristic.
The results of our work show that the characteristics of entrepreneurial design thinking can enhance entrepreneurship education by supporting respective action fields of entrepreneurial learning. In addition we reveal that entrepreneurial design thinking offers beneficial guidelines for the design of entrepreneurship education programs.
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.
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.
The Multimedia Metadata Ontology (M3O) provides a generic modeling framework for representing multimedia metadata. It has been designed based on an analysis of existing metadata standards and metadata formats. The M3O abstracts from the existing metadata standards and formats and provides generic modeling solutions for annotations, decompositions, and provenance of metadata. Being a generic modeling framework, the M3O aims at integrating the existing metadata standards and metadata formats rather than replacing them. This is in particular useful as today's multimedia applications often need to combine and use more than one existing metadata standard or metadata format at the same time. However, applying and specializing the abstract and powerful M3O modeling framework in concrete application domains and integrating it with existing metadata formats and metadata standards is not always straightforward. Thus, we have developed a step-by-step alignment method that describes how to integrate existing multimedia metadata standards and metadata formats with the M3O in order to use them in a concrete application. We demonstrate our alignment method by integrating seven different existing metadata standards and metadata formats with the M3O and describe the experiences made during the integration process.
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.
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.
In dieser Bachelorarbeit wurde ein Tangible Augmented Reality Spiel für Android entwickelt, das einen Mehrwert gegenüber herkömmlichen Computer oder Augmented Reality Spielen haben soll. Der Hauptteil der Arbeit erklärt das Spielkonzept, Entwicklung und die Evaluation des Spiels. Bei der Evaluation wurde das Flow-Erleben, als Maß für den Spielspaß, druch Nutzertest ausgewertet und das erstellte Spiel mit anderen Smartphone-Spielen verglichen. Außerdem werden Augmented Reality, Tangible User Interface und Tangible Augmented Reality vorgstellt und deren Vor- und Nachteile erläutert. Die Geschichte von Augmented Reality wird auch vorgestellt.
In dieser Diplomarbeit wurde ein System entwickelt, dass eine Navigation für Fußgänger ermöglicht. Wie beabsichtigt wurde das System für die Benutzung auf einem iPhone realisiert.
Obwohl die Karten der neuen Generation vonNAVTEQ sich noch in Entwicklung befinden, konnten erste Eindrücke gesammelt werden, wie die Navigation der Fußgänger in Zukunft aussehen wird. Das System arbeitet aber auch mit Kartendaten von OpenStreetMap, die die klassische Repräsentation der Kartendaten haben. Die Positionierung kann später, wenn der Galileo-Empfänger zur Verfügung steht, umgestellt werden und Positionsdaten mit höherer Präzision für die Navigation bereitstellen. Die Routenberechnung konnte mit einem CH-ähnlichen Verfahren durch Vorberechnung beschleunigt werden und erlaubt trotzdem eine Änderung des Profils, ohne dass eine neue Vorberechnung nötig ist. Anders als beim einfachen CH, wo nach einer Änderung des Profils für die Berechnung der Routenkosten eine neue Vorberechnung nötig ist, die im Vergleich zu der Berechnung einer Route aufwendig ist. In Abbildung 8.1 ist die demonstrative Navigation mit dem fertigen System abgebildet. Diese zeigt eine Berechnung der Routen für 3 unterschiedliche Profile, die unterschiedliche Steigungsgrade bevorzugen. Daraus ergeben sich unterschiedliche Routen.
3D-Kurven-Skelette werden oft verwendet, da sie im Vergleich zu der von Harry Blum 1967 vorgestellten Medialen Axen Transformation, eine Repäsentation der Objekt-Oberfläche darstellen, die in der Weiterverarbeitung weniger kompex und rechenintensiv ist.
Diese Arbeit hat das Ziel, ein Approximation-Verfahren für 3D-Kurven-Skelette zu entwickeln, welches die oben genannten Vorteile enthält und sich auf verschiedene Szenarien von Objektoberflächen-Daten anwenden lässt.
Die Prinzipien des Projektmanagements befinden sich aufgrund der Einflüsse wirtschaftlicher Rahmenbedingungen und der technologischen Entwicklung im Umbruch [Wills 1998 & Jons-son et al. 2001]. Die zunehmende internationalisierung, verkürzte Markteinführungszeiten (Time-to-Market), sich ändernde Arbeitskosten und die steigende Einbeziehung von Fachkräf-ten aus verschiedenen geografischen Standorten, treiben die Wandlungen der Projektland-schaft an [Evaristo/van Fenema 1999]. Resultierend daraus, wird die Nutzung kollaborativer Technologien ein entscheidender Faktor für den Erfolg eines Projektes [Romano et al. 2002]. Die bisherige Forschung zum Thema kollaborative Technologien für Projektmanagementzwe-cke, fokussiert vor allem die Entwicklung von modellartigen, allgemeingültigen Systemarchi-tekturen zur Eruierung der Anforderungen an ein speziell entwickeltes kollaboratives Projekt-managementsystem. Diese Arbeit untersucht die Herausforderungen und Vorteile, die aus der Einführung einer Standard-Business-Software als kollaboratives Projektmanagementsystem in einem mittel-ständischen Unternehmen resultieren.
In der Diplomarbeit soll die Verwendung und Möglichkeit zur Einbindung eines Eyetrackers in der Bildersuche untersucht werden. Eyetracker sind Geräte zur Blickerfassung. Sie werden häufig in Design- und Usabilitystudien verwendet, um Informationen über den Umgang der Benutzer mit dem Produkt zu untersuchen. Seit einiger Zeit werden Augenbewegungen auch zur Erkennung von benutzerrelevanten Informationen und Bereichen verwendet, wie zum Beispiel bei dem Projekt Text 2.05 [4]. Hierbei werden Blickrichtung und -fixierung benutzt, um eine Interaktion mit dem Leser eines Textes auf eine möglichst einfache, dabei aber subtile Weise zu ermöglichen.
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.
In dieser Arbeit wird der Nutzen von GPGPU (Allzweckberechnungen auf Grafikprozessoren) zur robusten Deskription von natürlichen, markanten Bildmerkmalen mit Hilfe der Grafikprozessoren mobiler Geräte bewertet. Dazu wurde der SURF-Deskriptor [4] mit OpenGL ES 2.0/GLSL ES 1.0 implementiert und dessen Performanz auf verschiedenen mobilen Geräten ausgiebig evaluiert. Diese Implementation ist um ein Vielfaches schneller als eine vergleichbare CPU-Variante auf dem gleichen Gerät. Die Ergebnisse belegen die Tauglichkeit moderner, mobiler Grafikbeschleuniger für GPGPU-Aufgaben, besonders für die Erkennungsphase von NFT-Systemen (Tracking mit natürlichen, markanten Bildmerkmalen), die in Augmented-Reality-Anwendungen genutzt werden. Die nötigen Anpassungen am Algorithmus des SURF-Deskriptors, um diesen effizient auf mobilen GPUs nutzen zu können, werden dargelegt. Weiterhin wird ein Ausblick auf ein GPGPU-gestütztes Tracking-Verfahren gegeben.
Computer unterstützen Menschen zunehmend in Alltagssituationen. Ihre fortwährend voranschreitende Miniaturisierung erlaubt die Erschließung weiterer Einsatzmöglichkeiten und trägt zu einer wachsenden Bedeutung und Verbreitung in der Gesellschaft bei. Längst sind solche Systeme in vielerlei Alltagsgegenständen Realität und ihre Mobilität spielt eine immer größer werdende Rolle: von Laptops über Smartphones und Tablets hin zu am oder im Körper tragbaren Systemen (engl. wearable computing) wie Hörgeräte und Pulsuhren, unterstützen sie den Menschen aktiv und kontextsensitiv in ihrem Alltag.
Als ein Teilgebiet des wearable computing gilt die Entwicklung von Head-mounted Displays (kurz HMD). Das sind Helme oder Brillen die dem Benutzer auf einer oder mehreren Darstellungsflächen computergenerierte Bilder (virtual reality) oder mit Zusatzinformationen versehene Aufnahmen der Umgebung (enhanced reality) präsentieren. Aktuell sind HMDs welche LC-Displays nutzen weit verbreitet, innovativer sind solche welche das Bild direkt auf die Netzhaut des Benutzers projizieren. Neuste Entwicklungen deuten auf weitere Miniaturisierung des Konzepts, hin zu Kontaktlinsen mit integriertem Bildschirm. Für die Sammlung dazustellender Daten werden eine Vielzahl Sensoren hinzugezogen, wie Head-Tracker oder GPS. Auch durch Erweiterungen im Bereich der Bedienbarkeit - zum Beispiel durch Spracheingabe über ein Mikrofon - und die Steigerung des Immersionsgefühls - zum Beispiel durch stereoskopische Bilder oder integrierte Kopfhörer - wandeln sich HMDs von einfachen Anzeigen hin zu stetig besser ausgerüsteten Geräten mit ständig wachsenden Einsatzgebieten. Längst werden HMDs in einer Vielzahl von Feldern benutzt. rnIm Vordergrund dieser Arbeit steht der Entwurf und die Erstellung einer Anwendung für das Betriebssystem Apple iOS 5, als softwaretechnischen Beitrag zur Entwicklung eines HMD auf Basis von Apple-Mobilgeräten mit hochauflösendem Retina Display. Das RollerCoaster2000-Projekt soll zur Darstellung des grafischen Inhalts genutzt werden, aus Gründen einer freien Lizenz, frei zugänglichen Quellcodes sowie einer effizienten OpenGL-ES-Portierung. Dabei soll ein leichter Austausch oder die Erweiterung dieses grafischen Grundgerüsts gegeben sein um die Einsatzmöglichkeiten des HMD zu erhöhen. Über die reine Nutzung als Darstellungsmedium soll die erstellte Anwendung die vielfältigen, sensorischen Fähigkeiten und Vernetzungsmöglichkeiten aktueller Apple-Endgeräte nutzen um mehrere Geräte zu einer Datenbrille zu verbinden und die Kopfbewegungen des Benutzers auszuwerten, in der virtuellen Szene abzubilden und zwischen den Geräten synchron zu halten. Zur leichten Orientierung des Benutzers während der Bedienung soll außerdem auf die integrierte Gerätekamera zugegriffen werden.
Um die Realisierung einer den Kriterien gerecht werdenden Anwendung zu ermöglichen wird in dieser Arbeit in den Bereich der iOS-Entwicklung eingeführt. Zuerst erfolgt eine Einleitung in die historischen Entwicklungen auf dem Gebiet der mobilen Entwicklung für Apple-Mobilgeräte, von der Entstehung des objektorientierten Paradigmas hin zur heutigen Ausprägung des iOS-SDK. Letzteres ergibt sich dabei aus der Summe einer Vielzahl, stark kohärenter Komponenten. Dazu gehören die Grundsteine einer jeden iOS-Applikation, die objektorientierte, dynamische und streng typisierte Sprache Objective-C sowie den durch Apple an die eigenen Bedürfnisse angepassten LLVM-Compiler und die von Apple angepasste LLVM-Laufzeitumgebung. Zudem sind das Cocoa Framework und die Entwicklungsumgebung Xcode, die zur Erstellung mobiler Anwendungen von Apple entwickelt wurden, Gegenstand dieser Arbeit. Anhand der gewonnenen Kenntnisse im Bereich der mobilen Anwendungsentwicklung werden Anforderungen an eine Anwendung für ein HMD erhoben und die Erstellung einer, diesen Kriterien genügenden, Software beschrieben.
Particle Swarm Optimization ist ein Optimierungsverfahren, das auf der Simulation von Schwärmen basiert.
In dieser Arbeit wird ein modifizierter Algorithmus, der durch Khan et al. 2010 eingeführt wurde, zur Schätzung der lokalen Kamerapose in 6DOF verwendet. Die Poseschätzung basiert auf kontinuierlichen Farb-und Tiefendaten, die durch einen RGB-D Sensor zur Verfügung gestellt werden. Daten werden von unterschiedlichen Posen aufgenommen und als gemeinsames Model registriert. Die Genauigkeit und Berechnungsdauer der Implementierung wird mit aktuellen Algorithmen verglichen und in unterschiedlichen Konfigurationen evaluiert.