Publications at the Faculty of Computer Science and Automation since 2015

Results: 1907
Created on: Thu, 28 Mar 2024 23:11:04 +0100 in 0.0550 sec


Ley, Sebastian; Fiser, Ondrej; Merunka, Ilja; Vrba, Jan; Sachs, Jürgen; Helbig, Marko
Preliminary investigations for reliable temperature dependent UWB dielectric spectroscopy of tissues and tissue mimicking phantom materials. - In: 12th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2018), ISBN 978-1-78561-816-1, (2018), insges. 5 S.

https://doi.org/10.1049/cp.2018.0789
Mitzenmacher, Michael; Panagiotou, Konstantinos; Walzer, Stefan
Load thresholds for cuckoo hashing with double hashing. - In: 16th Scandinavian Symposium and Workshops on Algorithm Theory, (2018), Seite 29:1-29:9

http://dx.doi.org/10.4230/LIPIcs.SWAT.2018.29
Walzer, Stefan;
Load thresholds for cuckoo hashing with overlapping blocks. - In: 45th International Colloquium on Automata, Languages, and Programming, (2018), Seite 102:1-102:10

http://dx.doi.org/10.4230/LIPIcs.ICALP.2018.102
Lazutkin, Evgeny;
Efficient solution approach to nonlinear optimal control problems and application to autonomous driving. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2018. - 1 Online-Ressource (121 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2018

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der numerischen Lösung von dynamischen nichtlinearen Optimierungsaufgaben und der Entwicklung neuer Methoden für deren Analyse, um die Effizienz der Berechnungen zu erhöhen. Der Betrieb vieler natürlicher und technischer Prozesse kann als nichtlineares Optimierungsproblem mit Beschränkungen formuliert werden. Aufgrund der steigenden Komplexität wird die Lösung eines solchen Problems zu einer Herausforderung, insbesondere wenn das Problem in Echtzeit gelöst werden muss. Der Ansatz des kombinierten Mehrfachschießverfahren mit Kollokation ist effizient, um solche Probleme zu lösen, auch wenn sie eine schnelle Dynamik aufweisen. So ist das erste Ziel dieser Arbeit die weitere Verbesserung der Rechenleistung durch die Bereitstellung einer analytischen Hesse-Matrix und die Realisierung eines Parallelberechnungs-Schemas. Zunächst wurden die Formeln zur Berechnung der Sensitivitäten zweiter Ordnung für den kombinierten Ansatz abgeleitet. Mit Hilfe des Mehrfachschießverfahrens können die Lösungen von Modellgleichungen und Auswertungen von Sensitivitäten erster und zweiter Ordnung für jedes Zeitintervall unabhängig voneinander berechnet werden. Der zweite Beitrag widmet sich daher der Realisierung eines parallelen Rechenschemas. Dadurch wird ein hoher Beschleunigungsfaktor durch Parallelisierung erreicht, der zu einer Reduzierung des Rechenaufwands führt. Als dritter Beitrag wurde eine neuartige Korrelationsanalyse der Steuergrößen eingeführt, die auf die Notwendigkeit hinweist, die analytische Hesse-Matrix anstelle seiner Approximation einzusetzen, um ein Optimierungsproblem effizient zu lösen. Die numerische Leistung dieser drei Beiträge wurde mit Hilfe von herausfordernden dynamischen Optimierungsproblemen einschließlich der optimalen Steuerung eines großen Problems mit mehr als tausend dynamischen Variablen demonstriert. Die kombinierte Methode wandelt das Problem der kontinuierlichen dynamischen Optimierung in ein nichtlineares Programmierungsproblem mit einer vorgegebenen Anzahl der Zeitintervalle um. Es gibt jedoch keine umfassenden Regeln, um diese Anzahl der Zeitintervalle passend zu wählen. Daher widmet sich das vierte Ziel dieser Arbeit der Analyse der zugrunde liegenden Optimierungsprobleme mit dem besonderen Fokus auf der Anzahl der diskreten Zeitintervalle. Aus Anwendungssicht sollte die Anzahl der Zeitintervalle so gewählt werden, dass gleichzeitig die Bilanz zwischen der numerischen Genauigkeit und der Rechenlast zur Lösung des diskreten Optimierungsproblems erreicht wird. Darüber hinaus ist es unerlässlich, die Mindestanzahl an Zeitintervallen zu finden, um diese Genauigkeit zu gewährleisten. So wurde im Rahmen der Kollokation auf finiten Elementen ein neuartiger Bilevel-Ansatz vorgeschlagen, bei dem die äußere Schleife für die Ermittlung der minimalen Anzahl von Zeitintervallen zuständig ist und die innere Schleife eine obere Grenze des Approximationsfehlers auswertet, indem sie ein Fehlermaximierungsproblem durch Manipulation der Steuergrößen löst. Auf diese Weise kann eine Mindestanzahl von Zeitintervallen festgelegt werden, die eine benutzerdefinierte Fehlertoleranz gewährleistet. Außerdem wird der Einfluss der Anfangsbedingungen auf den maximalen Approximationsfehler berücksichtigt, so dass die ermittelte Anzahl von Intervallen für unterschiedliche Anfangsbedingungen gilt und somit für die nichtlineare modellprädiktive Regelung (engl.: nonlinear model predictive control (NMPC)) angewendet werden kann. Mehrere Fallstudien wurden verwendet, um die Wirksamkeit des vorgeschlagenen Ansatzes zu demonstrieren. Sowohl die theoretisch entwickelten Methoden als auch der kombinierte Ansatz wurden mit Hilfe von Open-Source-Software als allgemeines Framework für Testzwecke implementiert. Schließlich wurden die entwickelten Methoden auf das autonome Fahren im NMPC-Framework angewendet. Autonomes Fahren ist der aktuelle Trend in der Automobilindustrie mit dem Ziel, vollautomatisierte oder selbstfahrende Fahrzeuge zu entwickeln und zu produzieren. Reglerentwurf und -betrieb von autonomen Fahrzeugen stellen mehrere Herausforderungen dar, weshalb umfangreiche und intensive Forschungsarbeiten notwendig sind, um den wachsenden industriellen Bedarf abzudecken. Die Fahrzeugbewegung wurde als ein dynamisches Optimierungsproblem dargestellt, das online effizient gelöst wird. Der erfolgreiche Test der NMPC mit zwei Modellfahrzeugen (im Maßstab 1:5 und 1:8 im Vergleich zum realen Fahrzeug) zeigte die Effizienz des entwickelten Ansatzes.



https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2018000504
Götze, Philipp; Renen, Alexander; Lersch, Lucas; Leis, Viktor; Oukid, Ismail
Data management on non-volatile memory: a perspective. - In: Datenbank-Spektrum, ISSN 1610-1995, Bd. 18 (2018), 3, S. 171-182

https://doi.org/10.1007/s13222-018-0301-1
Gruber, Kristina; Huemer, Jakob; Zimmermann, Armin; Maschotta, Ralph
Automotive requirements validation and traceability analysis with AQL queries. - In: 4th IEEE International Symposium on Systems Engineering, ISBN 978-1-5386-4446-1, (2018), insges. 7 S.

Modern passenger cars are facing an increase in customer demands on infotainment and driver assistance systems. The growing amount of driving assistance functions increases the complexity of mechanical, electronic and software systems. Distributed and interdisciplinary automotive design teams are mostly specialized in subsystems. Therefore, the overall passenger car view can get out of focus. Effects of local changes and design decisions on the overall passenger car could be underrated. Conflicts and unresolved cross-cutting issues may arise. An integrated UML model-based description for the overall passenger car development is proposed in this paper, facilitating specification analysis based on the Acceleo Query Language (AQL). We show how model analysis can then be automated to improve design model quality and reduce or detect unintended side effects of design changes. The proposed methodology supports traceability of design artifacts in a systematic way. It has been prototypically implemented as an extension of Eclipse. Its utilization is briefly demonstrated with an application example.



https://doi.org/10.1109/SysEng.2018.8544440
Rybalko, Ruslan; Haueisen, Jens; Hofmann, Christian
High sensitive fluxgate sensor using new processing method to detect output signal from the excitation coil. - In: Sensors and Measuring Systems, (2018), S. 367-370

https://ieeexplore.ieee.org/document/8436188
Hagedorn, Stefan; Sattler, Kai-Uwe
Cost-based sharing and recycling of (intermediate) results in dataflow programs. - In: Advances in databases and information systems, (2018), S. 185-199

https://doi.org/10.1007/978-3-319-98398-1_13
Piatek, Łukasz; Fiedler, Patrique; Haueisen, Jens
Eye state classification from electroencephalography recordings using machine learning algorithms. - In: Digital medicine, ISSN 2226-8561, Bd. 4 (2018), 2, S. 84-95

https://doi.org/10.4103/digm.digm_41_17
Hunold, Alexander; Strohmeier, Daniel; Fiedler, Patrique; Haueisen, Jens
Head phantoms for electroencephalography and transcranial electric stimulation: a skull material study. - In: Biomedical engineering, ISSN 1862-278X, Bd. 63 (2018), 6, S. 683-689

https://doi.org/10.1515/bmt-2017-0069