The recognition of day-to-day activities is still a very challenging and important research topic. During recent years, a lot of research has gone into designing and realizing smart environ- ments in different application areas such as health care, maintenance, sports or smart homes. As a result, a large amount of sensor modalities were developed, different types of activity and context recognition services were implemented and the resulting systems were benchmarked using state-of-the-art evaluation techniques. However, so far hardly any of these approaches have found their way into the market and consequently into the homes of real end-users on a large scale. The reason for this is, that almost all systems have one or more of the following characteristics in common: expensive high-end or prototype sensors are used which are not af- fordable or reliable enough for mainstream applications; many systems are deployed in highly instrumented environments or so-called "living labs", which are far from real-life scenarios and are often evaluated only in research labs; almost all systems are based on complex system con- figurations and/or extensive training data sets, which means that a large amount of data must be collected in order to install the system. Furthermore, many systems rely on a user and/or environment dependent training, which makes it even more difficult to install them on a large scale. Besides, a standardized integration procedure for the deployment of services in existing environments and smart homes has still not been defined. As a matter of fact, service providers use their own closed systems, which are not compatible with other systems, services or sensors. It is clear, that these points make it nearly impossible to deploy activity recognition systems in a real daily-life environment, to make them affordable for real users and to deploy them in hundreds or thousands of different homes.
This thesis works towards the solution of the above mentioned problems. Activity and context recognition systems designed for large-scale deployment and real-life scenarios are intro- duced. Systems are based on low-cost, reliable sensors and can be set up, configured and trained with little effort, even by technical laymen. It is because of these characteristics that we call our approach "minimally invasive". As a consequence, large amounts of training data, that are usu- ally required by many state-of-the-art approaches, are not necessary. Furthermore, all systems were integrated unobtrusively in real-world/similar to real-world environments and were evalu- ated under real-life, as well as similar to real-life conditions. The thesis addresses the following topics: First, a sub-room level indoor positioning system is introduced. The system is based on low-cost ceiling cameras and a simple computer vision tracking approach. The problem of user identification is solved by correlating modes of locomotion patterns derived from the trajectory of unidentified objects and on-body motion sensors. Afterwards, the issue of recognizing how and what mainstream household devices have been used for is considered. Based on a low-cost microphone, the water consumption of water-taps can be approximated by analyzing plumbing noise. Besides that, operating modes of mainstream electronic devices were recognized by using rule-based classifiers, electric current features and power measurement sensors. As a next step, the difficulty of spotting subtle, barely distinguishable hand activities and the resulting object interactions, within a data set containing a large amount of background data, is addressed. The problem is solved by introducing an on-body core system which is configured by simple, one-time physical measurements and minimal data collections. The lack of large training sets is compensated by fusing the system with activity and context recognition systems, that are able to reduce the search space observed. Amongst other systems, previously introduced approaches and ideas are revisited in this section. An in-depth evaluation shows the impact of each fusion procedure on the performance and run-time of the system. The approaches introduced are able to provide significantly better results than a state-of-the-art inertial system using large amounts of training data. The idea of using unobtrusive sensors has also been applied to the field of behavior analysis. Integrated smartphone sensors are used to detect behavioral changes of in- dividuals due to medium-term stress periods. Behavioral parameters related to location traces, social interactions and phone usage were analyzed to detect significant behavioral changes of individuals during stressless and stressful time periods. Finally, as a closing part of the the- sis, a standardization approach related to the integration of ambient intelligence systems (as introduced in this thesis) in real-life and large-scale scenarios is shown.
Tandembeschaufelungen werden in Axialverdichtern dort eingesetzt, wo große Strömungsumlenkungen
realisiert werden müssen. Beschaufelungen, bei denen die gesamte Umlenkung
mit nur einem Schaufelprofil realisiert wird, stoßen dabei schnell an ihre aerodynamischen
Grenzen, da es bei hohen Umlenkungen zu Grenzschichtablösung kommen kann.
In Tandembeschaufelungen wird die Umlenkaufgabe auf zwei Schaufelprole aufgeteilt.
An der Vorderkante des in Strömungsrichtung liegenden hinteren Schaufelprofils existiert
eine frische, dünne und ungestörte Grenzschicht für die restliche Umlenkung.
Die Auslegung einer Verdichterbeschaufelung erfolgt gewöhnlich in mehreren koaxialen
Schnitten. Wickelt man einen solchen koaxialen Schnitt in eine Ebene ab, so erhält man ein
sogenanntes Schaufelgitter. Die Überlegenheit von Tandemgittern bezüglich Einzelgittern
bei großen Umlenkungen wurde für zweidimensionale Strömungen bereits häufig in der
Literatur gezeigt. Ebenso sind für zweidimensionale Strömungen durch Tandemgitter die
idealen Parameter für die relative Position der einzelnen Schaufelreihen zueinander und
die Aufteilung der aerodynamischen Last auf die einzelnen Schaufelreihen bekannt. Da
hohe Umlenkungen meist in den letzten Stufen von mehrstufigen Axialverdichtern gefordert
sind, wo die Schaufelhöhenverhältnisse klein sind, wird der Einfluss der Seitenwände
(Nabe und Gehäuse) groß und kann deshalb nicht mehr vernachlässigt werden. Bisher
gibt es allerdings wenig Informationen über die Strömungsstruktur in Tandemgittern an
der Seitenwand und das dreidimensionale Strömungsverhalten. Es ist daher nicht klar, ob
Tandemgitterkonfigurationen, die für zweidimensionale Strömungen die geringsten Verluste
erzeugen, auch in dreidimensionalen Strömungen minimale Verluste verursachen.
In dieser Arbeit werden die experimentellen und numerischen Ergebnisse von vier Tandemgitterkonfigurationen und einem Referenz-Einzelgitter vorgestellt. Die Gitter bestehen
aus NACA 65 Profilen mit kleinem Schaufelhöhenverhältnis. Die Auslegung der Gitter
erfolgte unter Berücksichtigung empirischer Korrelationen von Lieblein und Lei. Die Tandemgitter
unterscheiden sich im Teilungsverhältnis der einzelnen Schaufelreihen und im
Percent Pitch (PP). Alle Gitter bewirken eine Strömungsumlenkung von annähernd 50 Grad
bei einer Reynoldszahl von 8x10^5.
In dieser Arbeit wird gezeigt, wie die Strömung in Tandemgittern strukturiert ist und
insbesondere wie die Sekundärströmung in Tandemgittern entsteht. Anhand der Strömungsstruktur, die mit Hilfe von numerischen und experimentellen Ölanstrichbildern der
Seitenwand und der Profiloberflächen sichtbar gemacht wurde, wird die Verlustentstehung
identifiziert und diskutiert. Corner Stall wird als zentrales Strömungsphänomen in
Tandemgittern ausführlich auf dessen Entstehung und Ausprägung hin untersucht. Strömungsmechanische Kenngrößen, die numerisch und anhand von Messungen ermittelt wurden,
werden miteinander verglichen und der Einfluss der Tandemkonfigurationen auf das
Strömungsfeld im Nachlauf der Gitter wird aufgezeigt. Schließlich werden Empfehlungen gegeben, wie das Teilungsverhältnis der einzelnen Schaufelreihen und der Percent Pitch
(PP) in einem Tandemgitter zu wählen ist, um minimale Strömungsverluste zu realisieren.
The hypervolume subset selection problem consists of finding a subset, with a given cardinality, of a nondominated set of points that maximizes the hypervolume indicator. This problem arises in selection procedures of population-based heuristics for multiobjective optimization, and for which practically efficient algorithms are strongly required. In this article, we provide two new formulations for the two-dimensional variant of this problem.
The first is an integer programming formulation that can be solved by solving its linear relaxation. The second formulation is a \(k\)-link shortest path formulation on a special digraph with Monge property that can be solved by dynamic programming in \(\mathcal{O}(n^2)\) time complexity. This improves upon the existing result of \(O(n^3)\) in Bader.
Zum Nachweis der Tragfähigkeit bestehender Tragwerke benötigt der Tragwerksplaner charakteristische Werkstoffeigenschaften der verwendeten Baustoffe. Diese Werte können meist nicht direkt und ohne weitere Überlegungen aus älteren Normen, Richtlinien, Zulassungen oder von geprüften Bestandsunterlagen übernommen werden. Da die Neuberechnung grundsätzlich immer nach aktuellem Normenwerk zu erfolgen hat, sind die Werkstoffkennwerte gemäß der seinerzeits gültigen Normfestlegungen an die aktuellen Bezugswerte anzupassen.
Auf der Grundlage einer umfangreichen Literaturrecherche sind für die Baustoffe Beton und Betonstahl charakteristische Kenngrößen der maßgeblichen mechanischen Werkstoffeigenschaften in der vorliegenden Arbeit bestimmt worden. Die Darstellung der Ergebnisse erfolgt anhand von Tabellen, welchen die charakteristischen Kennwerte für die Werkstoffgüten einzelner Zeitperioden entnommen werden können.
In Fällen, in denen keine oder nur unzureichende Informationen über ein zu bewertendes Bauwerk vorliegen, sind die charakteristischen Werkstoffkennwerte anhand von Bauwerksuntersuchungen zu bestimmen.
In der vorliegenden Arbeit werden Konzepte beschrieben, welche die zu beachtenden Besonderheiten bei der Bestimmung der charakteristischen Werkstoffeigenschaften von Beton und Betonstahl anhand von Prüfergebnissen aus Bauwerksuntersuchungen berücksichtigen. Diese Konzepte enthalten unter anderem Empfehlungen für die Festlegung von Prüfbereichen und Stichprobenumfängen sowie Hinweise für die Probenentnahme von Betonbohrkernen und Stahlbetonstäben.
Edgeworth expansions have been introduced as a generalization of the central limit theorem and allow to investigate the convergence properties of sums of i.i.d. random variables. We consider triangular arrays of lattice random vectors and obtain a valid Edgeworth expansion for this case. The presented results can be used, for example, to study the convergence behavior of lattice models.
Durch den Einsatz von Hohlkörpern in Stahlbetondecken können Beton, Stahl und folglich Gewicht eingespart werden. Die Materialeinsparung reduziert den Primärenergiebedarf sowie die Treibhausgasemissionen bei der Herstellung. Hierdurch stellen Hohlkörperdecken im Vergleich zu konventionellen Massivdecken eine ressourcenschonendere Bauweise dar. Infolge der deutlich reduzierten Eigenlast und einem im Verhältnis geringeren Steifigkeitsabfall können zudem Decken mit großen Spannweiten realisiert werden.
Die einzelnen Traganteile der Decken werden durch die Hohlkörper grundsätzlich nachteilig beeinflusst. Die Tragfähigkeit von Hohlkörperdecken mit abgeflachten rotationssymmetrischen Hohlkörpern wurde in der vorliegenden Dissertationsschrift im Detail analysiert. Auf Grundlage experimenteller und theoretischer Untersuchungen wurden Bemessungskonzepte für die Biegetragfähigkeit, die Querkrafttragfähigkeit, die Schubkraftübertragung in der Verbundfuge und das lokale Durchstanzen des Deckenspiegels oberhalb der Hohlkörper entwickelt. Unter Berücksichtigung der Bemessungskonzepte können die Hohlkörperdecken auf dem bauaufsichtlich geforderten Sicherheitsniveau hergestellt werden.
Für die Querkrafttragfähigkeit von Stahlbetondecken ohne Querkraftbewehrung steht derzeit kein allgemein anerkanntes mechanisch begründetes Bemessungskonzept zur Verfügung. Der Einfluss der einzelnen Traganteile auf das Versagen wurde experimentell analysiert. Hierzu wurden Versuche mit verlagerter Druckzone sowie mit ausgeschalteter Rissuferverzahnung und mit ausgeschalteter Dübelwirkung durchgeführt. Der rechnerische Einfluss der einzelnen Traganteile an der Gesamttragfähigkeit konnte durch die Nachrechnung von Versuchen zu Hohlkörper- und Installationsdecken unter Verwendung eines bestehenden mechanisch begründeten Rechenmodells visualisiert und verifiziert werden. Hierdurch wird ein Beitrag zum besseren Verständnis der Querkrafttragfähigkeit geleistet.
We propose a model for acid-mediated tumor invasion involving two different scales: the microscopic one, for the dynamics of intracellular protons and their exchange with their extracellular counterparts, and the macroscopic scale of interactions between tumor cell and normal cell populations, along with the evolution of extracellular protons. We also account for the tactic behavior of cancer cells, the latter being assumed to biase their motion according to a gradient of extracellular protons (following [2,31] we call this pH taxis). A time dependent (and also time delayed) carrying capacity for the tumor cells in response to the effects of acidity is considered as well. The global well posedness of the resulting multiscale model is proved with a regularization and fixed point argument. Numerical simulations are performed in order to illustrate the behavior of the model.
Zur Verankerung von Bügelschenkeln im Brandfall mit 90°-Winkelhaken gibt es bisher nur widersprüchliche Aussagen. Während in der kommentierten Fassung des EC2 90°-Winkelhaken als nicht geeignet für Anforderungen größer R90 bezeichnet werden, widerspricht Heft 600 des DAfStB dieser Aussage und erklärt 90°-Winkelhaken für geeignet.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es das Tragverhalten von 90°- und 135°-Winkelhaken, sowohl im gerissenen, als auch im ungerissenen Querschnitt unter Brandbeanspruchung zu untersuchen.
Es konnten signifikante Unterschiede im Tragverhalten gezeigt und Hinweise für die Praxis erarbeitet werden.
Multi-Modal Activity Recognition Systems with Minimal Training Data and Unobtrusive Environmental Instrumentations
(2014)
