2013
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Steup, Christoph; Zug, Sebastian; Kaiser, Jörg
Achieving Cooperative Sensing in Automotive Scenarios through Complex Event Processing (Konferenzbeitrag)
UBICOMM 2013, The Seventh International Conference on Mobile Ubiquitous Computing, Systems, Services and Technologies, S. 26-30, IARIA Curran Associates Inc., Porto, Portugal, 2013, ISBN: 978-1-61208-289-9.
(Links | BibTeX | Schlagwörter: Autonomous Vehicles, Command and Control, Fault-Tolerance, Sensor Networks)
@inproceedings{szk13,
title = {Achieving Cooperative Sensing in Automotive Scenarios through Complex Event Processing},
author = {Christoph Steup and Sebastian Zug and Jörg Kaiser},
url = {http://eos.cs.ovgu.de/wp-content/uploads/2013/10/ubicomm_2013_2_10_10058.pdf},
isbn = {978-1-61208-289-9},
year = {2013},
date = {2013-10-03},
booktitle = {UBICOMM 2013, The Seventh International Conference on Mobile Ubiquitous Computing, Systems, Services and Technologies},
pages = {26-30},
publisher = {Curran Associates Inc.},
address = {Porto, Portugal},
organization = {IARIA},
keywords = {Autonomous Vehicles, Command and Control, Fault-Tolerance, Sensor Networks}
}
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2012
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Zug, Sebastian; Brade, Tino; Kaiser, Jörg; Potluri, Sasanka
An approach supporting fault-propagation analysis for smart sensor systems (Konferenzbeitrag)
Berlin, Springer-Verlag (Hrsg.): Proceedings of the SAFECOMP 2012, Workshop on Architecting Safety in Collaborative Mobile Systems (ASCOMS), S. 162-173, 2012.
(BibTeX | Schlagwörter: Fault-Tolerance, Sensor Systems, Simulink)
@inproceedings{ASCOM2012,
title = {An approach supporting fault-propagation analysis for smart sensor systems},
author = {Sebastian Zug and Tino Brade and Jörg Kaiser and Sasanka Potluri},
editor = {Springer-Verlag Berlin},
year = {2012},
date = {2012-09-25},
booktitle = {Proceedings of the SAFECOMP 2012, Workshop on Architecting Safety in Collaborative Mobile Systems (ASCOMS)},
pages = {162-173},
keywords = {Fault-Tolerance, Sensor Systems, Simulink}
}
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Kaiser, Jörg; Zug, Sebastian
A Fault-aware Sensor Architecture for cooperative Mobile applications (Konferenzbeitrag)
26th IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium (IPDPS 2012), 17th IEEE Workshop on Dependable Parallel, Distributed and Network-Centric Systems (DPDNS 2012), S. 1506-1513, Shanghai, China, 2012.
(BibTeX | Schlagwörter: Distributed Systems, Fault-Tolerance)
@inproceedings{EOS-2012.000-K,
title = {A Fault-aware Sensor Architecture for cooperative Mobile applications},
author = {Jörg Kaiser and Sebastian Zug},
year = {2012},
date = {2012-05-21},
booktitle = {26th IEEE International Parallel and Distributed Processing Symposium (IPDPS 2012), 17th IEEE Workshop on Dependable Parallel, Distributed and Network-Centric Systems (DPDNS 2012)},
pages = {1506-1513},
address = {Shanghai, China},
keywords = {Distributed Systems, Fault-Tolerance}
}
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Zug, Sebastian
Architektur für verteilte, fehlertolerante Sensor-Aktor-Systeme (Promotionsarbeit)
Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, 2012.
(Abstract | Links | BibTeX | Schlagwörter: Distributed Systems, Fault-Tolerance, Framework, Programming Abstraction, Programming Abstractions, Sensor Systems, Sensor-Aktor-Systems, Smart Sensors)
@phdthesis{DissZug,
title = {Architektur für verteilte, fehlertolerante Sensor-Aktor-Systeme},
author = {Sebastian Zug},
url = {http://edoc2.bibliothek.uni-halle.de/hs/content/titleinfo/20249},
year = {2012},
date = {2012-02-28},
institution = {Arbeitsgruppe "Eingebettete Systeme und Betriebssysteme" am Institut für "Verteilte Systeme"},
school = {Otto-von-Guericke Universität Magdeburg},
abstract = {Sensor-Aktor-Systeme bestehen in heutigen Anwendungen zumeist aus einer fest gefügten Hardwarestruktur: Die zur Designzeit definierte Anzahl von Sensoren liefert eine Abbildung der Umgebung, die von einem (Mikro-)Controller analysiert wird, um ausgehend vom Resultat dieser Verarbeitung einen oder mehrere Aktoren anzusteuern. In Anbetracht der wachsenden Zahl von eingebetteten Informationsquellen und Sensornetzen (Bewegungsmelder, Überwachungskameras, automatische Türen, andere mobile Systeme usw.) sollte die Wahrnehmung auf deren Messdaten ausgeweitet werden. Ausgehend davon untersucht diese Arbeit die Voraussetzungen einer adaptiven Konfiguration, die einen flexiblen Datenaustausch sicherstellt. Mit der Ausnutzung aller relevanten Informationen lassen sich für die Präzision und Sicherheit erhebliche Gewinne erzielen.
Für einen solchen nahtlosen Datenaustausch ergibt sich eine Reihe von Anforderungen. Zunächst bedarf es einer abstrakten Beschreibung der Sensoren und ihrer Messungen, die alle für die Verarbeitung entscheidenden Informationen bereitstellt. Dies können Angaben über die Sensorkeule, die physikalische Einheit, die Position des Sensors usw. sein. Bestehende Ansätze zur (Selbst-)Beschreibung decken den Umfang der für die adaptive Verarbeitung notwendigen Informationen nicht ab, sodass eine Erweiterung dieser Konzepte nötig ist.
Weiterhin wird ein Bewertungsschema für die Validierung der Messdaten vorgeschlagen, da die Güte der Ausgaben eines Sensors ausgehend vom Wirkprinzip, den Fehlerquellen und den nachgeordneten Detektionsmechanismen stark schwanken kann. Es kombiniert eine statische Validitätsaussage über den einzelnen Sensorknoten mit einer dynamischen Bewertung des einzelnen Datensatzes, wobei diese Aussage das Ergebnis der Fehlerdetektion widerspiegelt. Mit diesem mehrschichtigen Ansatz lassen sich unterschiedlichste Messwerte während der Verarbeitung objektiv beurteilen.
Nicht alle verfügbaren Informationen sind im Sinne einer Aufgabenstellung relevant, das heißt, sie sind möglicherweise zu alt, unpräzise, invalide oder betreffen einen Überwachungsbereich außerhalb des Fokus der Aufgabe. Entsprechend wurde eine Selektionsstrategie konzipiert, die der eigentlichen Verarbeitung vorangestellt ist und die Datenerfassung koordiniert. Im Weiteren diskutiert die Arbeit Fragen der adaptiven Fusion, die von einer veränderlichen Zahl von relevanten Sensoren und Datensätzen ausgeht.
Die genannten Konzepte werden in einer generischen Architektur integriert, die deren Integration bei der die Programmierung von Sensor-Aktor-Netzen sicherstellt. In drei Testszenarien werden sowohl die Ansätze dieser Arbeit als auch die für verschiedene domänenspezifische Sprachen entwickelten Frameworks evaluiert.},
keywords = {Distributed Systems, Fault-Tolerance, Framework, Programming Abstraction, Programming Abstractions, Sensor Systems, Sensor-Aktor-Systems, Smart Sensors}
}
Sensor-Aktor-Systeme bestehen in heutigen Anwendungen zumeist aus einer fest gefügten Hardwarestruktur: Die zur Designzeit definierte Anzahl von Sensoren liefert eine Abbildung der Umgebung, die von einem (Mikro-)Controller analysiert wird, um ausgehend vom Resultat dieser Verarbeitung einen oder mehrere Aktoren anzusteuern. In Anbetracht der wachsenden Zahl von eingebetteten Informationsquellen und Sensornetzen (Bewegungsmelder, Überwachungskameras, automatische Türen, andere mobile Systeme usw.) sollte die Wahrnehmung auf deren Messdaten ausgeweitet werden. Ausgehend davon untersucht diese Arbeit die Voraussetzungen einer adaptiven Konfiguration, die einen flexiblen Datenaustausch sicherstellt. Mit der Ausnutzung aller relevanten Informationen lassen sich für die Präzision und Sicherheit erhebliche Gewinne erzielen.
Für einen solchen nahtlosen Datenaustausch ergibt sich eine Reihe von Anforderungen. Zunächst bedarf es einer abstrakten Beschreibung der Sensoren und ihrer Messungen, die alle für die Verarbeitung entscheidenden Informationen bereitstellt. Dies können Angaben über die Sensorkeule, die physikalische Einheit, die Position des Sensors usw. sein. Bestehende Ansätze zur (Selbst-)Beschreibung decken den Umfang der für die adaptive Verarbeitung notwendigen Informationen nicht ab, sodass eine Erweiterung dieser Konzepte nötig ist.
Weiterhin wird ein Bewertungsschema für die Validierung der Messdaten vorgeschlagen, da die Güte der Ausgaben eines Sensors ausgehend vom Wirkprinzip, den Fehlerquellen und den nachgeordneten Detektionsmechanismen stark schwanken kann. Es kombiniert eine statische Validitätsaussage über den einzelnen Sensorknoten mit einer dynamischen Bewertung des einzelnen Datensatzes, wobei diese Aussage das Ergebnis der Fehlerdetektion widerspiegelt. Mit diesem mehrschichtigen Ansatz lassen sich unterschiedlichste Messwerte während der Verarbeitung objektiv beurteilen.
Nicht alle verfügbaren Informationen sind im Sinne einer Aufgabenstellung relevant, das heißt, sie sind möglicherweise zu alt, unpräzise, invalide oder betreffen einen Überwachungsbereich außerhalb des Fokus der Aufgabe. Entsprechend wurde eine Selektionsstrategie konzipiert, die der eigentlichen Verarbeitung vorangestellt ist und die Datenerfassung koordiniert. Im Weiteren diskutiert die Arbeit Fragen der adaptiven Fusion, die von einer veränderlichen Zahl von relevanten Sensoren und Datensätzen ausgeht.
Die genannten Konzepte werden in einer generischen Architektur integriert, die deren Integration bei der die Programmierung von Sensor-Aktor-Netzen sicherstellt. In drei Testszenarien werden sowohl die Ansätze dieser Arbeit als auch die für verschiedene domänenspezifische Sprachen entwickelten Frameworks evaluiert.
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Zug, Sebastian; Dietrich, André; Kaiser, Jörg
Fault-Handling in Networked Sensor Systems (Buchkapitel)
Rigatos, Gerasimos (Hrsg.): Fault Diagnosis in Robotic and Industrial Systems, Concept Press Ltd., St. Franklin, Australia, 2012.
(Links | BibTeX | Schlagwörter: Fault-Tolerance, Sensor Systems)
@inbook{EOS-2012.000-ZDK,
title = {Fault-Handling in Networked Sensor Systems},
author = {Zug, Sebastian and Dietrich, André and Kaiser, Jörg},
editor = {Gerasimos Rigatos},
url = {http://www.iconceptpress.com/www/site/download.paper.php?paperID=11062304503058
http://www.iconceptpress.com/www/site/papers.webView.php?publicationID=BK008A},
year = {2012},
date = {2012-01-01},
booktitle = {Fault Diagnosis in Robotic and Industrial Systems},
publisher = {Concept Press Ltd.},
address = {St. Franklin, Australia},
keywords = {Fault-Tolerance, Sensor Systems}
}
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2011
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Dietrich, André; Zug, Sebastian; Kaiser, Jörg
Model based Decoupling of Perception and Processing (Konferenzbeitrag)
ERCIM/EWICS/Cyberphysical Systems Workshop, Resilient Systems, Robotics, Systems-of-Systems Challenges in Design, Validation & Verification and Certification, Naples, Italy, 2011.
(BibTeX | Schlagwörter: Fault-Tolerance, Programming Abstractions)
@inproceedings{EOS-2011.000-DZK,
title = {Model based Decoupling of Perception and Processing},
author = {André Dietrich and Sebastian Zug and Jörg Kaiser},
year = {2011},
date = {2011-09-01},
booktitle = {ERCIM/EWICS/Cyberphysical Systems Workshop, Resilient Systems, Robotics, Systems-of-Systems Challenges in Design, Validation & Verification and Certification},
address = {Naples, Italy},
keywords = {Fault-Tolerance, Programming Abstractions}
}
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Dietrich, André; Zug, Sebastian; Kaiser, Jörg
Modelbasierte Fehlerdetektion in verteilten Sensor-Aktor-Systemen (Konferenzbeitrag)
11./12. Forschungskolloquium am Fraunhofer IFF, Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und Automatisierung (IFF), 2011.
(BibTeX | Schlagwörter: Distributed Systems, Fault-Tolerance, Sensor-Aktor-Systems)
@inproceedings{EOS-2011.001-DZK,
title = {Modelbasierte Fehlerdetektion in verteilten Sensor-Aktor-Systemen},
author = {André Dietrich and Sebastian Zug and Jörg Kaiser},
year = {2011},
date = {2011-01-01},
booktitle = {11./12. Forschungskolloquium am Fraunhofer IFF},
publisher = {Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und Automatisierung (IFF)},
keywords = {Distributed Systems, Fault-Tolerance, Sensor-Aktor-Systems}
}
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2010
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Zug, Sebastian; Schulze, Michael; Dietrich, André; Kaiser, Jörg
Reliable Fault-Tolerant Sensors for Distributed Systems (Konferenzbeitrag)
Proceedings of the Fourth {ACM} International Conference on Distributed {Event-Based} Systems (DEBS ’10), S. 105-106, ACM Press New York, NY, USA, Cambridge, United Kingdom, 2010, ISSN: 978-1-60558-927-5.
(Abstract | BibTeX | Schlagwörter: Distributed Systems, Fault-Tolerance, Reliability)
@inproceedings{EOS-2010.000-ZSDK,
title = {Reliable Fault-Tolerant Sensors for Distributed Systems},
author = {Sebastian Zug and Michael Schulze and André Dietrich and Jörg Kaiser},
issn = {978-1-60558-927-5},
year = {2010},
date = {2010-07-12},
booktitle = {Proceedings of the Fourth {ACM} International Conference on Distributed {Event-Based} Systems (DEBS ’10)},
pages = {105-106},
publisher = {ACM Press New York, NY, USA},
address = {Cambridge, United Kingdom},
abstract = {Providing reliable fault-tolerant sensors is a challenge for distributed systems. The demonstration setup combines three sensors and allows to inject di fferent faults that are reliably detected by our system.},
keywords = {Distributed Systems, Fault-Tolerance, Reliability}
}
Providing reliable fault-tolerant sensors is a challenge for distributed systems. The demonstration setup combines three sensors and allows to inject di fferent faults that are reliably detected by our system.
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Dietrich, André; Zug, Sebastian; Kaiser, Jörg
Detecting External Measurement Disturbances Based on Statistical Analysis for Smart Sensors (Konferenzbeitrag)
Procedings of the IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), S. 2067-2072, Bari, Italy, 2010.
(Abstract | Links | BibTeX | Schlagwörter: Fault-Tolerance, Sensors, Smart Sensors)
@inproceedings{dietrich2010statistics,
title = {Detecting External Measurement Disturbances Based on Statistical Analysis for Smart Sensors},
author = {André Dietrich and Sebastian Zug and Jörg Kaiser},
url = {http://eos.cs.ovgu.de/wp-content/uploads/2014/09/Detecting-External-Measurement-Disturbances-Based-on-Statistical-Analysis-for-Smart-Sensors.pdf},
year = {2010},
date = {2010-07-01},
booktitle = {Procedings of the IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE)},
pages = {2067-2072},
address = {Bari, Italy},
abstract = {The transducer process of a sensor is interference prone to environmental conditions or external disturbances depending on sensor type, measurement procedure etc. Dependable sensors are characterized by a broad independence of those factors or/and they can both detect situations that make a correct measurement impossible and validate the measurement result. In this paper we describe a statistical approach for the detection of faulty measurements caused by external disturbances. Our fault detection algorithm is based on a comparison of faultless reference measurements with current sensing values. Using this enhancement, a sensor becomes a real smart sensing device and supplies an additional validity estimation of each measurement. The approach was implemented and validated in a demonstration setup that integrates an infrared sensor array disturbed by a strong extraneous light.},
keywords = {Fault-Tolerance, Sensors, Smart Sensors}
}
The transducer process of a sensor is interference prone to environmental conditions or external disturbances depending on sensor type, measurement procedure etc. Dependable sensors are characterized by a broad independence of those factors or/and they can both detect situations that make a correct measurement impossible and validate the measurement result. In this paper we describe a statistical approach for the detection of faulty measurements caused by external disturbances. Our fault detection algorithm is based on a comparison of faultless reference measurements with current sensing values. Using this enhancement, a sensor becomes a real smart sensing device and supplies an additional validity estimation of each measurement. The approach was implemented and validated in a demonstration setup that integrates an infrared sensor array disturbed by a strong extraneous light.
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2009
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Zug, Sebastian; Kaiser, Jörg
An approach towards smart fault-tolerant sensors (Konferenzbeitrag)
Proceedings of IEEE International Workshop on Robotic and Sensors Environments (ROSE2009), Lecco, Italy, 2009.
(BibTeX | Schlagwörter: Fault-Tolerance, Sensors)
@inproceedings{ EOS-2009.000-ZK,
title = {An approach towards smart fault-tolerant sensors},
author = {Sebastian Zug and Jörg Kaiser},
year = {2009},
date = {2009-11-01},
booktitle = {Proceedings of IEEE International Workshop on Robotic and Sensors Environments (ROSE2009)},
address = {Lecco, Italy},
keywords = {Fault-Tolerance, Sensors}
}
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