2013 |
Dietrich, André; Zug, Sebastian; Kaiser, Jörg Geometric Environment Modeling System (Konferenzbeitrag) 7th IFAC Conference on Manufacturing Modelling, Management and Control, S. 1429–1434, International Federation of Automatic Control Saint Petersburg, Russia, 2013. (Abstract | Links | BibTeX | Schlagwörter: Distributed Systems, Dual Reality, Environment Model, Instrumented Environment) @inproceedings{dietrich2013gems,
title = {Geometric Environment Modeling System}, author = {André Dietrich and Sebastian Zug and Jörg Kaiser}, url = {http://eos.cs.ovgu.de/wp-content/uploads/2014/09/Geometric-Environment-Modelling-System.pdf}, year = {2013}, date = {2013-06-19}, booktitle = {7th IFAC Conference on Manufacturing Modelling, Management and Control}, pages = {1429–1434}, address = {Saint Petersburg, Russia}, organization = {International Federation of Automatic Control}, abstract = {Flexible system configurations and adaptability to changing environments and environmental conditions are key concerns for autonomous systems in future applications, either in industrial production processes, building automation, or health-care scenarios. New technologies for instrumented and smart environments support the distribution and acquisition of a diversity of information, but the organization, selection, validation, and interpretation according to certain contexts are still open issues. Therefore we propose a concept for separating environmental perception and modeling from the application logic. We apply a general model related to the idea of “mental models\’\’ used in cognitive science. It combines geometrical data with knowledge about sensors and actuators. This model is used to derive all information, which is required by an application, and to generate different environmental representations. We show that this approach is capable of solving different problems in the fields of distributed systems as well as instrumented environments and demonstrate its usability.}, keywords = {Distributed Systems, Dual Reality, Environment Model, Instrumented Environment} } Flexible system configurations and adaptability to changing environments and environmental conditions are key concerns for autonomous systems in future applications, either in industrial production processes, building automation, or health-care scenarios. New technologies for instrumented and smart environments support the distribution and acquisition of a diversity of information, but the organization, selection, validation, and interpretation according to certain contexts are still open issues. Therefore we propose a concept for separating environmental perception and modeling from the application logic. We apply a general model related to the idea of “mental models” used in cognitive science. It combines geometrical data with knowledge about sensors and actuators. This model is used to derive all information, which is required by an application, and to generate different environmental representations. We show that this approach is capable of solving different problems in the fields of distributed systems as well as instrumented environments and demonstrate its usability.
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2012 |
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} } |
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.}, 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. |
2011 |
Zug, Sebastian; Dietrich, André; Schappeit, Marc; Steup, Christoph Flexible Daten-Akquisition & Interpretation für verteilte Sensor-Aktor-Systeme im Produktionsumfeld (Konferenzbeitrag) 10. Magdeburger Maschinentage, 2011. (BibTeX | Schlagwörter: Distributed Systems, Sensor-Aktor-Systems) @inproceedings{EOS-2011.000-ZDSS,
title = {Flexible Daten-Akquisition & Interpretation für verteilte Sensor-Aktor-Systeme im Produktionsumfeld}, author = {Sebastian Zug and André Dietrich and Marc Schappeit and Christoph Steup}, year = {2011}, date = {2011-09-01}, booktitle = {10. Magdeburger Maschinentage}, keywords = {Distributed Systems, Sensor-Aktor-Systems} } |
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} } |
2010 |
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 different 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 different faults that are reliably detected by our system.
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