Volume 63, Issue 4 - Special Issue: Zum 80. Geburtstag von Günther Schmidt / Martin Buss

Zusammenfassung Das Projekt Interactive Urban Robot (IURO) erforscht Mensch-Roboter-Interaktion und autonome Robotik in innerstädtischer Umgebung. In dem beleuchteten Szenario ist der Roboter auf Routenanweisungen von Passanten angewiesen, die er in natürlichsprachlichem Dialog und multimodaler Interaktion erwirbt. Besonderes Augenmerk liegt auf den sozialen Gesichtspunkten, die dieses Szenario, bei dem der Roboter auf Hilfestellung von unbedarften Interaktionspartnern angewiesen ist, mit sich bringt. Es werden zudem Aspekte der Navigation und Wahrnehmung in der komplexen Umgebung einer Innenstadt erörtert.

Zusammenfassung In diesem Aufsatz werden neueste Fortschritte bei der Echtzeitschätzung des Schnellstraßenverkehrs betrachtet. Besonderes Augenmerk wird dabei auf einen allgemeinen Ansatz gerichtet, der sowohl Zustands- als auch Parameterschätzung vereint. Ein weiterer Schwerpunkt ist der Einsatz des Schätzalgorithmus in großräumigen Anwendungen. Zunächst wird eine mathematische Beschreibung vorgestellt, die ein validiertes makroskopisches Verkehrsflussmodell samt Zustands- und Messrauschen enthält. Der Entwurf des Schätzalgorithmus erfolgt nach dem Prinzip des Erweiterten Kalman-Filters. Das Verhalten des Algorithmus bezüglich Folgefähigkeit und automatischer Störfallerkennung wird anschließend mit Hilfe realer Testdaten bzw. Anwendungen untersucht. Dies erfolgt unter diversen Bedingungen, wobei großräumige Netze, eine dünne Messstellenanordnung, heterogene Infrastruktur, Änderungen der Umfeldbedingungen, Verkehrsstörungen, Messwertausfälle und -ungenauigkeiten einbezogen werden. Der Aufsatz schließt mit Diskussion und Schlussfolgerung ab. Der in diesem Aufsatz gegebene Überblick behandelt den Stand der Forschung bei der Anwendung des Erweiterten Kalman-Filters auf die Zustandsschätzung des Schnellstraßenverkehrs. Laufende Forschungsaktivitäten in diesem Bereich beschäftigen sich mit einer Reihe von Erweiterungen der hier beschriebenen Arbeiten. Diese beinhalten: den Vergleich mit anderen Filtermethoden (Partikelfilter oder Unscented Filter); die Dezentralisierung der Filterstruktur; die Zustandsschätzung in städtischen Straßennetzen; neue Problemstellungen, die sich aus der zunehmenden Zahl von vernetzten oder auch automatisierten Fahrzeugen ergeben, und mehr.

This paper is concerned with the optimal approximation of a given multivariate Dirac mixture, i.e., a density comprising weighted Dirac distributions on a continuous domain, by a Dirac mixture with a reduced number of components. The parameters of the approximating density are calculated by numerically minimizing a smooth distance measure, a generalization of the well-known Cramér–von Mises-Distance to the multivariate case. This generalization is achieved by defining an alternative to the classical cumulative distribution, the Localized Cumulative Distribution (LCD), as a smooth characterization of discrete random quantities (on continuous domains). The resulting approximation method provides the basis for various efficient nonlinear estimation and control methods.

Zusammenfassung Der Markt von Sensoren zur 3D Vermessung wächst. Präzise Geometrieerfassung ist Grundlage, komplementäre Informationen gewinnen an Bedeutung. Zur Minimierung von Stillständen am Messobjekt muss die Sensorik viele Primärinformationen erfassen. Die an der TU München (LSR) entwickelte Laserkamera erzeugte räumliche Tiefen- und Reflektivitätsbilder. Detailliertere Informationen benötigen jedoch weitere physikalische Messgrößen. Z+F entwickelt Messtechnologie und registriert außerdem HDR- und Wärmebilddaten präzise zu den 3D Daten. Die Geometrie wird Träger komplementärer Informationsebenen.

This paper presents a motion intention estimation algorithm that is based on the recordings of joint torques, joint positions, electromyography, eye tracking and contextual information. It is intended to be used to support a virtual-reality-based robotic arm rehabilitation training. The algorithm first detects the onset of a reaching motion using joint torques and electromyography. It then predicts the motion target using a combination of eye tracking and context, and activates robotic assistance toward the target. The algorithm was first validated offline with 12 healthy subjects, then in a real-time robot control setting with 3 healthy subjects. In offline crossvalidation, onset was detected using torques and electromyography 116 ms prior to detectable changes in joint positions. Furthermore, it was possible to successfully predict a majority of motion targets, with the accuracy increasing over the course of the motion. Results were slightly worse in online validation, but nonetheless show great potential for real-time use with stroke patients.

Zusammenfassung Dieser Artikel beschreibt, wie zuverlässige Standardantriebsregelungstechnik und Standardleistungsteile, die in Werkzeugmaschinenanwendungen in hoher Stückzahl zum Einsatz kommen, genutzt werden können, um Magnetlager in Turbomaschinenanwendungen anzusteuern. Als Nachweis für die Tragfähigkeit des Ansatzes werden Ergebnisse von Prototypentests mit einem 5-MW-Asynchronmotor sowie eine Kundenprototypenanwendung mit einem 23-MW-Kompressorstrang präsentiert.

Zusammenfassung Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen sind effiziente Energiewandler, liefern elektrische Energie, Wasser und sauerstoffarme Abluft. Letztere eignet sich zur Flugzeug-Tank-Inertisierung. Der Beitrag beschreibt die Modellierung, Zustandsschätzung und Nichtlineare Modellprädiktive Regelung eines multifunktionalen Brennstoffzellensystems. Ziel ist die geregelte Bereitstellung eines entfeuchteten, sauerstoffarmen Abluftmassenstroms.