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Für die Untersuchung von Bewegungen menschlicher Probanden werden diese Bewegungen mit Hilfe von Motion-Capture-Systemen gemessen. Diese gemessenen Daten müssen auf ein biomechanisches Menschmodell übertragen werden, welches zuvor entsprechend den anthropometrischen Werten des Probanden parametrisiert werden muss. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der automatischen Bestimmung der anthropometrischen Daten und der Übertragung der Bewegungsdaten mittels inverser Kinematik.
Das Ziel der Diplomarbeit ist es, die Vorteile und Praktikabilität einer Modellgestützten Instandsetzung zur Reduzierung des Zeitaufwandes bei diffiziler Inbetriebnahme oder Servicearbeiten an einem Beispiel nachzuweisen. Als Demonstrator dient im Unternehmen SITEC Industrietechnologie GmbH eine preiswerte ruckbegrenzte pneumatische Zustellbewegung, welche in Abhängigkeit von Masse und Geschwindigkeit simulativ zu optimieren ist. Am Ende soll ein geeignetes rechentechnisches Mittel für die Unterstützung von Servicemitarbeitern bereit gestellt werden
Entwicklung eines SLM-Prozesses für die Fertigung eines
topologieoptimierten Aufbohrwerkzeuges
(2023)
Mittels des additiven Pulverbettverfahrens Selective Laser Melting (SLM) können schichtweise Bauteile mit gleichwertigen Werkstoffeigenschaften des Vollmaterials generiert werden, wodurch sich viele Vorteile gegenüber den traditionellen Fertigungsprozessen ergeben. So können Features wie innenliegende Bohrungen für Kühlschmiermittel, bionische Strukturen zur Gewichtsreduktion oder Verstärkungen entsprechend mechanischer Belastungen in das Bauteil integriert werden. Ein weiterer Ansatz ist Gegenstand des ZIM-Projektes „FlexROUND“ und wird hier dargestellt. Durch Einbringung von filigranen Strukturen bzw. Gitternetzen in Bauteile soll eine definierte elastische Verformung unter Vorgabe einer konkreten Belastung ermöglicht werden. Dies geschieht durch Variation der Elementarzellengeometrie und der Anpassung der Gitterkonstante um eine gewünschte Nachgiebigkeit zu erhalten. Durch gezielte Veränderung der Füllstrategie können somit elastische Wände aus nur einer einzelnen Laserspur generiert werden. Erste Prüfkörper aus Werkzeugstahl 1.2709 wurden im orthogonalen Drehversuch am Material AW-2007 und C45 getestet und deren Verformung über entsprechende Sensorik erfasst. Die aufgenommenen mechanischen Kennwerte wurden in einer Werkstoffdatenbank
zusammengetragen und dienen als Basis für die simulationsbasierte Auslegung neuer Gitternetze für eine definierte Verformung bei entsprechender Belastung. Die gezeigten Ergebnisse fließen später in die Entwicklung eines Bohr- und Reibwerkzeuges für die CFK-Bearbeitung ein, um die Prozessstabilität zu steigern, die Werkzeugstandzeit zu erhöhen und die Bohrlochqualität zu verbessern
Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit maschinellem Lernen im Kontext des autonomen Fahrens. Das Ziel dieser Arbeit ist das Anlernen eines Steuerungsmechanismus eines simulierten Fahrzeugs, auf Grundlage maschineller Lernverfahren, speziell dem Deep Reinforcement Learning. Dazu werden zunächst die Grundlagen des autonomen Fahrens und des maschinellen Lernens geklärt. Mit der Unity-Engine und dem ML-Agents Toolkit wurden Szenen erstellt, in denen Agenten trainiert werden. In verschiedenen Szenen mit unterschiedlichen Komplexitäten und Aufgaben sollen die Agenten lernen ein simuliertes Fahrzeug zu steuern und die jeweilige Aufgabe zu erfüllen. Um das Fahrzeug zu steuern muss der Agent die Längs- und Querführung übernehmen. Die Aufgaben können zum Beispiel anhalten in einem Zielbereich, ausweichen vor Hindernissen oder folgen eines bestimmten Streckenverlaufs umfassen. Die Ergebnisse zeigten, dass es möglich ist ein simuliertes Fahrzeug, mit einem durch Deep Reinforcement Learning angelernten Steuerungsmechanismus, zu steuern. In den meisten Szenen zeigten die Agenten ein gutes Verhalten. Durch die Ergebnisse konnten Erkenntnisse gewonnen werden, welche Faktoren bei Lernvorgängen besonders wichtig sind. Es zeigte sich, dass unter anderem die Wahl einer guten Belohnungsfunktion ausschlaggebend war.
Integration von Kameramodellen in den Prozess der visuellen Bewertung von Simulationsmodellen
(2011)
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Untersuchung von Verfahren zur Kamerakalibrierung. Dabei werden die Verfahren von R. Tsai und das Verfahren der direkten linearen Transformation (DLT) betrachtet. Das Hauptziel ist es, ein Softwaretool zur Kamerakalibrierung nach der Methode von R. Tsai zu implementieren. Dazu werden die benötigten mathematischen Verfahren im Voraus tiefgründig beschrieben. Bei der Untersuchung des Verfahrens der direkten linearen Transformation wird ebenfalls beschrieben, wie die Kameraparameter einer Kamerakalibrierung nach R. Tsai in die Parameter der direkten linearen Transformation (DLT) umgerechnet werden können. Abschließend wird noch eine einfache Methode zur Entzerrung von Videosequenzen beschrieben.
In dieser Arbeit soll es um die Digitalisierung von Asservaten zur nachfolgenden Simulation im digitalen Raum handeln. Das Hauptaugenmerk soll dabei auf der Evaluation der Übertragbarkeit von Relationen zwischen den genannten Asservaten liegen. Zu zeigen soll sein, dass beim Anziehen einer Hose an einen Körper Relationen in Form individueller Falten entstehen, welche zum einen durch die Digitalisierung nicht verloren gehen sollen. Zum anderen soll analysiert werden inwieweit diese Relationen als Nebenprodukt bei dem Nachbau einer digitalen Anzieh-Simulation mit Hilfe der Digitalisate entstehen. Die Qualität dieser Relationen wird dabei im Vergleich zu den real-weltlichen Relationen Vergleichen. Neben der Hose als erstes Asservat wird sich außerdem einer Kleiderpuppe als zweites Asservat gewidmet. Die Kleiderpuppe bildet dabei eine Abstraktion zu einem menschlichen Körper auf Grund von Vereinfachungen dar. Auch wenn die Forensik über eine große Vielfalt an Methoden zur computergestützten Aufnahme, Analyse und Rekonstruktion von Spuren verfügt zeigt sich ein großer Bedarf hinsichtlich Techniken in Bezug auf die computergestützte Modellierung. Des Weiteren soll vor allem das Hauptaugenmerk von biometrischen Merkmalen wie beispielsweise Fingerabdrücken auf weitere wichtige Bestandteile eines Tatortes wie die Kleidung gerichtet werden. Mit Bezug auf diese Aussagen soll diese Arbeit zeigen, dass die Forensik zum aktuellen Zeitpunkt nicht über die benötigten Methoden verfügt, weshalb Methoden der Film- und Spieleindustrie benötigt werden. Eine spätere Evaluation soll dabei der Nutzen dieser Methoden hervorgehoben werden. Bei diesen Betrachtungen ist vor allem der Unterschied wichtig, dass bei der Film- und Spieleindustrie die gewählte Perspektive entscheidend für den Realitätsgrad der Simulierungen ist, wohingegen in der Forensik stets der höchste Realitätsgrad eines ganzen Abbildes angestrebt wird. Um den Nutzen in der Forensik zu analysieren wird der enthaltene Wahrheitsgehalt der Methoden evaluiert. So können zukünftig diese Erkenntnisse als Grundlagen für die Entwicklung eigener Methoden im Fachbereich der Forensik genutzt werden.
Die Modellierung einer Tathergang-Simulation kann wichtige Hinweise und Ergebnisse zum Tatgeschehen liefern. Die gegenwärtige Technik befindet sich immer noch in der Entwicklungsphase. In dieser Arbeit wurde geprüft, ob das Game Engine Programm Unity für die Nutzung von Tathergang-Simulationen, basierend auf Menschmodellen, geeignet ist. Dafür wurde ein Fallbeispiel hinzugezogen, um mit dessen Hilfe eine Ragdoll in verschiedenen Simulationsszenarien testen zu können. Die modellierte Ragdoll wurde im Hinblick auf die Anpassungsfähigkeit an individuelle Menschmodelle getestet. Außerdem fand eine Berechnung des Impulses und der daraus resultierenden Geschwindigkeiten statt, die während der Simulationen entstanden sind.