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Radolko, Martin; Farhadifard, Fahimeh; Lukas, Uwe von

Change Detection in Crowded Underwater Scenes Via an Extended Gaussian Switch Model Combined with a Flux Tensor Pre-segmentation

2017

Imai, Francisco (Ed.) et al.: VISAPP 2017. Proceedings : 12th International Conference on Computer Vision Theory and Applications (VISIGRAPP 2017 Volume 4). SciTePress, 2017, pp. 405-415

International Conference on Computer Vision Theory and Applications (VISAPP) <12, 2017, Porto, Portugal>

In this paper a new approach for change detection in videos of crowded scenes is proposed with the extended Gaussian Switch Model in combination with a Flux Tensor pre-segmentation. The extended Gaussian Switch Model enhances the previous method by combining it with the idea of the Mixture of Gaussian approach and an intelligent update scheme which made it possible to create more accurate background models even for difficult scenes. Furthermore, a foreground model was integrated and could deliver valuable information in the segmentation process. To deal with very crowded areas in the scene - where the background is not visible most of the time - we use the Flux Tensor to create a first coarse segmentation of the current frame and only update areas that are almost motionless and therefore with high certainty should be classified as background. To ensure the spatial coherence of the final segmentations, the N2Cut approach is added as a spatial model after the background subtraction step. The evaluation was done on an underwater change detection datasets and showed significant improvements over previous methods, especially in the crowded scenes.

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Lukas, Uwe von; Mahnke, Eva-Maria; Bauer, Kristine

Go-3D 2017: Mit 3D Richtung Maritim 4.0: Tagungsband zur Konferenz Go-3D 2017

2017

Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2017

Go-3D <8, 2017, Rostock, Germany>

Die Konferenz Go-3D 2017 präsentiert aktuelle Forschungsergebnisse der 3D-Computergraphik sowie deren praktische Einsatzmöglichkeiten in der Industrie. Fachexperten aus Wissenschaft und Wirtschaft spannen in ihren Beiträgen ein breites Spektrum von der 3D-Erfassung über die Erstellung maritimer 3D-Applikationen bis zu virtuellen Trainingsumgebungen. Highlights sind in diesem Jahr Vorträge über 3D-basierte Engineering-Kollaboration, Simulation und Visualisierung aus der Cloud und das Kraken SeaVision System zur 3D-Bildgebung unter Wasser. Veranstalter der Konferenz ist das Kompetenznetzwerk "Go-3D S Effiziente Prozesskette für 3D-Computergraphik".

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Farhadifard, Fahimeh; Radolko, Martin; Lukas, Uwe von

Single Image Marine Snow Removal based on a Supervised Median Filtering Scheme

2017

Imai, Francisco (Ed.) et al.: VISAPP 2017. Proceedings : 12th International Conference on Computer Vision Theory and Applications (VISIGRAPP 2017 Volume 4). SciTePress, 2017, pp. 280-287

International Conference on Computer Vision Theory and Applications (VISAPP) <12, 2017, Porto, Portugal>

Underwater image processing has attracted a lot of attention due to the special difficulties at capturing clean and high quality images in this medium. Blur, haze, low contrast and color cast are the main degradations. In an underwater image noise is mostly considered as an additive noise (e.g. sensor noise), although the visibility of underwater scenes is distorted by another source, termed marine snow. This signal disturbs image processing methods such as enhancement and segmentation. Therefore removing marine snow can improve image visibility while helping advanced image processing approaches such as background subtraction to yield better results. In this article, we propose a simple but effective filter to eliminate these particles from single underwater images. It consists of different steps which adapt the filter to fit the characteristics of marine snow the best. Our experimental results show the success of our algorithm at outperforming the existing approaches by effectively removing this phenomenon and preserving the edges as much as possible.

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Wendland, Steve; Lukas, Uwe von

Unterwassertestfeld für maritime Robotik und Sensorik

2017

Hydrographische Nachrichten, (2017), 106, pp. 40-42

In der Ostsee vor der Hanse- und Hafenstadt Rostock soll für die Entwicklung neuer Technologien ein multifunktionales Unterwassertestfeld entstehen, auf dem neue Produkte und Verfahren meerestechnischer Komponenten bzw. komplexe Geräte und Systeme erprobt, kalibriert und demonstriert werden können. Konkrete Unterwasserstrukturen aus dem Alltag der Offshore-Industrie, wie Seekabel, Pipelines, Gründungsstrukturen, sollen in dem Testfeld eingebracht werden, um ein reales, möbliertes Areal von Offshore-Anwendungen zu schaffen. Ergänzend dazu soll im Rostocker Fischereihafen ein Innovationscampus als Landbasis mit umfassender Infrastruktur aufgebaut werden. Der geplante Innovationscampus ermöglicht zukünftig mit der Kombination aus Unterwassertestfeld und modernstem Gebäudekomplex den gesamten Prozess der Entwicklung und Erprobungen an einem Standort: von der Produktidee über die Laborprüfung bis hin zur realen Anwendungserprobung auf See.

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Lukas, Uwe von; Staack, Ingo; Köhler, Volker

3D-Technologie als Grundlage für die digitale Transformation der maritimen Wirtschaft

2016

Schiff & Hafen, (2016), 4, pp. 12-19

Wie andere Industriezweige befindet sich auch die maritime Wirtschaft in einer Transformationsphase, die durch eine umfassende Digitalisierung der Prozesse ausgelöst wurde. Der Beitrag verdeutlicht in diesem Kontext das Potenzial der 3D-Technologie in unterschiedlichen Lebensphasen eines Schiffes und die Arbeit des Forums 3D maritim zur Kooperation von Unternehmen und Forschungseinrichtungen in diesem dynamischen Technologiefeld.

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Dolereit, Tim; Lukas, Uwe von

Calibration of Shared Flat Refractive Stereo Systems

2016

Aurélio, Campilho (Ed.) et al.: Image Analysis and Recognition : ICIAR 2016. Switzerland: Springer International Publishing, 2016. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 9730), pp. 433-442

International Conference on Image Analysis and Recognition (ICIAR) <13, 2016, Póvoa de Varzim, Portugal>

The calibration of underwater camera systems differs significantly from calibration in air due to the refraction of light. In this paper, we present a calibration approach for a shared flat refractive stereo system that is based on virtual object points. We propose a sampling strategy in combination with an efficiently solvable set of equations for the calibration of the refractive parameters. Due to the independence of calibration targets of known dimensions, the approach can be realized by using stereo correspondences alone.

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Radolko, Martin; Lukas, Uwe von; Farhadifard, Fahimeh

Dataset on Underwater Change Detection

2016

Marine Technology Society (MTS): OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2016, 8 p.

MTS/IEEE Oceans Conference and Exhibition (OCEANS) <2016, Monterey, CA, USA>

The detection of moving objects in a scene is a well researched but depending on the concrete research still often a challenging computer vision task. Usually it is the first step in a whole pipeline and all following algorithms (tracking, classification etc.) are dependent on the accuracy of the detection. Hence, a good pixel-precise segmentation of the objects of interest is mandatory for many applications. However, the underwater environment has mostly been neglected so far and there exists no common dataset to evaluate different algorithms under the harsh underwater conditions and therefore a comprehensive evaluation is impossible. In this paper, we present an underwater change detection dataset consisting of five videos and hundreds of handsegmented groundtruth images as well as a survey of different underwater image enhancement techniques and their impact on segmentation algorithms.

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Ruth, Thomas; Audersch, Stefan; Lukas, Uwe von; Schriever, Gerd; Nuppenau, Volker; Appel, Frank; Kühn, Manfred

FlexMoT - A Flexible and Adaptable Environmental Monitoring Platform for Offshore Applications

2016

Marine Technology Society (MTS): OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2016, 7 p.

MTS/IEEE Oceans Conference and Exhibition (OCEANS) <2016, Monterey, CA, USA>

This paper describes design, development and results from at sea tests of the FlexMoT (Flexible Monitoring Tool) monitoring platform. The goal of the project was the development of a stable and compact sensor platform with integrated vertical water column profiling, integrating new and precise chemical and physical sensors. The developed system offers a cost-efficient, easy-to-use and fast deployable underwater environmental monitoring solution with a high temporal and depth resolution. It is intended for near-real time environmental monitoring of remote, impacted and sensitive marine environments and addresses primarily non-scientific users. This paper gives an overview of the overall approach of the FlexMoT system and the system integration (hardware, software, sensors). Some of the developed core components will also be described in detail, namely the universal carrier system, the vertical profiling mechanism with a head buoy, the low impedance buoyancy, the wireless power and data transfer unit, the long-term power battery supply and the residue-free recovery concept. Additionally, a short summary of the dedicated modular data management and visualization software system for near real-time monitoring and data analysis is given. Finally, the paper reports on the conducted tests.

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Lunge, Matthias; Frank, Carsten; Esser, Elke; Fietzek, Peer; Ruth, Thomas; Audersch, Stefan; Lukas, Uwe von; Nuppenau, Volker; Kühn, Manfred; Appel, Frank; Schriever, Gerd; Rudorf, Uwe; Flögel, Sascha; Pfannkuche, Olaf

FlexMoT - Flexible Umweltmonitoring-Plattform für Notfall- und Langzeiteinsätze im Offshore-Bereich

2016

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi): Statustagung Maritime Technologien : Tagungsband der Statustagung 2016. Jülich: Forschungszentrum Jülich, 2016. (Schriftenreihe Projektträger Jülich), pp. 109-123

Statustagung Maritime Technologien <2016, Berlin, Deutschland>

Zielsetzung für das 2013 gestartete Projekt FlexMoT war die Entwicklung eines flexiblen Monitoring-Tools als Langzeitmesssystem, sowie als Notfallsystem mit geringstem Rüstaufwand und schneller Datenverfügbarkeit. Zusätzlich sollte die Möglichkeit bestehen, temporär vertikal (profilierend) in der Wassersäule messen zu können, wozu Messungen mit einem Fahrstuhl-Float vorgesehen wurden. Das Monitoring-System soll schwerpunktmäßig im Bereich der Umweltüberwachung im Umgebungswasser von Offshore Öl- und Gasproduktionsplattformen und Offshore-Windanlagen, aber auch für andere Messaufgaben unter Wasser, für wissenschaftliche Dauermessungen sowie zur Gewässerüberwachung genutzt werden können. Ziel des Projektes war die Entwicklung eines Baukastensystems, welches in der Lage ist, mit Modulkomponenten unterschiedliche Einsätze und Anforderungen zu bewältigen. Die modulare Systemstruktur soll die Anbindung unterschiedlicher Sensoren und Messgeräte ermöglichen und findet sich nicht nur auf Seiten der Hardware sondern auch in der zu entwickelnden Software zum Management, Auswertung und Visualisierung der erfassten Daten wieder.

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Ruth, Thomas; Audersch, Stefan; Kluge, Sven; Lukas, Uwe von

From Sensor to Situational Awareness: An Extensible Software Approach for the Integrated Management and Visualization of Environmental Monitoring Data

2016

Marine Technology Society (MTS): OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2016, 8 p.

MTS/IEEE Oceans Conference and Exhibition <2016, Monterey, CA, USA>

This paper describes the integrated FlexMoT data management and visualization software system for marine sensor data. Unlike most existing solutions this software platform is designed to be neither data-centric nor visualization-centric, but seamlessly integrating both, management and visualization of measurement data. Within the project FlexMoT (Flexible Monitoring Tool) a modular, easy-to-use and fast deployable environmental monitoring solution with a high temporal and depth resolution for underwater environments has been developed. This monitoring system was designed for the use in the underwater surrounding of offshore installations like oil rigs or gas production platforms and other critical and sensitive marine environments. It enables the exact measurement of concentration of dissolved gases such as methane in water and other environmental parameters that may be indicators of leakages. The FlexMoT software stack offers situational awareness and advanced decision support in environmental monitoring by organizing, preparing and presenting the gathered sensor data in a way that (1) operator personnel of offshore installations and marine researchers can draw the right conclusions and (2) appropriate actions can be initiated swiftly and well-informed. Similar to the modular hardware approach, the software uses a plugin approach to foster the simple reconfiguration to different use-cases. The designed visualization system utilizes human perception to transform lots of data quickly and intuitively into helpful information, to draw attention to critical events or striking data and support explorative data analysis with interactive displays. The implemented visualization solution combines recent webtechnologies and linked interactive 2D and 3D data presentations utilizing a direct-touch interaction metaphor. In this paper, we present the complete software stack of FlexMoT for data management, operational near real-time monitoring, visual data analytics of marine environmental data and visual forecast of gas leakage situations. It is proposed as a universal approach to improve visualization-based work with heterogeneous sensor data in environmental monitoring and marine research.

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Paul, Stephan; Ruth, Thomas (Betreuer); Lukas, Uwe von (Betreuer)

Interactive, Dynamic Segmentation of Spatio-Temporal, Multidimensional Marine Data

2016

Rostock, Univ., Bachelor Thesis, 2016

This thesis investigates methods to computationally segment marine sensor data in the domain of Oceanography. The segmentation supports the domain expert in visually analyzing water mass dynamics. Clustering techniques are used to aggregate specific types of sensor data. The resulting borders are visualized as an animation along the time axis. A plug-in-oriented architecture is presented to enable switching module-level implementations during live visualizations.

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Lukas, Uwe von

Underwater Visual Computing: The Grand Challenge Just around the Corner

2016

IEEE Computer Graphics and Applications, Vol.36 (2016), 2, pp. 10-15

Graphically Speaking

Visual computing is influencing nearly every aspect of our lives. We plan our new kitchens with augmented reality, rely on camera-based assistance systems in modern cars, and profit from enormous progress in medical imaging technologies for diagnosis. Our smartphones gives us megapixel cameras and high resolution displays available at our fingertips, and the next generation of devices will also offer optical 3D sensors and 3D displays. Via Wi-Fi and 4G networks, we have permanent and affordable broadband access to unlimited data spaces and computing power in the cloud. Global Navigation Satellite Systems (GNSS) even allow us to always accurately determine our positions. All those technologies open up a universe of interactive visual computing applications in every situation and everywhere around the world, right? Not really. Two-thirds of our planet is covered by water. As soon as we leave the land and dive into the oceans, we enter a completely new environment that presents significant differences compared with dry land: - Almost none of the technical devices we use can operate under water. - The optical properties of water strongly influence image acquisition and visualization. - The water damping disconnects users and devices from satellite signals and other wireless network connections. With the growing number of subsea and offshore activities, the research on visual computing applications for underwater settings will become more important in the near future. Many tasks, ranging from marine research to submarine cable inspection, have to be performed underwater and would thus pro t from visual computing technology to make them more efficient, robust, and safe. Because of the specific environmental conditions inherent in underwater settings, these applications are not as straightforward as graphical applications in air, which raises many research questions. This article examines some of the challenges for underwater visual computing and looks at the steps being taken to cope with them.

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Lukas, Uwe von

Zur Rolle des Menschen in der Zukunftsvision Maritim 4.0

2016

Schiff & Hafen, (2016), 11, pp. 12-14

Die Digitalisierung bietet große Potenziale zur Optimierung von Produkten und Prozessen der maritimen Branche. Der Beitrag betrachtet anhand konkreter Anwendungsbeispiele, welche Auswirkungen diese Änderungen für die Mitarbeiter in der Produktion, aber auch beim Schiffsbetrieb haben werden. Dazu wird einleitend aufgezeigt, wie Technologien des Visual Computing genutzt werden können, um die zunehmende Komplexität digital vernetzter Umgebungen für den Menschen beherrschbar zu machen.

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Lukas, Uwe von

3D beyond CAD - Supporting the Lifecycle of Maritime Assets with Lightweight 3D Formats and Lightweight Application Provisioning

2015

Lukas, Uwe von (Ed.) et al.: Go-3D 2015: Computergraphik für die Praxis : Tagungsband zur Konferenz Go-3D 2015. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2015, pp. 23-37

Go-3D <7, 2015, Rostock, Germany>

3D models play an important role in the design of a maritime asset and contain most of the information which is necessary to drive production. A survey conducted in the German maritime industry underpins the enormous heterogeneity in 3D tools and formats. Together with various other technical and organizational challenges, the usage of 3D models is not as efficient and established in the product lifecycle as it could be. The author presents a lightweight approach where the accurate 3D geometry is replaced by a visualization model which has a small footprint and much less sensitive data compared to the original CAD model. This derived model offers the chance to improve usage of 3D data over the whole lifecycle of maritime assets.

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Lukas, Uwe von; Staack, Ingo; Köhler, V.

3D Maritim - Supporting Technology Transfer for 3D Graphics

2015

ICCAS 2015 : 17th International Conference on Computer Applications in Shipbuilding. London: The Royal Institution of Naval Architects, 2015, pp. 215-222

International Conference on Computer Applications in Shipbuilding (ICCAS) <17, 2015, Bremen, Germany>

Innovation is a constant challenge for the companies acting in a global maritime market. Especially IT has proven to play an important role as an innovation driver by streamlining business processes and increasing productivity in nearly all industry sectors. However, selecting and adapting the most promising IT innovations is per se a challenge. For this reason it is a proven concept to build networks or clusters of stakeholders from different disciplines in a given region and for a given topic. By establishing a constant level of technology transfer and collaboration, the companies can reduce their risk and effort and increase their ability for innovation. The forum 3D maritime forms such a network that is located in Northern Germany and dedicated to novel applications of 3D technology in the maritime sector. The paper introduces the role of 3D graphics, presents 3D maritime at a glance and gives an overview over selected results of the forum.

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Schulz, Jan; Möller, Klas Ove; Bracher, Astrid; Hieronymi, Martin; Cisewski, Boris; Zielinski, Olver; Voss, Daniela; Gutzeit, Enrico; Dolereit, Tim; Niedzwiedz, Gern; Kohlberg, Gesche; Schories, Dirk; Kiko, Rainer; Körtzinger, Arne; Falldorf, Claas; Fischer, Philipp; Nowald, Nicolas; Beisiegel, Kolja; Martinez-Arbizu, Pedro; Rüssmeier, Nick; Röttgers, Rüdiger; Büdenbender, Jan; Jordt-Sedlazeck, Anne; Koch, Reinhard; Riebesell, Ulf; Hvitfeldt Iversen, Morten; Köser, Kevin; Kwasnitschka, Tom; Wellhausen, Jens; Thoma, Christoph; Barz, Christina; Rohde, Sven; Nattkemper, Tim W.; Schoening, Timm; Peeters, Frank; Hofmann, Hilmar; Busch, Julia A.; Hircher, Hans-Jürgen; Niehoff, Barbara; Hildebrandt, Nicole; Stohr, Erik; Winter, Christian; Herbst, Gabriel; Konrad, Christian; Schmidt, Mark; Linke, Peter; Brey, Thomas; Bange, Hermann W.; Nolle, Lars; Krägefsky, Sören; Gröger, Joachim; Sauter, Eberhard; Schulz, Miriam; Müller, Jens; Rehder, Gregor; Stepputtis, Daniel; Beszteri, Bank; Kloster, Michael; Kauer, Gerhard; Göritz, Anna; Gege, Peter; Lukas, Uwe von; Bathmann, Ulrich

Aquatische Optische Technologien in Deutschland

2015

2015

Meereswissenschaftliche Berichte 97

Optische Technologien und Verfahren sind sowohl in der limnischen als auch marinen Forschung Deutschlands über alle Bereiche und Skalen etabliert und entwickeln sich rasant weiter. Die Arbeitsgruppe ,Aquatische Optische Technologien" (AOT) will Forschern und Anwendern eine Plattform bieten, die Wissenstransfer fördert, der nationalen Entwicklergemeinschaft ein synergistisches Umfeld eröffnet und die internationale Sichtbarkeit der deutschen Aktivitäten in diesem Forschungsfeld erhöht. Diese Zusammenfassung dokumentiert erstmalig die AOT-Verfahren und -Technologien, die von nationalen Forschungsinstitutionen eingesetzt werden. Wir erwarten, dass die Dokumentation einen Trend in Richtung institutsübergreifender Harmonisierung initiiert. Dies wird die Etablierung offener Standards, eine Verbesserung im Zugang zu Dokumentationen und gegenseitige technischer Hilfestellung bei (System-) Integrationen ermöglichen. Effizienz und Leistungsfähigkeit der AOT-Entwicklung und Anwendung auf nationaler Ebene werden von diesen Bestrebungen profitieren. Weitere Arbeitsgruppen und Entwickler werden ausdrücklich ermutigt, Kontakt aufzunehmen, um in einer späteren Auflage berücksichtigt zu werden.

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Berndt, Olaf; Lukas, Uwe von; Kuijper, Arjan

Functional Modelling and Simulation of Overall System Ship - Virtual Methods for Engineering and Commissioning in Shipbuilding

2015

Mladenov, Valeri M. (Ed.) et al.: ECMS 2015 : 29th European Conference on Modelling and Simulation, pp. 347-353

European Conference on Modelling and Simulation (ECMS) <29, 2015, Albena/Varna Bulgaria>

Shipbuilding industry is undergoing a change, in which many European shipyards focus on special purpose vessels. This field of shipbuilding places very high demands on engineering, commissioning and operation of the vessels. To support these fields of activity with virtual methods an innovative approach is introduced which strengthens the shipbuilding process by using a uniform common model of the overall system ship. The model is steadily increasing and gets more detailed through the phases of the shipbuilding. The presented approach fills the gap in the virtual support of the complete shipbuilding process, taking into account the specific structural needs - short time, high cost pressure and high quality demands.

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Lukas, Uwe von; Mahnke, Eva-Maria; Bauer, Kristine

Go-3D 2015: Computergraphik für die Praxis: Tagungsband zur Konferenz Go-3D 2015

2015

Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2015

Go-3D <7, 2015, Rostock, Germany>

Die Konferenz Go-3D 2015 präsentiert aktuelle Forschungsergebnisse der 3D-Computergraphik sowie deren praktische Einsatzmöglichkeiten in der Industrie. Fachexperten aus Wissenschaft und Wirtschaft spannen in ihren Beiträgen ein breites Spektrum von der 3D-Erfassung über die Erstellung maritimer 3D-Applikationen bis zu Virtuellen Trainingsumgebungen. Highlights sind in diesem Jahr Vorträge zu einem skalierbaren 3D-Formsensor, 3D in Visualisierung und Simulation für interaktives Training, 3D-Rekonstruktion auf dem Handy und aus Internetdaten sowie die Ergebnisse einer Studie zu den Marktperspektiven von 3D-Anwendungen in der maritimen Industrie.

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Behrens, Peter; Bertram, Volker; Dreyer, Alexandra; Lukas, Uwe von

Kurs auf Schiffbau 4.0

2015

ke Next: Konstruktion & Engineering, (2015), 7-8, pp. 44-45

Die Vernetzung bietet große Chance für Schiffbau-Unternehmen und -Zulieferer, so das Fazit der Vorträge und Diskussionen auf dem Rittal Branchentag Schiff und See. Was der Branche für das Industrie 4.0-Zeitalter noch fehlt, sind praktikable Standards, vor allem für den Datenaustausch.

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Farhadifard, Fahimeh; Zhou, Zhiliang; Lukas, Uwe von

Learning-based Underwater Image Enhancement with Adaptive Color Mapping

2015

Loncaric, Sven (Ed.) et al.: ISPA 2015 : 9th International Symposium on Image and Signal Processing and Analysis. Zagreb: University of Zagreb, 2015, pp. 48-53

International Symposium on Image and Signal Processing and Analysis (ISPA) <9, 2015, Zagreb, Croatia>

Blurring and color cast are two of the most challenging problems for underwater imaging. The poor quality hinders the automatic segmentation or analysis of images. In this paper, we describe an image enhancement method to reduce the blurring and color cast of the underwater medium. It is a twofolded approach; First, a color correction algorithm is applied to correct the color cast and produce a natural appearance of the sub-sea images. Second, a pair of learned dictionaries based on sparse representation are applied to sharpen the image and enhance the details. Our strategy is a single image approach that does not require additional knowledge of environment such as depth, distance object/camera or water quality. The experimental results show that the proposed method can efficiently enhance almost every underwater image; And offers a quality that is typically sufficient for the high level computer vision algorithms.

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Lukas, Uwe von; Ruth, Thomas; Deistung, Eik; Huber, Linda

Leveraging the Potential of 3D Data in the Ship Lifecycle with Open Formats and Interfaces

2015

Bertram, Volker (Ed.): COMPIT' 15 : 14th International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries. Hamburg: Technische Universität Hamburg-Harburg, 2015, pp. 318-330

International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries (COMPIT) <14, 2015, Ulrichshusen, Germany>

This paper presents selected 3D applications from several phases in the lifecycle of a ship that have been implemented by Fraunhofer IGD in recent years. All are built on open standards and not tightly coupled to any software suite of a given 3D CAD vendor. This openness is the key for easy adaptation to any existing IT infrastructure and a high level of flexibility. To illustrate our approach, we present technical details of some of the developed applications as case studies. In the outlook section of the paper, we formulate some tasks for future work including specification of a lightweight exchange format for the maritime sector based on ISO standard JT.

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Dolereit, Tim; Lukas, Uwe von; Kuijper, Arjan

New Constraints for Underwater Stereo Calibration

2015

Loncaric, Sven (Ed.) et al.: ISPA 2015 : 9th International Symposium on Image and Signal Processing and Analysis. Zagreb: University of Zagreb, 2015, pp. 176-181

International Symposium on Image and Signal Processing and Analysis (ISPA) <9, 2015, Zagreb, Croatia>

In this paper we present new constraints for calibration of underwater stereo-camera-systems and 3Dreconstruction. These constraints are both intuitive and simple to realize. We show that additionally needed refractive parameters in such a system can be calibrated simultaneously. Our constraints partially build upon each other. A subset of them even enables the calibration from stereo-correspondences alone, making known calibration targets unnecessary.

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Gutzeit, Enrico; Radolko, Martin; Lukas, Uwe von; Kuijper, Arjan

Optimization-based Automatic Segmentation of Organic Objects of Similar Types

2015

Braz, José (Ed.) et al.: VISAPP 2015 - Volume I : Proceedings of the International Conference on Computer Vision Theory and Applications. SciTePress, 2015, pp. 591-598

International Conference on Computer Vision Theory and Applications (VISAPP) <10, 2015, Berlin, Germany>

For the segmentation of multiple objects on unknown background in images, some approaches for specific objects exist. However, no approach is general enough to segment an arbitrary group of organic objects of similar type, like wood logs, apples, or tomatoes. Each approach contains restrictions in the object shape, texture, color or in the image background. Many methods are based on probabilistic inference on Markov Random Fields - summarized in this work as optimization based segmentation. In this paper, we address the automatic segmentation of organic objects of similar types by using optimization based methods. Based on the result of object detection, a fore- and background model is created enabling an automatic segmentation of images. Our novel and more general approach for organic objects is a first and important step in a measuring or inspection system. We evaluate and compare our approaches on images with different organic objects on very different backgrounds, which vary in color and texture. We show that the results are very accurate.

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Schulz, Hans-Jörg; Urban, Bodo; Lukas, Uwe von

Proceedings of the International Summer School on Visual Computing 2015

2015

Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2015

International Summer School on Visual Computing <1, 2015, Rostock, Germany>

The research field of Visual Computing encompasses everything graphical in computer science - from the synthesis and processing of graphical content to its human consumption. This broad spectrum includes multiple other fields that constitute research disciplines in their own right, such as perception, visualization, multimedia, virtual and augmented reality, as well as human-computer interaction. The first International Summer School on Visual Computing held from August 17-21, 2015 at the Fraunhofer IGD Rostock, Germany aimed to give an overview of this broad field to graduate students from Rostock, Germany, and abroad. A week-long program of lectures and research talks by invited speakers introduced participating students into the subjects of visual perception and cognition, eye tracking, raster image databases, multimedia retrieval, computer vision, human-computer-interaction, mobile and wearable computing, and visual analytics. Each afternoon, the participating students had the opportunity to present their own research in posters and talks. Sessions with helpful tips and tricks on how to go about PhD level research, writing, and presentation, as well as an open lab tour rounded off the summer school program.

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Radolko, Martin; Farhadifard, Fahimeh; Gutzeit, Enrico; Lukas, Uwe von

Real Time Video Segmentation Optimization with a Modified Normalized Cut

2015

Loncaric, Sven (Ed.) et al.: ISPA 2015 : 9th International Symposium on Image and Signal Processing and Analysis. Zagreb: University of Zagreb, 2015, pp. 31-36

International Symposium on Image and Signal Processing and Analysis (ISPA) <9, 2015, Zagreb, Croatia>

The low-level task of foreground-background segregation is an important foundation for many high-level computer vision tasks and has been intensively researched in the past. Nonetheless, unregulated environments usually impose challenging problems and often particular difficulties arise from real time requirements. In this paper we propose a new energy function to evaluate the spatial relations in a segmentation. It is based on the Normalized Cut but adapted these principles to the usage of videos instead of single images. This makes it possible to get a comparable spatial-accuracy as in state of the art approaches (e.g. Markov Random Fields). However, the optimized hierarchical local minimization process for our energy function is at least two orders of magnitude faster. In combination with an efficient Background Subtraction this results in an accurate real time video segmentation algorithm even for high definition videos.

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Vahl, Matthias; Lukas, Uwe von; Urban, Bodo; Kuijper, Arjan

Semi-automatic Analysis of Huge Digital Nautical Charts of Coastal Aerial Images

2015

Braz, José (Ed.) et al.: VISAPP 2015 - Volume III : Proceedings of the International Conference on Computer Vision Theory and Applications. SciTePress, 2015, pp. 100-107

International Conference on Computer Vision Theory and Applications (VISAPP) <10, 2015, Berlin, Germany>

Geo-referenced aerial images are available in very high resolution. The automated production and updating of electronic nautical charts (ENC), as well as other products (e.g. thematic maps), from aerial images is a current challenge for hydrographic organizations. Often standard vision algorithms are not reliable enough for robust object detection in natural images. We thus propose a procedure that combines processing steps on three levels, from pixel (low-level) via segments (mid-level) to semantic information (high level). We combine simple linear iterative clustering (SLIC) as an efficient low-level algorithm with a classification based on texture features by supported vector machine (SVM) and a generalized Hough transformation (GHT) for detecting shapes on mid-level. Finally, we show how semantic information can be used to improve results from the earlier processing steps in the high-level step. As standard vision methods are typically much too slow for such huge-sized images and additionally geographical references must be maintained over the complete procedure, we present a solution to overcome these problems.

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Lukas, Uwe von

Supporting the Life Cycle of Maritime Assets with Lightweight 3D Formats

2015

Ship & Offshore, (2015), 7, pp. 24-28

3D models play an important role in the design of a maritime asset and contain most of the information necessary to drive production. A German maritime industry study underscores the enormous heterogeneity of 3D tools and formats. Besides various other technical and organisational challenges, the use of 3D models is not as efficient and established in the product life cycle as it could be. Professor Dr Uwe Freiherr von Lukas, head of Maritime Graphics at the Fraunhofer Institute for Computer Graphics Research (Fraunhofer Institut für Graphische Datenverarbeitung - IGD) in Rostock, Germany, presents a lightweight approach in which the accurate 3D geometry is replaced by a visualisation model that has a small footprint and much fewer sensitive data compared with the original CAD model. This derived model offers the chance to improve the use of 3D data over the entire life cycle of maritime assets.

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Lukas, Uwe von; Quarles, John; Kaklis, Panagiotis; Dolereit, Tim

Underwater Mixed Environments

2015

Brunnett, Guido (Ed.) et al.: Virtual Realities : International Dagstuhl Seminar, Dagstuhl Castle, Germany, June 9-14, 2013, Revised Selected Papers. Schweiz: Springer International Publishing, 2015. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 8844), pp. 56-76

International Dagstuhl-Seminar <2013, Dagstuhl Castle, Germany>

In this chapter we give a systematic overview over Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR) in underwater settings and suggest several future applications. Based on a novel classification scheme we illustrate the broad range of available and future implementation options. Whilst we find a variety of previous work on creating and using virtual underwater worlds, quite few examples of real underwater settings exist up to now. Thus, we concentrate on this new category, sketch attractive application areas that go beyond entertainment, and derive requirements for Underwater Mixed Environments (UWME). Combined with a short summary on relevant aspects of underwater optics, we formulate potential topics of future research to overcome current limitations of UWME.

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Dolereit, Tim; Lukas, Uwe von; Kuijper, Arjan

Underwater Stereo Calibration Utilizing Virtual Object Points

2015

Marine Technology Society (MTS): OCEANS 2015 MTS/IEEE Washington. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2015, 7 p.

MTS/IEEE Oceans Conference and Exhibition (OCEANS) <2015, Genova, Italy>

For 3D-reconstruction of underwater scenes, a camera calibration handling refractive effects is indispensable. We present a novel geometry-based approach for calibration of stereo-camera-systems in a single underwater housing with a flat interface. Our approach consists of three steps. First, we show a hypothesis on how to relate the location of virtual object points non-ambiguously to the true object location in water. Secondly, axis determination and thirdly, distance determination of a refractive interface towards the cameras is performed with the aid of this hypothesis. We propose, that the calibration can be done with just one stereo-view of a known calibration pattern, that axis determination can be done from stereo correspondences alone and that our hypothesis is a valid constraint for stereo 3d-reconstruction. We evaluated our approach on simulated data with ground truth and real data.

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Ruth, Thomas; Audersch, Stefan; Huber, Linda; Lukas, Uwe von; Zabel, Jakob

Using Direct-touch Interaction for the Visual Exploration of Profiling Sensor Data

2015

Marine Technology Society (MTS): OCEANS 2015 MTS/IEEE Washington. The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2015, 8 p.

MTS/IEEE Oceans Conference and Exhibition (OCEANS) <2015, Genova, Italy>

We present a novel software approach for the interactive and integrated visual exploration of sensor data acquired by profiling platforms. The solution combines decent web-technologies and linked interactive 2D and 3D data presentations utilizing a direct-touch interaction metaphor. The user can point with his finger on specific data points and slide through the depth profiles and the time scale. For the visualization and interaction design, widely recognized visualization and interaction principles and techniques like "focus & context" and "overview & detail" were incorporated. Our goal is to facilitate the dynamic exploration of spatio-temporal sensor data, to reduce visual clutter in the user interface and to allow the user to focus in on specific time and depth situations. We present first results of a user study with domain experts (marine researchers). The goal of the study was to prove the design considerations and to investigate the practicability of web-based interactive visualization and direct-touch interaction for analytical tasks. Additionally we tested the suitability of our approach for data exploration tasks on different multi-touch display setups. The study results show, that through the intuitive direct-touch interaction and the linked 2D and 3D visualizations of the data sets, the proposed solution offers a better support to explore profiling data sets, compared to currently available nonintegrated tool sets. The presented approach also reduces the efforts of analytical tasks. While the proposed 3D view of ADCP data was considered very useful for a fast assessment of current conditions in the water column, most of the participants also had problems to fully understand the offered navigation and interaction within the 3D space. Creating an intuitive view navigation in 3D space with direct-touch interaction proved to be rather challenging and needs a careful design.

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Mesing, Benjamin; Lukas, Uwe von

Authoring of Automatic Data Preparation and Scene Enrichment for Maritime Virtual Reality Applications

2014

Shumaker, Randall (Ed.) et al.: Virtual Augmented and Mixed Reality. Applications of Virtual and Augmented Reality. Proceedings Part II : VAMR 2014. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2014. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 8526), pp. 426-434

International Conference Virtual Augmented and Mixed Reality (VAMR) <6, 2014, Heraklion, Crete, Greece>

When realizing virtual reality scenarios for the maritime sector a key challenge is dealing with the huge amount of data. Adding interactive behaviour for providing a rich interactive experience manually requires a lot of time and effort. Additionally, even though shipyards today often use PDM or PLM systems to manage and aggregate the data, the export to a visualisation format is not without problems and often needs some post procession to take place. We present a framework that combines the capabilities of processing large amounts of data for preparing virtual reality scenarios and enriching it with dynamic aspects like interactive door opening capabilities. An authoring interface allows orchestrating the data preparation chain by non-expert users to realise individual scenarios easily.

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Krause, Tom; Lukas, Uwe von (Betreuer); Vahl, Matthias (Betreuer); Gutzeit, Enrico (Betreuer)

Ereignisdetektion in Bildfolgen

2014

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2014

Diese Diplomarbeit behandelt die Ereigniserkennung in Bildfolgen. Dabei soll der Anwendungsfall "Ereignisdetektion in an Bord von Fischereifahrzeugen aufgenommenen Überwachungsvideos" adressiert werden. Nach einem Überblick über die Grundlagen werden Konzeption und Umsetzung eines Systems erläutert, welches die Ereigniserkennung erleichtern soll. Bedingt durch den Anwendungsfall wird dabei vermehrt auf die Erkennung von Meerwasser eingegangen, welches einen wichtigen Kontext für viele Ereignisse da stellt.

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Lukas, Uwe von; Stork, André; Behr, Johannes

Industrie 4.0 - Evolution statt Revolution: Visual Computing beflügelt die Industrie der Zukunft

2014

wt Werkstattstechnik online, (2014), 4, pp. 255-257

Der Industrie stehen große Änderungen bevor: Künftig stimmen sich die Produktionsanlagen untereinander ab und steuern sich selbst, die Produkte wissen, wo sie sich befinden und was ihnen zum fertigen Artikel noch fehlt. Die Basis für diese Industrie der Zukunft wird am Fraunhofer IGD mithilfe des "Visual Computings" gelegt.

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Lukas, Uwe von; Vahl, Matthias; Mesing, Benjamin

Maritime Applications of Augmented Reality - Experiences and Challenges

2014

Shumaker, Randall (Ed.) et al.: Virtual Augmented and Mixed Reality. Applications of Virtual and Augmented Reality. Proceedings Part II : VAMR 2014. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2014. (Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 8526), pp. 465-475

International Conference Virtual Augmented and Mixed Reality (VAMR) <6, 2014, Heraklion, Crete, Greece>

The paper summarizes experiences from applied research in visual computing for the maritime sector. It starts with initial remarks on Augmented Reality in general and the specific boundary conditions of the maritime industry. The focus is on a presentation of various concrete AR applications that have been implemented for use cases in maritime engineering, production, operation and retrofitting. The paper closes with remarks on future research in this area.

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Vahl, Matthias; Lukas, Uwe von; Schwabe, Claas

SEAKISS - Semantisches Erfassen des Küstensaums für digitale Seekarten

2014

Rostock, 2014

Die Produktion elektronischer Seekarten und Papierkarten erfolgt heute bereits teilweise aus einer gemeinsamen Datenbasis. Hierdurch werden Redundanzen vermieden und die Produktion spezieller Themenkarten beschleunigt. Allerdings ist die Ersterfassung und Aktualisierung dieser Datenbasis unter Verwendung georeferenzierter Orthofotos immer noch ein zeit- und kostenaufwändiger manueller Prozess. In dieser Studie wird untersucht, inwieweit sich Verfahren der Computer Vision zur teilautomatischen Auswertung von Orthofotos einsetzen lassen. Nach der Darstellung der Ausgangssituation, der Anforderungen und Randbedingungen sowie einer Eingrenzung des Testgebietes werden die Aufgaben präzisiert, die zur Beantwortung der Fragestellung bearbeitet werden müssen. Der aktuelle Stand der Wissenschaft und Technik wird präsentiert und hinsichtlich der Aufgabenstellung bewertet. Kern der Studie ist die Herleitung einer fünfstufigen Verarbeitungspipeline, bestehend aus aufeinander folgenden Verarbeitungsschritten. Jeder Schritt wird detailliert beschrieben. Insbesondere wird gezeigt, welche Technologien und Algorithmen der Bildverarbeitung einzusetzen sind. Aufbauend auf dem Vorwissen der Bearbeiter sowie einer gezielten Literaturrecherche wurden verschiedene Technologieexperimente durchgeführt, um die Eignung in Frage kommender Ansätze für die jeweiligen Teilschritte unter Nutzung des relevanten Bildmaterials bewerten zu können. Die Auswertung der Technologieexperimente erlaubt eine fundierte Bewertung der untersuchten Verfahren in den unterschiedlichen Schritten der Pipeline. Einfache Bildverarbeitungsalgorithmen, die auf das Erkennen einzelner Objekte abzielen, erweisen sich für solch komplexe Eingangsdaten als ungeeignet. Es erscheint daher notwendig, durch ein modellbasiertes Verfahren vorhandenes Domänenwissen zu nutzen. Erst die Kombination von Low-Level-Verfahren zur Erkennung mit interpretierenden High- Level-Verfahren verspricht Erfolg. Die Studie beantwortet auch die Frage nach der Art der Wissensrepräsentation - wie kann das Domänenwissen möglichst vollständig abgebildet werden? Mathematische, regelbasierte Verfahren sind für die Vielfalt und große Varianz der zu erkennenden Objekte zu starr und nicht fehlertolerant genug. Neuronale Netze erscheinen weniger geeignet, da sie schnell sehr komplex werden und die Schwäche haben, auf Nichterlerntes stochastisch zu reagieren. Wahrscheinlichkeitsbasierte Ansätze sind dagegen zielführend. Der automatisierte Aufbau des Domänenmodells und dessen Parametrisierung bleiben Gegenstand weiterer Untersuchungen. Die besonderen Randbedingungen, die sich durch die Domäne Seekarte des Küstensaums ergeben, wurden in die Untersuchung aufgenommen. Es wird beispielsweise erörtert, inwieweit sich Standard- Bildverarbeitungsalgorithmen auf große Datenbestände anwenden lassen und wie die Georeferenzierung der erkannten Objekte in die Datenbasis des Produktionssystems zurückgeführt werden kann. Neben den Untersuchungen zu einzelnen Teilschritten wird eine Architektur in Form einer durchgängigen Verarbeitungspipeline vom Einlesen eines Kartenabschnittes, über drei Erkennungsschritte, bis hin zur Ausgabe der gefundenen Geoobjekte vorgeschlagen. Die Studie schließt mit der Empfehlung, diese Architektur in einem Forschungsprojekt umzusetzen und deren Eignung anhand eines größeren Testgebietes und weiterer Objektklassen zu untersuchen.

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Astor, Michael; Jarowinsky, Michael; Lukas, Uwe von; Bartels, Hans-Jürgen; Bechtold, Ingrid; Glöckner, Ulf; Klose, Georg; Plume, Anna-Marleen; Ruth, Thomas; Schneidenbach, Tina

Abschlussbericht - Marktperspektiven von 3D in industriellen Anwendungen

2013

Berlin, 2013

Ziel der Studie war die Erstellung einer belastbaren Prospektion der Markt- und Technologieentwicklungen in dem umrissenen Feld. Vor einem Prognosehorizont bis zum Jahr 2020 wurden die wichtigsten technischen und ökonomischen Trends für industrielle Anwendun-gen von 3D-Technologien erfasst und dokumentiert. Die Studienergebnisse beruhen auf einer systematischen Betrachtung der 3D-Prozesskette mit den einzelnen Prozessschritten: Aufnahme der Daten; Aufbereitung der Daten; Datenausgabe und Interaktion

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Mesing, Benjamin; Lukas, Uwe von

Abschlussbericht Power-VR: Prozessorientierte wettbewerbsfähigkeitssteigernde Entwicklung des Rahmenkonzepts schiffbaulicher VR-Anwendung

2013

Rostock, 2013

In dem Bericht werden wesentliche Aspekte für die Verbesserung des schiffbaulichen Entwurfsprozesses durch die intensivierte Nutzung von Virtual Reality aufgezeigt. Zunächst wird dabei der Austausch von Konstruktionsdaten beleuchtet und aufgezeigt, wie dieser mit Blick auf die 3D-Visualisierung optimiert werden kann. Weiter wird ein Ansatz für das effiziente und einfache Aufsetzen von Datenaufbereitungsketten zur Vorbereitung von VR-Sitzungen durch Endanwender vorgestellt. Für den direkten Einsatz von VR werden verschiedene prozessübergreifende Erweiterungen für die verbesserte Navigation und Interaktion sowie für die adaptive Gestaltung der Nutzerschnittstelle dargestellt. Anschließend werden Ansätze für die Nutzung von VR zur Optimierung von Schiffen bezüglich der Schiffsicherheit dargestellt und Ansätze zur automatisierten Erstellung von Ausbaustrategien und für die Erzeugung von Wartungsdokumentationen vorgestellt. Für Schiffszulieferer wird aufgezeigt, wie die VR-gestützte Konstruktion mit Hilfe parametrisierter Modelle erfolgen kann. Für die den Modellen zu Grunde liegenden Simulationen werden Validierungsmöglichkeiten auf Basis von innovativen Verfahren des Visual Computing entwickelt.

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Frank, Johanna; Mesing, Benjamin; Lukas, Uwe von

Automatische Bestimmung von Ausbaupfaden unter Berücksichtigung von Kostenaspekten

2013

Lukas, Uwe von (Ed.) et al.: Go-3D 2013: Computergraphik für die Praxis : Tagungsband zur Konferenz Go-3D 2013. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2013, pp. 41-54

Go-3D <6, 2013, Rostock, Germany>

Um die Kosten für den im Wartungsfall teilweise erforderlichen Ausbau von großen Modulen aus Schiffen zu minimieren, ist eine sogfältige Planung erforderlich. Im Allgemeinen ist es für den Austausch dieser großen Module notwendig, andere Objekte wie bspw. Rohre oder Kabelbahnen auszubauen bzw. aufzutrennen. Während für einen Teil der Module bereits während der Konstruktion ein Ausbaupfad geplant wird und entsprechende Sperrvolumina definiert werden, bleiben andere Module unberücksichtigt. In diesem Beitrag wird ein Ansatz vorgestellt, wie mit Hilfe von Methoden der Bewegungsplanung in einer beengten, mit Hindernissen versehenen Umgebung, wie beispielsweise einem Maschinenraum, automatisch ein günstiger Ausbaupfad ermittelt werden kann. Klassische Ansätze der Bewegungsplanung erlauben es bislang nicht, ausbaubare Hindernisse und deren Ausbaukosten zu berücksichtigen. Unsere wesentliche Neuerung ist die Anpassung und Weiterentwicklung bestehender Ansätze für deren Berücksichtigung.

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Lukas, Uwe von; Mahnke, Eva-Maria; Bauer, Kristine

Go-3D 2013: Computergraphik für die Praxis: Tagungsband zur Konferenz Go-3D 2013

2013

Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2013

Go-3D <6, 2013, Rostock, Germany>

Die Konferenz Go-3D 2013 präsentiert aktuelle Forschungsergebnisse der 3D-Computergraphik sowie deren praktische Einsatzmöglichkeiten in der Industrie. Fachexperten aus Wissenschaft und Wirtschaft spannen in ihren Beiträgen ein breites Spektrum von der 3D-Erfassung über die Erstellung maritimer 3D-Applikationen bis zu Virtuellen Trainingsumgebungen. Highlights sind in diesem Jahr Vorträge zu einem skalierbaren 3D-Formsensor, 3D in Visualisierung und Simulation für interaktives Training, 3D-Rekonstruktion auf dem Handy und aus Internetdaten sowie die Ergebnisse einer Studie zu den Marktperspektiven von 3D-Anwendungen in der maritimen Industrie.

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Jarowinsky, Michael; Lukas, Uwe von

Marktperspektiven von 3D-Anwendungen in der maritimen Industrie

2013

Lukas, Uwe von (Ed.) et al.: Go-3D 2013: Computergraphik für die Praxis : Tagungsband zur Konferenz Go-3D 2013. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2013, pp. 21-36

Go-3D <6, 2013, Rostock, Germany>

Der Beitrag basiert auf einer Studie der Autoren zu Marktperspektiven von 3D in industriellen Anwendungen. Die wesentlichen Ergebnisse der Studie werden zusammengefasst und in Bezug auf die besonderen Anforderungen der maritimen Branche diskutiert.

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Gutzeit, Enrico; Lukas, Uwe von

Methodik zur Segmentierung organischer Objekte einer gleichartigen Gruppe in Farbbildern

2013

Stanke, Gerd (Ed.) et al.: 19. Workshop Farbbildverarbeitung : FWS 13. Berlin, 2013, pp. 135-145

Workshop Farbbildverarbeitung <19, 2013, Berlin, Germany>

Die Segmentierung ist ein breites Forschungsfeld mit einer Vielzahl an Methoden. Viele Methoden der Segmentierung ermöglichen eine Segmentierung von Objekten. Allerdings müssen i.d.R. zur robusten Segmentierung gewisse Rahmenbedingungen in der Bildaufnahme eingehalten werden, wie bspw. ein homogener Hintergrund und eine gleichmäßige Ausleuchtung. In diesem Beitrag wird eine Methodik erarbeitet zur automatischen Segmentierung von organischen Objekten einer gleichartigen Gruppe, wie Äpfel und Fische. Die Methodik ermöglicht verschiedene Anwendungen, benötigt wenige Restriktionen in der Bildaufnahme und extrahiert pro Bild die benötigten Informationen zur Segmentierung. Die Grundannahme ist, dass sich pro Bild gleichartige organische Objekte ähnlich sind. Hingegen in verschiedenen Bildern die Objekte unterschiedlich sind infolge der variierenden Beleuchtungseinflüsse. Die Methodik wird diskutiert, die einzelnen Schritte aufgezeigt und erste Ergebnisse präsentiert.

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Vahl, Matthias; Lukas, Uwe von

Toward Automated Façades Generation from Oblique Aerial Images

2013

Tourre, Vincent (Ed.) et al.: UDMV 2013 : Eurographics Workshop on Urban Data Modelling and Visualisation. The Eurographics Association, 2013. (Eurographics Workshop and Symposia Proceedings Series), pp. 5-8

Eurographics Workshop on Urban Data Modelling and Visualisation (UDMV) <1, 2013, Girona, Spain>

In this paper we introduce an approach for automatic recognition and description of building façades from oblique aerial images. This approach does not use street-side images, like Google StreetView, but aerial images to derive photorealistic city models. The paper starts with a short summary of the state of the art in the domain of imagebased modeling, automated recognition and description of façades from (oblique aerial) images. Then the context of the research project is described including the hardware setup and and application requirements for complex façade analysis. Afterwards a novel approach of a grid graph model with traversers is suggested to solve the problem of façade recognition. The framework that implements the approach in a flexible manner is introduced. Finally, the paper ends with a conclusion and an outlook to future works.

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Lukas, Uwe von; Stork, André

Visual Computing für die nächste industrielle Revolution

2013

Economic Engineering: Intelligente Methoden, Prozesse und Technologien, (2013), 4, pp. 36-38

Anhand konkreter Beispiele zeigen die Autoren vom Fraunhofer IGD Forschungsbedarf im Themenfeld Visualisierung auf. Die Konzepte von Industrie 4.0 bieten enorme Innovationspotenziale für die Produktion, beeinflussen aber letztlich den kompletten Produktlebenszyklus vom Entwurf bis zum Retrofit. Nach unserer umfassenden Interpretation des Begriffs "Industrie 4.0" lassen sich diese Potenziale nur durch den Einsatz von Technologien des Visual Computing tatsächlich umsetzen.

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Frank, Johanna; Mesing, Benjamin (Betreuer); Urban, Bodo (Betreuer); Lukas, Uwe von (Betreuer)

Automatische Bestimmung eines kostengünstigen Ausbaupfades für große Module in Schiffen

2012

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2012

Die vorliegende Arbeit löst ein Demontageproblem unter Einbeziehung von Methoden der Bewegungsplanung. Im Fokus der Planung steht das Generieren kostengünstiger Ausbaupfade in Umgebungen mit diskreten Kostenregionen. Diese Kostenregionen sind ursprünglich als Hindernisse in der Umgebung definiert, können aber unter Aufschlag von Kosten auf den Demontageaufwand entfernt werden. Das zugrundeliegende Planungsproblem sieht vor einen geeigneten Ausbaupfad für eine Zielkomponente zu generieren. Frühere Arbeiten evaluieren lediglich, ob ein Ausbaupfad möglich ist und geben diesen aus, wenn er existiert. Sie ziehen aber nicht den Ausbau anderer Komponenten in Betracht um dennoch einen Lösungspfad zu erhalten. Der in dieser Arbeit vorgestellte Ansatz füllt diese Lücke, in dem er das ursprüngliche Bewegungsplanungsproblem um die Möglichkeit erweitert Hindernisse aus der Planung zu entfernen, wenn sonst kein machbarer Pfad gefunden werden kann. Dazu wurden verschiedene, auf Varianten der RRT-Methode basierende, Strategien entwickelt um kostengünstige Pfade zu generieren, welche nahe an einer optimalen Lösung liegen. Die entwickelten Lösungsansätze wurden ursprünglich für ein konkretes Ausbauszenario mittlerer bis großer Module in Schiffen entwickelt. Aufgrund der Zusammensetzung aus wenigen einfachen Heuristiken, sollte eine Adaptierung auf andere Anwendungsbereiche, in welchen eine holonome Single-Query Planung in diskreten Kostenregionen durchgeführt werden soll, aber ebenfalls möglich sein

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Friedewald, Axel; Lödding, Hermann; Lukas, Uwe von; Mesing, Benjamin

Einsatz und Entwicklung innovativer VR-Technologien im Schiffbau: Ergebnisse des Verbundvorhabens POWER-VR

2012

Hamburg : TuTech Verlag, 2012

Das Forschungsprojekt POWER-VR hatte zum Ziel, VR-gestützte Untersuchungen stärker in schiffbauliche Produktentwicklungsprozesse zu integrieren. Führende Unternehmen der Schiffbauindustrie sowie Zulieferer und IT-Dienstleister wirkten mit, um relevante Szenarien zu definieren und diese zusammen mit den involvierten Forschungseinrichtungen prototypisch umzusetzen. Ein besonderer Fokus lag zum einen auf Interoperabilität, um einerseits ein handhabbares Datennutzungskonzept zu entwickeln sowie andererseits eine nahtlose Prozessintegration zu gewährleisten. Zum anderen war es Ziel, den Anwendungsaufwand für VR zu reduzieren. Die aufwandsarme Nutzung von VR für sich während des Produktenstehungsprozesses ergebende Fragestellungen wurde im Rahmen dieses Projektes ausgiebig betrachtet.

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Lukas, Uwe von; Mahnke, Eva-Maria; Haase, Kristine

Go-3D 2012: Computergraphik für die Praxis: Tagungsband zur Konferenz Go-3D 2012

2012

Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2012

Go-3D <5, 2012, Rostock, Germany>

Die Konferenz Go-3D 2012 präsentiert aktuelle Forschungsergebnisse der 3D-Computergraphik sowie deren praktische Einsatzmöglichkeiten in der Industrie. Fachexperten aus Wissenschaft und Wirtschaft spannen in ihren Beiträgen ein breites Spektrum von der Sensortechnik für die 3D-Geometrieerfassung für schiffbauliche Anwendungen bis zur mobilen 3D-Assistenz für Wartung und Instandhaltung auf. Highlights sind in diesem Jahr FuE-Ergebnisse in den Themengebieten Ergonomie-Absicherung im virtuellen Raum, Baustatus-Protokollierung in der Einzelfertigung und markerlose optische Objekt- und Posenbestimmung.

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Lödding, Hermann; Friedewald, Axel; Lukas, Uwe von; Mesing, Benjamin

POWER-VR - Prozessorientierte, wettbewerbsfähigkeitssteigernde Entwicklung eines Rahmenkonzepts schiffbaulicher VR-Anwendung

2012

Projektträger Jülich, Forschungszentrum Jülich (PTJ): Statustagung Schifffahrt und Meerestechnik 2012 : Tagungsband der Statustagung 2012. Jülich: Forschungszentrum Jülich, 2012. (Schriftenreihe Projektträger Jülich), pp. 37-52

Statustagung Schifffahrt und Meerestechnik <7, 2012, Rostock, Germany>

Die exemplarische Umsetzung von schiffbaulichen VR-Engineering-Werkzeugen zeigte das große Potenzial von VR und schuf Akzeptanz für seinen Einsatz. Die Validierung anhand integrierter Szenarien, die sowohl prozessübergreifende als auch prozessspezifische Erweiterungen beinhalten, demonstriert im besonderen Maße die Einsatzmöglichkeiten in der maritimen Industrie. Daher leistet das Projekt aus Sicht aller Beteiligten einen wichtigen Beitrag zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit des deutschen Schiffbaus.

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Henriques, Joselito R.; Lukas, Uwe von; Mesing, Benjamin

Schutz Geistigen Eigentums mit Enterprise Rights Management

2012

Economic Engineering: Intelligente Methoden, Prozesse und Technologien, (2012), 2, pp. 84-86

ln den vergangenen Jahren haben die Schäden durch Wirtschaftsspionage und Produktpiraterie kontinuierlich zugenommen, und es ist nicht zu erwarten, dass sich dieser Trend in naher Zukunft abschwächen wird. Enterprise Rights Management (ERM) bietet eine sehr umfassende Möglichkeit, Daten vor unerlaubtem Zugriff zu schützen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen zum Dokumentenschutz wird bei ERM der Schutz direkt an den zu schützenden Inhalten angebracht und sichergestellt, dass dieser nicht entfernt werden kann. Mit anderen Worten: egal wohin die Daten wandern, der Schutz reist mit.

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Mesing, Benjamin; König, Christian R.; Lukas, Uwe von; Tietjen, Thorsten; Vinke, Andree

Virtual Prototyping of Davits with Parameterized Simulation Models and Virtual Reality

2012

Bertram, Volker (Ed.): COMPIT' 12 : 11th International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries. Hamburg: Technische Universität Hamburg-Harburg, 2012, pp. 336-343

International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries (COMPIT) <11, 2012, Liege, Belgium>

For davits it is crucial to be able to launch lifeboats even under extreme conditions like 20° list and 10° tilt. The engineer carries the responsibility to ensure, that constructed davits satisfy this requirement. In this paper a parameterized simulation model for simulating the movement of the davit over time is presented. The parameterization allows adapting, e.g. the amount of stored power, the weight of the life boat or several geometric properties. The simulation model is coupled with a virtual reality system allowing the disembarking procedure to be visualized before even a prototype is built. The paper demonstrates how virtual prototyping can be used to support the design process even for small and medium enterprises.

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Süß, Mathias; Lukas, Uwe von (Betreuer); Vahl, Matthias (Betreuer); Audersch, Stefan (Betreuer)

3D-Rekonstruktion technischer Anlagen und semantische Anreicherung

2011

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2011

Störungsfälle im Bereich der Großanlagen stellen, auf Grund des erforderlichen Expertenwissens und der meist großen räumlichen Distanz zwischen dem Fertigungsort und dem Anlagenstandort, ein großes Problem dar. Um dennoch die Kenntnisse eines Experten nutzen zu können, wird häufig auf Telefon- oder Videokonferenztechniken zurückgegriffen. Diese Techniken limitieren allerdings die Interaktionsmöglichkeit des Experten mit der fernen Anlage. Speziell die unabhängige Untersuchung der Anlage durch den Remoteexperten ist ein großes Problem. Ziel dieser Arbeit ist es, Methoden zu entwickeln und zu untersuchen, die dem Experten mehr Freiheiten bietet, um Informationen über den Zustand einer Anlage zu erhalten und den Monteur vor Ort effektiver zu unterstützen.

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Friedewald, Axel; Lödding, Hermann; Lukas, Uwe von; Mesing, Benjamin; Roth, Matthias; Schleusener, Sebastian; Titov, Fedor

Benchmark neutraler Formate für den prozessübergreifenden Datenaustausch im Schiffbau

2011

Rostock, 2011

Dem Austausch von Produktdaten zwischen verschiedenen Anwendungen kommt im Zuge einer stetig ansteigenden Nutzung der Daten im gesamten Produktlebenszyklus eine immer stärkere Bedeutung zu. Ein wesentlicher Faktor für den reibungs- und verlustlosen Austausch ist dabei das Austauschformat. Dieser Bericht soll einen Überblick über die Fähigkeiten neutraler Visualisierungsformate und korrespondierender Software (Exporter und Konverter) geben. Im Fokus stehen im Engineering-Kontext relevante Datenformate für die prozessübergreifende Nutzung der Daten. Ein weiteres Augenmerk liegt auf dem Datenaustausch mit Zulieferern und der Nutzung für Virtual-Reality-Anwendungen. Basierend auf der Befragung verschiedener Werften und Zulieferer werden relevante Aspekte ermittelt und eine Kriterienmatrix aufgestellt, mit der die Eignung der Formate über eine Gewichtung bewertet wird. Außerdem wird eine Matrix zur Verfügbarkeit der Konverter für den Im- und Export der Formate in und aus Autorensystemen aufgestellt und ergänzend die Qualität exemplarisch durchgeführter Konvertierungen dargestellt. Abschließend werden Empfehlungen für die Formate im gegebenen Umfeld ausgesprochen.

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Mesing, Benjamin; Kluwe, Florian; Lukas, Uwe von

Evaluating Evacuation Simulation Results in a Virtual Reality Environment

2011

Bertram, Volker (Ed.): COMPIT' 11 : 10th International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries. Technische Universität Hamburg-Harburg, 2011, pp. 326-334

International Conference on Computer and IT Applications in the Maritime Industries (COMPIT) <10, 2011, Berlin, Germany>

Safety is considered as one of the key issues in ship design and operation, especially for passenger vessels. This motivates research applying advanced computer graphics technology for ship safety analysis. We have implemented a scenario allowing the evaluation of evacuation simulation results carried out for passenger vessels in a virtual reality (VR) environment. By combining available 2D simulation data with the 3D data of the ship, additional insights with respect to critical points such as stairways and narrow passage ways can be gained, which opens up the opportunity to early design improvements. One of the major technical challenges solved in this context, is the real time visualization of the fully outfitted ship. When reviewing the simulation within the virtual environment, the evaluator can navigate intuitively, using 2D-deck plans on a multi-touch device.

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Lukas, Uwe von; Mahnke, Eva-Maria; Haase, Kristine; Malo, Steffen

Go-3D 2011: Computergraphik für die Praxis: Tagungsband zur Konferenz Go-3D 2011

2011

Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2011

Go-3D <4, 2011, Rostock, Germany>

Unter dem Motto "Computergraphik für die Praxis" präsentiert die Go-3D 2011 aktuelle Forschungsergebnisse der 3D-Computergraphik sowie deren Einsatzmöglichkeiten in der Praxis der maritimen Wirtschaft und der Automobilindustrie. Fachexperten aus Wissenschaft und Wirtschaft spannen in ihren Beiträgen einen Bogen von CAD und Modellierung über Simulation und Visualisierung bis hin zu virtuellen Trainingsumgebungen und Integration.

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Deistung, Eik; Kolewe, Björn; Vahl, Matthias; Lukas, Uwe von

MARSPEED - Ein skalierbarer Trainingssimulator für Bodeneffektfahrzeuge

2011

Lukas, Uwe von (Ed.) et al.: Go-3D 2011: Computergraphik für die Praxis : Tagungsband zur Konferenz Go-3D 2011. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2011, pp. 75-94

Go-3D <4, 2011, Rostock, Germany>

Bodeneffektfahrzeuge nutzen den gleichnamigen Effekt aus, um sich mit hoher Geschwindigkeit über das Wasser zu bewegen. Sie sind als Boote klassifiziert und erreichen dennoch Geschwindigkeiten von bis zu 200 km/h. Diese hohe Geschwindigkeit und das vergleichsweise instabile Bewegungsverhalten erfordern ein Training am Simulator. Ziel im Projekt MARSPEED war daher die Entwicklung eines Trainingssimulators für maritime Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge. Vom Fraunhofer IGD wurde in Zusammenarbeit mit der Universität Rostock und der Hochschule Wismar in diesem Verbundprojekt eine Architektur zur Nahe-Echtzeit-Verbindung von Simulation, Visualisierung und Lern-Management konzipiert und umgesetzt. Außerdem wurde ein visuelles System entwickelt, bestehend aus Visualisierung der Fahrersicht, Anzeigen der Instrumente (Dash-board) sowie Ankopplung der Eingabegeräte. Sowohl begleitend als auch abschließend wurden die (Teil-)Ergebnisse aus technischer, didaktischer und ergonomischer Sicht evaluiert. Als Ergebnis liegen ein Konzept und die prototypische Umsetzung eines skalierbaren Trainingssimulators vor. Kernstück ist die echtzeitfähige, realitätsnahe Simulation und Visualisierung von Bodeneffektfahrzeugen. Es wurde weiterhin gezeigt, dass eine enge Kopplung des Simulators zu CBT (Computer Based Training) sinn-voll zur Umsetzung moderner Blended Learning-Konzepte genutzt werden kann.

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Friedewald, Axel; Lödding, Hermann; Lukas, Uwe von; Mesing, Benjamin; Roth, Matthias; Schleusener, Sebastian; Titov, Fedor

Mehr Qualität im Schiffbau-Engineering

2011

Digital Engineering Magazin, (2011), 8, pp. 34-35

Der intensive Austausch von Modelldaten im Schiffbau zwischen Zulieferer und Werft sowie zwischen verschiedenen Anwendungen innerhalb der Werft ist für eine moderne virtuelle Produktentwicklung besonders wichtig. Viele Werften halten die Daten gegenwärtig in verschiedene Quell- und Zielsystemen vor, was zu einer Vielzahl von Schnittstellen ohne standardisierte Konvertierungswege führt. Dies erschwert es, die Daten in benötigter Qualität und notwendigem Umfang in die Systeme der Werft zu integrieren. Abhilfe kann ein neutrales Datenformat schaffen.

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Gutzeit, Enrico; Vahl, Matthias; Zhou, Zhiliang; Lukas, Uwe von

Skin Cluster Tracking and Verification for Hand Gesture Recognition

2011

Loncaric, Sven (Ed.) et al.: ISPA 2011 : 7th International Symposium on Image and Signal Processing and Analysis. Zagreb: University of Zagreb, 2011, pp. 241-246

International Symposium on Image and Signal Processing and Analysis (ISPA) <7, 2011, Dubrovnik, Croatia>

Device free communication is getting more and more popular. A comfortable and easy way to accomplish this is interaction with hand gestures. A very good gesture recognition system is required in order to avoid frustration among users. The major challenge in hand gesture recognition lies in an accurate segmentation of the hand. The accurate segmentation of skin colored body parts is an active field of research, and much research has been done to solve this segmentation problem with skin models or skin classification rules. In this paper we address hand segmentation and introduce a novel approach based on the extraction, tracking and verification of skin clusters in color space during runtime. An evaluation shows, that our approach performs significantly better than other approaches used for comparison.

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Mesing, Benjamin; Welsch, Jochen-Michael; Lukas, Uwe von

Enterprise Rights Management - Eine neue Ära beim Schutz von Engineering-Know-How

2010

ProduktDaten Journal, (2010), 2, pp. 8-11

Im Rahmen eines immer stärker verteilten Produktentwicklungsprozesses steigt der Umfang an Informationen, die in elektronischen Dokumenten mit Partnerunternehmen ausgetauscht werden müssen, stetig an. Damit steigt aber auch das Risiko, dass Dokumente in die falschen Hände geraten. Enterprise Rights Management (ERM) ermöglicht es, dieses Risiko signifikant zu reduzieren. Der Ansatz bietet eine neue Dimension des Schutzes für elektronische Dokumente. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schutzkonzepten wird der Schutz hier untrennbar mit dem Dokument verbunden. Der Einsatz von ERM stellt aber auch ganz besondere Anforderungen an die Prozesse und die Systemintegration, die es zu bewältigen gilt. Die Projektgruppe Secure Product Creation Processes (SP²) hat sich diesen Anforderungen gestellt und eine Reihe von Empfehlungen erarbeitet.

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Lukas, Uwe von; Mesing, Benjamin; Schaefer, Christoph; Schleusener, Sebastian; Friedewald, Axel

Flexible VR-Lösungen für den Schiffbau

2010

Digital Engineering Magazin, (2010), 2, pp. 42-44

In enger Zusammenarbeit von Forschungseinrichtungen und Werften sowie deren Lieferanten wurden schiffbauspezifische Anwendungsszenarien auf der Basis von Virtual Reality (VR) konzipiert und umgesetzt. Diese berücksichtigen die besonderen Randbedingungen der Branche und zeigen, dass damit die Effizienz im Schiffbau-Engineering gesteigert werden kann.

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Lukas, Uwe von; Mahnke, Eva-Maria; Vahl, Matthias

Go-3D 2010: Go for Innovations: Tagungsband der Konferenz Go-3D 2010

2010

Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2010

Go-3D <3, 2010, Rostock, Germany>

Unter dem Motto "Go for Innovations" präsentiert die Go-3D 2010 aktuelle Technologien der 3D-Computergraphik und deren Nutzen in der maritimen Wirtschaft. Wissenschaftler aus dem Bereich der angewandten Forschung und Entwicklung sowie Praktiker aus Unternehmen demonstrieren zahlreiche Anwendungen, diskutieren Einsatzpotenziale und zeigen aktuelle Trends auf. Veranstalter der Konferenz ist das Kompetenznetzwerk "Go-3D - Effiziente Prozesskette für 3D-Computergraphik". Es wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie. Die "Go-3D 2010" soll die erfolgreich begonne Tradition des Netzwerkgedankens fortsetzen. Sie soll ein Forum für den fachlichen Austausch zwischen praxisorientierten Forschern und aufgeschlossenen Entwicklern sowie Anwendern bieten.

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Lukas, Uwe von

Virtual and Augmented Reality for the Maritime Sector - Applications and Requirements

2010

Lampe, Bernhard P. (Ed.): 8th IFAC Conference on Control Applications in Marine Systems [online]. [cited 12 April 2011] Available from: http://www.ifac-papersonline.net/Control_Applications_in_Marine_Systems/8th_IFAC_Conference_on_Control_Applications_in_Marine_Systems__2010_/index.html, 2010, 5 p.

IFAC Conference on Control Applications in Marine Systems <8, 2010, Rostock, Germany>

The maritime sector with its wide spectrum of ancillary conditions can benefit from advanced computer graphics in many ways. The paper presents several applications from marketing over design to training and maintenance that are based on virtual or augmented reality technology. Some of the technical challenges that arise from the ambitious environment are sketched and an outlook on future research and development is given.

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Lukas, Uwe von

Virtuelle Realität optimiert schiffbauliche Prozesse

2010

Schiff & Hafen, (2010), 4, pp. 20-21

Die Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit stellt in Anbetracht der gegenwärtigen Überkapazität eine wesentliche Herausforderung für die Schiffbauindustrie dar. Bei der Planung und Konstruktion kann mithilfe spezieller Hard- und Software, mit der ein Neubau vorab komplett virtuell und dreidimensional dargestellt werden kann. die Effizienz im Schiffbau erhöht werden.

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Lukas, Uwe von

Augmented Reality in der maritimen Industrie

2009

CAD-CAM REPORT, (2009), 9, pp. 27-31

Augmented Reality ist eine neue Technologie, die das Potenzial besitzt, die Arbeitsweise mit dem Computer auf eine neue Stufe zu heben. Anwendungen für die maritime Industrie stehen zwar noch am Anfang, bieten jedoch ein großes Potenzial in den unterschiedlichsten Phasen des Produktentwicklungszyklus von der Vertriebsunterstützung bis zur Wartung.

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Mesing, Benjamin; Vahl, Matthias; Lukas, Uwe von; Below, Robert

Ein Authoring-Ansatz zum Einbringen von Verhalten in schiffbauliche VR-Anwendungen

2009

Lukas, Uwe von (Ed.) et al.: Go-3D 2009: Go for Innovations : Tagungsband der Konferenz Go-3D 2009. Stuttgart: Fraunhofer Verlag, 2009, pp. 103-116

Go-3D <2, 2009, Rostock, Germany>

CAD-Systeme exportieren beim 3D-Datenexport in der Regel reine Geometriedaten. VR-Szenarien erfordern aber häufig zusätzliche Funktionalität (Verhalten) für Objekte und die VR-Anwendungen. Dieses Verhalten wird im Nachgang möglichst automatisiert hinzugefügt, wobei die Zuordnung des Verhaltens aber zunächst manuell definiert worden sein muss. In diesem Artikel wird ein Ansatz vorgestellt, wie für X3D-basierte Systeme komplexes Verhalten modelliert und automatisch zur Szene zugefügt werden kann. Weiterhin wird ein Authoring-Ansatz vorgestellt, mit dem die Zuordnung des Verhaltens zu den Objekten der Szene visuell und somit durch die Endanwender bzw. Systemverwalter erfolgen kann.

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Mesing, Benjamin; Vahl, Matthias; Lukas, Uwe von

Ein ganzheitlicher Ansatz für den Einsatz von VR im schiffbaulichen Sektor

2009

Gausemeier, Jürgen (Ed.) et al.: Augmented und Virtual Reality in der Produktentstehung : Grundlagen, Methoden und Werkzeuge. Paderborn: Heinz Nixdorf Institut, 2009. (HNI-Verlagsschriftenreihe 252), pp. 275-288

Paderborner Workshop Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung <8, 2009, Paderborn, Germany>

Im schiffbaulichen Sektor behindern noch fehlende schiffbauspezifische Funktionalitäten existierender VR-Anwendungen sowie eine mangelnde Integration der VR-Anwendungen in die Systemlandschaft und die Prozesse den umfassenden Einsatz von VR. In dieser Arbeit wird ein ganzheitlicher Ansatz vorgestellt, der Hilfestellungen für den Einführungsprozess von VR gibt sowie eine Architektur beschreibt, die es ermöglicht Module entsprechend den Anforderungen des Schiffbaus umzusetzen. Es werden zwei Industrieszenarien vorgestellt, in denen dieser Ansatz genutzt wurde, um den VR-Einsatz zu realisieren.

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Lukas, Uwe von; Mahnke, Eva-Maria; Vahl, Matthias

Go-3D 2009: Go for Innovations: Tagungsband der Konferenz Go-3D 2009

2009

Stuttgart : Fraunhofer Verlag, 2009

Go-3D <2, 2009, Rostock, Germany>

Unter dem Motto "Go for Innovations" präsentiert die Go-3D 2009 aktuelle Technologien der 3D-Computergraphik und deren Nutzen in der maritimen Wirtschaft. Wissenschaftler aus dem Bereich der angewandten Forschung und Entwicklung sowie Praktiker aus Unternehmen demonstrieren zahlreiche Anwendungen, diskutieren Einsatzpotenziale und zeigen aktuelle Trends auf. Veranstalter der Konferenz ist das Kompetenznetzwerk "Go-3D - Effiziente Prozesskette für 3D-Computergraphik". Es wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie.

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Lukas, Uwe von

Sicherer Produktdatenaustausch durch Enterprise Rights Management

2009

Economic Engineering: Intelligente Methoden, Prozesse und Technologien, (2009), 4, pp. 57-59

Versendet ein Entwickler CAD-Modelle und komplexe Produktstrukturen, so verliert er bislang vollständig die Kontrolle über den Zugriff auf diese Daten. Hier setzt Enterprise Rights Management (ERM) an und ermöglicht über geeignete Sicherheitsmechanismen die Zugriffskontrolle durch den Absender. Der Beitrag stellt die Aktivitäten einer Arbeitsgruppe vor, die Empfehlungen hiierzu erarbeitet.

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Friedewald, Axel; Lukas, Uwe von; Nedeß, Christian; Mesing, Benjamin; Schaefer, Christoph; Schleusener, Sebastian; Vahl, Matthias

USE-VR - Schiffbau-Engineering mit Virtual Reality - Adaption an die Unikatfertigung

2009

Projektträger Jülich, Forschungszentrum Jülich (PTJ): Statustagung Schifffahrt und Meerestechnik 2009 : Tagungsband. Jülich: Forschungszentrum Jülich, 2009, pp. 42-57

Statustagung Schifffahrt und Meerestechnik 2009 <4, 2009, Rostock, Germany>

Die Wettbewerbsfähigkeit des deutschen Schiffbaus, die heute zum einen in der Systemkompetenz für den Bau komplexer Schiffe (z. B. Kreuzfahrtschiffe, RoRo- Schiffe, Spezialtanker) und zum anderen in einer leistungsfähigen Zulieferindustrie liegt, kann durch den Einsatz innovativer IuK-Technik, die auch das Zusammenwirken der Wertschöpfungspartner erleichtert, weiter gesteigert werden. Virtual Reality als Instrument einer realitätsnahen, interaktiven Technik zur teamgerichteten Visualisierung und Modifikation von Konstruktionslösungen kann dazu beitragen, die Effizienz des Produktentstehungsprozesses durch Verringerung von Iterationsschleifen oder die Vermeidung des Baus physischer Mockups zu erhöhen und die Anwendungsgerechtheit des Entwurfs durch Operating-Untersuchungen frühzeitig nachzuweisen. Dazu ist es zum einen notwendig, die VR-Systeme an die Bedarfe der schiffbaulichen Produktentwicklung anzupassen und in die betriebliche DV-Landschaft zu integrieren und zum anderen bestehende Anwendungshemmnisse zu beseitigen. Im Rahmen des Projektes USE-VR wurden die Einsatzmöglichkeiten für VRTechnologien durch verschiedene Maßnahmen vorangetrieben. Dazu wurde ein szenariengetriebener Ansatz gewählt. Ausgehend von der Analyse verschiedener Szenarien der Industriepartner, die das Forschungsvorhaben aktiv in einem Industrie-Arbeitskreis begleiteten, wurden von der TUHH und dem Fraunhofer IGD/ZGDV generelle Vorgehensbeschreibungen und Handlungshilfen für Einführung und Einsatz von VR entwickelt. Die wissenschaftlich technischen Ergebnisse wurden kontinuierlich anhand der Szenarien geprüft und validiert. Schließlich wurden die Industrieszenarien mit Hilfe der erarbeiten Ansätze umgesetzt und die Ansätze damit noch einmal auf ihre Tauglichkeit geprüft. Nach diesem Vorgehen wurden im Projekte folgende wesentliche Ergebnisse erarbeitet: - Einsatzszenarien für VR im schiffbaulichen Sektor, - Vorgehensmodell für die Einführung von VR und die Umsetzung von VRSzenarien, - Handlungshilfen für die Unterstützung bei den einzelnen im Vorgehensmodell beschriebenen Schritten und - Technische Lösungsbausteine für die Adaption von VR-Software für den schiffbaulichen Sektor.

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Lukas, Uwe von; Mesing, Benjamin

Virtual Engineering im Schiffbau

2009

Economic Engineering: Intelligente Methoden, Prozesse und Technologien, (2009), 6, pp. 62-65

Auch bei Cruiselinern, U-Booten oder RoPax-Fähren müssen die Werften ständig an der Optimierung ihrer Produkte, Methoden und Prozesse arbeiten, um ihren Vorsprung im Markt zu halten zu können. Eine wichtige Rolle können dabei die Technologien des Virtual Engineerings spielen, die beispielsweise im Automobilbau an vielen Stellen im Entwicklungsprozess verankert sind und dort helfen, die Effizienz im Entwicklungsprozess zu steigern.

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Lukas, Uwe von; Audersch, Stefan

Visual Data Mining großer Datenmengen in der Meeresforschung

2009

Schiff & Hafen, (2009), 9, pp. 98-102

Die Sammlung und Auswertung von Daten, insbesondere Messdaten unterschiedlicher Sensoren, ist ein wichtiger Teilbereich der Meeresforschung und Meerestechnik. Dabei handelt es sich oft um sehr umfangreiche Messreihen, bei denen unterschiedlichste Parameter über längere Zeiträume erfasst werden. Das Visual Data Mining eröffnet neue Methoden, derartige Datensätze interaktiv auszuwerten und über die Anwendung geeigneter Visualisierungstechniken Wissen zu extrahieren. Der vorliegende Beitrag skizziert die Anforderungen der Meeresforschung und stellt technische Lösungsansätze vor, wobei insbesondere auch auf immersive Verfahren (Virtual Reality) eingegangen wird.

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Deistung, Eik; Lukas, Uwe von; Sedlacek, Dirk; Kucharzewski, Harro

Game-based Training for Individualized Shipboard Fire-fighting

2008

Benedict, Knud (Ed.): Proceedings of the IMSF 2008 : The International Maritime Simulator Forum [CD-ROM]. Wismar: Hochschule Wismar, 2008, 11 p.

The International Maritime Simulator Forum (IMSF) <35, 2008, Warnemünde, Germany>

Game-based training is a promising approach to reduce costs on the one hand and reach a constant level of trainee motivation and involvement on the other hand. Computer games pave the ground for offering a simulated world that is used for implementing realistic training scenarios. Advances of the consumer-focused game industry do not only provide off-the-shelf high-end graphics and computing power but also sophisticated game engines that allow the concentration on the content whilst interaction and rendering is mainly done by the game engine. The paper presents the experiences of the authors in applying game-technology in the area of shipboard firefighting. It starts with a concept, in how to embed game-based training in the process of maritime education - considering the benefits and limitations of this specific simulator. Later on we describe the technological framework that is used in the authoring phase as well as during the runtime. Furthermore, we highlight the user feedback and compare our approach with the classical way of shipboard fire-fighting. The paper closes with an outlook to further research in this area.

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Friedewald, Axel; Lukas, Uwe von; Mesing, Benjamin; Schäfer, Christoph

Leitfaden zur Auswahl eines VR-Systems

2008

Rostock, 2008

VR-Technologien bieten die Möglichkeit, die Effizienz in den einzelnen Phasen des schiffbaulichen Lebenszyklus zu erhöhen, und können die Planung von Aktivitäten vereinfachen. Derzeit fehlen allerdings noch Erfahrungen, welche VR-Software für den Einsatz im schiffbaulichen Einsatzfeld am besten geeignet ist. Dieses Studie bietet eine Hilfestellung für Unternehmen, die planen, die Möglichkeiten der Virtuellen Realität im schiffbaulichen Entstehungsprozess zu nutzen. Es unterstützt bei der Auswahl einer für die geplanten Einsatzzwecke passende VR-Software.

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Deistung, Eik; Lukas, Uwe von; Sedlacek, Dirk

Moderne Ausbildungskonzepte in der Brandabwehr

2008

Technische Überwachung : TÜ, Vol.49 (2008), 3, pp. 16-20

Brandabwehr und Brandabwehrausbildung sind nach wie vor Themen von großem gesellschaftlichen Interesse. Im maritimen Sektor sind dabei Qualität, Zeit, Flexibilität und Kosten der Ausbildung wichtige Faktoren. Diesen kann mit modernen Ausbildungskonzepten wie compulerbasiertem Lernen und Lernspielen Rechnung getragen werden. Computerbasiertes Lernen kann die Präsenzzeit der Teilnehmer senken. Lernspiele ermöglichen es, das Training zu intensivieren und effektiver zu gestalten, indem besondere Handlungsabläufe und Vorgehensweisen vertieft werden können. Dabei kann weder computerbasiertes Lernen noch ein Lernspiel die Präsenz des Trainee in der Bildungseinrichtung komplett ersetzen. Experten und reales Feuer sind nicht ersetzbar. Der Ansatz ermöglicht es aber, die Präsenzzeit zu reduzieren und dabei die Qualität des Trainings zu steigern und gezielt auf den Bedarf der Nutzer einzugehen.

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Mesing, Benjamin; Vahl, Matthias; Lukas, Uwe von

The USE-VR Platform - A Framework for Interoperability among Different VR Solutions

2008

5th Intuition 2008. Proceedings : Virtual Reality in Industry and Society: From Research to Application. Turin, 2008, 10 p.

Intuition International Conference <5, 2008, Turin, Italy>

Today, there exists a multitude of different VR solutions, each providing its own advantages and application areas. Needless to say that companies use the VR solutions best suited for their specific purposes. But commercially available VR applications often do not cover all the individual use cases which might occur in different companies - a fact which makes extra customisation necessary. This especially holds true for the shipbuilding industry with its specific needs not addressed by today's VR solutions. Furthermore, VR applications are mostly incompatible among each other which makes the collaboration of different tools impossible, at the moment. With the USE-VR Platform, ZGDV provides a flexible concept for the development of custom modifications which are usable together with different VR applications and which, besides other features, support the collaboration among different VR solutions. This paper will present the USE-VR Platform and illustrate its usage with a use case from the shipbuilding industry.

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Lukas, Uwe von

Virtuelle und Erweiterte Realität in der maritimen Industrie: Computergraphik an der Schwelle von der Forschung in die Anwendung

2008

Traditio et Innovatio, (2008), 2, pp. 26-28

Der Beitrag benennt die besonderen Randbedingungen der im europäischen Schiffbau vorherrschenden Kleinstserien und stellt konkrete Einsatzszenarien für den Einsatz von Virtueller und Erweiterter Realität in der maritimen Industrie vor.

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Hong, Seok Won; Lukas, Uwe von

GEKOMARTT 2007 in Busan: Proceedings of the 1st German Korean Symposium on Marine Transportation Technologies

2007

2007

German Korean Symposium on Marine Transportation Technologies (GEKOMARTT) <1, 2007, Busan, Republic of Korea>

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Lukas, Uwe von; Mesing, Benjamin; Vahl, Matthias

Protect Intellectual Property and Prevent Product Counterfeiting - the IT Perspective

2007

3rd International Conference on Virtual Design and Automation [CD-ROM] : Innovation in Product and Process Development. Poznan: Poznan University of Technology, 2007, 8 p.

International Conference Virtual Design and Automation (VIDA) <3, 2007, Poznan, Poland>

Product counterfeiting is a major challenge for all industry nations worldwide. It must be fought at several levels, ranging from policy, over legal issues up to organization and technical measures. This article concentrates on the technical perspective, especially the challenges and potential solutions in the field of information technology. On the one hand, the internet is introducing a high risk in collaborative product development. On the other hand, there are many tools and technologies available to protect intellectual property. Various concrete IT solutions are available that range from data filtering over enterprise rights management up to trusted computing. The joint activities of the German automotive sector for secure product creation are presented and an outlook to further research and development is given.

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Lukas, Uwe von

Virtualisierung von Messen

2007

AUMA-Edition, (2007), 26, pp. 110-120

Für virtuelle Messen sind die klassischen Messeanbieter im Vergleich zu den typischen Internet-Firmen wie Google oder Microsoft jedoch nicht optimal aufgestellt. Aber müssen sie das überhaupt sein? Werden Messen künftig nur noch im Cyberspace veranstaltet? Gehören der Lärm überfüllter Hallen, die Jagd nach einem (bezahlbaren) Hotelzimmer und platte Füße bald der Vergangenheit an? Diese Fragen lassen sich heute seriös nicht beantworten. Was dieser Artikel jedoch leisten soll, ist eine Bestandsaufnahme zu konkreten technischen Möglichkeiten, ein Einblick in aktuelle Forschungsthemen und eine Reihe von Empfehlungen, die sich daraus ableiten - das alles aus einer persönlichen Perspektive und "garniert" mit individuellen Erlebnissen als Aussteller und Messebesucher.

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Lukas, Uwe von; Vahl, Matthias

Aufbereitung digitaler Produktdaten zur Unterstützung markerloser Trackingverfahren. Schlussbericht: Advanced Augmented Reality for Industrial Service Applications (BMBF-Leitprojekt ARTESAS)

2006

Rostock, 2006

Im Laufe des Projektes wurden Konzepte zur Lösung der Problemstellungen "Extraktion von Kanten" entwickelt und evaluiert. Die im Rahmen dieses Forschungsprojektes entstandenen Softwareprototypen, die den Anwendern zur Verfügung gestellt wurden, sind: (1) Ein Kanten-Extraktions-Tool, genannt EdgeExtraktor bzw. VisibleEdge. Liefert ein 3Dkantenmodell in Weltkoordinaten einer als VRML-Modell gegebenen Szene zu einer bestimmten Ansicht. Weitere Eingangsdaten sind die Farb- und Reflektionseigenschaften der Materialien. (2) Ein Oberflächenmodell-Tool, genannt HullGenerator. Stellt ein Polygonmodell der sichtbaren Außenschale bereit. Dieses Modell findet Anwendung bei der Bestimmung von 3D-Koordinaten aus 2D für getrackte Features. Weiterhin entstand ein Demonstrator, der die Machbarkeit des Ansatzes der "Tracking-gestützen Kantenextraktion" demonstriert.

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Below, Robert; Lukas, Uwe von (Betreuer); Vahl, Matthias (Betreuer)

Authoring von Produktdaten für virtuelle Umgebungen

2006

Wismar, Hochschule, Diplomarbeit, 2006

The ongoing development of virtual reality systems allows it nowadays to use them in many different areas. Aside the already known usage of those systems in fields such as simulations or entertainment software, virtual environments gained more and more importance in the field of design and product development over the past few years. In particular for the phases of engineering, testing and marketing virtual environments can be very supportive. For instance design mistakes can be detected in early stages, the integration of the product with other system can be tested or possible versions of the product can be demonstrated to the customer before it is already build. Within the frame of this work an Authoring-System is going to be developed which will be capable of preparing and transforming product data of different sources (e.g. PDM or CAD) the way that the user can interact with it in a VR application. The system will convert the structure, which is given by the data, into a displayable format. This means the product data has to be extended with interaction abilities and the metadata (additional information about the product like material or weight) given by the product data has to be processed for later use. The product data which is given as input to the authoring can be divided into geometry data, which will describe the appearance of objects in the virtual system and the already mentioned metadata on the other hand. There will be an interface defined which allows the system to obtain metadata from different sources and also make it easy to integrate new sources. The virtual environment for which the authoring will be processed is the Avasync System, which was developed at ZGDV.

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Lukas, Uwe von

Virtual and Augmented Reality in the Maritime Industry

2006

Weiss, Zenobia (Ed.): Virtual Design and Automation : New Trends in Collaborative Product Design. Poznan: Publishing House of Poznan University of Technology, 2006, pp. 193-201

Computer Graphics is an important technology for progress in virtual product creation. Visualization and interaction with digital products are crucial to detect and solve problems in the design and the manufacturing process as early as possible. The concept of the virtual ship offers plenty of potential to improve communication amongst the involved disciplines, to compare alternative designs and to simulate production steps as well as usage of the ship and different situations. Highly interactive technologies such as Virtual and Augmented Reality are available and can be applied throughout the whole life cycle. This paper summarizes the state of the art from a technology perspective and presents typical usage scenarios ranging from design and production over marketing up to maintenance and training. Upcoming trends in hard- and software are highlighted and the paper concludes with an outlook to further research in this challenging field.

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Lukas, Uwe von

Communicative Engineering

2005

Weiss, Zenobia (Ed.): Virtual Design and Automation. Poznan: Publishing House of Poznan University of Technology, 2005, pp. 277-285

The paper highlights the importance of communication and collaboration in engineering and discusses driving factors concerning this matter. Afterwards the author presents a general model for collaboration, including the technical, the strategic, the organizational, and the staff-realted viewpoint. The technical viewpoint is presented in more detail n the main part of the article by giving examples for explicit and implicit collaboration. Here the solution for PDM-based collaboration using a federation of heterogenous PDM systems plays a major role. After presenting experiences from communicative engineering in the automotive as well as in the shipbuilding industry, the paper concludes with a summary and some outlook to further work.

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Encarnação, José L.; Lukas, Uwe von; Stork, André

Cross-Domain Engineering: Innovation Fields and Perspectives for Computer Graphics

2005

ProSTEP iViP Association: ProSTEP iVip Science Days 2005 : Cross-Domain Engineering. Bobingen: Kessler Verlagsdruckerei, 2005, pp. 6-17

ProSTEP iVip Science Days <2, 2005, Darmstadt, Germany>

Cross-domain engineering is a highly multidisciplinary approach that opens the door for innovation in many industrial areas. Innovation in products and processes is a constant challenge to ensure the competitiveness of our economy. Applied research plays a major role in this context as an instrument for identifying promising technologies and preparing them for industrial use. With the application focus of cross-domain engineering as a filter, this paper illustrates innovation topics of the Fraunhofer-Gesellschaft and presents selected research work based on computer graphics technologies. Finally, the authors give an indication of future work by highlighting challenges for computer graphics in cross-domain engineering.

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Kumpfmüller, Jens; Lukas, Uwe von (Betreuer); Vahl, Matthias (Betreuer)

Group- und Security-Awareness in Konferenzsystemen

2005

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2005

Ziel der Group-Awareness ist es, dem Nutzer einen Kontext aufzuzeigen, indem jeder der Gruppe erfahren kann, was andere Gruppenmitglieder gerade tun beziehungsweise getan haben, um somit die ihre eigenen Aktivitäten besser zur Lösung des Problems einzubringen. Ziel der Security-Awareness ist es, ein Bewusstsein über die Sicherheitsrisiken von Handlungen zu schaffen und mögliche Alternativen aufzuzeigen. Treffen beide Konzepte in einem Konferenzsystem aufeinander, so führt dies eher zu Verwirrung und überfordert den Anwender. Die Aufgabe der Arbeit besteht in der Vereinheitlichung beider Konzepte auf Daten- und Präsentationsebene, wobei der Schwerpunkt auf der Ebene der Datenmodelle liegt. Dazu wird ein Konzept entwickelt und die Realisierbarkeit an einer prototypischen Umsetzung gezeigt.

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Nowacki, Steffen; Lukas, Uwe von

High Level Integration based on the PLM Services Standard

2005

ProSTEP iViP Association: ProSTEP iVip Science Days 2005 : Cross-Domain Engineering. Bobingen: Kessler Verlagsdruckerei, 2005, pp. 50-61

ProSTEP iVip Science Days <2, 2005, Darmstadt, Germany>

The PLM Services standard of the Object Management Group is a milestone for system integration in a structured and flexible manner. By providing a sound information model and a well-performing interface for synchronous and asynchronous access to product data, we now have the chance to avoid proprietary integration solutions. Based on the standard and a modular approach with reusable components we can push the integration task into another dimension: The High-Level Integration presented in this paper does not concentrate on low level problems such as connecting to heterogeneous systems or mapping of data types. The companies now can focus on the business logic - as demanded by the end-users.

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Lukas, Uwe von

Integrierter Virtueller Schiffbau. Dokumentation zum Workshop: InViS 2005

2005

Stuttgart : Fraunhofer IRB Verlag, 2005

Workshop Integrierter Virtueller Schiffbau (InVis) <2005, Rostock, Germany>

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Lukas, Uwe von; Schulte, Guido; Hayka, Haygazun; Scheller, Michal; Wolf, Andreas

InViS - Integrierter Virtueller Schiffbau

2005

Lukas, Uwe von (Ed.): Integrierter Virtueller Schiffbau. Dokumentation zum Workshop : InViS 2005. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, 2005, 14 pp.

Workshop Integrierter Virtueller Schiffbau (InVis) <2005, Rostock, Germany>

Der Beitrag stellt wesentliche Ergebnisse des BMBF-Projekts InViS - Integrierter Virtueller Schiffbau vor. Hierzu zählen das als XML-Schema codierte Datenmodell, die offene Integrationsplattform sowie verschiedene darauf aufbauende Komponenten für Telekooperation, VR-Präsentation, Simulation und Anbindung von CAD-Systemen. Die Projektergebnisse werden im Kontext des Virtuellen Maschinenraums in zwei Anwendungsszenarien evaluiert und verdeutlichen das Potential des integrativen Ansatzes zur Unterstützung durchgängiger Prozessketten.

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Lukas, Uwe von

IT-Security in E-Engineering - Challenges and Solutions

2005

European Multidisciplinary Society for Modelling and Simulation Technology (EUROSIS): European Concurrent Engineering Conference. Proceedings. Gent: EUROSIS-ETI, 2005, pp. 63-67

European Concurrent Engineering Conference (ECEC) <12, 2005, Toulouse, France>

Organizational innovations like Global Engineering and the growing importance of the Internet as a communication backbone for distributed processes induce a risk for the integrity as well as the confidentiality of digital product data. This paper gives an overview of the challenges and technical solutions in the area of IT security for E-Engineering. Basic technologies and specific solutions for CAD and product data in general are presented and an outlook towards further research in this field is given.

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Pohl, Ralf; Lukas, Uwe von (Betreuer); Vahl, Matthias (Betreuer)

Konzeption eines kontextorientierten Trackingframeworks unter Nutzung von Produktdaten

2005

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2005

In dieser Arbeit wurde ein Trackingframework entwickelt, welches für die Bestimmung der Kameraposition und -orientierung, neben der Nutzung von Produktdaten, kontextorientierte Randbedingungen mit einbezieht. Damit wird dem Trackingframework die Möglichkeit gegeben, automatisch auf Veränderungen der systemumgebenden sowie systeminternen Variablen zu reagieren. Randbedingungen wie zum Beispiel Lichtverhältnisse können so vom Framework erkannt und entsprechend behandelt werden. Durch die Konzeption als Framework ist dieses modular aufgebaut und unterstützt den einfachen Austausch sowie die Erweiterung vorhandener Module. Die Parametrisierung aller Module erfolgt zur Laufzeit, so dass der Einfluss dieser auf den gesamten Trackingprozess effizient untersucht werden kann. Die Rückgabe von Qualitätsmaßen durch die Module, ermöglicht die Auswahl der besten Verfahren und eine optimale Parametrisierung dieser, angepasst an die jeweiligen Verhältnisse.

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Lukas, Uwe von; Vahl, Matthias; Deistung, Eik; Hellmich, Carsten

Schlußbericht Integrierter Virtueller Schiffbau (InViS): BMBF-Projekt: Schlussbericht

2005

Rostock, 2005

Das vorrangige Ziel des Verbundvorhabens war die Entwicklung innovativer IT-Werkzeuge für die Produktentwicklung (Virtual Reality, Telekooperation, Simulation) und deren Integration und Einführung im Schiffbau. Diese rechnergestützten Verfahren werden als Schlüsseltechnologien für eine effizientere qualitätssteigernde Arbeitsweise in der Konstruktions- und Produktionsvorbereitungsphase angesehen. Die Ablösung physischer Prototypen und die daraus resultierende Virtualisierung bilden zudem die Grundlage für eine engere Zusammenarbeit über Standort- und Unternehmensgrenzen hinweg. Hieraus ergeben sich wesentliche Verbesserungspotentiale für die Vernetzung der Werften mit ihren Zulieferern und Dienstleistern. Schon der Einsatz einzelner Technologien (Virtual Reality, Simulation etc.) kann ausgewählte Schritte im Konstruktions- und Planungsprozess optimieren. Spürbare Effekte erfordern jedoch das Zusammenspiel verschiedener Technologien, was eine Integration auf unterschiedlichen Ebenen voraussetzt. InViS verfolgte deshalb einen integrativen Ansatz und zielte auf eine offene Plattform zur Einbindung verschiedener Software-Werkzeuge. Die so entstehende Vision einer engen Zusammenarbeit unabhängiger Partner auf der Basis fortgeschrittener Informations- und Kommunikationstechnik wird als Integrierter Virtueller Schiffbau bezeichnet. Diese Vision sollte im Rahmen des Verbundvorhabens konkretisiert, technisch umgesetzt und anschließend in konkreten Szenarien erprobt werden.

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Lukas, Uwe von; Krause, Frank-Lothar; Rothenburg, Uwe; Wöhler, Thomas; Romahn, Andreas; Anderl, Reiner; Melk, Katharina; Awiszus, Birgit; Ufer, René; Binotsch, Carolin; Schützer, Klaus; Gemignani, Bruno H.

Study ENGINEERING 2010: Setting the Course for Innovative Engineering

2005

Augsburg : VMM Wirtschaftsverlag, 2005

The realisation of efficient product development and production processes forms the basis for economic success. It is of vital importance to keep up with the technological development in order to be able to react to new developments in time and furthermore to actively participate in the future evolution of product development related technologies. In this context, the domains of - Functional Mock-Up, - Collaborative Requirements Management, - Collaborative Project Engineering, - VR-Engineering, - IT-Security in Virtual Product Creation, and - Knowledge Based Engineering are of particular importance and require detailed attention. The study "Setting the Course for Innovative Engineering" has been conducted with the major objective of identifying IT-potentials in product creation and possible realisation strategies up to the year 2010. This study pays special attention to the domains mentioned above and describes comprehensively the respective states of the art, deficits and requirements, trends and visions, realisation subjects and strategies, as well as benefits and success criteria. The present book describes the results of the study.

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Funk, Wolfgang; Lukas, Uwe von

Track-and-Trace for CAD Models in Distributed Engineering

2005

ProSTEP iViP Association: ProSTEP iVip Science Days 2005 : Cross-Domain Engineering. Bobingen: Kessler Verlagsdruckerei, 2005, pp. 208-219

ProSTEP iVip Science Days <2, 2005, Darmstadt, Germany>

In the context of global engineering supply chains the virtual product is subject to a constant risk of espionage, fraud and sabotage. Beside other security technologies, digital watermarks are one approach to raise the security level in a company. In this article we concentrate on embedding digital watermarks into 3D product models. A digital watermark can be used to store and retrieve information such as the originator or the legitimate receiver of the model. We give a short overview of existing watermarking technologies for polygonal and parametric models and a more detailed description of an algorithm that is well suited for the track-and-trace scenario. Concrete usage scenarios illustrate technical alternatives and the integration in the product creation environment.

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Lukas, Uwe von; Nowacki, Steffen

A Standard Access Interface for Product Data

2004

Baake, Uwe F. (Ed.) et al.: ECEC 2004 - Worldwide Partnerships and Mergers. Proceedings. Ghent: EUROSIS, 2004, pp. 35-42

European Concurrent Engineering Conference (ECEC) <11, 2004, Hasselt, Belgium>

Integration in the area of product data management systems is still an open topic. Even though various approaches for offline (typically based on STEP) and now also for online integration have been developed, the effort and costs of integration are still too high. What we need in the context of a highly integrated environment or a collaborative virtual environment, including systems such as CAD, CAE, Virtual Reality and tele-cooperation, is an open and powerful approach for exploring and modifying product data. This paper puts forward additional arguments for dealing with this topic in terms of motivation and afterwards presents an approach employing a standard access interface as the core concept. Using previous work from the STEP community, we also define an API which makes integration tasks in a given environment much easier. Based on the presentation of the interface, the paper illustrates usage and advantages of the approach on the basis of two application scenarios: federation of PDM systems and integration of PDM and Virtual Reality. The paper ends with a summary and an outlook on future work.

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Lukas, Uwe von; Hayka, Haygazun; Schulte, Guido

Aspekte des Virtual Engineering im Schiffbau

2004

Stelzer, Ralph H. (Ed.) et al.: Tagungsband 2. Gemeinsames Kolloquium Konstruktionstechnik 2004. Dresden, 2004, pp. 59-66

Gemeinsames Kolloquium Konstruktionstechnik (KT) <2, 2004, Dresden, Germany>

Der Beitrag stellt wesentliche Ergebnisse aus dem BMBF-Projekt InViS -- Integrierter Virtueller Schiffbau vor. Hierzu zählen das als XML-Schema codierte Datenmodell, die offene Integrationsplattform sowie verschiedene darauf aufbauende Komponenten für Telekooperation, VR-Präsentation, Simulation und Anbindung von CAD-Systemen. Die Projektergebnisse werden im Kontext des Virtuellen Maschinenraums in zwei Anwendungsszenarien evaluiert und verdeutlichen das Potential des integrativen Ansatzes zur Unterstützung durchgängiger Prozessketten.

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Weißmann, Daniel; Urban, Bodo (Betreuer); Lukas, Uwe von (Betreuer)

Entwicklung eines Verfahrens zur Erzeugung räumlich abhängiger Detailstufen für beliebige 3D-Szenen

2004

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2004

Zur Darstellung großer dreidimensionaler Szenen in der virtuellen Realität, ist es notwendig Einzelmodelle der Szene in geringerer Qualität darzustellen, wenn diese nicht im Zentrum der Aufmerksamkeit stehen, um das Datenvolumen zu reduzieren und so die Geschwindigkeit zur Darstellung in Echtzeit zu erhöhen. Verfahren zur Reduktion dieser Modelle werden Level-of-Detail Verfahren genannt und konzentrieren sich in der Regel auf die separate Auswahl und Reduktion der Modelle einer Szene. Das Verfahren dieser Arbeit zeigt hingegen eine Herangehensweise, in der eine Zusammenfassung räumlich naher Modelle durch Aufteilung der virtuellen Szene erreicht wird. Sie wird in räumliche Segmente aufgeteilt, die anschließend als Einheiten behandelt werden. So muss nicht für alle Einzelmodelle der Szene ein Wechsel der Qualitätsstufen berechnet werden, sondern nur jeweils für ein gesamtes Raumsegment. So werden aufwendige Entscheidungen zur Laufzeit vermieden. Die Lösung und Umsetzung orientiert sich dabei an der verbreiteten und standardisierten Modellierungssprache für virtuelle Szenen VRML.

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Lukas, Uwe von; Schulte, Guido; Hayka, Haygazun; Scheller, Michal; Wolf, Andreas

InViS - Integrierter Virtueller Schiffbau

2004

Schiffbauforschung, Vol.43 (2004), 4, pp. 49-59

Der Beitrag stellt wesentliche Ergebnisse des BMBF-Projekts InViS - Integrierter Virtueller Schiffbau vor. Hierzu zählen das als XML-Schema codierte Datenmodell, die offene Integrationsplattform sowie verschiedene darauf aufbauende Komponenten für Telekooperation, VR-Präsentation, Simulation und Anbindung von CAD-Systemen. Die Projektergebnisse werden im Kontext des Virtuellen Maschinenraums in zwei Anwendungsszenarien evaluiert und verdeutlichen das Potential des integrativen Ansatzes zur Unterstützung durchgängiger Prozessketten.

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Lukas, Uwe von; Voskamp, Jörg; Boll, Berend; Müller, Jan

MAVIN - Ein neues Telekonferenzsystem für die Kardiologie

2004

Niederlag, Wolfgang (Ed.) et al.: Telekardiologie : Methodische Grundlagen, technische Lösungen, praktische Erfahrungen, integrierte Versorgungskonzepte. Dresden-Friedrichstadt: General Hospital, 2004. (Health Academy 1/2004), pp. 84-93

Das in enger Kooperation von Anwendern, Industrie und angewandter Forschung entwickelte MAVIN ist ein mehrpunktfähiges Telekonferenzsystem für die Medizin - mit besonderem Fokus auf den Einsatz in der Kardiologie. Ein wesentliches Merkmal des PC-basierten Systems ist die Unterstützung schmalbandiger Netzverbindungen trotz großvolumiger Bilddaten. Damit kann MAVIN insbesondere auch für die Kommunikation zwischen Klinikum und niedergelassenen Ärzten verbessern. Das System bietet alle notwendigen Funktionen zur Planung von Konferenzen unter Zuordnung des notwendigen Bildmaterials aus der digitalen Patientenakte, für die sichere Verteilung der Daten zu den beteiligten Arbeitsstationen und zur Durchführung der Konferenz. Während der Konferenz sind die Teilnehmer über eine automatisch einberufene Telefonkonferenz verbunden und erhalten stets eine synchronisierte Darstellung der medizinischen Bilddaten (DICOM) in ihren Viewern. Ergänzend stehen hier Telepointer und einfache Mechanismen zur Übergabe des Aktionsrechts zur Verfügung. Neben Einzelbildern lassen sich mit MAVIN insbesondere auch Filmsequenzen (Cinemode) in Echtzeit kooperativ betrachten.

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Nowacki, Steffen; Lukas, Uwe von

Efficient and Convenient Federation of Product Data

2003

Fricke, C. (Ed.) et al.: ProSTEP iVip Science Days 2003 : Advances in Collaborative Product Creation. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, 2003, pp. 36-45

International ProSTEP iViP - Science Days <1, 2003, Dresden)

PDM federation is a powerful concept for handling the distribution of product data over various data sources (PDM, ERP,L) -- even across company boundaries. Typical problems in this context include the variety of data models, the integration of different access interfaces and efficient implementation of the business logic. Even though partial solutions do exist for all areas, there is no general approach that functions efficiently with very large data sets and which is also easy to implement in a given environment. Our PDM federation concept solves these problems by combining concrete PDM systems into a single, virtual PDM system. This approach conceals the internal complexity of federation and offers a uniform view and access on the data. This virtual PDM layer does not perform replication of product data, but is responsible for distribution of queries and joining the partial results to produce an overall result on the basis of the distribution model. A precondition of this concept is the mapping of the different data models and access interfaces of the individual PDM systems to form a uniform data model and a uniform access interface. The PDTnet Schema has been identified as a promising foundation for a neutral data model. The schema has been jointly developed by important companies in the German automotive industry and successfully used in various integration scenarios. In order to provide an efficient access interface to connect distributed modules at service level, an efficient Java binding for the XML-based PDTnet interface has been developed. Some foundation modules that can be configured to federate arbitrary PDM systems use this. This paper not only presents the technical concept but also initial results of a pilot project carried out at a German OEM.

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Lukas, Uwe von; Nowacki, Steffen

Federation of PDM Systems Based on the PDTnet Schema

2003

ProductData Journal, Vol.10 (2003), 1, pp. 31-33

This article describes concepts for and the realization of a federation of PDM systems. The federation supports not only the consolidation of product data within an enterprise but also the implementation of e-collaboration. In this context, a federation of PDM systems refers to the virtual unification of product data that belongs together logically but which is distributed physically over a number of different systems. A typical example of the distribution of product data within an enterprise is when BoM for a product is located on another system. However, there is also substantial application potential for the federation in cross-enterprise product development.

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Lukas, Uwe von; Nowacki, Steffen

Föderation von PDM-Systemen auf der Basis des PDTnet-Schemas

2003

ProduktDaten Journal, Vol.10 (2003), 1, pp. 31-33

In diesem Artikel werden Konzepte und Realisierung einer Föderation von PDM-Systemen beschrieben. Die Föderation unterstützt sowohl bei der Konsolidierung von Produktdaten innerhalb eines Unternehmens als auch bei der Umsetzung von Konzepten der e-Collaboration. Eine Föderation von PDM-Systemen bezeichnet in diesem Kontext die virtuelle Zusammenführung von logisch zusammengehörenden, aber physisch auf verschiedene Systeme verteilten Produktdaten. Ein typisches Beispiel für die Verteiltheit von Produktdaten innerhalb eines Unternehmens liegt vor, wenn sich die Stücklisteninformationen zu einem Produkt in einem System und die Konstruktionsinformationen in einem anderen System befinden. Erhebliche Einsatzpotenziale für die Föderation ergeben sich aber auch in der unternehmensübergreifenden Produktentwicklung. So werden die Daten zu einem Bauteil eines Systemlieferanten mit zum Teil gleichen, zum Teil unterschiedlichen Inhalten sowohl im System eines Zulieferers als auch im System des OEMs gehalten.

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Gronau, Norbert; Kern, Eva-Maria; Lukas, Uwe von

Integration des Community-Gedankens in das Collaborative Engineering am Beispiel des Schiffbaus

2003

Uhr, Wolfgang (Ed.) et al.: Wirtschaftsinformatik 2003. Band II : Medien - Märkte - Mobilität. Heidelberg: Physica-Verlag, 2003, pp. 21-40

Internationale Tagung Wirtschaftsinformatik <6, 2003, Dresden, Germany>

E-Collaboration als aktuell vieldiskutierte Form der zwischenbetrieblichen Zusammenarbeit bietet Unternehmen auch im Bereich der Produktentwicklung neue Möglichkeiten, dem steigenden Wettbewerbsdruck zu begegnen. Zielsetzung dieses Beitrages ist es, das Konzept des Collaborative Engineering darzustellen und durch die Idee der Communities, die sich als neue Organisationsform von Benutzern elektronischer Kommunikationsmedien entwickelt haben, zu erweitern. Dazu werden am Beispiel des Schiffbaus aktuelle Fragestellungen diskutiert sowie ein Lösungsansatz für eine Collaborative Engineering Plattform vorgestellt. Darauf aufbauend wird der Community- Gedanke auf die Produktentwicklung übertragen; Anforderungen an Communities im Engineering-Bereich werden abgeleitet. Abschließend erfolgt die Beschreibung einer Rahmenarchitektur sowie die Formulierung von Forschungsfragen zur Realisierung von Collaborative Engineering Communities.

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Vahl, Matthias; Lukas, Uwe von

Integration of CAD and Virtual Reality bases on OMG's CAD Services Interface

2003

European Multidisciplinary Society for Modelling and Simulation Technology (EUROSIS): European Concurrent Engineering Conference. Proceedings, pp. 54-61

European Concurrent Engineering Conference (ECEC) <10, 2003, Plymouth, UK>

The work presented in this paper concentrates on questions of integration CAD and Virtual Reality (VR). The crucial dilemma is the kind of data handled in both systems: CAD systems on the one hand operate on semantically rich data, where assemblies, parts, features or topological entities can be created and modified. VR systems, on the other hand, mainly operate on dumb triangles.As VR and CAD will remain different areas that will be slow in merging together, we have to find a way to combine both technologies in a single system for VR-based CAD. The first step in this direction is the identification and evaluation of interfaces. In this context, the authors examined the CAD Services interface of the Object Management Group (OMG). The interface not only allows read access to tessellated data, topology and features; it also supports modification of data - especially design features. A software prototype was implemented based on Autodesk's Mechanical Desktop (MD) as a backend CAD system, a partial implementation of the CAD Service interface and ZGDV's VR Framework JSTB, based on Java 3D. The resulting application can be used to visualize arbitrary MD models in an immersive VR environment and interact with the design features of the models. To replace the backend system with any other commercial CAD systems, only the CAD Services interface has to be re-implemented to work on a new set of API functions.The prototype demonstrates the feasibility of this flexible and integrative approach, where a commercial CAD system is linked to a VR environment. Even though the complexity of the models that can be handled in real-time is quite limited in this prototype, the evaluation identifies a high potential of the CAD Services interface. Based on this work, improvements to the interface can be formulated to overcome current limitations of the OMG specification.

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Lukas, Uwe von

Kooperation in der virtuellen Produktentwicklung durch föderierte PDM-Systeme

2003

Industrie-Management, Vol.19 (2003), 5, pp. 33-36

Die reibungslose Zusammenarbeit aller Beteiligten innerhalb eines Projektteams ist die zentrale Voraussetzung für das verteilte Engineering. Dabei spielt der gemeinsame Zugriff auf das verteilt verwaltete Produktmodell eine wesentliche Rolle. Die Föderation von PDM-Systemen bietet einen komfortablen und effizienten Ansatz für Use-Cases, bei denen der Anwender parallel mit unterschiedlichen PDM-Systemen hantieren muss. Durch die Bereitstellung eines "virtuellen PDM-Systems" entfallen unproduktive Arbeitsschritte zur Datenakquise und -speicherung und die Mitarbeiter erhalten mehr Freiraum für produktive bzw. kreative Tätigkeiten. Wesentliche Anforderungen für eine PDM-Föderation sowie eine offene, modulare Architektur zur Implementierung der Föderation in bestehenden Systemumgebungen bilden den Schwerpunkt des Beitrags.

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Lukas, Uwe von; Urban, Bodo (Betreuer); Encarnação, José L. (Betreuer); Krause, Frank-Lothar (Betreuer)

Modellbildung und Methodik für die integrationsbasierte Telekooperation in der Produktentstehung

2003

Stuttgart : Fraunhofer IRB Verlag, 2003

Computer Graphik Edition 10

Zugl.: Rostock, Univ., Diss., 2002

Aktuelle Organisationskonzepte in der Produktentwicklung (Concurrent Engineering, Virtuelle Unternehmen etc.) erfordern für die Umsetzung in den Betrieben geeignete IT-Lösungen. Die räumliche Trennung der beteiligten Mitarbeiter sowie die Heterogenität der Systeme stellen dabei hohe Anforderungen an die Telekooperationswerkzeuge.Der Autor entwickelt hierzu ein Konzept, bei dem die Integration von Telekooperationsfunktionen in bestehende Systeme im Mittelpunkt steht. Basierend auf dem Computer Graphics Reference Model wird ein Referenzmodell für das in der Arbeit vorgestellte Konzept des Application Couplings vorgestellt. Dies bildet die Grundlage für die flexible Kopplung graphischer Applikationen zum Zwecke der synchronen Zusammenarbeit. Darauf aufbauend wird eine Methodik beschrieben, die ein strukturiertes Vorgehen zur Entwicklung von Telekonferenzsystemen auf der Basis existierender Einzelplatz-CAD-Systeme ermöglicht.Die Evaluierung der Methodik in verschiedenen Anwendungsbereichen zeigt die Praxistauglichkeit, Skalierbarkeit und Flexibilität des gewählten Ansatzes. Darauf aufbauende Analysen belegen, dass das Application Coupling im Gegensatz zu alternativen Verfahren die Netzlast während der Konferenz deutlich senken und das Reaktionsverhalten der kooperativen Applikation steigern kann.

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Lukas, Uwe von

ASP for Engineers - Requirements and Concepts

2002

Stelzer, Ralph H. (Ed.) et al.: CAD 2002. Proceedings : Corporate Engineering Research. Bonn: GI, 2002, pp. 85-96

CAD <2002, Dresden>

Application Service Providing (ASP) is a novel and promising approach for the distribution of software. Changing the philosophy from software as a material good (e.g. CD-ROM) to software as a service can result in a number of benefits for the software vendor (reduced time to customer, development of new markets etc.) and the end user (concentration on usage rather than installation and maintenance, payment per use, reduced total cost of ownership etc.). In the engineering domain, however, we find several ancillary conditions that inhibit an ASP boom just as in other areas such as customer relationship management. The tight integration of various applications (CAD, CAE, PDM) in the design process and the importance of high-end graphical presentation and interaction are just two of the important requirements that must be taken into account. The first part of the paper examines technological, economic and psychological factors that influence the ASP decision, as well as presenting the actual market situation and looking at the future of engineering ASP. In the second half, we present a technical concept that can overcome various problems that arise when using today's ASP technology. We also provide a roadmap for further research in this area and identify promising technologies for deployment, communication and integration.

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Lukas, Uwe von

Grundlagen Engineering on the Web: Mehr als die halbe Miete

2002

Autocad Magazin, Vol.15 (2002), 6, pp. 18-21

CAD-Anwender ist dabei jedoch mit einer Fülle unterschiedlicher Anbieter, Technologien, Vertrags- und Abrechnungsmodellen konfrontiert. Dies erschwert die Auswahl der optimalen Lösung und verzögert die Akzeptanz von ASP im Engineeringbereich. Auch die aktuellen Standardisierungsbestrebungen auf Ebene der Technologie (z.B. für Webservices durch das World Wide Web Consortium oder im Bereich der Online-Schnittstellen für CAD-Systeme durch die Object Management Group werden dieses Problem in absehbarer Zeit nicht beheben können. Die Vision eines offenen Markts für Module, die man bei Bedarf über das Internet komfortabel in die lokale Arbeitsumgebung einbindet, bleibt für den Anwender somit weiterhin in weiter Ferne.

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Lukas, Uwe von; Steffens, Ernst-Joachim; Bubner, Nikolaus; Kühnast, Jens; Langenberg, Dirk; Alberts, Sven; Scheinhof, Ekkehard; Czapek, Sebastian

Kommunikations- und Kooperationswerkzeuge für die virtuelle Produktentstehung

2002

Krause, Frank-Lothar (Ed.) et al.: iViP: Leitprojekt integrierte Virtuelle Produktentstehung - Abschlussbericht Juni 2002. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, 2002, pp. 41-51

Der Beitrag beschreibt die Ergebnisse des Teilprojekts "Kommunikations- und Kooperationswerkzeuge" im Rahmen des BMBF-Leitprojekts iViP-integrierte Virtuelle Produktentstehung. Das Ergebnis demonstriert einen umfassenden Ansatz, der den kompletten Lebenszyklus einer Kooperation vom Finden eines geeigneten Partners über den Aufbau einer konkreten Partnerbeziehung, die Durchführung der Kooperation mit synchronen und asynchronen CSCW-Werkzeugen bis hin zum Abbau der Kooperationsstrukturen abdeckt. Ein wesentliches Kennzeichen ist der hohe Integrationsgrad, der sowohl auf die Werkzeuge innerhalb einer Phase (z.B. enge Kooplung von Whitebaord, Videokonferenzsystem und Application Sharing) als auch phasenübergreifend (z.B. Übernahme von Konfigurationsdaten in ein Filetransfer-Tool) erreicht wurde.

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Alberts, Sven; Bubner, Nikolaus; Kühnast, Jens; Lukas, Uwe von

Organisationsübergreifende Kommunikation mit iViP

2002

Krause, Frank-Lothar (Ed.) et al.: iViP: Leitprojekt integrierte Virtuelle Produktentstehung - Fortschrittsbericht II März 2002. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, 2002, pp. 33-42

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Lukas, Uwe von; Nowacki, Steffen

The Silver Bullet? Using and Implementing OMG's Manufacturing Domain Standards

2002

Stelzer, Ralph H. (Ed.) et al.: CAD 2002. Proceedings : Corporate Engineering Research. Bonn: GI, 2002, pp. 207-220

CAD <2002, Dresden>

Relying on standards is an adequate solution for solving integration problems and saving on investment in software or hardware. There are good opportunities for exchanging standardized components for pieces from another vendor with a justifiable amount of time and money. This is one of reasons for more than 800 companies and institutions joining the Object Management Group (OMG). The OMG sets important industry standards in the area of object oriented design (UML), middleware (CORBA) and vertical markets. For the engineering domain, there is a bundle of standards available from the Manufacturing Domain Task Force, which address PDM access, transport of process data and a standard interface to CAD systems. This paper gives an overview of the standardization process, as well as presenting the current status of the relevant specifications and looking at future activities. The main part focuses on our experience with PDM Enablers and CAD Services in recent and ongoing research projects. We discuss the functional coverage of both standards, as well as implementation aspects for the interface and interoperability issues relating to specific integration tasks. The paper concludes with an assessment of the practical relevance of the OMG Standards and an overview of future work.

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Dobermann, Falk; Lukas, Uwe von

Using MPEG-4 in the Engineering Domain

2002

Baake, Uwe F. (Ed.) et al.: European Concurrent Engineering Conference. Proceedings 2002. SCS Publication, 2002, pp. 183-187

European Concurrent Engineering Conference (ECEC) <9, 2002, Modena, Italy>

This article describes the current status of the m4CAD project. The project deals with application areas of the MPEG-4 standard in the engineering domain. Following a brief overview of the standard, different scenarios are presented, including CAD conferencing, Application Service Providing and multimedia product catalogues.

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Lukas, Uwe von

ASP im Engineering: ZGDV-Studie

2001

Rostock, 2001

Der Fernzugriff auf Software gewinnt unter dem Titel "Application Service Providing - ASP" immer mehr an Bedeutung. Diese Studie des ZGDV Rostock beschäftigt sich mit den Einsatzmöglichkeiten, Technologien und Entwicklungstrends von ASP im Engineering. Dieser Bereich zeichnet sich mit seinen Anwendungen (z.B. CAD und Simulationsprogramme) u.a. durch hohe Anforderungen an die Graphikleistung und die Integration in die lokale Arbeitsumgebung aus. Die Studie kann zum Preis von 150 EURO bezogen werden.

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Lukas, Uwe von

ASP-Studie: Bedarf im Engineering

2001

CADplus, (2001), 5, pp. 30

Der Beitrag fasst die wesentlichen Ergebnisse der ZGDV-Studie "ASP im Engineering" aus Sicht des Anwenders zusammen.

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Lukas, Uwe von

Aspekte der unternehmensübergreifenden Kooperation in der integrierten Virtuellen Produktentstehung

2001

Brökel, K. (Ed.) et al.: Konstruktionstechnik: Innovation - Konstruktion - Berechnung. Workshop 2001. Aachen: Shaker, 2001, pp. 187-194

Konstruktionstechnik: Innovation - Konstruktion - Berechnung <3, 2001, Rostock-Warnemünde>

Der Beitrag stellt Lösungsansätze für die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit in der integrierten Virtuellen Produktentstehung in zwei Ausprägungen vor: Bei der expliziten Kooperationsunterstützung werden spezielle Werkzeuge wie Videokonferenzsysteme oder Application-Sharing oder File Transfer einge-setzt. Bei der impliziten Kooperationsunterstützung greifen die Partner auf gemeinsam genutzte Dienste zu (z.B. PDM) und tauschen so implizit Informationen aus.

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Firl, Jan; Schumann, Heidrun (Betreuer); Karstens, Bernd (Betreuer); Lukas, Uwe von (Betreuer)

Automatisierte Adaption von Java-basierten Benutzeroberflächen in eine VR-Umgebung

2001

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2001

Virtual Reality (VR) environments provide sophisticated 3D presentation and interaction facilities for a very specific task (fluid dynamics visualization, Digital Mock-Up etc.). There we find the typical input and out devices such as stereo displays, tracking sensors and data gloves. However, there is no esay way to access regular desktop applications. This group of applications, including web browsers, calculators, text editors or data base retrieval frontends, requires the traditional environments with mouse, keyboard and a 2D window system. This thesis demonstrates how to embed Java-SWING based user interfaces into an existing VR environment, the Java Studierstube (JSTB). JSTB allows two-handed interaction in virtual worlds by using a painter-like metaphor with the Personal Interaction Panel (PIP) and a Pen. Any legacy system with a SWING user interface can be embedded into a JSTB application by means of a so-called Pluggable Look&Feel. This feature of SWING which is noremally used to provide various styles (Motif, MS Windows etc.) is used to generate customized interaction elements such as buttons or sliders, for the virtual world, which can be operated with the available PIP and Pen input devices. Where a direct mapping can not be given, additional user interface elements have been introduced. This for example was necesary to support text input by means of a virtual keyboard.

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Faust, Rasmus; Lukas, Uwe von

Einsatz von LDAP in einer Telekooperationsumgebung

2001

Killat, Ulrich (Ed.) et al.: Kommunikation in Verteilten Systemen (KiVS). Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2001, pp. 247-250

Fachkonferenz der Gesellschaft für Informatik "Kommunikation in Verteilten Systemen" (KiVS) <12, 2001, Hamburg>

Der vorliegende Beitrag behandelt den Einsatz von LDAP als Basisdienst für die unternehmensübergreifende Telekooperation, präsentiert ein Konzept für die Verwaltung konferenzrelevanter Daten unter Einbeziehung statischer und dynamischer Attribute und nimmt eine vergleichende Bewertung verschiedener Implementierungsvarianten vor. Der Schwerpunkt der Ausführungen liegt dabei auf dem appli-kationsunabhängigen Datenschema, das die Grundlage für die Realisierung der darauf aufbauenden Dienste bildet und maßgeblichen Einfluss auf die Performanz der Gesamtlösung hat.

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Lukas, Uwe von

Enabling Cross Enterprise Collaboration with IVIP

2001

Baake, Uwe F. (Ed.) et al.: Engineering: The Path to Electronic Business. Proceedings of the ECEC 2001. SCS Publication, 2001, pp. 175-183

European Concurrent Engineering Conference (ECEC) <8, 2001, Valencia, Spain>

The increasing need for cross enterprise communication for engineering teams can not be fulfilled by a single tool. The collaboration must at least be supported by two complementary concepts: Sharing resources (data and services) on the one hand and explicit tools for communication and coordination on the other hand. This paper presents results from iViP project. On top of CORBA, the vertical market services of the OMG and the iViP framework, we specified several services to explicitly enable cross enterprise collaboration in heterogeneous environments. After presenting the overall approach, this paper focuses on two important branches: The iViP-Conference service as a bracket to arbitrary synchronous collaboration tools and iViP-Software on Demand, an enabling service for accessing iViP services at remote sites. Some remarks on the general security concepts of iViP and additional experiences on using CORBA in this application stress the practical perspective of this paper.

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Gubsch, Matthias; Lukas, Uwe von; Meinhard, Ingolf; Mühl, Gordon; Nowacki, Steffen

iViP-Client und offene Integrationsplattformen

2001

Krause, Frank-Lothar (Ed.) et al.: iViP: Leitprojekt integrierte Virtuelle Produktentstehung - Fortschrittsbericht April 2001. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, 2001, pp. 37-47

Der Beitrag beschreibt die Ergebnisse des Teilprojekts "iViP-Client und offene Integrationsplattformen" im Rahmen des BMBF-Leitprojekts iViP-integrierte Virtuelle Produktentstehung. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für eine einheitlichen Präsentation unterschiedlicher im Netz bereitgestellte Dienste (PDM, Modellierung, etc.) sowie deren Integration untereinander. Die Nutzung von CORBA und Java bieten hierbei eine hohe Flexibilität, da die unterschiedlichsten Betreibssysteme unterstützt werden können. Die als Bestandteil der Systemdienste beschreibene Komponente "Software on Demand" realisiert eine visionäre Form des Application Service Providing auf einer feingranularen Ebene.

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Lukas, Uwe von; Scheinhof, Ekkehard; Böttge, Uwe; Bubner, Nikolaus; Steffens, Ernst-Joachim; Wagenbreth, Sylvia; Kühnast, Jens; Runge, Thomas; Kleinhans, Volker; Alberts, Sven

Kommunikations- und Kooperationswerkzeuge für die virtuelle Produktentstehung

2001

Krause, Frank-Lothar (Ed.) et al.: iViP: Leitprojekt integrierte Virtuelle Produktentstehung - Fortschrittsbericht April 2001. Stuttgart: Fraunhofer IRB Verlag, 2001, pp. 23-36

Der Beitrag beschreibt die Ergebnisse des Teilprojekts "Kommunikations- und Kooperationswerkzeuge" im Rahmen des BMBF-Leitprojekts iViP-integrierte Virtuelle Produktentstehung. Das Ergebnis demonstriert einen umfassenden Ansatz, der den kompletten Lebenszyklus einer Kooperation vom Finden eines geeigneten Partners über den Aufbau einer konkreten Partnerbeziehung, die Durchführung der Kooperation mit synchronen und asynchronen CSCW-Werkzeugen bis hin zum Abbau der Kooperationsstrukturen abdeckt. Ein wesentliches Kennzeichen ist der hohe Integrationsgrad, der sowohl auf die Werkzeuge innerhalb einer Phase (z.B. enge Kooplung von Whitebaord, Videokonferenzsystem und Application Sharing) als auch phasenübergreifend (z.B. Übernahme von Konfigurationsdaten in ein Filetransfer-Tool) erreicht wurde.

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Dobermann, Falk; Urban, Bodo (Betreuer); Jackèl, Dietmar (Betreuer); Lukas, Uwe von (Betreuer)

Synchrone Telekooperation im CAD-Umfeld auf der Basis von MPEG-4

2001

Rostock, Univ., Diplomarbeit, 2001

Systeme für die synchrone Telekooperation im CAD-Umfeld verwenden eine Vielzahl proprietärer Protokolle zur Kommunikation. Der internationale Standard MPEG-4 ist in der Lage, interaktive zwei- und dreidimensionale Szenen zu kodieren. Durch die Verwendung einer standardisierten Kommunikation innerhalb einer konstruktiven Telekooperation können die Teilnehmer einer Konferenz austauschbare Frontends benutzen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit Methoden und Techniken, eine Kollaboration auf der Basis vom MPEG-4 im CAD-Umfeld zu ermöglichen. Es wird die Realisierbarkeit eines solchen Systems durch die Erstellung von Konzepten und Methoden überprüft. Weiterhin werden Details zu einer prototypischen Implementierung dieser Konzepte und Methoden beschrieben.

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Lukas, Uwe von

Das kooperative CAD-System: Ein innovativer Ansatz zur Unterstützung von Designkonferenzen

2000

Konstruktion, (2000), 3, pp. 27-28

Der Beitrag zeigt am Beispiel von AutoCAD, wie ein kommerzielles CAD-System um die Möglichkeit erweitert werden kann, Designkonferenzen zu unterstützen. Der gewählte Ansatz bietet eine hohe Flexibilität in Bezug auf den Grad der Kopplung und stellt minimale Anforderungen an die Bandbreite des verwendeten Netzwerks.

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Kehrer, Bernd; Jansen, Helmut; Lukas, Uwe von; Böttge, Uwe

Innovative Strategien für das Software-Marketing - Software on Demand / Application Service Providing (ASP)

2000

Krause, Frank-Lothar (Ed.) et al.: Innovationsforum Virtuelle Produktentstehung. Vorträge / Proceedings. Berlin, 2000, pp. 231-253

Innovationsforum Virtuelle Produktentstehung <2000, Berlin>

Application Service Providing (ASP) hat in der jüngsten Vergangenheit für Bewegung im Bereich des Software-Outsourcings gesorgt. Zunächst in Nordamerika und jetzt auch zunehmend in Europa entwickeln sich verschiedene Dienstleistungsangebote zur Bereitstellung insbesondere von Standardsoftware über ASP-Technologien. Die IT-Dienstleister erkennen die Möglichkeit, neue Marktsegmente im kmU-Bereich zu erschließen und die Anwender erwarten eine signifikante Reduktion ihrer Aufwände für die Anschaffung und insbesondere den Betrieb von Softwareanwendungen (Total Cost of Ownership) sowie eine Entlastung der eigenen IT Abteilungen. Während der Schwerpunkt der ASP-Aktivitäten derzeit hauptsächlich im Bereich von Business-Software (ERP, Finanzbuchhaltung) liegt, sollen mit dem vorliegenden Beitrag insbesondere Anwender und Dienstleister in der Produktentwicklung angesprochen werden. Ihnen soll die Möglichkeit gegeben werden, sich einen Überblick über die ASP-Technologie zu verschaffen und die Potentiale sowie etwaige Risiken einschätzen zu können.

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Lukas, Uwe von; Mähler, Andreas; Scheinhof, Ekkehard

Kommunikation und Kooperation in der integrierten virtuellen Produktentstehung

2000

Iwainsky, Alfred: CAD 2000. Tagungsband. Kommunikation, Kooperation, Koordination : Kommunikation, Kooperation, Koordination. Bonn, 2000, pp. 27-50

GI-Fachtagung CAD <2000, Berlin>

Die enge Verzahnung der Unternehmen in allen Phasen der Produktentstehung und die zunehmende Globalisierung sind typische Reaktionen auf die notwendige Verkürzung der Innovationszyklen. Diese stark verteilte Arbeitsweise erfordert die intensive Zusammenarbeit der Mitarbeiter über die Grenzen des Unternehmens hinaus. Die Verfügbarkeit einer vollständigen rechnerinternen Darstellung des Produkts und aller begleitenden Daten ist dabei eine wesentliche Voraussetzung zur Optimierung derartiger Kooperationen. Das BMBF-Leitprojekt iViP (Innovative Technologien und Systeme für die integrierte Virtuelle Produktentstehung) entwickelt hierfür eine Systemplattform und darauf aufbauende Werkzeuge für den Konstrukteur von morgen. Unter Nutzung von CORBA-Standards, Java und anderer innovativer Technologien entsteht eine flexible Softwareumgebung, die auf die Erfordernisse der Unternehmen angepaßt werden kann. Einen wesentlichen Beitrag zur Unterstützung solcher Firmenverbünde leisten dabei die Werkzeuge zur Kommunikation und Kooperation. Basierend auf einer Befragung zur Infrastruktur, zur aktuellen Nutzung und den Potentialen von Telekooperationssystemen bei den beteiligten Anwendern wurde ein umfassendes Konzept entwickelt. Kennzeichnend ist der hohe Integrationsgrad auf verschiedenen Ebenen. Der gewählte Ansatz gewährleistet insbesondere die Einbindung bewährter kommerzieller Applikationen (Audio-/Videokonferenz, Application-Sharing etc.) unter einer einheitlichen Steuerkomponente. Neu entwickelte Kommunikationswerkzeuge umfassen insbesondere ein Whiteboard und Dienste zur Kopplung von iViP-Applikationen nach dem replizierten Ansatz.

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Böttge, Uwe; Lukas, Uwe von; Scheinhof, Ekkehard

Requirements and concepts for the collaborative virtual product realization

2000

Rill, S. (Ed.) et al.: 2nd International Symposium on Concurrent Multidisciplinary Engineering (CME) together with 3rd International Conference on Global Engineering Networking (GEN). Proceedings. Bremen, 2000

International Symposium on Concurrent Multidisciplinary Engineering (CME) <2, 1999, Bremen>

Concurrent and distributed engineering are challenging concepts for reducing the time-to-market and increasing the competitiveness of new products in a global market. This new kind of technology raises a variety of unsolved problems that are the focus of the R&D project iViP 1 (Integrated Virtual Product Realization). The main idea of the project is the continuous virtualization of the product realization process in all its phases. It comprises the initial planning, design, testing and the manufacturing approach. The project aims at developing an integrated platform that supports all stages of the product realization cycle. This paper will give a short introduction to the concepts of cross enterprise collaboration in iViP. The acceptance of communication and collaboration tools and the potential for advanced CSCW (Computer Supported Cooperative Work) systems have been analyzed on the basis of a detailed questionnaire. The results have been used to develop a in two main areas: firstly there are "Community Services", a cluster of services which can be used to find new partners and establish a strong communication link among them. "iViP-Relation" is an example of a Community Service and will be described in more detail in this paper. Secondly, there are tools for collaboration and mainly synchronous communication. The iViP-Connect service is a representative of this group. This service is intended to connect two or more instances of an iViP application in a tele-conference.

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Lukas, Uwe von; Schwabe, Uwe; Wojcik, Lucjan

Synchronous Software on Demand over the Internet - Opportunities for End Users, Software Manufactures and Online Providers

2000

Baake, Uwe F. (Ed.) et al.: Concurrent Engineering in the Framework of IT Convergence. 7th European Concurrent Engineering Conference. ECEC 2000, pp. 233-238

European Concurrent Engineering Conference (ECEC) <7, 2000, Leicester, UK>

Using the Internet for searching and accessing software components "on Demand" will be a future market in the context of E-Business. By applying innovative approaches for modular and distributed software systems, we now can make this vision happen. After giving a short introduction into the topics, the paper presents a reference model for classifying various technical solutions -concentrating on computer graphics applications. This classification is used to describe the state of the art in online software distribution. It is followed by a research agenda - topics to be solved in order to have a complete framework for Software on Demand. The authors' concrete steps for implementing the frame-work are presented. The second part of the paper outlines the benefits for the different groups involved in this scenario: software vendors, service providers and end users. A case study of a small soft-ware company, starting to apply this technology will underline the practical focus of this paper.

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Lukas, Uwe von; Runge, Thomas

Synchrone Kooperation in der Produktentwicklung

1999

Rostocker Informatik-Berichte, (1999), 23, pp. 79-92

Collaboration support in the field of product realization and CAD is an important topic of the ZGDV department CAD & Teleservices. Former and ongoing research projects aim for applying groupware technologies to this important business sector. The focus lies on tools that are easy to use for the engineers and affordable even for small and medium sized enterprises. This implies an approach with minimal bandwidth requirements. Research efforts concentrated on using actual standards for the communication protocol and data exchange. The second generation of the collaborative modeler uses CORBA as a middleware for object oriented client server communication in heterogeneous environments. It can be used to connect an arbitrary number of distributed users in a design conference where 3D data can jointly be visualized and modified. Unix workstations as well as Windows PCs are supported in a common session. The ongoing TOBACO project aims towards the development of tools for the integration of cooperation support in the field of CAD. These CORBA-based object oriented components should be useful in two ways: the implementation of new CSCW capable applications and the extension of existing systems. Recent results of ZGDV's TOBACO project are two synchronous groupware solutions on top of AutoCAD (a shared whiteboard and a conference plugin to connect two ore more AutoCAD instances). There we find the collaboration support seamlessly integrated with the traditional working environment. The AutoCAD-based conferencing tools are actually used in a field trial in the shipbuilding industry to support distributed engineering. There we will receive valuable feedback from the users concerning functionality and usability of the tools.

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Lukas, Uwe von

Synchronous Tools for Concurrent Engineering Based on CORBA

1999

From Product Design to Product Marketing. 6th European Concurrent Engineering Conference. ECEC 1999, pp. 223-227

European Concurrent Engineering Conference (ECEC) <6, 1999, Erlangen>

This paper presents the architecture and the tools of TOBACO (TOol BAsed COlaboration). It facilitates synchronous computer supported cooperative work (CSCW) on top of the Common Object Broker Request Architecture (CORBA) of the Object Management Group (OMG). The main focus of the research project was the integration of CAD systems that are unaware of the multi-user context into a heterogeneous conferencing environment. Another important objective was to use low-bandwidth links for the communication tools in order to make this technology affordable for small and medium-sized enterprises. Starting with a modular research prototype for collaborative 3D modeling we shifted to solutions based on AutoCAD and now have two software tools that are currently evaluated in a field trial.

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Lukas, Uwe von; Dietrich, Ute; Morche, Ingo

Dienste für die Telekooperation im CA-Umfeld

1998

Anderl, Reiner (Ed.) et al.: CAD `98. Tagungsband : Tele-CAD Produktentwicklung in Netzwerken. Darmstadt, 1998. (Informatik Xpress 9), pp. 144-154

CAD <1998, Darmstadt>

Der Beitrag beschreibt die Anwendung synchroner und asynchroner CSCW-Technologien (Computer Supported Cooperative Work) innterhalb von CA-Umgebungen. Der Fokus der Arbeit liegt hierbei auf dem Einsatz von CORBA-basierten Diensten zur synchronen Telekooperation. Diese bilden die Basis fuer einen prototypischen Modellierer, der streng modular aufgebaut ist und mehrbenutzerfaehige, plattformuebergreifende Designkonferenzen ermoeglicht. Die vorgestellten Dienste erlauben zusaetzlich die Integration von CSCW-Techniken in kommerzielle Systeme, wie sie typischerweise im CAD-Umfeld eingesetzt werden (geometrische Modellierer, EDMS, World Wide Web).

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Lukas, Uwe von; Krautstein, T.; Schultz, R.; Stork, André; Widmer, Hans-Jürgen

Einfuehrung von Telekooperationstechniken in der Produktentwicklung

1998

Anderl, Reiner (Ed.) et al.: CAD `98. Tagungsband : Tele-CAD Produktentwicklung in Netzwerken. Darmstadt, 1998. (Informatik Xpress 9), pp. 306-315

CAD <1998, Darmstadt>

Der Beitrag zeigt, wie die Kommunikation zwischen Beteiligten verschiedener Prozessschritte, die an unterschiedlichen Standorten eines Unternehmens kooperieren, durch geeignete organisatiorische und technische Massnahmen verbessert werden kann. Hierzu wurde ein dreistufiges Konzept entwickelt, das die Konstrukteure schrittweise an die neuen CSCW-Technologien heranfuehrt. Dabei kommen unterschiedliche Werkzeuge zum Einsatz, die teils kommerziell verfuegbar sind, teils aufsetzend auf einem vorhandenen CAD-System neu entwickelt wurden. Vor- und Nachteile der Alternativen werden diskutiert und die Uebertragbarkeit der Konzepte auf andere Unternehmen aufgezeigt.

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Stork, André; Lukas, Uwe von; Schultz, Ralph

Enhancing a Commercial 3D CAD System by CSCW. Functionality for Enabling Co-operative Modelling via WAN

1998

Lipkin, Harvey et al.: 1998 ASME Design Engineering Technical Conferences. 1998. CD-ROM. New York: The American Society of Mechanical Engineers, 1998, pp. DECT98/CIE-5711

ASME Design Engineering Technical Conferences (DETC) <1998, Atlanta, GA, USA>

This paper presents results from a joint project with the aim to introduce advanced Computer Supported Co-operative Work (CSCW) technology to a mid-size supplier for the automotive industry by enhancing the 3D CAD system in use by CSCW functionality and enabling distributed, synchronous, co-operative modelling over a wide area network. Beside the realization of the CSCW extension we present first exprience from practical use and a cost assessment discussing the rentability of our approach.

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Lukas, Uwe von; Stork, André

Introducing Tools for Collaborative Modelling

1998

31st International Symposium on Automative Technology and Automation ISATA 98. Proceedings., pp. 333-341

International Symposium on Automotive Technology and Automation (ISATA) <31, 1998, Düsseldorf>

This paper presents the concepts and results of introducing synchronous groupware applications into a medium sized enterprise. Two groups (product development andproduct preparation) are located 200km apart and should be supported by synchronous collaboration. A concept with three stages allowed us to introduce available tools as soon as possible while developing a customised collaborative CAD system in parallel. This innovative tool is based on a commercial CAD system and directly integrates conferencing functionality. It is designed to run via small bandwith links such as ISDN. The use of those advanced collaboration technologies can result in substantial benefits for the enterprise.

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Dietrich, Ute; Kindl, Thomas; Lukas, Uwe von

Systemunterstuetzung fuer offene CA-Umgebungen - Voraussetzung fuer Electronic Commerce in der Produktentwicklung

1998

Anderl, Reiner (Ed.) et al.: CAD `98. Tagungsband : Tele-CAD Produktentwicklung in Netzwerken. Darmstadt, 1998. (Informatik Xpress 9), pp. 95-107

CAD <1998, Darmstadt>

Moderne Softwarearchitekturen und die globale Vernetzung der Rechner eroeffnen neue Moeglichkeiten bei der Bereitstellung und Nutzung von CA-Komponenten. Monolithische und somit starre Systeme werden durch ein Netz von Diensten ersetzt, das je nach Bedarf neu geknuepft werden kann. Der Beitrag zeigt Perspektiven auf, die sich durch diesen neuen Ansatz ergeben. Es werden unterschiedliche "Meta"-Dienste vorgestellt, die notwendig sind, um einen solchen Dienstmarkt zu etablieren. Konzeptionelle und implementierungstechnische Details im Bereich des CA-Sektors werden exemplarisch an einem Trading-Dienst verdeutlicht.

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Lukas, Uwe von; Lugt, Hermen J. van der; Hofte, G. Henri ter

Workshop Report of OOGP '97, the First International Workshop on Object Oriented Groupware Platforms

1998

SIGGROUP Bulletin, Vol.19 (1998), 1, pp. 13-17

The first international workshop on Object Oriented Groupware Platforms (OOGP'97) was held September 7, 1997, as a full day workshop at the ECSCW'97 conference in Lancaster, UK. During this day, 25 participants from Europe, the US and Australia -which were invited to the workshop based on position papers- gathered to discuss the question: "What should an Object Oriented Groupware Platform look like and how do we get there from current state of the art?". The full workshop proceedings, a list of participants and an index of research groups involved in research into object oriented groupware platforms are available on the workshop website http:www.trc.nl/events/ecscw97oogp/welcome.htm.

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Lukas, Uwe von

Collaborative Geometric Modelling using COBRA Services

1997

Advance Proceedings of OOPG '97

OOPG <1997>

In my group we use CORBA-based CSCW services to connect several instances of a modular CAD prototype in a multipoint conference. The multicast is simulated by an implementation of the COSS Event Service. Heterogeneity is not only supported by CORBA but also by a cross-platform user interface toolkit. We also try to integrate commercial CAD systems into our CSCW environment.

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Dietrich, Ute; Lukas, Uwe von; Morche, Ingo

Cooperative modeling with TOBACO

1997

Dunson, Tonya et al.: Proceedings. TeamCAD: GVU/NIST Workshop on Collaborative Design 1997. Atlanta, Georgia: Georgia Institute of Technology, 1997, pp. 115-122

TeamCAD <1997, Atlanta, GA, USA>

The design of collaboration-aware applications is still a topic of discussion. Heterogeneity in various aspects, such as operating systems, networks, window systems, and user applications, is a fact that must be dealt with and cannot be neglected by modern groupware toolkits. We want to show that the so-called software bus provided by CORBA serves as an appropriate middleware for synchronous CSCW applications. The TOBACO project presented uses a CORBA-based CSCW service to implement a collaboration-aware CAD system. This enables us to achieve inter-operability among operation systems and even with commercial CAD systems integrated by a wrapper approach.

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Kindl, Thomas; Dietrich, Ute (Betreuer); Lukas, Uwe von (Betreuer)

Dienstvermittlung in objektorientierten CAD-Systemen

1997

Darmstadt, TH, Diplomarbeit, 1997

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Bönigk, Jörg; Lukas, Uwe von

Interactive Exchange of Structured Multimedia Data with Mobile Hosts

1997

Global Communications. Interactive '97. London: Hanson Cooke, 1997, pp. 116-121

Interactive <1997, Geneva, Switzerland>

In this paper an architecture is presented which enables applications on mobile computers to transparently exchange multimedia objects with applications on stationary servers via the Object Bus. The components of our architecture face the common problems of mobile computing, like limited bandwidth, end systems with limited resources, and frequent disconnections. Therefore, they are designed to use the available resources efficiently and to minimise these problems. This is done, e.g. by using object specific methods of data reduction and level-of-detail, by adaption of transfer to given Quality-of-Service parameters, and by data compression. All these methods are influenced by contexts like local resources, available communication channels, and user preferences. Finally the abstract architecture is mapped to OMG CORBA. The architecture and a selection of the exchange strategies are used to build a prototype of a mobile information system.

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Dietrich, Ute; Lukas, Uwe von; Morche, Ingo

Kooperatives Modellieren auf der Basis von standardisierten Diensten

1996

Ruland, Detlev: CAD `96. Tagungsband : Verteilte und intelligente CAD-Systeme. Kaiserslautern, 1996. (Informatik Xpress 8), pp. 281-295

CAD <3, 1996, Kaiserslautern>

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Bönigk, Jörg; Lukas, Uwe von

Object oriented system architecture and strategies for the exchange of structured multimedia data with mobile hosts

1996

Encarnação, José L. (Ed.) et al.: Mobile Communications : Technology, Tools, Applications, Authentication and Security. London: Chapman & Hall, 1996, pp. 167-178

IFIP World Conference on Mobile Communications <14, 1996, Canberra, Australia>

In this paper an architecture is presented which enables applications on mobile computers to transparently exchange multimedia objects with applications on stationary servers via the Object Bus. The components of our architecture face the common problems of mobile computing like limited bandwidth, end systems with limited resources and frequent disconnections. Therefore they are designed to efficiently use the available resources and to minimize these problems. This is done, e.g. by using object specific methods of data reduction and level-of-detail, by adaption of transfer to given Quality-of-Service parameters, and by data compression. All these methods are influenced by contexts like local resources, available communication channels, and user preferences. Finally the abstract architecture is mapped to OMG CORBA. The architecture and a selection of the exchange strategies are used to build a prototype of a mobile system.

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Dietrich, Ute; Lukas, Uwe von

Kooperatives Arbeiten in einer offenen heterogenen CAD-Umgebung

1995

Dietrich, Ute et al.: CA-Integration in Theorie und Praxis : Aktuelle Konzepte fuer Integrations- und Kommunikationstechniken im CAD-Umfeld. Rostock: Springer, 1995. (Beiträge zur Graphischen Datenverarbeitung), pp. 177-198

Integration of CA-Techniques in Theory and Practice (ICA) <1994, Rostock>

Der Entwurf von Bauteilen in einem Team wirft Probleme auf, wenn die Mitglieder der Projektgruppe auf verschiedene Standorte verteilt sind. Der Einsatz von Computerkonferenzen zur kooperativen Modellierung kann das gemeinsame Arbeiten stark vereinfachen. Die gewachsenen Strukturen in Bezug auf Hard- und Software an den unterschiedlichen Standorten verhindert allerdings oft ein solches Vorgehen. In diesem Beitrag wird ein offener Ansatz vorgestellt, der auf ACIS und einem Toolkit zum kooperativen Arbeiten basiert. Damit lassen sich Computerkonferenzen zwischen Workstations verschiedener Hersteller durchfuehren. ein replikativer Ansatz ermoeglicht dabei ein guenstiges Interaktionsverhalten auch bei schmalbandigen Verbindungen.

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Lukas, Uwe von

Analyse und Erweiterung von Toolkits für das kooperative Arbeiten im Rahmen des X Window Systems

1994

Darmstadt, TH, Diplomarbeit, 1994

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Nowacki, Steffen; Miehe, Jens; Will, Andreas; Lukas, Uwe von

Kooperatives Arbeiten und rechnergestützte Ferndiagnostik mittels neuronaler Netze auf ISDN-Leitungen

1994

Deutsche Gesellschaft für Medizinische Dokumentation, Informatik und Statistik (GMDS): Medizinische Informatik: ein integrierender Teil arztunterstützender Technologien : 38. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie. München: MMV, Medizin-Verlag, 1994

Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie <38, 1993, Lübeck, Germany>

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Lukas, Uwe von

Definition und Implementierung der Datenhaltungskomponente von Xpresso, einer objektorientierten, interaktiven Modellierungsumgebung für EXPRESS

1991

Darmstadt, TH, Studienarbeit, 1991