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Projekt KOMPLETT

Daten zum Projekt

  • 08/2005-12/2008
  • Das Projekt wurde im Rahmen meiner (an das Forschungsprojekt KOMPLETT gebundenen) Tätigkeit als Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der AG HCI & Visualisierung (Jun. Prof. Achim Ebert) an der TU Kaiserslautern durchgeführt.
  • Aufgabenstellende: vom BMBF gefördertes Forschungsprojekt KOMPLETT, Projektpartner_innen
  • Ziel der Arbeit: Intuitive Informationsvisualisierung und Diagnosesystem für Kleinkläranlagen.
  • Mein Ziel: Praktische Erfahrung mit der Entwicklung komplexer Systeme, C++/OpenGL Kenntnisse vertiefen, Techniken der Informationsvisualisierung anwenden und kreativ weiter entwickeln
  • Weitere Motivation: Vorkenntnisse in, Interesse an und Identifikation mit dem Anwendungsgebiet

Impressionen



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Teil-Projekte, Techniken und Methoden

Visualisierungssystem HANNAH

  • HANNAH steht für Here and now, near at hand und ist Mission und Ziel der Entwicklung
  • Selbstständige und eigenverantwortliche Neuentwicklung eines komplexen interaktiven 3D Informationsvisualisierungs-Frameworks (C++/OpenGL) zur Visualisierung, Kontrolle, Steuerung und Diagnose von Anlagen (d.h. Analyse, Design, Codierung, Test, Evaluierung, Refakturierung)
  • Ziel: Kontext-sensitives intuitives Human Computer Interface (HCI), das es auch Laien ermöglicht, die Anlage zu bedienen
  • Konzeption von Metaphern und Methoden zur Informationsvisualisierung, Interaktion und Repräsentation von heterogenen, semantischen Daten (Prozesslogik, Anlagenaufbau, Dokumentation, Messwerte,...)
  • 3D animierte Prozessdatenvisualisierung
  • modulare Darstellung der Anlage zur Integration semantischer Informationen
  • Flexibilisierung des 3D Informationsvisualisierungs-Frameworks nach Anforderungen unterschiedlicher Graphikkarten
  • C++/OpenGL
  • Benutzte Bibliotheken (unter anderem): Graphviz für das Layout von Graph-Strukturen, FreeImage für Bild-/Textur-Manipulation, SDL für Threads
  • mehr als 30 000 Zeilen Quellcode

Datenbanken, Ontologien, OPC-Schnittstellen

  • Entwicklung von Komponenten zur Interaktion mit Datenbanken, Ontologien und OPC-Schnittstellen
  • Das Expertenwissen wird in einer Ontologie strukturiert und semantisch verknüpft (Ontologie-Editor protégé). Die daraus exportierte RDF-Datei kann mittels des leicht veränderten rssdb-Tools (Java) in eine SQL-Datenbank überführt werden (PostgreSQL). Dies ermöglicht den uniformen Zugriff auf die heterogenen Daten von beliebigen Anwendungen aus.
  • Die Abfrage von Prozessdaten und die Steuerung der Anlage erfolgt über eine OPC-Schnittstelle. Dazu wurde ein OpenSource OPC-DA-Client benutzt und angepasst.

Webanwendung

  • Entwicklung einer Webanwendung (php/flash) zur Visualisierung, Kontrolle und Diagnose von Anlagen
  • Zugriff auf Expertenwissen in der Ontologie über SQL
  • Für Prozessdatenvisualisierung: Erweiterung von Open Flash Chart

Intelligentes Diagnosesystem

In die HANNAH-Visualisierung integriert ist ein Diagnosesystem. Prozesswertvisualisierungen erlauben das Erkennen von typischen Mustern und atypischem Verhalten. Mit Hilfe des Expertenwissens in der Ontologie können zudem Situationen analysiert, Diagnosen gestellt und Handlungsvorschläge unterbreitet werden. Die Situationsbeschreibungen sind in der Ontologie abgelegt, werden durch einen auf boost spirit basierenden Parser interpretiert und dann in regelmäßigen Abständen überprüft.

Weitere Tätigkeiten als wissenschaftliche Mitarbeiterin und im Rahmen des Projekts erworbene Kompetenzen

  • Kooperation und Austausch mit dem interdiszipären Team aus universitären und kommerziellen Partner_innen unterschiedlicher Fachgebiete
  • Eigenverantwortliches und selbständiges Koordinieren des Bereichs "Intuitive Visualisierung und intelligentes Diagnosesystem" innerhalb des Projekts
  • Recherche nach relevanten wissenschaftlichen Arbeiten
  • Verfassen wissenschaftlicher Publikationen und Mitwirken bei internationalen Konferenzen, Workshops und Messen
  • Betreuung von Wissenschaftlichen Hilfskräften, Projekt- und Diplomarbeiten
  • Koordinierung von und Mitwirken an Workshops und Vorträgen für Schüler_innen
  • Unterstützung von Arbeiten am Projekt @VISOR im DFKI (Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz)

Teile dieser Angaben sind dem Zwischenzeugnis entnommen.

Wissenschaftliche Veröffentlichungen

Einsfeld, K.; Ebert, A.; Wölle, J. (2008): "Modified Virtual Reality for Intuitive Semantic Information Visualization". IV08, 12th International Conference Information Visualisation, 9.-11. July 2008, London, England. pdf-Dokument

Einsfeld, K.; Ebert, A.; Wölle, J. (2007): "Interconnected Media for Human-Centered Understanding". HCM2007, 2nd International Workshop on Human-Centered Multimedia, 28 August 2007, Augsburg, Germany. pdf-Dokument

Einsfeld, K.; Ebert, A.; Wölle, J. (2007): "HANNAH: A Vivid and Flexible 3D Information Visualization Framework". IV07, 11th International Conference Information Visualisation, 4.-6. July 2007, Zurich, Switzerland. pdf-Dokument

Wölle, J.; Steinmetz, H., Hansen, J., Einsfeld, K., Ebert, A. (2007): "An Intelligent Visualization and Decision Support System for decentralized Wastewater Treatment Plants". 6th Conference on Wastewater Reclamation and Reuse for Sustainability, 09.-12. October 2007, Antwerp, Belgium.

Einsfeld, K.; Ebert, A.; Wölle, J.; Steinmetz, H. (2006): "Multiple Dynamic Perspectives to Industrial Processes". IASTED International Conference on Visualization, Imaging, and Image Processing (VIIP 2006), Palma de Mallorca, Spain, pdf-Dokument


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