SFB 627: Nexus
home uni uni suche suche sitemap sitemap kontakt kontakt
unilogo Universität Stuttgart
 SFB 627: Nexus

Teilprojekte

English Version
 
Das Forschungsprogramm gliedert sich in vier Forschungsbereiche. In den Bereichen A und B sind die Teilprojekte angesiedelt, die sich mit Realisierungsaspekten des Umgebungsmodells befassen. Die Projekte im Bereich A sind fokussiert auf Fragestellungen der Kommunikation und Sicherheit, während in Bereich B die Projekte mit Schwerpunkt Datenmodellierung und -management gruppiert sind. Im Bereich C sind die Projekte zusammengefasst, die sich mit der Ein-/Ausgabe von Modellinformationen, also der "Schnittstelle" des föderierten Umgebungsmodells zur realen Welt befassen. Es handelt sich hierbei um Projekte, die Aspekte der sensorischen Erfassung von Modellinformation einerseits und der Präsentation von Informationen des Umgebungsmodells andererseits erforschen. Im Projektbereich D befinden sich schließlich die anwendungsorientierten Projekte, deren Forschung auf dem Umgebungsmodell aufbaut. Ebenfalls in diesem Bereich befindet sich ein Projekt, das auf der Grundlage konkreter Anwendungen gesellschaftliche Aspekte des Vorhabens untersuchen soll. Im folgenden werden die einzelnen Projektbereiche kurz vorgestellt. Jedes Teilprojekt in der nachstehenden Tabelle wird auf einer eigenen Seite beschrieben.

Projektbereich A Projektbereich B Projektbereich C Projektbereich D
Kommunikationsplattform Modellierung und Verwaltung des Umgebungsmodells Sensorik und Bildverarbeitung Smart Factory
Modellbasierte Kommunikation Heterogene Geodaten Interpretation multisensorieller Daten Orientierungshilfen für Blinde
Datenschutz und Datensicherheit Lokationsmanagement und Informationsdiffusion Semantische Generalisierung räumlicher Daten Bewertung und Reflexion
Modellierung und Simulation von Mobilität   Abstraktion des Umgebungsmodells für AR-Anwendungen  

Projektbereich A


Die fachlichen Schwerpunkte dieses Forschungsbereichs sind die beiden eng verwandten Themen Kommunikation und Sicherheit in mobilen Systemen. Bei der Kommunikation werden zwei Forschungsrichtungen verfolgt. Die erste befasst sich mit der Entwicklung effizienter und robuster Mechanismen für die Interaktion von mobilen Endgeräten mit dem Dienst "Umgebungsmodell". Dabei ist die nahtlose Integration unterschiedlichster Netztechnologien genauso von Bedeutung wie zugriffsoptimierende Verfahren basierend auf Caching- und Hoarding-Ansätzen. Gegenstand der zweiten Forschungsrichtung sind innovative Kommunikationskonzepte und -protokolle, die durch Ausnutzung eines Umgebungsmodells erst möglich werden. Im Bereich Sicherheit stehen Fragen modellbezogener Sicherheitsmechanismen und der Schutz der Modelldaten im Mittelpunkt, wobei nach dem Prinzip der mehrseitigen Sicherheit die Schutzbedürfnisse aller Beteiligten in eine Balance gebracht werden sollen. Schließlich werden noch Aspekte der Modellierung von Mobilität und darauf aufbauende Simulationsverfahren untersucht. Diese bilden mit die Grundlage für die Bewertung der entwickelten Protokolle und Optimierungsverfahren.

Projektbereich B


Die zentrale Aufgabe dieses Forschungsbereiches ist die Bereitstellung des Dienstes "Umgebungsmodell". Das Umgebungsmodell umfasst ortsbezogene Daten und Objekte, die aus den teilweise proprietären Daten verschiedener Informationsanbieter aufgebaut sind und den Anwendungen in vereinheitlichter Darstellung und Sprache zur Verfügung gestellt werden. Im Kern des Modells werden sowohl stationäre und mobile Objekte der realen Welt als auch virtuelle Objekte als Ankerpunkte für ortsbezogene Informationen dargestellt und verwaltet. Damit wird die reale Welt zur "Augmented World" angereichert, in der Informationen an Orten residieren und somit für ortsbezogene Anwendungen und ihre Benutzer zugreifbar sind (z.B. durch Überlagerung mit der Realwelt in sog. Augmented-Reality-Anwendungen). Zusätzliche Modellerweiterungen betreffen Beschreibungen der Infrastruktur selbst, etwa Netzwerktopologien, Dienste und Services, oder aber auch ganze Applikationen. Diese stellen eine wesentliche Grundlage hinsichtlich Offenheit und Erweiterbarkeit sowie auch Adaptivität und Selbstorganisation dar. Um diesen umfassenden Informationsdienst bereitstellen zu können, ist es notwendig, viele anstehende Fragen zu Systemarchitektur, Datenföderation, Datenverarbeitung, Datenkonsistenz und auch Datenaktualisierung zu beantworten. Genau diese Themenbereiche werden in den zu diesem Projektbereich gehörigen Teilprojekten bearbeitet. Zusätzlich zu der hier beschriebenen und durch die einzelnen Teilprojekte definierten bilateralen Vernetzung werden die übergreifenden Themen zur Modellierung und Konsistenz in einem eigens dafür eingerichteten Arbeitskreis behandelt, dem dann natürlich weitere Teilprojekte zuarbeiten.

Projektbereich C


Die Schnittstellen des Umgebungsmodells und der angebotenen Dienste zur realen Welt sind äußerst vielfältig. Die Arbeiten in diesem Forschungsbereich konzentrieren sich auf Ein- und Ausgabemechanismen mit einem gewissen Raumbezug. Ortsbezogene Dienste erfordern einerseits Methoden zur Aufnahme von relevanten Objekten und deren räumlicher Beziehung in das Umgebungsmodell, zum anderen Sensoren zur Positionierung eines mobilen Systems relativ zu diesem Modell. Beide Aspekte sind Gegenstand aktueller Forschungen, zu denen die Teilprojekte einen wichtigen Beitrag leisten. Im Bereich der Sensorik sollen vor allem Bilddaten verwendet werden, um die Positionierung und die Objekterkennung zu unterstützen. Im Außenraum erfordert die Analyse von 3D-Daten, z.B. in Hinblick auf die Erkennung von Gebäuden, neue Methoden der semantischen Generalisierung durch Regelwerke, Neuronale Netze und Data-Mining-Techniken. Inkonsistenzen, die von unterschiedlichen Sensoren herrühren, müssen durch verbesserte Fusionsalgorithmen unter Einbeziehung von Kontextwissen aufgelöst werden. Schließlich erfordert die Präsentation von Objekten des Umgebungsmodells in ihrem räumlichen Bezug, wie sie z.B. bei Augmented-Reality-Anwendungen auftreten, Abstraktion durch Geometriesimplifizierung oder Bildsymbole, um auf kleinen, nur über Mobilkommunikation angebundenen Geräten interaktive Darstellung zu ermöglichen.

Projektbereich D


In diesem Forschungsbereich sind zwei Teilprojekte angesiedelt, die als Anwendungsprojekte ihre eigenen Forschungsziele nur unter Verwendung des Umgebungsmodells und der im Sonderforschungsbereich prototypisch realisierten ortsbasierten Dienste erreichen können. Ziel der "Smart Factory" ist die Dezentralisierung von Betriebsmittelmanagementsystemen durch den Einsatz intelligenter Werkzeuge, die über SMART-Technologie in das Umgebungsmodell integriert sind. Die Navigations- und Orientierungshilfe für Blinde kombiniert lokale Sensorinformation über die Größe und Farbe eines Objekts mit positionsbezogenen Informationen aus dem Umgebungsmodell, um diese akustisch zu benennen. Das dritte Teilprojekt in diesem Bereich konzentriert sich auf Technikbewertung und Hintergrundreflexion zu Fragen der Akzeptabilität der durch die Nutzung des Umgebungsmodells veränderten Welt- und Selbstverhältnisse der Anwender. Neben den Forschungsbereichen werden zwei Arbeitskreise eingerichtet, durch die Querschnittsthemen über die Forschungsbereiche hinweg bearbeitet werden. Zum einen ist dies der Arbeitskreis "Modellierung und Konsistenz" und zum anderen der Arbeitskreis "Mobilität und Sicherheit".