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Prof. Dr.-Ing. Harald Sternberg

Hydrographie und Geodäsie

HafenCity Universität Hamburg
Überseeallee 16
Raum 4 027
20457 Hamburg

E-Mail harald.sternberg(at)hcu-hamburg.de
Tel. +49 (0)40 42827 - 5300

Sprechzeiten WiSe 2019/20

Freitags 12:00 - 13:00 Uhr mit Voranmeldung

seit 11.2017 Univ.-Prof. für Hydrographie und Geodäsie
02.2010 - 09.2010 Kommissarischer Präsident der HafenCity Universität Hamburg
04.2009 - 10.2017 Univ.-Prof. für Ingenieurgeodäsie und geodätische Messtechnik
seit 01.2009 Vizepräsident für Lehre und Studium der HafenCity Universität Hamburg
05.2006 - 01.2009 Sprecher des Department Geomatik, HafenCity Universität Hamburg
06.2005 - 05.2006 Dekan des Fachbereichs Geomatik, Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg
seit 08.2001 Professur für Ingenieurgeodäsie, Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Fachbereich Geomatik
14.09.1999 Promotion zum Dr.-Ing. an der Universität der Bundeswehr München mit der Dissertation: "Zur Bestimmung der Trajektorie von Landfahrzeugen mit einem hybriden Meßsystem"
1996 - 2001 Wissenschaftlicher Assistent am Institut für Geodäsie der Universität der Bundeswehr München
dabei internationale Messkampagnen: mit GPS zur Bestimmung des Höhenprofils eines Flusssystems (Botswana) und Kreiselmessungen zur Vortriebskontrolle (Zürich, Schweiz; CERN, Genf; Amman, Jordanien)
1991 - 1996 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Geodäsie der Universität der Bundeswehr München
1987 - 1991 Truppendienstliche Tätigkeit als Artillerieoffizier
1983 - 1986 Studium Vermessungswesen, Universität der Bundeswehr München

2018


Sternberg, H., Dufek, T. 2018
30+ years of hydrographic education - Category A Programme of Hamburg’s HafenCity University
Hydro International, Volume 22, Number 3, May-June 2018
https://www.hydro-international.com/content/article/30-years-of-hydrographic-education

Dufek, T., Sternberg, H. 2018
Unbemannte Multisensorsysteme und Nutzungsmöglichkeiten in der Hydrographie
DVW e.V.b (Hrsg.): Hydrographie 2018 - Trend zu unbemannten Messsystemen.
DVW-Schriftenreihe, Band 91, Wißner-Verlag, Augsburg, S. 9-28

Cigdem, A., Dufek, T., Sternberg, H., 2018
Individual recognition schemes in hydrography
Hydrographische Nachrichten, HN 111, DOI: 10.23784/HN111-09

Stoeck, J., Sternberg, H. 2018
Concept for real-time localization based on smartphone camera and IMU,
3rd KuVS/GI Expert Talk on Localization, 12.-13. Juli 2018 Lübeck
https://publikationsserver.tu-braunschweig.de/receive/dbbs_mods_00065890

Blankenbach, J., Sternberg, H., Tilch, S. 2018
Indoor-Positionierung. Ingenieurgeodäsie, Handbuch der Geodäsie, herausgegeben von Willi Freeden und Reiner Rummel, Verlag Springer Spektrum, Springer Reference Naturwissenschaften, Willfried Schwarz (Hrsg.), ISBN: 978-3-662-47187-6

Linzer, F., Barnefske, E., Sternberg, H. 2018
Konzeption eines modularen MMS innerhalb der Robotic Operating System (ROS)- Umgebung im geodätischen Zusammenhang. 17. Oldenburger 3 D Tage 2018, Photogrammetrie-Laserscanning Optische 3D-Messtechnik 
Th. Luhmann/Ch. Müller (Hrsg.), Wichmann, VDE Verlag GmbH, Berlin und Offenbach

Kunde, T., Held, P., Sternberg, H., Schneider von Deimling, J. 2018
Ammunition detection using high frequency multibeam snippet backscatter Information
Marine Pollution Bulletin 133 (2018) 481-490, https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2018.05.063

Jensen, E., Barnefske, E., Sternberg, H. 2018
Multisensorsysteme mit MEMS-Sensoren am Beispiel der Bestimmung von Gap-Filler-Breiten,
zfv, Heft 3/2018, 143. Jahrgang (Seiten 172–176), Wißner Verlag, DOI 10.12902/zfv-0209-2018

Barnefske, E., Sternberg, H. 2018
Spezielle Vermessungslösungen für den barrierefreien Ausbau einer Haltestelle der Hamburger Hochbahn (MST 2018 – Multisensortechnologie: Low-Cost Sensoren im Verbund).
176. DVW-Seminar 13.-14.09.2018, Hamburg, Schriftenreihe des DVW, Band 92/2018

Sternberg, H., Dufek, T., Kinne, S., Wölfl, A-C., 2018
AtlantOS data products from multibeam EM122 data: SONNE cruise SO259/2 (Atlantic). PANGAEA, https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.893330 (DOI registration in progress)

Sternberg, H., Dufek, T., Kinne, S., Wölfl, A-C., 2018
AtlantOS data products from multibeam EM122 data: SONNE cruise SO259/3 (Atlantic). PANGAEA, https://doi.pangaea.de/10.1594/PANGAEA.893332 (DOI registration in progress)

Sternberg, H., Dufek, T. 2018
Hydrographieausbildung an der HafenCity Universität Hamburg,
Hydrographische Nachrichten, Journal of Applied Hydrography 02/2018,
DOI: 10.23784/HN109-04

 

2017

Sternberg, H., Willemsen, T. 2017
Ein topologischer Ansatz zur Innenraumnavigation mit MEMS in Smartphones basierend
auf dem Routing-Graph. 19. Internationale Geodätische Woche, Obergurgl 2017
in Hanke/Weinhold (Hrsg.), Wichmann, VDE Verlag GmbH, ISBN: 978-3-87907-624-6

Willemsen, T., Eppinger, G., Sternberg, H. 2017
MEMS in der Ingenieurgeodäsie - Low-Cost-Sensorik zur Bewältigung komplexer Aufgaben,
18. Intern. Ingenieurvermessungskurs 25.-29.04.2017, TU Graz Österreich, (peer-reviewed),
W. Lienhart (Hrsg.) Ingenieurvermessung17, Herbert Wichmann Verlag, ISBN: 978-3-87907-630-7

Barnefske, E., Keller, F., Klimaschewski, A., Schramme, K., Bögle, A., Sternberg, H. 2017
Modellierung und Laboruntersuchung der Dämpfung von Faser-Bragg-Gitter-Sensoren (FBG) in Membran-Fassadenelementen mit einem photogrammetrischen Dehnungsmesssystem,
zfv, Heft 5/2017, 142. Jahrgang, Wißner Verlag, DOI 10.12902/zfv-0170-2017

Wolf, M., Breckner, I., Sternberg, H. 2017
[Q]Studies, Basics and Skills: Increasing Methodological Competencies,
Perspectives in Metropolitan Research/ Science and the City: Hamburg's Path to a Built Environment Education, W. Pelka & F. Kasting (Hrsg.), Jovis Verlag GmbH Berlin, ISBN 978-3-86859-458-4

Sternberg, H., Willemsen, T. 2017
Position estimation based on MEMS inertial sensors for the use as pedestrian navigation
79th FIG Working Week, 29th May - 2nd June 2017, Helsinki, Finnland (peer-reviewed)
http://www.fig.net/resources/publications/pri/showpeerreviewpaper.asp?pubid=8558
ISBN 978-87-92853-61-5 (Online) ISBN 978-87-92853-62-2 (Printed)

Schmitt, S., Zech, L., Wolter, K., Willemsen, T., Sternberg, H., Kyas, M. 2017
Fast Routing Graph Extraction from Floor Plans,
International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN) 2017,
Sapporo, Japan, 18-21 September 2017
http://ieeexplore.ieee.org/document/8115868/  DOI 10.1109/IPIN.2017.8115868

Dufek, T., Sternberg, H. 2017
Hydrographic Education (FIG/IHO/ICA Category A) at the HafenCity University Hamburg (HCU),
Hydro 2017, 13.-16.11.2017, Rotterdam, Netherlands  http://hydro17.com/programme

Diederichs, S., Sternberg, H. 2017
Development of a low-cost multi-sensor for recording shallow water depths,
Hydro 2017, 13.-16.11.2017, Rotterdam, Netherlands  http://hydro17.com/programme


2016

Willemsen, T., Bornholdt, M., Keller, F., Sternberg, H. 2016
Untersuchungen zum Einsatz eines MEMS MPU-6050 zur Neigungsmessung
Oldenburger 3D-Tage 2016, Photogrammetrie-Laserscanning Optische 3D-Messtechnik
Th. Luhmann/Ch. Müller (Hrsg.), Wichmann, VDE Verlag GmbH, Berlin und Offenbach

Eppinger, G., Keller, F., Sternberg, H. 2016
Geosensornetzwerk mit Radartechnik
GeoMonitoring 2016, March 3-4, Braunschweig, Germany
Tagung 2016 über TU Braunschweig, www.geo-monitoring.org/

Alkaiem, L., Keller, F., Sternberg, H. 2016
Analysis of inclination measurement by means of artificial neural Networks - A comparison of static and dynamic networks (reviewed), 3rd JISDM 2016, March 29-31, Vienna, Austria
http://jisdm2016.org/sites/all/themes/Ibs2014/Programm_end.pdf

Kupke, J., Willemsen, T., Keller, F., Sternberg, H. 2016
Development of a Step Counter based on Artificial Neural Networks
Journal of Location Based Services, April 2016 (peer-reviewed)
DOI: 10.1080/17489725.2016.1196832

Barnefske, E., Keller, F., Gehmert, C., Sternberg, H. 2016
A Comparison of Strain Measurement Systems in a Tensile Experiment
78th FIG Working Week 2016, May 2-6, New Zealand, Australia
http://www.fig.net/resources/proceedings/fig_proceedings/fig2016/techprog.htm

Blankenbach, J., Sternberg, H., Tilch, S. 2016
Indoor-Positionierung
Handbuch der Geodäsie, Band "Ingenieurgeodäsie" Hrsg. Schwarz.
DOI: 10.1007/978-3-662-46900-2_24-1

Schmitt, S., Willemsen, T., Sternberg, H., Kyas, M. 2016
Conditional Erosion to estimate Routing-Edges out of Ground Plans
International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN) 2016,
Alcala de Henares, Spain, 4-7 October 2016 (peer-reviewed) 
http://ieeexplore.ieee.org/document/7743602, IEEE, DOI: 10.1109/IPIN.2016.7743602


2015

Acevedo, Pardo, C., Farjas Abadía, M., Sternberg, H. 2015
Design and Development of a low-cost Aerial Mobile Mapping System for Multi-Purpose Applications
International Conference on Unmanned Aerial Vehicles in Geomatics 2015 (UAV-g 2015),
August 30 - September 2, Toronto, Ontario, Canada

Keller, F., Willemsen, T., Sternberg, H. 2015
Indoor Positioning and Mapping with a Research System, Evaluation of Extended and Unscented Kalman Filters and different System Models. The 9th International Symposium on Mobile Mapping Technology (MMT 2015), December 9-11, Sydney, Australia

Acevedo Pardo, C., Schulz, J., Schramm, T., Zobel, K., Farjas Abadía, M., Sternberg, H. 2015
Design und Entwicklung eines low-cost modular Aerial Mobile Mapping Systems
Oldenburger 3D-Tage 2015, Photogrammetrie-Laserscanning Optische 3D-Messtechnik
Th. Luhmann/Ch. Müller (Hrsg.), Wichmann, VDE Verlag GmbH, Berlin und Offenbach, ISBN: 9783879075287

Willemsen, T., Keller, F., Sternberg, H. 2015
Kartengestützte MEMS-basierte Indoorpositionierung mittels Partikel-Filter
Oldenburger 3D-Tage 2015, Photogrammetrie-Laserscanning Optische 3D-Messtechnik
Th. Luhmann/Ch. Müller (Hrsg.), Wichmann, VDE Verlag GmbH, Berlin und Offenbach, ISBN: 9783879075287

Leitz, S., Keller, F., Willemsen, T., Sternberg, H., Kagerah, S. 2015
Development of a WiFi-Fingerprinting for position determination by mean of probabilistic methods
FIG Working Week 2015, May 17-21, Sofia, Bulgaria 

Sternberg, H., Keller, F., Willemsen, T. 2015
Einsatz von MEMS Inertial-Sensoren für die Orientierung in Gebäuden
145. DVW-Seminar: Interdisziplinäre Messaufgaben im Bauwesen, 26.-27. März 2015, Darmstadt,
Schriftenreihe des DVW, Band 79, Wißner-Verlag, ISBN: 9783957860460

Sternberg, H., Keller, F., Leitz, S., Kagerah, S., Thie, G. 2015
Aktuelle Entwicklungen des HCU 'Mobile Mapping Systems' und dessen Einsatz in der Forschung und in der Lehre, 18. Internationale Geodätische Woche Obergurgl, Österreich, 08.-14. Februar 2015,
Hanke/Weinhold (Hrsg.), Wichmann, VDE Verlag GmbH, Berlin und Offenbach, ISBN-13: 9783879075546 

Keller, F., Kagerah, S., Sternberg, H. 2015
Automatisierung eines Low-Cost-360° Reflektors für die genaue Positionierung einer 3D-Trajektorie
avn Ausgabe 8-9/2015, Wichmann Verlag im VDE Verlag GmbH, Offenbach
http://gispoint.de/artikelarchiv/avn/2015/avn-ausgabe-08-092015.html

Willemsen, T., Keller, F., Sternberg, H. 2015
A topological Approach with MEMS in smartphones based on routing-graph
International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN) 2015
http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=7346952&filter=AND%28p_Publication_Number:7336693%29; IEEE, DOI: 10.1109/IPIN.2015.7346952


2014

Acevedo Pardo, C., Sternberg, H., Willemsen, T., Romero Calvo, C. und Crespo Sanchidrián, R. 2014
Schadensdokumentation der "Kleine Schleuse" am Nord-Ostsee-Kanal in Kiel-Holtenau. Oldenburger 3D-Tage 2014, Photogrammetrie-Laserscanning Optische 3D-Messtechnik. Th Luhmann/Ch. Müller (Hrsg.), Wichmann, VDE Verlag, Berlin und Offenbach

Willemsen, T., Keller, F., Sternberg, H. 2014
Fusionierung von im Smartphone verbauten Sensoren zur Innenraumpositionierung - ein Ansatz mit Kalman-Filter. Oldenburger 3D-Tage 2014, Photogrammetrie-Laserscanning Optische 3D-Messtechnik. Th. Luhmann/Ch. Müller (Hrsg.), Wichmann, VDE Verlag GmbH, Berlin und Offenbach

Keller, F., Willemsen, T., Sternberg, H. 2014
Modulares Mobile-Mapping-System für Forschungsanwendungen im In- und Outdoorbereich, in Wieser, A. (Ed.), Ingenieurvermessung 14: Beiträge zum 17. Internationalen Ingenieurvermessungskurs Zürich, 2014, neue Ausg., Wichmann, H, Berlin, pp. 171-183

Keller, F., Leitz, S., Kagerah, S., Thie, G., Sternberg, H. 2014
Current development in the HCU Mobile Mapping Systems and its use in research and teaching (6995). Proceedings of the XXV FIG International Congress 2014, Kuala Lumpur, Malaysia

Willemsen, T., Keller, F., Sternberg, H. 2014
(278) Concept for building a smartphone based indoor localization system
FUSION 07.-10.07.2014, Salamanca, Spain.
See more at: http://www.fusion2014.org/programme#

Schwieger, V., Sternberg, H. 2014
Multi-Sensor-Systeme in der Ingenieurgeodäsie - Grundlagen und Überblick
138. DVW-Seminar 18./19.09.2014, Hamburg, Schriftenreihe des DVW, Band 75/2014

Willemsen, T., Keller, F., Sternberg, H. 2014
Indoor-Positionierung und -Navigation mit Smartphone
138. DVW-Seminar 18./19.09.2014, Hamburg, Schriftenreihe des DVW, Band 75/2014

Willemsen, T., Keller, F., Sternberg, H. 2014
Concept for Building a MEMS Based Indoor Localization System
5th International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN) 2014, October 27-30, Busan, Korea http://ieeexplore.ieee.org/xpl/mostRecentIssue.jsp?punumber=7269216

Willemsen, T., Keller, F., Sternberg, H. 2014

Museum of the Moment - A Cooperation Project Between Metropolitan Culture and Geomatics
5th International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN) 2014, October 27-30, Busan, Korea http://ieeexplore.ieee.org/xpl/mostRecentIssue.jsp?punumber=7269216


2013

Mechelke, K., Sternberg, H. Keller, F. 2013
A Monitoring Sytsem with TLS Sensor. Proceedings of the 2nd Joint International Symposium on Deformation Monitoring, Nottingham UK, jisdm2013_submission_153. September 2013

Acevedo, C. Brenner, J., Willemsen, T., Sternberg, H., Schramm, T. Zobel, K., Temme, M., 2013
3d Modellierung aus einer Laserscannaufnahme kombiniert mit Luftbildern aus einem Oktokopter. Photogrammetrie, Laserscanning, Optische 3D-Messtechnik - Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2013,Th. Luhmann/Ch. Müller (Hrsg.), Wichmann, VDE Verlag GmbH, Berlin und Offenbach, pp. 68-77.

Keller, F, Sternberg, H. 2013
Multi-Sensor Platform for Indoor Mobile Mapping: System Calibration and Using a Total Station for Indoor Applications. Remote Sens., 2013, 5, 5805-5824; doi:10.3390/rs5115805, ISSN 2072-4292

Keller, F., Sternberg, H. 2013
Kombination von Hydrographie und Terrestrischen Laserscannern -  Systematische Effekte, Kalibrier- und Auswertemethoden. Hrsg.: Bundesanstalt für Gewässerkunde: Neue Entwicklungen in der Gewässervermessung, Kolloquium am 20.21. November 2012 in Koblenz., Mai 2013, 104 S.; DOI: 10.5675/BfG_Veranst_2013.5

Keller, F., Willemsen, T., Sternberg, H. 2013
Generation of reference data for Indoor Navigation by INS and laser scanner
4th International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN), October 2013, Montbéliard, France

Sternberg, H., Keller, F., Willemsen, T. 2013
Nutzung von Smartphones in der Indoor Navigation, in Hanke/ Weinhold (Hrsg.), 17. Internationale Geodätische Woche Obergurgl 2013, Wichmann, VDE Verlag GmbH, Berlin und Offenbach, pp. 216-227

Sternberg, H., Keller, F., Willemsen, T. 2013
Precise indoor mapping as basis for coarse indoor navigation. Journal of Applied Geodesy. Band 7, Heft 4, Seiten 231–246, ISSN (Online) 1862-9024, ISSN (Print) 1862-9016, DOI: 10.1515/jag-2013-0015, November 2013

Willemsen, T., Keller, F., Sternberg, H. 2013
Untersuchungen zur Indoornavigation mittels aktueller Smartphonetechnologie. Avn 11-12/2013, S. 367-374

Willemsen, T., Keller, F., Sternberg, H. 2013
Untersuchungen zur Indoornavigation mittels aktueller Smartphonetechnologie. Photogrammetrie, Laserscanning, Optische 3D-Messtechnik - Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2013, Th. Luhman
n/Ch. Müller (Hrsg.), Wichmann, VDE Verlag GmbH, Berlin und Offenbach, pp. 356-366.

Willemsen, T., Keller, F. und Sternberg, H., 2013
"Indoor-Navigation mit Smartphones", in GeoNews, Volume 1/2013, pp. 6-7, LINK: www.rmdata.de/geonews.de.64.htm

Willemsen, T., Keller, F. und Sternberg, H., 2013
"Indoor navigation using smartphones - assessing the quality of integrated sensors." in GIM-International January 2013, Volume 27, Number 1, pp. 23-27


2012

Mechelke, K., Keller, F., Sternberg, H., 2012
Ein neuartiges Monitoring-System mit TLS Sensorik. Terrestrisches Laserscanning (TLS2012),  Schriftenreihe des DVW, Band 69, Beiträge zum 121. DVW-Seminar am 13. und 14. Dezember 2012 in Fulda, Wißner-Verlag, Augsburg, pp. XX

Keller, F., Willemsen, T., Sternberg, H. ,2012
Calibration of Smartphones for the use in indoor navigation, IN: 2012 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN), 978-1-4673-1954-6/12/$31.0  0 ©2012 IEEE

Mechelke, K., Lindstaedt, M., Sternberg, H., Kersten, Th., 2012 Bauwerksmonitoring mit terrestrischem Laserscanning - eine Machbarkeitsstudie. Photogrammetrie, Laserscanning, Optische 3D-Messtechnik - Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2012, Th. Luhmann/Ch. Müller (Hrsg.), Wichmann, VDE Verlag GmbH, Berlin und Offenbach, pp. 55-62


2011

Lukianto, C. ,Sternberg, H., 2011
STEPPING – Smartphone-based Portable Pedestrian Indoor Navigation, In: Proceedings of the 7th International Symposium on Mobile Mapping Technology Mobile Mapping Technology (MMT 2011), 13-16 Juni 2011, Krakow, Poland

Lukianto, Ch., Sternberg, H., 2011
Custom MEMS-Based Inertial Measurement Unit For Pedestrian Navigation Use,
In: Proceedings of the 2011International Conference On Indoor Positioning And Indoor Navigation (IPIN 2011) – short papers, posters and demos, Moreira, Adriano J.C., Meneses, Filipe M.L. (eds.), Guimarães, Portugal; ISBN 978-972-8692-63-6

Lukianto, Ch., Sternberg, H., 2011
Overview of Current Indoor Navigation Techniques and Implementation Studies, FIG Working Week 2011 - Bridging the Gap between Cultures, 18-22 May 2011, Marrakech, Morocco

Acevedo Pardo, C., Ohlendieck, J., Krahwinkel, M., Sternberg, H., 2011
Material tests using the ARAMIS system: a laboratory report. Optical Measurement Systems for Industrial Inspection VII. Edited by Lehmann, Peter H.; Osten, Wolfgang; Gastinger, Kay. Proceedings of the SPIE, Volume 8082, pp. 808230-808230-11 (2011).


2010

Acevedo, C., Sternberg, H., Wilhelm, J., Schramm, T., 2010
Reconstruction of exhibits of the Egyptian collection at the Ethnological Museum in Hamburg, Germany. Fusion of Cultures - Abstracts of the XXXVIII Annual Conference on Computer Applications and Quantative Methods in Archaeology CAA 2010, J. Melero, P. Cano & J. Revelles (Eds.), Granada, Spain, pp. 313-316

Hirt, C., Guillaume, S., Wisbar, A., Bürki, B., Sternberg, H., 2010
Monitoring of the refraction coefficient in the lower atmosphere using a controlled setup of simultaneous reciprocal vertical angle measurements. Journal of Geophysical Research, Vol. 115, D21102, 14 pp., 2010, Doi:10. 1029/2010DJ014067.

Sternberg, H., Hönniger, Ch., Fessele, M., 2010
Indoor-Navigation ohne Verwendung von Infrastruktursensoren. Ingenieurvermessung 10 - Beiträge zum 16. Internationalen Ingenieursvermessungskurs München, 2010, Wunderlich, T. (Hrsg.), Wichmann, VDE Verlag GmbH, Berlin und Offenbach, pp. 131.

Sternberg, H., Hönniger, C., Fessele, M., 2010
Indoor Navigation without usage of infrastucture sensors - based Local Positioning System. Proceedings of the SPRING 8th International Conference on Computing, Communications and Control Technologies: CCCT 2010, Orlando, Florida, USA 2010.


2009

Kersten, Th., Mechelke, K., Lindstaedt, M., Sternberg, H., 2009
Methods for Geometric Accuracy Investigations of Terrestrial Laser Scanning Systems. Photogrammetrie - Fernerkundung - Geoinformation, Heft 4, pp. 301-316.

Sternberg, H., Fessele, M., Hönniger, Ch., 2009
Indoor Navigation without infrastructure–based Local Positioning System Proceedings of the 6th International Symposium on Mobile Mapping Technology
Mobile Mapping Serving the Information Society, 21-24 July 2009, Presidente Prudente, São Paulo, Brazil

Sternberg, H., Fessele, M., 2009
Indoor Navigation with Low-Cost Inertial Navigation System. Proceedings of the 6th Workshop on Positioning, Navigation and Communication 2009 (WPNC’09) Leibnitz Universität Hannover, Hannover, 2009. Hannoversche Beiträge zur Nachrichtentechnik, Band 0.6, ISBN: 978-1-4244-3292-9, pp. 1-4

Kersten, Th., Sternberg, H., Mechelke, K., 2009
Geometrical Building Inspection by Terrestrial Laser Scanning.
FIG Working Week 2009 - Surveyors Key Role in Accelerated Development,
Eilat, Israel, 3-8 May 2009. Civil Engineering Suveyor - The Journal of the Chartered Institution of Civil Engineering Surveyors November 2009, pp. 26-31.
This is a peer review paper

Lindstaedt, M., Kersten, Th., Mechelke, K., Sternberg, H., Graeger, T., 2009
Phasen im Vergleich - Erste Untersuchungsergebnisse der Phasenvergleichsscanner FARO Photon und Trimble FX. Photogrammetrie, Laserscanning, Optische 3D-Messtechnik - Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2009, Th. Luhmann/Ch. Müller (Hrsg.), Wichmann Verlag, Heidelberg. pp. 53-64

Acevedo, C., Sternberg, H., Wilhelm, J., Schramm, T, 2009
Rekonstruktion von Exponaten der Ägyptischen Sammlung des Völkerkundemuseums Hamburg. Photogrammetrie, Laserscanning, Optische 3D-Messtechnik - Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2009, Th. Luhmann & Ch. Müller  (Hrsg.), Wichmann Verlag, Heidelberg,

Acevedo, C., Sternberg, H., Wilhelm, J., Schramm, T, 2009
Rekonstruktion von Exponaten der Ägyptischen Sammlung des Völkerkundemuseums Hamburg. Denkmäler 3D.

 

2008

Hirt, Ch., Feldmann-Westenhoff, U., Böder, V., Bürki, B., Guillaume, S., Heyen, R., Stelkens-Kobsch., T., Sternberg, H., 2008
Präzise Höhen- und Schwerefeldbestimmungen an Stromübergängen und Meerengen.
Geoinformationen für die Küstenzone. Beiträge des 2. Hamburger Symposiums zur Küstenzone 2008,Traub, K.-P., Kolhus, J. (Hrsg.) (in Druck)

Kersten, Th., Mechelke, K., Lindstaedt, M., Sternberg, H., 2008.
Geometric Accuracy Investigations of the Latest Terrestrial Laser Scanning Systems.
(2785 - TS2D) , Proceedings of the FIG working week 2008 Stockholm

Kersten, Th., Sternberg, H., Mechelke, K., Lindstaedt, M., 2008
Datenfluss im terrestrischen Laserscanning - Von der Datenerfassung bis zur Visualisierung.
Terrestrisches Laserscanning (TLS2008), Beiträge zum 79. DVW-Seminar am 6. und 7. November 2008 in Fulda, Schriftenreihe des DVW, Band 54, Wißner-Verlag, Augsburg, pp. 31-56

Schiewe, J., Krek, A., Peters, I., Sternberg, H. & Traub, K.-P., 2008
HCU Research Group "Digital City": Developing and Evaluating Tools for Urban Research.
In: Ehlers, M. et al. (Hrsg.): Digital Earth Summit on Geoinformatics 2008: Tools for Global Change Research. Wichmann-Verlag, 239-244.

Sternberg, H., Krebs, Ch. 2008
New Perspectives for Geomatics Bachelor and Master Education at the HafenCity University, Hamburg.
(2972 - TS6H), Proceedings of the FIG working week 2008 Stockholm.

Sternberg, H., Berthold (geb. Ramm), K., Fessele, M., 2008
Indoor Navigation with Low-Cost Inertial Navigation System.
International Symposium on LBS & TeleCartography, Salzburg, 2008.


2007

Sternberg, H. , 2007
Laserscanning 2007 - die nächste Generation der Systeme?
Terrestrisches Laserscanning (TLS).Schriftenreihe des DVW, Band 53. Beiträge zum 74. DVW-Seminar am 05/06.12.2007 in Fulda, Wißner-Verlag, Augsburg. pp. 15-126.

Sternberg, H., Schwalm, Chr. , 2007.
Qualifizierung von Drehratensensoren für Fahrzeugnavigationssysteme
zfv - Zeitschrift für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement,132. Jahrgang, Heft 5/2007, pp. 277-284.

Sternberg, H., Kersten, Th., 2007

Comparison of Terrestrial Laser Scanning Systems in Industrial As-Built-Documentation Applications,
Proceedings of 8th Conference on Optical 3D Measrurement techniques, (Eds. Gruen/Kahmen), Zurich, July 9-12, Vol. I, pp.389-397

Sternberg, H., Schwalm, Chr., 2007
Qualification Process for MEMS gyroscopes for the use in navigation systems. Proceedings of the Symposium Mobile Mapping Technologie (MMT07), Padua.

Sternberg, H., 2007

Geomatics Bachelor and Master Education at the HafenCity University Hamburg.
The Third International Exhibition and Scientific Congress Geo-Siberia-2007, Novosibirsk, T1, pp. 59- 67

Sternberg, H., Braunroth, M., 2007

Vergleichende Untersuchung von Laserscansystemen und deren Auswertesoftware bei der Modellierung eines Umspannwerkes.
Photogrammetrie, Laserscanning, Optische 3D-Messtechnik - Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2007, Th. Luhmann & Ch. Müller  (Hrsg.), Wichmann Verlag, Heidelberg, pp. 234-243.
</align><//align></align><//align>

 

2006

Andree, P., Böder, V., Bruns, P., .Egge, D., Sternberg, H., 2006
New Developments for the Professional Education in Hydrography at HafenCity University Hamburg (HCU). XXIII International FIG Congress “Shaping the Change”, Munich, Germany, October 8-13, www.fig.net/pub/fig2006/papers/ts05/ts05_03_andree_etal_0468.pdf

Kanngieser, E., Sternberg, H., 2006
Geomatik- und Hydrographie-Studium an der HafenCity Universität.
zfv - Zeitschrift für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement,
131. Jahrgang, Heft 2/2006, pp. 80-86.

Kersten, Th., Sternberg, H., Stiemer, E., 2006
Terrestrisches 3D-Laserscanning im Hamburger Rathaus - Mensi GS100 und IMAGER 5003 im Vergleich.
Photogrammetrie, Laserscanning, Optische 3D-Messtechnik - Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2006, Th. Luhmann & Ch. Müller (Hrsg.),
Wichmann Verlag, Heidelberg, pp. 185-195.

Mechelke, K., Sternberg, H., Kersten, Th., 2006
Bauwerksuntersuchungen durch terrestrisches Laserscanning mit dem Mensi GS10
0.
Photogrammetrie, Laserscanning, Optische 3D-Messtechnik - Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2006, Th. Luhmann & Ch. Müller  (Hrsg.),
Wichmann Verlag, Heidelberg, pp. 308-315.
Full paper
as an Acrobat file. (3dtage2006_mechelke_sternberg_kersten.pdf, 2093 kb)

Sternberg, H., 2006
Deformation Measurements at Historical Buildings with the Help of Three-Dimensional Recording Methods and Two - Dimensional Surface Evaluations. The 12th FIG Symposium on Deformation Measurement and the 3rd IAG Symposium for Geotechnical and Structural Engineering, 
H. Kahmen & A. Chrzanowski (Editors),
Baden, Austria, 22-24 May 2006

Full Paper  as an Acrobat file, 2.5 Mb.

Sternberg, H., 2006
Deformation Measurements at Historical Buildings with Terrestrial Laserscanners.
International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XXXVI, Part 5, Editors: H.-G. Maas, D. Schneider, Peer-Reviewed Proceedings of the ISPRS Commission V Symposium „Image Engineering and Vision Metrology“, Dresden, Germany, 25-27 September, pp. 303-308.
Full Paper
as an Acrobat file.

Sternberg, H., Andree, P., Wendt, G., 2006
New Approaches Supporting Hydrographical Education.
Hydro INTERNATIONAL,
June, Volume 10, Number 5.


2005

Kersten, Th., Sternberg, H., Mechelke, K., Lindstaedt, M., 2005
Zur Objektgenerierung in Punktwolken des terrestrischen Laserscanners Mensi GS100 mit der
Modellierungssoftware 3Dipsos.
Terrestrisches Laserscanning (TLS). Schriftenreihe des DVW, Band 48. Beiträge zum 65. DVW-Seminar am 21./22.11.2005 in Fulda, Wißner-Verlag, Augsburg. pp. 127-146.

Kersten, Th., Sternberg, H., Mechelke, K., 2005

Investigations into the Accuracy Behaviour of the Terrestrial Laser Scanning System Mensi GS100.
Optical 3-D Measurement Techniques VII, Gruen/Kahmen (Eds.), Vienna 2005, Vol. I, pp. 122-131.
Full paper as an Acrobat file. (o3d_vienna2005_ker_ste_mech.pdf, 459 kb)

Kersten, Th., Sternberg, H., Stiemer, E., 2005
Terrestrisches 3D-Laserscanning im Hamburger Rathaus - Mensi GS100 und IMAGER 5003 im Vergleich.
Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation e.V., Band 14, Hrsg. E.Seyfert, Vorträge der 25. Wissenschaftlich-Technischen Jahrestagung der DGPF, 21.-23. September 2005 in Rostock, pp. 309 - 318.
Full paper as an Acrobat file. (dgpf2005_kersten_sternberg_stiemer.pdf, 977 kb)

Kersten, Th., Sternberg, H., Stiemer, E., 2005
First Experiences with Terrestrial Laser Scanning for Indoor Cultural Heritage Applications using Two Different Scanning Systems.
IAPRS, Vol. XXXVI, PART 5/W8, Editors R. Reulke & U. Knauer, Proceedings of the ISPRS working group V/5 'Panoramic Photogrammetry Workshop', Berlin, Germany, February 24-25, 2005,
Full paper as an Acrobat file. (2panows_berlin2005.pdf, 922 kb)

Sternberg, H., Kersten, Th., Conseil, N. 2005
Untersuchungen des terrestrischen Laserscanners Mensi GS 100 - Einfluss unterschiedlicher Oberflächeneigenschaften auf die Punktbestimmung.</align><//align> </align><//align>
Photogrammetrie, Laserscanning, Optische 3D-Messtechnik - Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2005,
Th. Luhmann (Hrsg.), Wichmann Verlag, Heidelberg.</align><//align>


2004

Sternberg, H., Kersten, Th., Jahn, I., Kinzel, R., 2004
Terrestrial 3D Laser Scanning - Data Acquisition and Object Modelling for Industrial As-built Documentation and Architectural Applications.
The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. XXXV, Commission VII, Part B2, pp. 942-947, presented paper at the XXth ISPRS Congress, Istanbul, July 2004.
Full paper as an Acrobat file. (istanbul2004_laser.pdf, 1605 kb)

Kersten, Th., Sternberg, H., Mechelke, K., Acevedo Pardo, C., 2004
Terrestrial laser scanning system Mensi GS100/GS200 -
Accuracy tests, experiences and projects at the Hamburg University of Applied Sciences.
IAPRS, Vol. XXXIV, PART 5/W16, Editors H.-G. Maas & D. Schneider, Proceedings of the ISPRS working group V/1 'Panoramic Photogrammetry Workshop', Dresden, Germany, February 19-22, 2004,
Full paper as an Acrobat file. (dresden2004_gs100.pdf, 794 kb)

Kersten, Th., Sternberg, H., Mechelke, K., Acevedo Pardo, C., 2004
Terrestrischer Laserscanner Mensi GS100/GS200 - Untersuchungen und Projekte an der HAW Hamburg.
Photogrammetrie, Laserscanning, Optische 3D-Messtechnik - Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2004,
Th. Luhmann (Hrsg.), Wichmann Verlag, Heidelberg, pp. 98-107.
Full paper as an Acrobat file. (oldenburg_2004_1.pdf, 1577 kb)

2002 

Sternberg, H., Caspary, W. (2002)
Fahrzeugtrajektorie und Trasse als Ergebnisse kinematischer Vermessung. ZfV, 137.Jg, H.5, S. 298-304.

Sternberg, H. (2002)
Entwicklung des kinematischen Vermessungssystems KiSS. Heister, H., Reinhard, W. (Hrsg.) Beiträge anlässlich des 65. Geburtstages von Wilhelm Caspary.  Institut für Geodäsie, Universität der Bundeswehr München, Neubiberg.

2001

Heister, H., Caspary, W., Klemm, J., Sternberg, H. (2001)
KiSS, ein hybrides kinematisches  Messsystem. Aus: Deutsche Gesellschaft für Ortung und Navigation (Hrsg.) PosNAV 2001, DGON Symposium Positionierung und Navigation, S 237-245, Dresden.

Sternberg, H., Nussrainer, C. (2001)
Global Positioning System (GPS) in der Verkehrsplanung – Empirische Ermittlung von Fahrkurven. In: TIS – Tiefbau, Ingenieurbau, Straßenbau H. 12, S. 28 – 34.

Sternberg, H., Caspary, W., Heister, H., Klemm, J. (2001)
Mobile Data Capturing on Roads and Railways utilizing the Kinematic Survey System KiSS. Proceedings of The 3rd International Symposium on Mobile Mapping Technology, Kairo, Ägypten, Session 6 – paper 4.
Full paper as an Acrobat file. (mms2001_sternberg.pdf, 2094 kb)


2000
 

Caspary, W., Heister, H., Klemm, J., Sternberg, H. (2000)
Straßenaufnahme durch kinematische Vermessung. Aus: Schnädelbach, K., Schilcher, M. (Hrsg.) Ingenieurvermessung 2000, S. 304-310, Verlag Konrad Wittwer, Stuttgart.

Chen, G., Sternberg, H. (2000)
Einsatz des Kalman-Filters zur kinematischen Positionierung eines Landfahrzeuges aus GPS-Daten. Aus: Caspary, W. Heister, H. Welsh, W. Schödlbauer, A. (Hrsg.): 25 Jahre Institut für Geodäsie, Schriftenreihe des Studiengangs Geodäsie und Geoinformation, UniBwM, Heft 60 Band 1, Neubiberg.

Gräfe, G., Klemm, J., Sternberg, H. (2000)
Das kinematische Vermessungssystem KiSS: Zentrierung der Sensordaten und Transformation in das Fahrzeugsystem. Aus: Caspary, W. Heister, H. Welsh, W. Schödlbauer, A. (Hrsg.): 25 Jahre Institut für Geodäsie, Schriftenreihe des Studiengangs Geodäsie und Geoinformation, UniBwM, Heft 60 Band 1, Neubiberg.

Sternberg. H. (2000)
Zur Bestimmung der Trajektorie von Landfahrzeugen mit einem hybriden Meßsystem. (Dissertation) Schriftenreihe des Studiengangs Vermessungswesen der Universität der Bundeswehr München, Heft 67, 156 S., Neubiberg

Wang, J., Sternberg, H. (2000)
Modellentwicklung für die kinematische Vermessung von Landverkehrswegen. Aus: Caspary, W. Heister, H. Welsh, W. Schödlbauer, A. (Hrsg.): 25 Jahre Institut für Geodäsie, Schriftenreihe des Studiengangs Geodäsie und Geoinformation, UniBwM, Heft 60 Band 1, Neubiberg.


1999

Sternberg, H., Caspary, W., Heister, H. (1999)
Filteralgorithms for Optimal Determination of Position and Attitude of the Mobile Mapping System KiSS. Proceedings of International Workshop on Mobile Mapping Technology, Bangkok, Thailand, S. 2-2-1 – 2-2-6.


1998

Merry, C.L.; Heister, H.; Barry, M.; Ellery, W.; McCarthy, T.S.; Rüther, H.; Sternberg, H. (1998)
GPS Heighting in Okavango Delta. In: Journal of Surveying Engineering, 124. Jg., H. 4, S. 145-155.

Sternberg, H., Caspary, W., Heister, H. (1998)
Mobiles Vermessungssystem KiSS. Aus: Heister, H.,  Sternberg, H. (Red.): Hybride Vermessungssysteme - Grundlagen und Anwendungen (Schriftenreihe des DVW 29). Wittwer Verlag, Stuttgart. S. 178-192.

Sternberg, H., Caspary, W., Heister, H. (1998b)
Determination of the Trajectory  surveyed by the Mobile Surveying System KiSS. Aus: Kahmen, Brückl, Wunderlich (Hrsg.): Geodesy for Geotechnical and Structural Engineering (Tu Wien). Wien. S. 361-366.


1997

Caspary, W.; Heister, H.; Klemm, J.; Sternberg, H.(1997)
KiSS, a Data Acquisition System for Transportation Infrastructure Management Databases. Aus: Proceedings International Symposium on GIS / GPS Istanbul.

McCarthy, T.S.; Barry, M,; Bloem, A.; Ellery, W. Heister, H.; Merry, Ch.; Rüther, H.; Sternberg, H.(1997)
The gradient of the Okavango fan, and its sedimentological and tectonic implications.  In: Journal of African Earth Sciences, 24. Jg., H. 1/2, S. 65-78.


1996

Sternberg, H., Caspary, W., Heister, H., Hock, C., Klemm, J. (1996)
Kinematische Anwendungen von INS/GPS. Aus: Mönicke, H. (Red.): Kinematische Meßmethoden in der Ingenieur- und Industrievermessung (Schriftenreihe des DVW 22). Wittwer Verlag, Stuttgart. S. 98-130.


1995

Caspary, W., Heister, H., Hock, Chr., Klemm, J., Sternberg, H. (1995)
The Kinematic Surveying System KiSS - Design, Mechanization, ApplicationProceedings DSNS 95, The Fourth International Conference on Differential Satellite Navigation Systems, 24-28 April 1995, Bergen, Norwegen.

Caspary, W., Heister, H., Hock, Chr., Klemm, J., Sternberg, H. (1995)
A Kinemtic Survey System for Transportation InfrastructureProceedings International FIG Symposium Commission 6, University of Cape Town, S. 36-41, Kapstadt, Südafrika.

Heister, H., Caspary, W., Hock, C., Klemm, J., Sternberg, H. (1995)
KiSS - a Hybrid Measuring System for Kinematic Surveying. Aus: Linkwitz, K., Hangleiter, U. (Hrsg.): High Precision Navigation 95. Proceedings of the 3rd International Workshop on High Precision Navigation. Ferd. Dümmler Verlag, Bonn. S. 561-568.

Heister, H., Sternberg, H. (1995)
GPS-Messungen zur Bestimmung eines Höhenproflis des Jao/Boro Flusssystems, Okavango Delta Borswana. 
Institut für Geodäsie, Universität der Bundeswehr, Neubiberg.

Hock, C., Caspary, W., Heister, H., Klemm, J., Sternberg, H. (1995)
Architecture and Design of the Kinematic Survey System KiSS. Aus: Linkwitz, K., Hangleiter, U. (Hrsg.): High Precision Navigation 95. Proceedings of the 3rd International Workshop on High Precision Navigation. Ferd. Dümmler Verlag, Bonn. S. 569-576.


1994

Sternberg, H., Caspary, W. (1994)
Determination of Alignment Elements of surveyed Routes for Geographical Information Systems. Aus: Cannon, M.E., Lachapelle, G. (Hrsg.): International Symposium on Kinematic Systems in Geodesy, Geomatics and Navigation. Banff, Canada. S. 98-130.


1993

Sternberg, H. (1993)
Meßgrößen und Beobachtungsverfahren für GPS-Messungen. Aus: Institut für Geodäsie (Hrsg.): Das Global Positioning System im praktischen Einsatz der Landes- und Ingenieurvermessung. Schriftenreihe des Studiengangs Vermessungswesen, UniBwM, Heft 45. Neubiberg. S. 85-105.


1986

Sternberg, H. (1986)
Untersuchungen zum Orientierungsverhalten der raumstabilisierten Trägheitsplatform mit “ESG“-Kreiseln (Diplomarbeit) als Manuskript veröffentlicht

Lehrveranstaltungen im Wintersemester 2019/2020

- Geodäsie 1, Bachelor Geodäsie und Geoinformatik
- Geodäsie 5, Geodätische Netze, Bachelor Geodäsie und Geoinformatik
- Determination Of Positions and Water Depths, Master Geodäsie und Geoinformatik

Lehrveranstaltungen im Sommersemester 2019

- Integrated Navigation, Master Geodäsie und Geoinformatik
- Advanced Hydrography, Master Geodäsie und Geoinformatik

 

 

 



 

 

 

INDEX 2017 - 2020 (BGR)

Quelle: BGR

Metallsulfidvorkommen am Meeresboden - Deutsche Explorationslizenz im Indischen Ozean (INDEX)

Ziel der Erkundungen ist es, mit Hilfe moderner rohstoffgeologischer und hydrographischer Explorationstechniken Metallsulfidvorkommen zu identifizieren, die an den Austrittsstellen ehemals aktiver heißer Quellen am Meeresboden („schwarze Raucher“) entstanden sind.

Gap-Filler (Hamburger Hochbahn AG)

Der Gap-Filler - Spezielle Vermessungslösungen für den barrierefreien Ausbau von Haltestellen im Netz der Hamburger Hochbahn

Der barrierefreie Umbau von denkmalgeschützten U-Bahnhaltestellen ist eine zentrale Herausforderung, welche nur mit speziell angepassten Bauteilen bewältigt werden kann. Zur Bestimmung der optimalen Bereite eines Füllmaterials zwischen Bahnsteigkante und Zug (Gap-Filler) ist ein Geosensornetzwerk entwickelt worden.

Überwachung und Steuerung von Fassadenhüllen zur Energiereduzierung

Überwachung und Steuerung von Fassadenhüllen zur Energiereduzierung

Im Bau und Betrieb werden moderne Gebäude ökologischer dadurch das leichte Werkstoffe, wie Membranen als Fassadenverkleidung verwendet werden. Diese Membranen müssen je nach Wetterlage verstellt werden, dabei die Grundspannung nicht verändert werden. Messtechnisch wird die aktuelle Spannung bestimmt und zur Steuerung angewendet.

Deformationsuntersuchungen

Deformationsuntersuchungen an historischen Gebäuden (Kirchen) unter Einbeziehung von flächenhaften Erfassungsmethoden (Laserscannerdaten)

Historische Bauwerke müssen vor, während und nach Umbau- und Sanierungsarbeiten überwacht werden. Neben traditionellen Vermessungsverfahren der Deformationsüberwachung werden neue Verfahren eingeführt und erprobt.

Untersuchung der Stabilität und Genauigkeit der Lagewinkel von inertialen Navigationssystemen

Untersuchung der Stabilität und Genauigkeit der Lagewinkel (Azimut, Roll, Pitch) von inertialen Navigationssystemen

Die Bestimmung der Lagewinkel eines bewegten Objektes und insbesondere die Richtung seiner Bewegung nimmt eine entscheidende Rolle bei der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Positionsbestimmung von Fahrzeugen und Schiffen in Echtzeit ein.

Barnefske, Eike M.Sc.

Automatisierte Segmentierung und Klassifizierung mit künstlichen neuronalen Netzen von Objekten in 3D-Punktwolken.

Die vollständige automatische Klassifikation von unstrukturierten und komplexen Punktwolken (Abb. 1a) ist mit aktuellen Algorithmen nicht möglich. Für die Weiterverarbeitung von Punktwolken zu Modellen sind eine Trennung von verschiedenen Objekten sowie die Filterung nach korrekt und fehlerhaft gemessenen Punkten notwendig (Abb. 1b). Zur Lösung dieser Aufgabe wird der Einsatz von künstlichen neuronalen Netzen (KNN) zur automatischen Segmentier- und Klassifizierung erforscht.

Abb. 1: 3D-Punktwolken mit nur geometrischen Informationen (a). Automatische Segmentier- und Klassifizierung nach vorgegeben Objektklassen. Klassifizierte 3D-Punktwolke (b).

Quelle: HCU, Barnefske

Abb. 2: Funktion des ConvNet für die Klassifizierung von 3D-Punktwolken

Quelle: HCU, Barnefske

KNN ist eine Verkettung von Funktionen, welche das Ziel hat, Merkmale aus Daten zu extrahieren und diese in Sinnklassen zusammenzufassen (Abb. 2). In der Anwendung von 3D-Punktwolken wird die Beziehung zwischen einzelnen Punkten und Klassen anhand von Trainingsdaten und dem Anpassen der Netzstruktur erlernt.

Die Leistung des KNN ist primär abhängig von der Qualität der Trainingsdaten, mit denen die Gewichte zwischen den einzelnen Funktionen angepasst werden. Die Schwerpunkte dieser Forschung sind:

-Die Untersuchung des Einflusses von Trainingsdaten auf die Klassifizierungsqualität.
-Die Untersuchung des Einflusses von fehlerhaft gemessenen Punkten in den Trainingsdaten auf die
 Klassifizierungsqualität.
-Die Untersuchung des Einflusses der Aufnahmesensoren auf die erreichbare Klassifikationsqualität.
-Die Entwicklung von Verfahren zur zuverlässigen und effizienten Erstellung von größeren
 Trainingsdatensammlungen.
-Die Untersuchung und Adaption von Netzwerkarchitekturen für komplexe Klassifizierungsaufgaben in der
 Geodäsie
-Die Entwicklungen eines Rahmenprozesses zur automatischen Klassifikation von unbekannten 3D-
 Punktwolken.

 

 

Stoeck, Janek M.Sc.

Visuell unterstützte inertiale Indoornavigation mittels Smartphone.

Eine viel genutzte Anwendung mit dem Smartphone ist die Navigation. Diese stützt sich auf die Verwendung von Lokalisierungsmöglichkeiten, wie globale Navigationssattellitensysteme oder Ortung mittels Mobilfunk. Diese sind in Innenräumen nur sehr begrenzt oder gar nicht verfügbar und die erforderliche Positionsgenauigkeit für den Innenbereich ist mit unter 5 m deutliche höher als um Außenbereich (ca. 20 m). Eine Möglichkeit im Innenraum trotzdem eine Positionsschätzung zu ermöglichen bietet die inertiale Messtechnik. Bei dieser Technik werden Beschleunigungs- und Drehratensensoren genutzt um Lageänderungen zu ermitteln.

Die im Smartphone verbauten Sensoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie sehr günstig und massenhaft produziert werden können. Nachteilig ist hierbei, dass sich verschiedene Messabweichungen ergeben, wie Biasfehler, Maßstabsabweichungen und Nichtorthogonalitäten. Der Einfluss dieser Abweichungen kann durch verschiedene Verfahren reduziert werden, wie Kalibrierung oder Filterung (bspw. Kalmanfilterung), jedoch bleiben gewisse Restunsicherheiten vorhanden. Eine weitere Möglichkeit, die in Kombination mit diesen Techniken genutzt werden kann, ist das Einbringen weiterer Sensoren. Einer dieser Sensoren, der in jedem modernen Smartphone vorhanden ist, stellt die Kamera dar. Es werden verschiedene Kamerakonstellationen untersucht, zum einen das Einzelkamera-, weiterhin das Multikamerasystem und zum anderen ein System mit verschiedenen Kameras, mitunter einer Tiefenkamera und Fischaugenobjektiv.

Das Vorhaben zielt darauf ab ein System zu entwickeln, welches zur Navigation im Innenraum dient und dabei nur auf inertiale und bildbasierte Daten zugreift. Es soll nur Smartphonesensorik genutzt werden und alle Berechnungen sollen auf dem Smartphone laufen. Dabei soll eine Echtzeitpositionierung stattfinden, welche von einer zuvor initialisierten Position ausgehen soll. Die aus Bild- und Inertialdaten berechnete Position soll über ein Map Matching von einem Grundriss, welcher zuvor aus Punktwolken generiert aus Bilddaten entstanden ist, zu einer bekannten Karte verbessert werden. Dieses Konzept ist in Abb. 1 zu sehen. Die Genauigkeitsanforderung an dieses System liegt bei unter fünf Metern, da dies, wie eingangs erwähnt, eine zweifelsfreie Identifizierung des Ziels ermöglicht.

Abb. 1: Konzept für Indoornavigationssystem auf Basis inertialer Messtechnik und visueller Unterstützung mit dem Smartphone

Quelle: HCU, Stoeck

Folgende Fragestellungen und Probleme ergeben sich daraus, welche es im Lauf der Promotion zu lösen gilt:

  • Wie können Trajektorien aus simultanen Mehrfachkameraaufnahmen mit dem Smartphone erzeugt werden?

  • Wie können diese automatisiert und in Echtzeit skaliert werden?

  • Welche Featuredetektoren sind am geeignetsten für eine Prozessierung der dynamischen Bildfolgen auf dem Smartphone?

  • Wie kann ein Verfahren entwickelt werden, um die inertiale mit visueller Trajektorie auf dem Smartphone zu verbinden?

  • Wie können Punktwolken aus 2D-Bildern in den 3D-Raum projiziert werden? Wie können Punktwolken anders erzeugt werden?

  • Können die Punktwolken genutzt werden, um die Trajektorien ebenfalls zu korrigieren/stützen?

  • Welche Filteralgorithmen können angewendet werden?

Dufek, Tanja M.Sc.

Analysis of multibeam echo sounder backscatter data in areas of seafloor massive sulphide deposits in the Indian Ocean.

in Arbeit

 

 

Lütjens, Mona M.Sc.

Quantitative Habitat Mapping using Artificial Intelligence in the northwestern Weddell Sea.

In 2019 during the expedition PS118 conducted by the Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI), visual and acoustic measurements of the benthic habitat have been collected off the east coast of the Antarctic Peninsula reaching northward into the Powell Basin, northwest Weddell Sea. The recently developed Ocean Floor Observation and Bathymetry System (OFOBS) (Purser et al., 2018) was used to carry out the work. The system consists of still and video camera systems as well as an interferometric sidescan sonar and further auxiliary sensors for navigation and communication purposes.

The aim of this research is to improve and automate OFOBS data processing pipeline to receive qualitative as well as quantitative results of the marine benthic habitat in the Weddell Sea. The focus rests on the improvement of the system’s positioning and building upon that the development of an automatic feature detection and classification algorithm from a towed imaging platform. Both approaches will be realized using artificial intelligence as many studies show promising results. Findings of this work will contribute to the estimation of distribution and abundances of encountered species revealing relationships with the environment for predictive habitat mapping. Deliverables might be an important basis for future policy implementations and the construction of new protected areas in the Antarctic Peninsula and Weddell Sea Region.

 

 

Eppinger, Günther Dipl.-Ing.

Titel der Dissertation

in Arbeit

 

 

Ibrahim Onoja, Pius Dipl.-Ing. (DAAD-Stipendiat)

Quelle: Wikipedia

Developing Bathymetric Information System of River Niger for Inland Water Transportation and Navigation in Nigeria.

There has been a renewed interest of the Nigerian governments in water transport and navigation to boost and enhance its industrial, international maritime and socio-economic services, which led to an award of the dredging contract of the Niger River from Baro to Warri in September 2009 (Ojigi et al., 2010). The Nigerian transportation network is in a serious need of renewal and redesign to support the increasing population and traffic on all modes of transportation. It has been observed that since the existence of the river, the river bed has not been surveyed to determine the nature and the configurations of the bed at a stretched. The width and length of the river at different sections as not be exactly identified though a dynamic entity. The dredging of the Niger seems to be a complex difficulty for government, hence the need to survey the underwater topography in order to boost its services to humanity. The hydrography survey of the river will assess what type and size of ships, barges, boats or vessels it can support for navigation. The amount of material to be dredged can be determined at each section of the stretch, and this may help private and public participation in revamping the Nigerian transportation system.

The Niger River is the principal river of western Africa, extending about 4,180 km. Its drainage basin is 2,117,700 km2 in area. Its source is in the Guinea Highlands in southeastern Guinea. It runs in a crescent through Mali, Niger, on the border with Benin and then through Nigeria, discharging through a massive delta, known as the Niger Delta of the Oil Rivers, into the Gulf of Guinea in the Atlantic Ocean. The Niger is the third-longest river in Africa, exceeded only by the Nile and the Congo River (also known as the Zaïre River). Its main tributary is the Benue River. In September 2009, the Nigerian government commenced a 36 billion naira dredging of the Niger River from Baro to Warri, a move which will see silt removed from several hundred kilometers. About 572 kilometers of the lower River Niger will be dredged, passing through 152 communities spread across eight states of Kogi, Niger, Anambra, Imo, Delta, Rivers, Edo and Bayelsa. The dredging project will certainly help to decongest the ports in Lagos and Port Harcourt and at the same time reduce pressure on Nigerian roads most of which are already in various states of disrepair. River ports will be built in various locations at Lokoja, Oguta Lake, Degema, Onitsha, Owerrinta jetty, Ndoni Jetty, Idah, Baro, Ondo waterways and Idogo (Ojigi et al, 2010).

Inland coastline hydrographic surveying involves continuous relation with bank or shore land topography. Meanwhile hydrography is the survey of the underwater topography by the application of bathymetric survey as state by (Samaila-Ija et al, 2014). The data observed can be plotted as a contouring of elevations (especially inland) or depressions (depths) from sea (or water) levels. The choice of presentation is dependent on the viewer’s requirement as the plotters limits available. Usually this is the basis of software programming for hydrography. For the purpose of transportation, the river bed topography provides a view of the water corridor as a vessel container, be it ships, boats or barges. This is why this study is surveying the corridor to explore the vessel carriage (navigational) potential of the river Niger. This will enable us as a nation plan more effectively the procedure of exploiting this potential even without the heavy burden of dredging. The information which will be extracted will aid national planning. Hence the exploration is with the zeal of exploitation. It is hoped that the recommendations  will be pursued to the very end of Nigerian transportation problems.

 

 

Willemsen, Thomas M.Sc. 2016

Fusionsalgorithmus zur autonomen Positionsschätzung im Gebäude, basierend auf MEMS-Inertialsensoren im Smartphone.

Eine infrastrukturbasierte Indoor-Navigation in GNSS abgeschatteten Bereichen bringt üblicherweise einen hohen Implementierungs-, Wartungs- und Kostenaufwand mit sich. Die Entwicklung einer Alternative, die praktikabel, kostengünstig und leicht verfügbar ist, ist daher wünschenswert. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wird in der vor- liegenden Arbeit am Beispiel der Testgeräte Samsung Galaxy Nexus sowie Google Nexus 4 die Tauglichkeit moderner Smartphones für eine weitgehend autonome Positionsschät- zung innerhalb von Gebäuden untersucht. Dazu wird eine rein auf MEMS-INS-basierte Positionsschätzung umgesetzt, die eine Übertragbarkeit auf andere Gebäude erlaubt und Insellösungen für nur ein Gebäude vermeidet. Analysiert werden dazu drei Algorithmen auf Basis von Kalman Filter, Partikelfilter und Zustandsabfragen auf einem Routing-Graph im Hinblick auf die Verarbeitung stochastisch unterschiedlicher Messdaten, aus denen sich ein Fusionsalgorithmus für eine auf Inertialsensoren basierte Positionsschätzung entwi- ckeln lässt. Sensoren, die dazu von Interesse sein können, sind Beschleunigungsmesser, Magnetfeldsensor, Gyroskop und Barometer. Sie werden hinsichtlich der Messeigenschaf- ten untersucht und, sofern erforderlich, für Navigationszwecke kalibriert. Zudem wird eine Abgrenzung der verwendeten Zusatzinformationen aus der gegebenen Infrastruktur, wie beispielsweise Kartenmaterial, Routing-Graph, W-LAN Netzwerk etc., vorgenommen. Bei der praktischen Umsetzung in einem Testgebäude wird eine Implementierung als Naviga- tionsapplikation mit Routing und Kartengrundlage diskutiert. Für das Routing werden zwei Algorithmen untersucht sowie Ansätze für die automatische Erstellung von Karten- und Routing-Daten vorgestellt. Insgesamt lässt sich festhalten, dass sich die untersuchten Testgeräte ohne gesonderte Kalibrierung einsetzen lassen. Kalman Filter, Partikelfilter und topologischer Ansatz arbeiten im Prinzip so zuverlässig, dass sie unter kontrollier- ten Testbedingungen gute Ergebnisse erzielen. Kalman Filter und Partikelfilter generie- ren durch Positionskorrekturen mittels Routing-Graphen in bestimmten Bereichen, etwa in Eingangshallen, Unsicherheiten. Der topologische Ansatz funktioniert lediglich auf ei- nem Routing-Graph und verfälscht die Positionsschätzung, sobald der Nutzer vom dem definierten Weg abweicht. Der hier favorisierte Filter auf Basis von Partikelfilter und to- pologischem Ansatz minimiert solche Schwächen und erlaubt die Positionsschätzung im gesamten Testgebäude. Anhand von 46 Datensätzen kann demonstriert werden, dass der Algorithmus in 70 Prozent der Fälle die Zielgenauigkeit der Positionsschätzung von <5 m einhält – je nach Handhabung des Smartphones  während der Navigation.  Somit ist in Abhängigkeit des Nutzerverhaltens eine Positionsschätzung im Gebäude generell ohne weitere infrastrukturbasierte Korrekturen möglich.

Quelle: Willemsen, T. 2016

Keller, Friedrich M.Sc. 2015

Entwicklung eines forschungsorientierten Multi-Sensor-Systems zum kinematischen Laserscanning innerhalb von Gebäuden.

Digitale dreidimensionale Modelle sind aus einer Vielzahl von Anwendungsbereichen nicht mehr wegzudenken, die Aufnahme der zu Grunde liegenden Messdaten ist allerdings häufig zeitaufwendig vor allem bei Gebäuden. Um die Vorteile der hohen Aufnahmegeschwindigkeit und gleichmäßigen Punktwolke des kinematischen Laserscannings von straßengebunden Anwendungen auf Anwendungen im Inneren von Gebäuden zu übertragen sind neue Verfahren und Al­gorithmen notwendig. Diese müssen den Wegfall von GNSS, die einen nicht unerheblichen Teil der Positionsbestimmung ausmachen, kompensieren.

In dieser Dissertation wird eine modulares Messsystem konzipiert und entwickelt, das kinematisches Laserscanning von verschiedenen Plattformen (Auto, Schiff, Handwagen) ermöglicht. Dabei werden die verschiedenen Aspekte solcher Mobile-Mapping- bzw. Multi-Sensor-Systeme analysiert.

Es wird eine Plattform entwickelt, die verschiedene Sensoren in beliebiger Anordnung mitein­ander kombinierbar macht. So wird Forschern ermöglicht unterschiedliche Algorithmen für die Positionsbestimmung und Auswertung von Aufnahmesensoren zu erforschen.

Ein Aspekt der näher betrachtet wird ist die Kalibrierung des Messsystems und ihr Einfluss auf die Endergebnisse die sich auch mehreren Sensoren berechnen. Dazu werden verschiedene Kalibrierverfahren und Algorithmen untersucht und bewertet. Um den Wegfall des GNSS beim Einsatz in Gebäuden zu kompensieren wird sowohl die Eignung einer Totalstation, als auch der Einsatz eines horizontalen Laserscanners untersucht. Ein Schwerpunkt bildet die Betrachtung der bekannten zeitlichen Unsicherheit von Koordinaten die mit der Totalstation gewonnen werden. Für den horizontalen Laserscanner werden zur Positionsschätzung Verfahren aus dem Bereich SLAM verwendet.

Um die Einsatzfähigkeit dieser Sensoren zu beurteilen wird ein Filter entwickelt. Mit diesem ist es möglich die Position und Orientierung (Pose) des Messsystems in Innenräumen in einem vorgegebene Koordinatensystem zu bestimmen. Dabei werden Extendet Kalman Filter und Unscented Kaiman Filter sowie verschiedene Bewegungsmodelle evaluiert.

Abschließend wird in verschiedenen Szenarien das Messsystem und das Filter für die Anwendung im Gebäude untersucht und beurteilt. Dabei werden die Unsicherheitsinformationen der Pose, der Systemkalibrierung und des Aufnahmesensors an sich auf die aufgenommenen Punkte übertragen, sodass auch für die Massenpunkte Genauigkeiten angegeben werden können.

 

 

Brunkhorst, Matthias M.Sc. 2014

Ein allgemeines spektrales Konzept zur qualitativen und quantitativen Analyse der Verzerrung im 1. und 2. Moment von Parameterschätzungen infolge unterschiedlicher Fehler sowie Nichtlinearität im Beobachtungsmodell und Anwendung auf geodätische Netze.

In geodätischen Ortungsaufgaben und Netzlösungen erfolgt die Bestimmung der gesuchten Parameter – wie der besonders interessierenden Netzkoordinaten – erwartungstreu, falls ausschließlich zufällige beobachtungsbezogene Varianzanteile und ein fehlerfreies Modell zur Abbildung der Beobachtungen auf diese Parameter vorliegen. Das Auftreten nicht-zufälliger Fehleranteile in den Netzbeobachtungen oder den festen Anschlusskoordinaten führt ebenso wie ein nicht fehlerfreies Abbildungsmodell zu einer nicht mehr erwartungstreuen Schätzung mit geometrischen und stochastischen Netzverzerrungen wie einer gegenüber dem unverzerrten Fall ungünstigeren Parameterstochastik.

Als Ursache jener Verzerrungseffekte kommen neben deterministisch-systematischen Fehlern der verwendeten Anschlusspunkte sowie möglichen Vernachlässigungen in deren stochastischen Modell noch die beobachtungsbezogenen deterministisch- und stochastisch-systematischen Fehleranteile in Betracht, durch die darüber hinaus auch Korrelationen zwischen den Netzbeobachtungen und somit Kovarianzanteile verursacht werden. In geodätischen Lagenetzen wirken darüber hinaus Fehler im Abbildungsmodell der Beobachtungen quasi-systematisch auf die Parameter aufgrund der Nicht-linearität des Modells und der so erforderlichen Linearisierung (Nichtlinearitätsverzerrungen ab der 2. Ordnung). Alle jene systematischen Fehleranteile führen auf eine geometrische (Parameterbias) und eine stochastische (Kovarianzmatrixzuschlag) Netzverzerrungskomponente.

Die Anwendung des allgemeinen Eigenwertproblems (AEWP) auf jene parameterbezogene Zuschlags-matrix als Vergleichskovarianzmatrix und mit der konventionellen Kovarianzmatrix der Parameter als Referenzkovarianzmatrix im Rahmen des spektralen Analysekonzepts erlaubt die spektrale Zerlegung der Zuschlagsmatrix unter Bezugnahme auf die Referenzkovarianzmatrix und liefert über die AEWP- Eigenwerte und die zugehörigen Eigenvektoren die latenten Schwachformen des untersuchten Netzes als Trägerfunktionen der Verzerrung dessen Geometrie sowie die stochastische quadratische Netzverzerrung als quantitative Testgröße des Verzerrungseffekts.

Zur qualitativen und quantitativen Analyse der geometrischen und stochastischen Verzerrungswirkung nicht-zufälliger Fehleranteile in Nivellement- und Lagenetzen ließ sich mit Anwendung der spektralen Zerlegung einer Vergleichs- in Bezug auf eine Referenzkovarianzmatrix ein allgemeines einheitliches Konzept einschließlich Vergleichsaussagen zu unterschiedlichen Parameterstochastiken finden.

Eine konzeptionelle qualitative und quantitative Analyse von Verzerrungseffekten aufgrund von teil-weise erstmalig modellierten unterschiedlichen systematischen und stochastischen Modellfehlern in Nivellement- und Lagenetzen jeweils unterschiedlichen Designs führt über die daraus gewonnenen Erkenntnisse bezüglich der Wirkung nicht-zufälliger Fehleranteile auf Optimierungskriterien für deren Herabsetzung im Sinne einer spektralen Netzoptimierung.

 

 

Kruppa, Kai M.Sc. 2018 (HAW)

Multilinearer Entwurf dezentraler Reglernetzwerke für Gebäudeautomationssysteme.

In Deutschland werden 35% der Endenergie in Gebäudebereich verbraucht. Modellbasierte Reglerentwurfsmethoden ermöglichen die Nutzung dieses großen Energieeinsparpotenzials, um den Energieverbrauch zu reduzieren. Für lineare Zustandsraummodelle sind dazu zahlreiche Methoden bekannt. Jedoch können diese Methoden versagen, wenn nichtlineare Effekte entscheidend sind, wie im Gebäudebereich. Multilineare zeitinvariante (MTI) Modelle erweitern die lineare Modellklasse und führen zu besseren Modellierungseigenschaften, z.B. für Heizungssysteme. In heutigen Anwendungen werden die betrachteten Systeme immer komplexer. Zur Modellierung solch großen Systeme werden hier Tensorzerlegungsverfahren angewendet, um eine speicherplatzeffiziente Modelldarstellung zu erreichen. Tensormethoden werden weiterhin dazu verwendet, verschiedene Methoden zur Modellanalyse und zum Reglerentwurf zu entwickeln. Da sich MTI Modelle dazu eignen das Verhalten sehr großer Systeme zu beschreiben, werden, basierend auf der Tensorstruktur, Methoden für dezentrale und verteilte Regelungen entworfen, um den Kommunikationsaufwand und die Komplexität der Regler zu reduzieren. Die entworfenen Regler werden in der Simulation auf verschiedene Beispiele aus dem Bereich der Heizungssysteme angewendet, um deren Vorteile zu zeigen. Zudem erfolgt die erfolgreiche Echtzeitanwendung eines prädiktiven Reglers auf ein reales Bürogebäude, der die multilineare Tensorstruktur des Modells nutzt.

 

 

Lautenschlager, Björn M.Sc. 2014 (HAW)

Data-Driven Learning and Model Predictive Control for Heating Systems

Im Gebäudebereich in Deutschland werden heutzutage schon rund 40 % der gesamten Energiemenge verbraucht. Bis zu 80 % der verbrauchten Energie im Gebäudebereich wird für die Erwärmung des Gebäuden und die Warmwasserbereitung verwendet. Das bedeutet, dass der Heizungsanlage im Gebäude auf Grund des hohen Energieverbrauchs eine besondere Bedeutung zukommt. Durch den hohen Energieverbrauch ergibt sich auch ein entsprechendes Einsparpotential, welches unter anderem durch eine verbesserte Betriebsführung, wie z.B. durch die Verwendung neuartiger Regelungskonzepte, ausgenutzt werden kann.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, wie gesammelte und gespeicherte Messdaten, welche oftmals nur für Monitoring und Auswertungszwecke verwendet werden, für die Optimierung von Regelungen genutzt werden kann. Die entwickelten Regelungsstrategien werden am Beispiel von Heizungsanlagen getestet und die Ergebnisse ausgewertet. Es haben sich modellprädiktive Verfahren für die Regelung von Systeme mit größeren Totzeiten als besonders geeignet erwiesen. Zu solchen System gehören auch Heizungsanalgen, wobei für die modellprädiktive Regelung (model predicitve control - MPC) die Wettervorhersagen und da insbesondere die Vorhersage der Außentemperatur berücksichtigt wird. Durch die Nutzung eines Modells für die Regelung kann das zukünftige Anlagenverhalten vorausberechnet werden und so auf Änderungen in den Umgebungsbedingungen frühzeitig reagiert werden. Dabei löst der MPC ein Optimierungsproblem, welches eine Kostenfunktion minimiert unter Berücksichtigung des Anlagenverhaltens, welches durch das Model wiedergegeben wird. Aus diesem Grund ist ein Aspekt der Nutzung von Daten die Modellbildung für prädiktive Regelungsstrategien.

Anhand eines Beispiels einer Heizungsanlage wurden zwei Regelungsstrategien vorgestellt, wie sie heutzutage in der praktischen Anwendung verwendet werden. Auf der einen Seite der klassische proportionale-integrale (PI) Regler und auf der anderen Seite ein linearer MPC. Dabei gilt der PI-Regler als ein Standardregler der in vielen Anwendungsbereichen genutzt wird, auch im Bereich der Heizungssysteme. Die Ergebnisse werden für Vergleichszwecke mit den weiteren Regelungsstrategien genutzt. Sowohl der PI-Regler, als auch der lineare MPC verwenden für die Regelung eine Referenz. Eine geeignete Referenz zu finden kann mitunter aufwendig und schwierig sein.

Ein sogenannter EMPC (economic model predictive controller), welcher eben- falls ein Modell verwendet und ein Optimierungsproblem löst, unterscheidet sich vom linearen MPC zum einen durch die Art der Kostenfunktion und zum anderen wird keine Referenz für die Regelung verwendet, wodurch die Wahl einer geeigneten Referenztrajektorie wegfällt. Stattdessen wird die Optimierung unter Randbedingungen ausgeführt welche durch die Anforderungen des Systems definiert werden. So können z.B. für Heizungsanlagen die Komfortbedingungen an die Raumtemperatur mit Hilfe der Randbedingungen definiert werden. Dieser Ansatz wird zum einen um Zeitabhängige Randbedingungen erweitert und zum anderen um diskrete Stellsignale, wodurch die Anwendung eines EMPC auf Anlagen mit schaltenden Stellsignalen ermöglicht wird. Durch die Einführung von diskreten Stellsignalen wird das Optimierungsproblem zu einem gemischt-ganzzahligen Optimierungsproblem, wodurch die Lösung des Optimierungsproblems wesentlich komplexer und zeitaufwendiger wird. Der EMPC wurde auf eine Heizungsanlage angewandt und die Simulationsergebnisse mit denen des linearen MPC verglichen. Anschließend wurde der EMPC in einer realen Heizungsanlage implementiert und das Echtzeitverhalten dieser Regelung untersucht.

Die vorgestellten prädiktiven Regelungen verwenden ein lineares Modell des Systems. Wenn die Beschreibung des Systemverhaltens durch ein lineares Modell nicht ausreichend genau ist, führt dies im Allgemeinen zu nichtlinearen Modellen. Eine Unterklasse der nichtlinearen Modelle bilden die multilinearen (multilinear time-invariant MTI) Modelle. Unter Verwendung von MTI Modellen wurde die Struktur des modellprädiktiven Optimierungsproblems untersucht. Dabei stand die Konvexitätsanalyse im Vordergrund und es konnte gezeigt werden, dass das Optimierungsproblem für Unterklassen der MTI Systeme und bestimmte Vorhersagehorizonte konvex ist.

Ein weiterer Ansatz, um Messdaten zu verwenden, ist die iterativ lernen- den Regelung (iterative learning control - ILC). Dabei nutzt ein ILC die gespeicherten Daten, um das Stellsignal der nächsten Iteration zu berechnen. Es wurde ein datanbasierter ILC eingeführt und Auswahlkriterien für die Wahl eines gespeicherten Datensatzes definiert und in einem Optimierungsproblem zusammengefasst. Die Kombination eines datenbasierte ILC mit einem linearen MPC wurde vorgestellt und am Anwendungsbeispiel getestet. Der datenbasiert lernende MPC wurde in einem prototypisches Heizungssystem implementiert und erste Messdaten ausgewertet. Der daten- basierte ILC speichert die Daten von vergangen Iterationen. Um eine Anwendung eines solchen ILCs auch auf Plattformen mit wenig Speicherplatz zu ermöglichen, wurden die Messdaten in einer Tensorstruktur gespeichert und die kanonisch-polyadische (canonical polyadic - CP) Tensorzerlegung auf die Messdaten angewandt. Es konnte gezeigt werden, dass die Berechnungen des Ähnlichkeitskriteriums für die Auswahl eines historischen Datensatzes auf Basis des CP Tensors erfolgen kann und somit der benötigte Speicherbedarf um ein vielfaches gesenkt werden konnte.

Das heißt, in dieser Arbeit wurden Messdaten zum einen für die Modellbildung für prädiktive Regelungen verwendet um das zukünftige Verhalten des Systems zu berücksichtigen und zum anderen für die iterativ lernende Regelung, welche aufgrund der verwendeten Messdaten das vergangene Verhalten des Systems berücksichtigt und in die Regelung mit einfließen lässt. Die entwickelten Regelungen wurden auf Heizungssysteme angewandt und die Ergebnisse mit denen der Standardregelungen verglichen.

 

 


DVW Deutscher Verein für Vermessungswesen e.V. - AK3

DIN Deutsches Institut für Normung e.V.

DHV - Deutscher Hochschulverband

DHyG - Deutsche Hydrographische Gesellschaft e.V.

FIG Fédération Internationale des Géomètres - Internationale Vereinigung der Vermessungsingenieure

IAG International Association of Geodesy