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Optimization of Neural Networks for Autonomous Driving Applications Using Synthetic Data Generation
Get PDFThe development of Autonomous Vehicles (AVs) holds significant potential to transform society by reducing accidents, improving travel efficiency, and contributing to environmental sustainability. However, the advancement of AV technology is constrained by the challenges associated with generating large quantities of high-quality, annotated real-world data, which are costly and time-consuming to produce. This thesis addresses these challenges by exploring methods for synthesizing high-quality training data using simulation software, specifically focusing on automating the annotation process. It investigates the use of early fusion and late fusion approaches to optimize neural networks trained on synthetic data, aiming to enhance their generalization to real-world scenarios. The research leverages the Gazebo simulation tool to generate synthetic data, including RGB images and Light Detection and Ranging (LiDAR) point clouds, and employs automated labeling techniques based on transformation, rotation, and perspective projection. During the thesis, a cone detection model was built and trained n synthetic images and then tested on real images to evaluate its performance. A particular focus is placed on training the Red, Green, Blue with Depth channel (RGB-D) model using the early fusion technique, with a modified You Only Look Once v8 (YOLOv8) architecture, specifically its Nano and Small variants. Evaluations were conducted on real images from the Formula Student Objects in Context (FSOCO) dataset, and with each iteration, improvements in the model’s predictions and its ability to generalize to real images were demonstrated. The thesis specifically provides metrics for foreground and background cone classification, illustrating the effectiveness of the approach
Numerical simulation of heat transfer and design of additively manufactured heat exchangers
Get PDFWärmeübertrager stellen eine wesentliche Komponente in zahlreichen technischen Anwendungen dar, wobei der Kreuzgegenstrombetrieb als eine häufig eingesetzte Betriebsart gilt. Ziel dieser Untersuchung ist die Analyse eines Entwicklungsprozesses für einen solchen Wärmeübertrager, wobei der Fokus auf der Strömungssimulation liegt. Mithilfe moderner Simulationswerkzeuge kann ein kompaktes und hocheffizientes Design erarbeitet werden, das durch eine optimierte Oberflächenstruktur sowie ein reduziertes Gewicht charakterisiert ist. Das innovative Fertigungsverfahren ermöglicht die präzise Herstellung komplexer geometrischer Strukturen, die mit konventionellen Methoden nicht realisierbar sind. Fortschrittliche numerische Modelle erlauben eine detaillierte Vorhersage und Bewertung der thermischen Leistungsfähigkeit. Die enge Verzahnung von Simulation und Fertigung führt zu einer präzisen Analyse und Optimierung, die letztlich eine signifikante Leistungssteigerung bewirkt. Diese Arbeit verdeutlicht die Bedeutung eines integrierten Entwicklungsansatzes für die effiziente Implementierung leistungsstarker und leichter Wärmeübertrager in industriellen Anwendungen.Heat exchangers are a fundamental component in numerous technical applications, with cross-counterflow operation being a commonly employed configuration. The aim of this study is to analyze the development process of such a heat exchanger, focusing on flow simulation. Utilizing advanced simulation tools, a compact and highly efficient design can be achieved, characterized by an optimized surface structure and reduced weight. The innovative manufacturing process enables the precise fabrication of complex geometric structures that are unattainable through conventional methods. Advanced numerical models provide detailed predictions and evaluations of thermal performance. The close integration of simulation and manufacturing allows for precise analysis and optimization, ultimately resulting in significant performance improvements. This study underscores the importance of an integrated development approach for the efficient implementation of high-performance, lightweight heat exchangers in industrial applications
The Role of Behavioural Biometrics in Enhancing Industrial Cyber Security
Get PDFThe protection of industrial systems is of great importance for ensuring their secure and reliable utilisation. As the protective capabilities of traditional security measures, such as passwords, are increasingly called into question, the necessity for new and advanced security strategies and techniques is becoming increasingly apparent. One potential solution may be behavioural biometrics. The objective of this thesis is to assess the potential of behavioural biometrics in strengthening industrial cyber security and to investigate the challenges that may emerge when implementing behavioural biometrics. A systematic comparison was conducted between behavioural biometrics and other
authentication and anomaly detection techniques, including physiological biometrics, passwords and CAPTCHA. A literature-based approach was employed for this purpose. The findings indicate that behavioural biometrics can be employed for authentication and anomaly detection applications. However, it is evident that behavioural biometrics still exhibits a number of limitations that may potentially impede its implementation in industrial settings. The feasibility of implementation is dependent upon the industrial context in which the system is to be deployed, and its deployment necessitates meticulous planning and testing
Construction and validation of a spatially and time-resolved plasma-spectrograph
Get PDFIn der Arbeit wird der Aufbau und die Validierung eines orts- und zeitaufgelösten Plasmaspektrographen behandelt. Dabei wurde der Aufbau konstruiert, die Messgeräte charakterisiert und anhand von orts- und spektralaufgelösten Messungen validiert. Die validierten Messungen wurden mit der vorhandenen Literatur vergleichen und die physikalischen Prozesse beschrieben
Untersuchung des forensischen Nutzen von Smart Home Security Systemen : Daten- und Hardwareanalyse sowie Manipulationsversuche am Beispiel eines RING Security Systems
Get PDFDiese Arbeit befasst sich mit der Sicherung und Analyse ermittlungsrelevanter Informationen, die durch Smart Home Security-Geräte erfasst werden. Hierbei wurde ein Alarm-System des Herstellers Ring betrachtet und dessen Funktionsweise genauer untersucht. Dabei wurde die Kommunikation aller Geräte gezielt manipuliert. Im Zuge der Datensicherungen erfolgte eine Auswertung der Datenbestände aus dem Cloud-, dem Smartphone- und dem Hardwarespeicher sowie der personenbezogenen Daten. In diesem Rahmen wurden die Manipulationsversuche mit den Sicherungsergebnissen abgeglichen.This thesis deals with the securing and analysis of investigation-relevant information collected by smart home security devices. In this context, an alarm system by the company Ring was examined and its functionality was studied in detail. As part of the data backups, an analysis was conducted on data from cloud storage, smartphone storage and hardware storage as well as personal data. In this regard, the manipulation attempts were compared with the backup result
Automated recognition of "call-to-action" in social media data
Get PDFDiese Arbeit beschäftigt sich mit speziellen Problemen der automatisierten Textverarbeitung. Ziel ist es eine automatisierte Erkennung von sogenanntem "Call-to-Action" zu untersuchen. Als Trainingsdrundlage aller Modelle dient ein aus dem Spanischen stammender Twitterdatensatz Pérez u.a. [10], welcher im Zuge der Coronapandemie aus Tweets zu Zeitungsartikeln erstellt wurde. Aufgrund der Begebenheit des Datensatzes erfolgt die Klassifikation nicht ausschließlich nach "Call-to-Action". Es wird überwiegend dessen Erkennung in Abhängigkeit von "Hate-Speech" untersucht. Zur Klassifikation dieser Daten werden zwei verschiedene Modelle verwendet. Zum einen wird eine Logistische Regression mit Word- und Character-N-Grammen sowie einem Senitment-Score verwendet. Zum anderen wird ein germanBERT-Modell untersucht, welches in seinem Aufbau dem BERT-Modell der Studie von Pérez u.a. [10] ähnelt. Dabei erzielt die Logistische Regession einen F1-Score von bis zu 0.575 vor einen reine Call-to-Action-Klassifikation und bis zu 0.649 in Abhängigkeit einer Hate Speech-Klassifikation. Das germanBERT-Modell ist in einer reinen Call-to-Action-Klassifikation mit einen F1-Score von 0.579 nur minimal besser als eine Logistische Regression. In einer Klassifikation in Abhängigkeit von Hate-Speech hingegen liegt der F1-Score bei bis zu 0.748
Analyse des Einsatzes des 3D-Drucks im Alltag und der Lehre
Get PDFDie Abschlussarbeit gibt einen Überblick zu dem 3D-Druck (additive Fertigung) erstellt. Grundlagen werden aufgegriffen und Verfahrensvarianten untersucht. Mittels Festlegung einer einfachen Variante für den Schulalltag und Lehrbereich werden verschiedene Nutzungsmöglichkeiten erörtert. Anwendung soll das Fertigungsverfahren im Bereich der Lehre – Wissensvermittlung im Schulalltag finden. Im Rahmen der Abschlussarbeit werden die folgenden methodischen Schritte umgesetzt. Anhand von Alltagsbeispielen wird der 3D-Druck im Projekt- und Lehrbereich (Schule) wird die Anwendung des 3D-Druckes untersucht
Ethereum Scaling Solutions: Exploring Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machines and Their Applications
Get PDFThis master thesis provides a comprehensive analysis of five Zero-Knowledge Ethereum Vir- tual Machines (zkEVMs) developed atop Ethereum, with the objective of identifying the most suitable solution for specific use cases. The analysis covers key dimensions, including tech- nical architecture, security, ecosystem, governance, and cost considerations. The findings highlight that Linea and Scroll are particularly well-suited for startups prioritizing robust eco- system support and resources. Taiko and Polygon zkEVM demonstrate strong compatibility with existing Ethereum applications, making them ideal for projects focusing on seamless migration. Taiko further excels in security and decentralization, making it a preferred choice for applications such as NFT marketplaces. ZkSync proves to be the most effective soluti- on for low-cost, high-volume trading platforms. Lastly, ZkSync, Polygon zkEVM, and Scroll are identified as excellent options for projects aiming to actively participate in governance and contribute to shaping the ecosystem. This thesis aims to serve as a practical guide for stakeholders navigating the zkEVM landscape
Development of a guide for the IT-forensic analysis of encrypted hard disks and removable media
Get PDFVerschlüsselungsprogramme können auf jedem Computersystem installiert werden oder sind bereits im Betriebssystem enthalten. Durch Verschlüsselung schützen Benutzer ihre Daten vor unberechtigtem Zugriff. In einer IT-forensischen Untersuchung bildet dieser Umstand jedoch ein Hindernis, da inkriminierte Daten ohne die Zugangsdaten nicht erfasst werden können. Das Ziel dieser Masterthesis ist die Entwicklung eines Leitfadens für die IT-forensische Analyse von verschlüsselten Datenträgern. Er beschreibt, wie Verschlüsselung erkannt werden kann, auf welche Art und Weise Zugang zu den Daten erlangt wird und wie diese forensisch gesichert werden können. Um diese Schritte zu realisieren, wurden verschiedene Datenträger mit BitLocker und VeraCrypt verschlüsselt. Die davon angefertigten forensischen Abbilder wurden hinsichtlich Hinweise auf die Verschlüsselung selbst, verwendete Zugangsmechanismen und zugehörige Zugangsdaten analysiert. Um an die Zugangsdaten zu gelangen, wurden außerdem Ruhezustandsdateien analysiert und Passwort-Cracker eingesetzt. Anschließend wurden die Abbilder als Wechseldatenträger eingehangen oder als virtuelle Maschinen gestartet, um die Verschlüsselung zu entfernen und die Daten forensisch zu sichern. Die Durchführung der einzelnen Methoden hat ergeben, dass eine Verschlüsselung nicht immer eindeutig detektierbar ist. Die Zugangsmechanismen von BitLocker können immer ermittelt werden, bei VeraCrypt standardmäßig nicht. Zudem zeigt sich, dass die Ruhezustandsdateien keine sichere Quelle für Verschlüsselungsschlüssel sind. Zur Entschlüsselung der Daten eignen sich auch die Verschlüsselungsprogramme selbst, da diese immer alle Funktionen unterstützten. Ein allgemeingültiger Leitfaden für verschlüsselte Datenträger kann nicht konstruiert werden, da einige Methoden sehr von den Verschlüsselungsprogrammen abhängen.Encryption programs can be installed on any computer system or are already included in the operating system. By encryption, users protect their data from unwarranted access. However, in an IT-forensic investigation, this is an obstacle as incriminating data cannot be captured without the right credentials. The aim of this master’s thesis is to develop a guide for the IT-forensic Analysis of encrypted data. It describes how encryption can be detected, how access to the data can be gained and how create a forensic image from the data. To realize these steps, various disks were encrypted with BitLocker and VeraCrypt. The forensic images produced were analysed for clues to the encryption itself, the access mechanisms used and the associated credentials. In order to determine the credentials, hibernation files were analysed and password crackers were used. Subsequently, the images were mounted as removable disks or started as virtual machines to remove the encryption and forensically secure the data. The execution of the individual methods revealed that encryption is not always definitely detectable. BitLocker’s access mechanisms can always be safely determined, but VeraCrypt’s are not. Hibernation files are however not a secure source for encryption keys. The encryption programs themselves are suitable for decrypting the data, as they always support all functions. A general guide for encrypted disks cannot be constructed because some methods depend very much on the encryption programs
Immobilienwirtschaft: Welchen Beitrag kann die 3D-Druck Technologie beim Hausbau beitragen?
Get PDFIn dieser Arbeit wird auf die einzelnen Baustoffe und Verfahren unter Verwendung des 3D Drucks eingegangen werden. Diese Arbeit wird mit einer Analyse erforschen, welche Art und Modelle es an verschiedenen 3D Druckern bereits im täglichen Baubetrieb gibt und welche Lösungsansätze diese
3D-Drucker in Zukunft aufweisen können. In diesem Zusammenhang wird in dieser Analyse, auch ein Vergleich zwischen den einzelnen alternativen Betonverfahren und Baustoffen aufgezeigt werden. Die Analyse soll die Stärken und Schwächen der einzelnen Verfahren und Baustoffen erforschen und herauskristallisieren. Des Weiteren wird ein aktueller Stand in der Bauwirtschaft mit Praxisbeispielen und eine Vorstellung einiger Projekte abgegeben werden.4 Das Ziel dieser Forschung und Arbeit ist es, einen vorhandenen Überblick an Informationen über den 3D Druck für Häuser zu erläutern. Die Forschung zielt darauf ab, diese neuartige Methode mit ihren vorhandenen Möglichkeiten zu vergleichen. Darüber hinaus soll diese Arbeit aufzeigen, welche
neuartigen Erkenntnisse in der Gebäudeherstellung zukünftig zu erwarten sind. Dabei sollen auch die Faktoren wie Qualität, Baukosten- Bauzeit, Nachhaltigkeit und Arbeitskräfte, unter Berücksichtigung bereits gesetzlicher Rahmenbedingungen betrachtet werden.5 Diese Arbeit soll eine Gesamtbetrachtung über den derzeitigen Forschungsprozess abgeben und Informationen darüber liefern, inwiefern diese innovative Methode eine Alternative zu der bisherigen konventionellen Gebäudeherstellung, auch in Bezug auf Investoren sein kann. In einer Analyse werden die erforschten Ergebnisse gegenübergestellt werden. Zum guten Schluss wird ein Fazit zu den erforschten Ergebnissen abgegeben werden.Real estate industry: Innovative additive building materials and 3D printing processes for house construction are considered. Construction projects that have already been implemented are also presented