Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

681.3*J2 --- Physical sciences and engineering (Computer applications) --- 681.3*J2 Physical sciences and engineering (Computer applications)

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Oppervlakkenregistratie duidt op de bepaling van de geometrische relatie tussen twee of meerdere oppervlakken. Het is een algemene technologie en strategie om een brede waaier van 3D computergebaseerde modellering en reconstructieproblemen op te lossen. Wij presenteren een robuuste statistisch gebaseerde oppervlakregistratie methodologie die de afstand tussen oppervlakken minimaliseert over de parameters die de geometrische transformatie definiëren. Hiervoor gebruiken we een geheugen efficiënte, continue, zacht verlopende en analytische impliciete oppervlakvoorstelling, welke interessante eigenschappen incorporeert voor registratiedoeleinden. Robuustheid tegen ruis of kleine fouten en onverklaarbaarheden of grote fouten wordt bekomen m.b.v een maximum a-posteriori formulering van de registratie, dewelke statistische verklaarbare en onverklaarbare proces modellen bevat. De hoofdapplicatie van het voorgestelde registratieraamwerk is forensische gezichtsreconstructie welke oogt op het genereren van een gezichtsenveloppe schatting geassocieerd met een onbekende schedel voor identificatiedoeleinden. Traditionele manuele reconstructiemethoden bestaan erin om fysisch het gezicht te boetseren op de droge schedel m.b.v klei of plasticine. Wij presenteren een (semi-)automatische computergebaseerde gezichtsreconstructie methode die zowel consistent is als objectief. De techniek is gebaseerd op een statistisch gezichtsmodel betreffende de interrelatie van gezichtsvorm en zachte weefsel diktes gemeten in een voorgedefinieerde verzameling van anatomische merkpunten op de schedel. Het model kan bekeken worden als een elastisch masker met elastische halve bollen aan de binnenkant, dat vervolgens vervormd wordt naar de schedel toe zodat de halve bollen het schedeloppervlak raken. De elasticiteit van het masker en de bollen is gebaseerd op een statistische waarschijnlijkheid zoals die geleerd werd uit een databank met gezichtsschedel relaterende gegevens van bijna 400 levende personen. De resultaten geven aan dat de voorgestelde statistisch gebaseerde reconstructietechniek een waardige vervanger is voor huidige procedures. Surface registration refers to the establishment of the geometrical relationship between two or more surfaces. It is a key enabling technology to solve a wide range of 3D computer-based modeling and reconstruction problems. We present a robust, statistical, surface registration framework that optimizes an inter-surface distance measure over the parameters that define the geometric transformation. We use a memory efficient, continuous, smooth and analytical implicit surface representation, which has particularly interesting properties for registration purposes. Robustness against noise and outliers of the surface models during registration is obtained using a Maximum a Posteriori (MAP) formulation including a statistical inlier- and outlier-process model. The main application of the proposed framework is forensic craniofacial reconstruction which aims at estimating the face associated to an unknown skull specimen for victim identification. Traditional methods are based on a manual 3D reconstruction by physically modeling a face on a skull replica with clay or plasticine. We present here a computer-based (semi-)automated reconstruction method that is both consistent and objective. It builds on a statistical model of the interrelationship between facial shape and soft-tissue thicknesses as measured on a predefined set of landmark points on the skull. The model can be considered as an elastic mask with elastic hemi-spherical dowels on the inside of the mask at the landmark locations, which is subsequently fitted to the skull such that the virtual dowels touch the skull. The elastic deformation of the model is based on the statistical likelihood as learned from a database of nearly 400 subjects. The results indicate that the proposed statistical craniofacial reconstruction approach is a very promising substitute for current procedures. Forensische gezichtsreconstructie genereert een gezichtsenveloppe schatting geassocieerd met een onbekende schedel voor identificatiedoeleinden. Traditionele manuele reconstructiemethoden bestaan erin om fysisch het gezicht te boetseren op de droge schedel m.b.v klei of plasticine. Wij presenteren een (semi-)automatische computergebaseerde gezichtsreconstructie methode die zowel consistent is als objectief. De techniek is gebaseerd op een statistisch gezichtsmodel betreffende de interrelatie van gezichtsvorm en zachte weefsel diktes gemeten in een voorgedefinieerde verzameling van anatomische merkpunten op de schedel. Het model kan bekeken worden als een elastisch masker met elastische halve bollen aan de binnenkant, dat vervolgens vervormd wordt naar de schedel toe zodat de halve bollen het schedeloppervlak raken. De elasticiteit van het masker en de bollen is gebaseerd op een statistische waarschijnlijkheid zoals die geleerd werd uit een databank met gezichtsschedel relaterende gegevens van bijna 400 levende personen. De resultaten geven aan dat de voorgestelde statistisch gebaseerde reconstructietechniek een waardige vervanger is voor huidige procedures. Forensic craniofacial reconstruction aims at estimating the face associated to an unknown skull specimen for victim identification. Traditional methods are based on a manual 3D reconstruction by physically modeling a face on a skull replica with clay or plasticine. We present here a computer-based (semi-)automated reconstruction method that is both consistent and objective. It builds on a statistical model of the interrelationship between facial shape and soft-tissue thicknesses as measured on a predefined set of landmark points on the skull. The model can be considered as an elastic mask with elastic hemi-spherical dowels on the inside of the mask at the landmark locations, which is subsequently fitted to the skull such that the virtual dowels touch the skull. The elastic deformation of the model is based on the statistical likelihood as learned from a database of nearly 400 subjects. The results indicate that the proposed statistical craniofacial reconstruction approach is a very promising substitute for current procedures.

681.3*J2 <043> --- Academic collection --- Physical sciences and engineering (Computer applications)--Dissertaties --- Theses --- 681.3*J2 <043> Physical sciences and engineering (Computer applications)--Dissertaties

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

51-71 --- 681.3*J2 --- Mathematics--?-71 --- Physical sciences and engineering (Computer applications) --- 681.3*J2 Physical sciences and engineering (Computer applications) --- 51-71 Mathematics--?-71

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Dit proefschrift heeft betrekking op het optimale ontwerp van mechatronische systemen dat vereist dat tussen de structurele en de controleparameters op een geïntegreerde wijze een optimale keuze moet gemaakt worden met betrekking tot de ontwerpspeci caties. Om dit te bereiken geeft dit werk computerondersteunde hulpmiddelen voor het geïntegreerde ontwerp van mechanische systemen. Bij de behandeling van een geïntegreerd ontwerp worden twee belangrijke uitdagingen vastgesteld: de modellering vanwege hun multidisciplinaire karakter en de optimalisatie vanwege hun niet-convexe aard.Om de eerste uitdaging aan te pakken, zijn er richtlijnen voor het moduleren van mechatronische systemen voorgesteld de rekening houder met de exibiliteit, de beweging van het systeem en de controleactie. Voor het verkrijgen van een beknopte beschrijving van het systeem werden modelreductieprocedures gebruikt. Voor de tweede uitdaging werden twee strategieën onderzocht: de genestelde en de directe ontwerpstrategie. De genestelde ontwerpstrategie combineert niet-lineaire optimalisatiemethoden met modelgebaseerde controleontwerp technieken. De direkte ontwerpstrategie beschouwt gelijktijdig controle en structurele parameters gebruik makend van niet-lineaire of genetische optimalisatie algoritmes. Drie case studies werden onderzocht: een vibro-acoustisch systeem en twee pick-and-place machines met serieel en parallel kinematische kringen. De pick-and-place machines hebben een configuratieafhankelijke dynamica die onvermijdelijk het gedrag en de stabiliteit van het controlesysteem beïnvloedt. Dit laat vermoeden dat een genesteld ontwerp beter past voor deze taak. Hieruit kan besloten worden dat een optimaal ontwerp slechts kan bekomen worden als zowel de controle als de structuurparameters op een geïntegreerde wijze beschouwd worden. This thesis concerns the optimal design of mechatronic systems, which requires that, among the structural and control parameters, an optimal choice has to be made with respect to design specifications in an integrated way. To accomplish that, this work provides tools to computer-aid the integrated design of mechatronic systems. Two main challenges have been identified when dealing with integrated design: modeling due to their multidisciplinary nature and optimization due to their non-convex nature. To overcome the former issue, guidelines for modeling mechatronic systems considering the system flexibilities, the system motion and the control action have been proposed. These parametric models may easily contain several degrees-of-freedom and be unsuitable for control design purposes. To obtain a concise description of the system, model reduction procedures have been employed. To tackle the later issue, two strategies have been investigated: the nested and the direct design strategies. The nested design strategy combines nonlinear optimization methods and the model-based control design techniques. The direct design strategy considers, simultaneously, control and structural parameters using non-linear optimization or genetic algorithms. Three case studies have been exploited: a vibro-acoustic system and two pick-and-place machines, containing serial and parallel kinematic chains. The pick-and-place machines present configuration-dependent dynamics, which inevitably affect the performance and the stability of the control system. Important issues have been identified when the direct strategy is employed for designing a mechatronic system with configuration-dependent dynamics, suggesting that the nested design strategy suits better this task. It can be concluded that the optimal design of mechatronic systems can only be accomplish when control and structural parameter are considered in an integrated way. Dit proefschrift heeft betrekking op het optimale ontwerp van mechatronische systemen dat vereist dat tussen de structurele en de controleparameters op een geïntegreerde wijze een optimale keuze moet gemaakt worden met betrekking tot de ontwerpspeci caties. Om dit te bereiken geeft dit werk computerondersteunde hulpmiddelen voor het geïntegreerde ontwerp van mechanische systemen. Bij de behandeling van een geïntegreerd ontwerp worden twee belangrijke uitdagingen vastgesteld: de modellering vanwege hun multidisciplinaire karakter en de optimalisatie vanwege hun niet-convexe aard.Om de eerste uitdaging aan te pakken, zijn er richtlijnen voor het moduleren van mechatronische systemen voorgesteld de rekening houder met de exibiliteit, de beweging van het systeem en de controleactie. Voor het verkrijgen van een beknopte beschrijving van het systeem werden modelreductieprocedures gebruikt. Voor de tweede uitdaging werden twee strategieën onderzocht: de genestelde en de directe ontwerpstrategie. De genestelde ontwerpstrategie combineert niet-lineaire optimalisatiemethoden met modelgebaseerde controleontwerp technieken. De direkte ontwerpstrategie beschouwt gelijktijdig controle en structurele parameters gebruik makend van niet-lineaire of genetische optimalisatie algoritmes. Drie case studies werden onderzocht: een vibro-acoustisch systeem en twee pick-and-place machines met serieel en parallel kinematische kringen. De pick-and-place machines hebben een configuratieafhankelijke dynamica die onvermijdelijk het gedrag en de stabiliteit van het controlesysteem beïnvloedt. Dit laat vermoeden dat een genesteld ontwerp beter past voor deze taak. Hieruit kan besloten worden dat een optimaal ontwerp slechts kan bekomen worden als zowel de controle als de structuurparameters op een geïntegreerde wijze beschouwd worden. This thesis concerns the optimal design of mechatronic systems, which requires that, among the structural and control parameters, an optimal choice has to be made with respect to design specifications in an integrated way. To accomplish that, this work provides tools to computer-aid the integrated design of mechatronic systems. Two main challenges have been identified when dealing with integrated design: modeling due to their multidisciplinary nature and optimization due to their non-convex nature. To overcome the former issue, guidelines for modeling mechatronic systems considering the system flexibilities, the system motion and the control action have been proposed. To tackle the later issue, two strategies have been investigated: the nested and the direct design strategies. The nested design strategy combines nonlinear optimization methods and the model-based control design techniques. The direct design strategy considers, simultaneously, control and structural parameters using non-linear optimization or genetic algorithms. Three case studies have been exploited: a vibro-acoustic system and two pick-and-place machines, containing serial and parallel kinematic chains. These case studies illustrate the benefits of the integrated design of mechatronic systems.

Academic collection --- 681.3*J2 <043> --- 681.3*J2 <043> Physical sciences and engineering (Computer applications)--Dissertaties --- Physical sciences and engineering (Computer applications)--Dissertaties --- Theses

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

519.7 --- 681.3*J2 --- 681.3*J2 Physical sciences and engineering (Computer applications) --- Physical sciences and engineering (Computer applications) --- 519.7 Mathematical cybernetics --- Mathematical cybernetics --- Electronics