Probabilistic position and orientation estimation of rigid objects using an RGB-D sensor

The recent emergence of low-cost RGB-D sensors has brought new opportunities for robotics by providing affordable devices that can provide synchronized images with both color and depth information. In this thesis, recent work on pose estimation utilizing RGBD sensors is reviewed. Also, a pose recognition system for rigid objects using RGB-D data is implemented. The implementation uses half-edge primitives extracted from the RGB-D images for pose estimation. The system is based on the probabilistic object representation framework by Detry et al., which utilizes Nonparametric Belief Propagation for pose inference. Experiments are performed on household objects to evaluate the performance and robustness of the system.

Projektitoiminnan analysointi ja kehittäminen

Tämä diplomityö käsittelee projektiliiketoimintaan liittyviä haasteita teorian ja käytännön näkökulmista. Teoriaosuudessa tarkastellaan standardin mukaisia projektinhallinnan ohjeistuksia sekä Insinööritoimisto Comatecin nykyisiä projektiohjeita ja verrataan niitä sisällöllisesti keskenään. Esitellään myös tulevaisuuden toimia, joilla pyritään tehostamaan projektiliiketoiminnan suorituskykyä ja kustannustehokkuutta Insinööritoimisto Comatecilla. Tätä seuraa käytännön toimet, jotka ovat jo toteutettu tai tullaan toteuttamaa tavoitteena yrityksen projekti- ja ratkaisuliiketoiminnan kehittämisstrategian toteutuminen. Teoriaosuutta täydentää Insinööritoimisto Comatecilla toteutettujen projektiliiketoimintaa analysoivien haastatteluiden purku, joista käy ilmi käytännön ja teorian väliset eroavaisuudet toiminnassa. Työn loppuosa keskittyy analysoimaan teorian ja käytännön eroja sekä pohtii syitä mahdollisten reklamaatioiden syntyyn projekteissa. Työn keskeisin tavoite on luoda lukijalle kokonaiskuva projektinhallinnan teoriasta, nykykäytännöistä, haasteista ja tulevaisuuden toimista, joilla Insinööritoimisto Comatec pyrkii markkinajohtajaksi koneenrakennuksen projekti- ja ratkaisutoimittajana.

Taistelija 2020 : tulevaisuuden kärkitaistelija

Tulevaisuuden taistelijaa varustettaessa on huomioitava taistelukentän uhkakentän muutos ja uhkakuvien määrä. Taistelujen tempo kiihtyy ja uhkakuvien kirjo lisääntyy taistelijoiden lukumäärän pienentyessä. Koneiden lukumäärä ja tyyppi kasvavat, yhteistoiminta vähenevien taistelijoiden ja koneiden kanssa lisääntyy. Erilaisilla taistelijaan asennettavilla päätelaitteilla pyritään saamaan taistelijalle lisää suorituskykyä. Taistelijan tilannetietoisuuden parantaminen on keskeinen tavoite. Työn tavoitteena on luoda käsitys lisääntyvien päätelaitteiden vaikutus taistelijaan ja hänen kykyynsä suoriutua taistelutehtävistä tulevaisuudessa. Tutkimuksen pääongelmaksi muodostuu taistelijan toimintakyvyn lisääminen parantuvan tilannetietoisuuden ja teknologian avulla. Taistelijasta on saatava lisää suorituskykyä yhä lyhyemmässä ajassa, kaikissa olosuhteissa. Tulevaisuuden teknologioiden ja materiaalien asema on keskeinen varusteiden kehitystyössä. Tutkimuksen tärkeimmät lähteet ovat Sotatekninen arvio ja ennuste (STAE 2020) I ja II osa sekä aiemmat Sotatekniset arviot ja ennusteet. Keskeisiä lähteitä ovat Maanpuolustuksen Tieteellisen Neuvottelukunnan (MATINE) kokouspöytäkirjat, muistiinpanot niissä ja raportit. Tietoja on täydennetty haastatteluilla.

Pk-yrityksen menestystekijät kansainvälistymisprosessissa

Tutkielman tarkoitus oli selvittää, mitkä tekijät määrittelevät kansainvälistymisprosessin potentiaalista menestyjää. Aihetta on tutkittu paljon, mutta laajempi kokonaiskuva kansainvälistymisen menestystekijöistä puuttui. Tutkielman näkökulma on holistinen: Siinä yhdistettiin useampi linssi eri näkökulmia menestymiseen kansainvälistymisessä ja eri tutkimusmetodeja kvalitatiivisista kvantitatiivisiin. Tutkimuksessa käytettiin teoriasidonnaista lähestymistapaa ja konstruktiivista tutkimusotetta, jonka avulla Finpro ry:lle rakennettiin usean tutkimusvaiheen aikana potentiaalisia menestystapauksia tunnistava työkalu. Tutkimus toteutettiin neljässä vaiheessa, joissa rakennettiin kunkin vaiheen testituloksien mukainen konstruktio. Ensimmäisessä vaiheessa teemahaastattelulla selvitettiin konstruktion tarvepohja sekä rajaehdot. Konstruktion pohjaksi taulukoitiin 2001–2012 vuosien tutkimuksien tutkituimmat menestystekijät ja siihen lisättiin kansainvälistymisprosessin asiantuntijoiden korostamat menestystekijät. Tulokset yhdistettiin rakentamalla Konstruktio1. Toisessa vaiheessa Konstruktio1:sta kyselyn ja eksploratiivisen faktorianalyysin avulla faktoroitiin tärkeimmät menestymisen taustalla olevat ilmiöt, joista rakennettiin Konstruktio2. Kolmannessa vaiheessa kahden riippumattomien otosten ttestin avulla selvitettiin, mitkä Konstruktio2:n menestysfaktorit ovat tärkeimpiä ICT- ja life science -toimialoilla toimiville yrityksille ja mitä ilmiöitä yrityksen johto tai sijoittajat pitävät tärkeinä. Tuloksien pohjalta Konstruktio2 kehitettiin Konstruktio3:ksi. Neljännessä vaiheessa Konstruktio3:n pätevyyttä testattiin peilaamalla sen menestysfaktoreita kuuteen menestyjiksi todettuun tapaukseen, ja sen toimivuus selvitettiin kuuden avoimen haastattelun avulla. Tuloksien avulla Konstruktio3:sta rakennettiin Konstruktio4. Tutkimukset osoittivat, että menestystekijät vaihtelevat yrityksen kansainvälistymispolun ja eri näkökulmien mukaan. Tutkimus loi vahvan teoreettisen ja liiketoiminnallisen kontribuution. Tutkimusvaiheiden avulla hahmotettiin kansainvälistymisessä menestymisen kokonaisuus ja luottiin uusi näkemys pk-yrityksen menestymisestä. Toisaalta päästiin myös heti käyttövalmiiseen lopputulokseen, joka auttaa Finpron konsultteja ja myyjiä ymmärtämään menestymistä kansainvälistymisprosessissa ja löytämään potentiaalisia menestyjiä.

Digitaalinen taistelukenttä : informaatioajan sotakoneen tekniikka

Digitaalinen taistelukenttä – informaatioajan sotakoneen tekniikka on tarkoitettu kaikille niille, jotka haluavat ymmärtää nykyaikaisen digitaalielektroniikkaan perustuvan sotakoneen toimintaa ja rakennetta. Digitaalinen taistelukenttä muodostuu fyysisesti hajautetuista tietojärjestelmistä, tiedustelu-, valvonta-, johtamis- ja asejärjestelmäalustoista ja yksittäisistä taistelijoiden järjestelmistä, reaaliaikaisesta alustakohtaisesta tiedonvälitysjärjestelmästä, lähes reaaliaikaisesta tietoliikennealustasta sekä näiden muodostaman verkon avulla luodusta tilannetietoisuudesta ja taistelutilan hallinnasta. Aihepiirin laajuuden ja käytettävissä olevan sivumäärän rajallisuuden vuoksi kirjassa on pyritty keskittymään järjestelmäkokonaisuuden ymmärtämisen ja suorituskyvyn arvioimisen kannalta olennaisiin asioihin. Kirjassa tarkastellaan nykyisen ja tulevaisuuden taistelukentän järjestelmiä painopisteen ollessa sähkömagneettisessa spektrissä, erityisesti siinä miten sähkömagneettista spektriä voidaan hyödyntää taistelussa, miten sen kautta voidaan hyökätä vihollisen järjestelmiä ja toimintaa vastaan ja miten vihollisen käyttämiltä sähkömagneettista spektriä hyödyntäviltä järjestelmiltä voidaan suojautua. Kirjassa on pyritty korostamaan järjestelmätason näkökohtaa. Kirjan tavoitteena on se, että lukija ymmärtää eri järjestelmien ja tekniikoiden toimintaperiaatteen sekä olennaiset suorituskykyyn vaikuttavat fysikaaliset vuorovaikutussuhteet. Järjestelmien suunnittelussa ja analysoinnissa on olennaista kyetä näkemään järjestelmän toiminnan kannalta keskeiset suorituskykyyn vaikuttavat vaatimukset sekä muodostamaan käsitys niiden realistisuudesta ja vaikutuksesta kokonaiskustannuksiin. Arvioitaessa järjestelmän suorituskykyä on kyettävä muodostamaan matemaattinen näkemys järjestelmän toiminnasta; mikä on sen suurin teoreettinen suorituskyky, mihin nykytekniikalla korkeintaan päästään, mikä on järjestelmäkokonaisuuden suorituskyvyn heikoin lenkki, miten vihollinen pyrkii heikentämään järjestelmän suorituskykyä ja mikä on todennäköinen käyttöön otetun järjestelmäkokonaisuuden suorituskyky. Järjestelmätekniikassa matematiikka on vain työkalu, ei itsetarkoitus. Tämän mukaisesti emme ole katsoneet tarpeelliseksi johtaa kaavoja tai erikseen todistaa niitä oikeiksi. Olemme pyrkineet valitsemaan sellaisia kaavoja, jotka ovat matemaattisesti niin yksinkertaisia, että niitä voidaan käyttää yksinkertaisella laskukoneella. Approksimoivien kaavojen käyttö järjestelmätasolla yleissuunnittelussa on sitäkin perustellumpaa, kun otetaan huomioon ne monet epävarmuudet ja lähtöarvojen epätarkkuudet, jotka vaikuttavat järjestelmän toiminnan arvioimiseen. Yksityiskohtaisessa analysoinnissa ja toteutuksen suunnittelussa on luonnollisestikin käytettävä tarkempia menetelmiä. Kolmas painos sisältää joitakin tarkistuksia toiseen painokseen. Kolmannen painoksen laadinnassa on pyritty lisäämään teoksen luettavuutta toisaalta lisäämällä kuvia ja esimerkkejä ja toisaalta karsimalla sellaisten alueiden käsittelyä, joita ei ole käytetty opetuskäytössä tai joiden osalta tekninen kehitys on ajanut ohitse.

Toimituskyvyn kehittäminen prosessin materiaalipuutteita hallitsemalla

Toimituskyky on yrityksen suorituskykyä kuvaava tekijä, jolla on merkittävä vaikutus asiakastyytyväisyyteen, erityisesti valmistusteollisuudessa. Toimituskyky muodostuu materiaalin saatavuudesta ja logistisen järjestelmän toimitusvarmuudesta, joten hyvä toimituskyky edellyttää materiaalipuutteiden hallintaa. Tämän diplomityön tavoitteena on esittää, miten toimituskykyä voidaan kehittää tilaus-toimitusprosessin materiaalipuutteita hallitsemalla. Tutkimus toteutettiin konstruktiivisella tutkimusotteella case-tutkimuksena havainnoimalla toimintaa case-yrityksessä sekä analysoimalla case-yrityksen kirjallista materiaalia ja arkistoja. Yrityksessä havaittuja materiaalipuutteisiin liittyviä ongelmia tarkasteltiin tilaus-toimitusprosessin näkökulmasta prosessijohtamisen ja systemaattisen ongelmanratkaisun teorioiden avulla. Tutkimuksen tuloksena laadittiin kolme käytännönläheistä ratkaisuehdotusta havaittuihin ongelmiin; (1) materiaalipuutteiden syy-seuraussuhteita kuvaavat ongelma-syy-seurausketjut, (2) materiaalipuutteiden ongelmanratkaisumalli systemaattisen ongelmanratkaisun tueksi sekä (3) visuaalinen tilaus-toimitusprosessimalli, joka painottaa osaprosessien yhteyttä koko prosessin toimituskykyyn ja toimitusvarmuuteen. Tulosten mukaan materiaalipuutteet tulisi käsittää prosessin laatuvirheinä, jotka antavat arvokasta tietoa siitä, että prosessissa on laatuongelmia. Tulosten perusteella yrityksen toimituskykyä voidaan kehittää havainnoimalla tilaus-toimitusprosessin laatuvirheitä, selvittämällä laatuvirheiden syy-seuraussuhteet systemaattisesti ongelmanratkaisumallia hyödyntäen sekä toimimalla prosessiajattelun mukaisesti tilaus-toimitusprosessin toimituskyvyn jatkuvaa parantamista tavoitellen. Tutkimusongelman tarkastelutapaa ja työn tuloksia voidaan soveltaa samankaltaisiin tapauksiin, joissa tilaus-toimitusprosessin laatuvirheet, esimerkiksi materiaalipuutteet, paljastavat kehittämistä vaativia epäkohtia prosessin toimintatavoissa. Tilaus-toimitusprosessin toimituskykyä voidaan kehittää vain, jos panostetaan ajan hallintaan ja kykyyn toimia asiakaslupausten ja sopimusten mukaisesti.

Quantification and Clinical Relevance of Cystatin C

An aging population and increasing rates of diabetes mellitus contribute to a high prevalence of kidney dysfunction – approximately 10 percent of adults in developed countries have chronic kidney disease (CKD). CKD is a progressive loss of kidney function and this remains permanent. Early recognition of this condition is important for prevention or impeding severe adverse cardiac and renal outcomes. Cystatin C is a low molecular weight cysteine protease inhibitor that has emerged as a biomarker of kidney function. The special potential of plasma cystatin C in this setting is related to its independency of muscle mass, which is a remarkable limitation of the traditional marker creatinine. Cystatin C is a sensitive marker in diagnosing mild and moderate CKD, especially in small children, in the elderly and in conditions where muscle mass is affected. Cystatin C is quantified with immunoassays, mainly based on particle-enhanced nephelometry (PENIA) or turbidimetry (PETIA). The aim of this study was to develop a rapid and reliable assay for quantification of human cystatin C in plasma or serum by utilizing time-resolved fluorescence-based immunoassay methods. This was accomplished by utilizing different antibodies, including polyclonal and 7 monoclonal antibodies against cystatin C. Different assay designs were tested and the best assay was further modified to a dry-reagent double monoclonal assay run on an automated immunonalyzer. This assay was evaluated for clinical performance in estimating reduced kidney function and in predicting risk of adverse outcomes in patients with non-ST elevation acute coronary syndrome. Of the tested assay designs, heterogeneous non-competitive assay had the best performace and was chosen to be developed further. As an automated double monoclonal assay, this assay enabled a reliable measurement of clinically relevant cystatin C concentrations. It also showed a stronger concordance with the reference clearance method than the conventional PETIA method in patients with reduced kidney function. Risk of all-cause mortality and combined events, defined by death and myocardial infarction, increased with higher cystatin C and cystatin C remained an independent predictor of death and combined events after adjustment to nonbiochemical baseline factors. In conclusion, the developed dry-reagent double monoclonal assay allows rapid and reliable quantitative measurement of cystatin C. As measured with the developed assay, cystatin C is a potential predictor of adverse outcomes in cardiac patients.

Työolosuhteiden vaikutus yrityksen menestykseen katsastusalalla

Tuottavuuden parantamistoimenpiteillä ja työtyytyväisyydellä on useita suotuisia vaikutuksia eri aloilla toimivien yritysten toimintaan. Katsastusalalla tuottavuutta ja työtyytyväisyyttä on mahdollista parantaa samanaikaisesti asemien suunnittelun ja laitevalintojen avulla. Nopeammat ja varmatoimisemmat laitteet yhdessä sujuvan toiminnan mahdollistavien tilaratkaisujen kanssa antavat mahdollisuuden tehokkaampaan katsastamiseen. Tuottavuuden parantuminen yhdessä kasvaneesta suoritemäärästä palkitsevan palkkausjärjestelmän avulla voi luoda edellytykset paremmalle henkilöstön työtyytyväisyydelle. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää tekijöitä, jotka vaikuttavat katsastusaseman tuottavuuteen ja henkilöstön työtyytyväisyyteen sekä vaihtuvuuteen. Näiden perusteella laadittiin toimintamalli, jonka avulla asemien laitehankintoja ja tilasuunnittelua voidaan johtaa siten, että henkilöstön vaihtuvuutta kasvattavat tekijät voidaan minimoida ja aseman toiminta on mahdollisimman tehokasta. Tutkimuksen teoria-aineiston perusteella pyrittiin hahmottamaan tekijöitä, jotka yleisesti vaikuttavat työtyytyväisyyteen ja suorituskyvyn johtamiseen. Näitä tekijöitä sovellettiin toimintamallissa. On huomionarvoista, että autoalalta ja erityisesti katsastusalalta on erittäin vähän toimialakohtaista materiaalia, joiden pohjalta voisi tehdä etukäteisolettamuksia. Teoria-aineisto perustuu siten lähes yksinomaan muilta toimialoilta saatuihin tutkimustuloksiin. Tutkimuksen empiirinen aineisto kerättiin analysoimalla erään suomalaisen katsastusyrityksen 16 eri katsastusasemaa ja 48 työntekijää. Asemat on rakennettu eri tarkoitusta varten suunniteltuihin tiloihin ja useat niistä ovat päätyneet yritykselle yritysostojen kautta. Täten mukana oli runsaasti toisistaan erottuvia tiloja, ratkaisuja ja henkilökohtaisia mielipiteitä, joiden pohjalta selvitettiin toimivimmat ratkaisut.

Kappaletavarayrityksen toimintaprosessi ja suorituskyvyn mittaus

Yrityksen prosessit ovat viimeaikoina nousseet kiinnostaviksi tutkimuskohteiksi. Toimintaprosessi on yksi yrityksen sisäisistä prosesseista, jonka tarkoituksena on tuottaa arvoa asiakkaalle sekä osakkeenomistajille. Nämä prosessit ovat arkipäiväisiä yrityksille, jotka tuottavat tuotteita ja palveluita sekä toimittavat niitä asiakkailleen. Myös suorituskyvyn mittaaminen on noussut tärkeäksi osaksi yritysten toimintaa. Balanced Scorecard on yksi suorituskyvyn mittaamisen työkalu. Työkalun neljä näkökulmaa antavat monipuolisen mahdollisuuden mitata suorituskykyä. Mittariston ja mittareiden valinta on oleellista luotettavan mittaustuloksen saamiseksi. Työn tavoitteena on tuoda näkyväksi toimintaprosessin eri osat kappaletavarayrityksessä sekä analysoida niitä Balanced Score Cardin avulla. Toimintaprosessien mittaamisessa tärkeää on saada oikeaa ja riittävää tietoa mitattavasta kohteesta. Toimintaprosesseista jakelu, toimitus, tuotanto, riskien hallinta, myynti ja markkinointi sekä huolto ovat nostettu tarkasteltaviksi kappaletavarayrityksen kohdalla. Tasapainoisen mittariston rakentamisessa hyödynnettiin laadullisia kuin rahamääräisiä mittareita. Näin saatiin mahdollisimman laaja kuva yrityksen sen hetkisestä suorituskyvystä.

Ejektoripumpun suorituskyvyn kokeellinen testaus

Tässä kandidaatintyössä tutkitaan ejektoripumpun suorituskykyä teoreettisesti tutkimukseen pohjautuen ja kokeellisesti testilaitteistolla. Suorituskyvyn tarkastelun lähtökohtana on selvittää ejektorin käyttömahdollisuuksia mikro-ORC-energiamuuntimessa esi- ja pääsyöttöpumpun kavitoinnin estämiseksi ja koko prosessin huollettavuuden parantamiseksi. Ejektorin suorituskyvyn tarkastelu suoritetaan kuitenkin yleisesti sovelluskohteesta riippumatta tehdyt rajaukset huomioiden. Työn tarkoituksena on esitellä testaukseen rakennettava testilaitteisto ominaisuuksineen sekä määrittää kokeellisesti rakennettavalla laitteistolla ejektorin suorituskyvyn tunnuslukuja teoreettisen ja kokeellisen tarkastelun välisten korrelaatioiden selvittämiseksi sekä tilanteeseen sopivan ejektorin valitsemiseksi.

Modular framework for outlier detection

Outlier detection is an important form of data analysis because outliers in several cases contain the interesting and important pieces of information. In the recent years, many different outlier detection algorithms have been devised for finding different kinds of outliers in varying contexts and environments. Some effort has been put to study how to effectively combine different outlier detection methods. The combination of outlier detection algorithms as an ensemble was studied in this thesis by designing a modular framework for outlier detection, which combines arbitrary outlier detection techniques. This work resulted in an example implementation of the framework. Outlier detection capability of the ensemble method was validated using datasets and methods found in outlier detection research. The framework achieved better results than the individual outlier algorithms. Future research includes how to handle large datasets effectively and the possibilities for real-time outlier monitoring.

Rengaspolttoaineet nykylaitoksiin

Kandidaatintyön tarkoituksena on tutkia käytössä oleville laitoksille kehitettyjä rengaspolttoaineita. Työssä kartoitetaan tutkimuksen nykytilaa ja arvioidaan uudenlaisen polttoaineen käyttöönoton mahdollisuuksia. Käsiteltävät aihe-alueet ovat rengaspolttoaineen rakenne, suorituskyky, turvallisuusominaisuudet, valmistettavuus sekä käyttöönoton taloudellinen kannattavuus. Pohja-aineistona on käytetty aiheesta julkaistuja tutkimusraportteja. Lisäksi arvioidaan rengaspolttoaineen käyttömahdollisuuksia Loviisan voimalaitoksessa.

Suorituskyvyn johtaminen ja palveluliiketoiminnan kehittäminen teollisuusyrityksessä

Tässä tutkimuksessa tutkittiin palveluliiketoimintaa ja suorituskyvyn kehittämistä teollisissa palveluissa. Tutkimuksessa pyrittiin selvittämään millaisia tarpeita ja haasteita teollisuuden yrityksillä on palvelujen suorituskyvyn mittaamisen suhteen ja palvelujen kehittämisen suhteen. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää viitekehys, joka tukee teollisen yrityksen palvelujen kehittämistä ja suorituskyvyn johtamista. Tutkimuksessa kartoitettiin kirjallista aineistoa palvelujen erityispiirteistä, teollisista palveluista ja suorituskyvyn mittaamisesta. Tutkimuksessa on käytetty kvalitatiivista tutkimustapaa. Empiirisessä osiossa haastateltiin neljää palveluliiketoimintaa harjoittavaa teollisuusyritystä eri teollisuuden aloilta. Tutkimuksessa havaittiin, että perustana palvelujen onnistuneelle kehittämiselle on palvelunäkökulman omaksuminen strategiassa sekä asiakkaan prosessien ymmärtäminen. Palvelujen erityispiirteet on huomioitava palvelujen suorituskykyä johdettaessa ja mittaamisessa on hyvä suosia tasapainotettuja mittaristoja, joissa on huomioitu laadulliset mittarit sekä ei-rahalliset ja rahalliset mittarit.

Reverse osmosis membrane surface modification: effects on membrane performance

The aim of this thesis was to study the surface modification of reverse osmosis membranes by surfactants and the effect of modification on rejection and flux. The surfactants included anionic and nonionic surfactants. The purpose of membrane modification was to improve pure water permeability with increasing salt rejection. The literature part of the study deals with the basic principles of reverse osmosis technology and factors affecting the membrane performance. Also the membrane surface modification by surfactants and their influence on membrane’s surface properties and efficiency (permeability and salt rejection) were discussed. In the experimental part of the thesis two thin-film composite membranes, Desal AG and LE-4040, were modified on-line with three different surfactants. The effects of process parameters (pressure, pH, and surfactant concentration) on surface modification were also examined. The characteristics of the modified membranes were determined by measuring the membranes’ contact angle and zeta potentials. The zeta potential and contact angle measurements indicate that the surfactants were adsorbed onto the both membranes. However, the adsorption did not effect on membrane’s pure water permeability and salt rejection. Thereby, the surface modification of the Desal AG and LE-4040 membranes by surfactants was not able to improve the membrane’s performance.