Dr.-Ing. Stefan Schwab
- Forschungsgruppenleiter
- Gruppe:
FZI
Embedded Systems and Sensor Engineering (ESS) - Tel.: +49 721 9654-757
- schwab ∂ fzi de
FZI Forschungszentrum Informatik
Embedded Systems and Sensors Engineering (ESS)
Haid-und-Neu Str. 10-14
76131 Karlsruhe
Lebenslauf
Studium der Elektrotechnik am Karlsruher Institut für Technologie und der University of Newcastle Australia (Bachelor 2010). Praktische Tätigkeit im PreMaster Program der Robert Bosch GmbH am Forschungs- und Entwicklungsstandort Abstatt. Anschließend Studium der Elektrotechnik am KIT. Masterarbeit am IRS zum Thema „Identifikation eines Bewegungsmodells anhand gemessener Trajektorien“. Von 2013 bis 2018 wissenschaftlicher Mitarbeiter am IRS und Mitglied im Promotionskolleg des "Projekthaus eDrive". Seit 2018 Leiter der Abteilung "Control in Information Technology" (CIT, Direktor Prof. Hohmann) im Bereich ESS am Forschungszentrum Informatik (FZI).
Promotion mit Auszeichnung (summa cum laude) am KIT zum Thema „Guaranteed Verification of Dynamic Systems.
Forschung
Klassische manuelle Entwicklungsverfahren sind zeitaufwändig und kostenintensiv. Der Einsatz von stark formalisierten Methoden zur Spezifikation, IMplemntierung und Verifikation bietet ein enormes Potential für Zeit- und Kostenersparnis. Formalisierte Methoden und Prozesse sind darüber hinaus weniger fehleranfällig und führen zu verlässlicheren Ergebnissen. Ein Nebeneffekt ist die Generierung von klareren Strukturen und Notationen was zu einer Steigerung des Systemverständnises führen kann.
Innerhalb der Forschungsgruppe „Systeme mit Garantien“ werden deshalb Methoden entwickelt, die eine derartige Formalsierung ermöglichen. Die verschiedenen Projekten der Forschungsgruppe bearbeiten dabei die verschiedenen Teilschritte eines Entwicklungsprozesses. Das Ziel ist die Erstellung eines einheitlichen Frameworks für Spezifikation, Reglerentwurf und Verifikation.
Die nötigen Voraussetzungen sollen intuitiv und einfach aufstellbar sein. Die Ergebnisse werden mit einem Vertrauensmaß versehen, das aus dem verwendeten Framework und der eingesetzten speziellen mathematischen Beschreibung resultiert. Insbesondere im Kontext von sicherheitskritischen Systemen (z.b. Fahrerassistenzsysteme, Autopiloten etc.) sind solche Angaben entscheidend. Durch die Verwendung des vorgeschlagenen Frameworks können Angaben über funktionale Eigenschaften sicherheitskritischer Systeme auf Basis von einfach zu überprüfenden Annahmen abgeleitet werden.
In meiner Forschung untersuche ich die garantierte Verifikation von hybriden dynamischen Systemen (auch bekannt als "Embedded System" oder "Cyber Physical System") durch Verwendung der Intervallarithmetik. Zur Bestimmung von sogenannten „inneren Einschließungen“ kommt eine spezielle Art der Intervallarithmetik, die sogenannte Kaucher-Intervallarithmetik zum Einsatz. Dieser neuartige Ansatz soll für regelungstechnische Fragestellungen entlang des kompletten Entwicklungsprozesses nutzbar gemacht werden.
Publikationen
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ReACT: Reinforcement Learning for Controller Parametrization Using B-Spline Geometries
Rudolf, T.; Flögel, D.; Schürmann, T.; Süß, S.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2023. 2023 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), 3385–3391, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC53992.2023.10394648 -
Fahrermodelle im Kontext der Freigabe Hoch-Automatisierter Fahrzeuge
Lemmer, M.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2023, September 7. 18th DortmunderAutoTag (2023), Dortmund, Deutschland, 7. September 2023 -
Game-Theoretic Trajectory Planning of Mobile Robots in Unstructured Intersection Scenarios
Majer, N.; Luithle, L.; Schürmann, T.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2023. IFAC-PapersOnLine, 56 (2), 11808–11814. doi:10.1016/j.ifacol.2023.10.575 -
The role of driver models in testing highly-automated driving: a survey [Die Rolle von Fahrermodellen für das Testen hoch-automatisierter Fahrfunktionen: Eine Übersicht]
Lemmer, M.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2023. at - Automatisierungstechnik, 71 (1), 16–27. doi:10.1515/auto-2022-0097
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Identification of a Game-Theoretic Driver Decision Making Model using a Bi-Level Approach
Lemmer, M.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2022. 2022 IEEE Conference on Control Technology and Applications (CCTA), 857–862, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/CCTA49430.2022.9966194 -
Die Rolle von Fahrermodellen bei der Freigabe des Hoch-Automatisierten Fahrens
Schwab, S.; Hohmann, S.; Lemmer, M.
2022, Juni 23. 17. Fachtagung Entwurf Komplexer Automatisierungssysteme (EKA 2022), Magdeburg, Deutschland, 23.–24. Juni 2022 -
Mitigating Power Peaks in Automotive Power Networks by Exploitation of Flexible Loads
Schürmann, T.; Kutter, N.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2022. 2022 XXVIII International Conference on Information, Communication and Automation Technologies (ICAT): 16–18 June 2022, Sarajevo, Bosnia and Herzegovina, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/ICAT54566.2022.9811195 -
Fuzzy Action-Masked Reinforcement Learning Behavior Planning for Highly Automated Driving
Rudolf, T.; Gao, M.; Schurmann, T.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2022. 2022 8th International Conference on Control, Automation and Robotics (ICCAR): 8–10 April 2022, Xiamen, China, 264–270, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/ICCAR55106.2022.9782671 -
Data-Driven Automotive Development: Federated Reinforcement Learning for Calibration and Control
Rudolf, T.; Schürmann, T.; Skull, M.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2022. 22. Internationales Stuttgarter Symposium : Automobil- und Motorentechnik. Bd.: 1. Hrsg.: M. Bargende, 369–384, Springer Fachmedien Wiesbaden. doi:10.1007/978-3-658-37009-1_26 -
Robust Parameter Estimation and Tracking through Lyapunov-based Reinforcement Learning
Rudolf, T.; Ransiek, J.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2022. IECON 2022 – 48th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, 1–6, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/IECON49645.2022.9968893 -
Communication Scheme for a Modular Automotive Power Network Management
Schurmann, T.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2022. 2022 26th International Conference on System Theory, Control and Computing (ICSTCC), 582–587, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/ICSTCC55426.2022.9931764 -
Guaranteed Verification of Dynamic Systems. Dissertation
Schwab, S.
2022. KIT Scientific Publishing. doi:10.5445/KSP/1000097527
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Distributed and Modular Automotive Power Network Management Based on Auction Theory
Schurmann, T.; Rafles, A.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2021. 2021 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), 2242–2249, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC52423.2021.9659250 -
Maneuver Based Modeling of Driver Decision Making using Game-Theoretic Planning
Lemmer, M.; Shu, J.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2021. 2021 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), Melbourne, Australia, 17-20 Oct. 2021, 1332–1338, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC52423.2021.9658771 -
Modeling Multi-Driver Interaction in Intersection Scenarios Based on a Hybrid Game Approach
Lemmer, M.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2021. IEEE Conference on Control Technology and Applications (CCTA), San Diego, CA, USA, 9-11 Aug. 2021, 416–423, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/CCTA48906.2021.9658588 -
Toward Holistic Energy Management Strategies for Fuel Cell Hybrid Electric Vehicles in Heavy-Duty Applications
Rudolf, T.; Schurmann, T.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2021. Proceedings of the IEEE, 109 (6), 1094–1114. doi:10.1109/JPROC.2021.3055136 -
Automated Anomaly Detection in Data Streams on Engine Test Benches Using Multi-Scale Convolutional Recurrent Encoder-Decoder
Juhl, J.; Rudolf, T.; Lukas, K.; Schwab, S.; Dummer, G.; Hohmann, S.; Stork, W.
2021. Proceedings of the International Vienna Motor Symposium 2021. Hrsg.: B. Geringer, Österreichischer Verein für Kraftfahrzeugtechnik (ÖVK) -
Application of an auction based automotive power network management
Schürmann, T.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2021. FDIBA in the New Technological World, 29–32 -
Safely Learning Model Predictive Control with Time-Variant State Constraints and its Application to Motion Planning
Kohrer, L.; Majer, N.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2021. 2021 IEEE International Intelligent Transportation Systems Conference (ITSC): 19-22 September 2021, Indianapolis, IN, USA, 755–762, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/ITSC48978.2021.9564934
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Driver Interaction at Intersections: A Hybrid Dynamic Game Based Model
Lemmer, M.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2020. 2020 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), 2269–2276, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC42975.2020.9283079 -
Extended Nonlinear Dynamical Modeling and State Estimation for the Temperature Control of Loop Heat Pipes
Gellrich, T.; Moeller, J.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2020. 2020 IEEE Conference on Control Technology and Applications (CCTA), Montreal, QC, Canada, Canada, 24-26 Aug. 2020, 1015–1022, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/CCTA41146.2020.9206366 -
Shared-Control Concepts for Large Vehicle-Manipulators
Varga, B.; Burkhardt, Y.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2020. 2020 IEEE 29th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), 197–203, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/ISIE45063.2020.9152208 -
Model-Free Control Design for Loop Heat Pipes Using Deep Deterministic Policy Gradient
Gellrich, T.; Min, Y.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2020. IFAC-PapersOnLine, 53 (2), 1575–1580. doi:10.1016/j.ifacol.2020.12.2190 -
Model-free control design for loop heat pipes using deep deterministic policy gradient
Gellrich, T.; Min, Y.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2020. 21st IFAC World Congress 2020 - 1st Virtual IFAC World Congress -
Dynamic state-space modeling and model-based control design for loop heat pipes
Gellrich, T.; Sester, C.; Okraschevski, M.; Schwab, S.; Bauer, H.-J.; Hohmann, S.
2020 -
Limited-Information Cooperative Shared Control for Vehicle-Manipulators
Varga, B.; Shahirpour, A.; Lemmer, M.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2020. 2020 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), Toronto, ON, Canada, October 11–14, 2020., Art.-Nr. 09283367, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC42975.2020.9283367 -
Validation of Cooperative Shared-Control Concepts for Large Vehicle-Manipulators
Varga, B.; Shahirpour, A.; Burkhardt, Y.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2020. IEEE CCTA 2020 : 4th IEEE Conference on Control Technology and Applications : August 24-26, 2020, Montréal, Canada, 542–548, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/CCTA41146.2020.9206372
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Nonlinear Model Identification Adaptive Heater Control Design for Loop Heat Pipes
Gellrich, T.; Zhang, X.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2019. IEEE Conference on Control Technology and Applications (CCTA), 679–684, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/CCTA.2019.8920525 -
Regenerative Braking Strategies for Electric Heavy Duty Trucks
Rudolf, T.; Bischof, F.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2019, Juli. 6th SINO-EU Doctoral School for Sustainability Engineering (SESE 2019), Lissabon, Portugal, 22.–24. Juli 2019 -
Verification of hybrid systems using Kaucher arithmetic
Schwab, S.; Hohmann, S.
2019. Automatisierungstechnik, 67 (4), 316–325. doi:10.1515/auto-2018-0095 -
Control of Large Vehicle-Manipulators with Human Operator
Varga, B.; Shahirpour, A.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2019. IFAC-PapersOnLine, 52 (30), 373–378. doi:10.1016/j.ifacol.2019.12.571 -
Guaranteed Verification of Dynamic Systems. Dissertation
Schwab, S.
2019. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). doi:10.5445/IR/1000097068 -
Model predictive control and trajectory optimization of large vehicle-manipulators
Varga, B.; Meier, S.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2019. IEEE International Conference on Mechatronics (IEEE ICM 2019), Ilmenau, March 18-20, 2019, 60–66, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/ICMECH.2019.8722886
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Modeling of Human-Centered Cooperative Control by Means of Tracking in Discrete Time Linear Quadratic Differential Games
Lemmer, M.; Köpf, F.; Schwab, S.; Flad, M.; Hohmann, S.
2018. 1st IEEE International Conference on Artificial Intelligence and Knowledge Engineering, AIKE 2018; Laguna Hills; United States; 26 September 2018 through 28 September 2018, 156–161, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/AIKE.2018.00034 -
A Robust Fault Detection Method using a Zonotopic Kaucher Set-membership Approach
Schwab, S.; Puig, V.; Hohmann, S.
2018. IFAC-PapersOnLine, 51 (24), 500–507. doi:10.1016/j.ifacol.2018.09.623 -
Automatisierte Verifikation hybrider Systeme am Beispiel eines Batteriemanagementsystems
Schwab, S.; Hohmann, S.
2018. Entwurf komplexer Automatisierungssysteme : EKA 2018 : Beschreibungsmittel, Methoden, Werkzeuge und Anwendungen : 15. Fachtagung mit Workshop : 02. bis 03. März 2018 in Magdeburg. Hrsg.: Ulrich Jumar, Christian Diedrich, ifak / Otto-von-Guericke-Universität
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Verified Diagnosis of Safety Critical Dynamic Systems Based on Kaucher Interval Arithmetic
Schwab, S.; Stark, O.; Hohmann, S.
2017. 20th IFAC World Congress, Toulouse, F, July 9-14, 2017, 13414–13421. doi:10.1016/j.ifacol.2017.08.1939 -
Examples on Verified Diagnosis of Safety Critical Dynamic Systems Based on Kaucher Interval Arithmetik
Schwab, S.; Stark, O.; Hohmann, S.
2017, Juni 14. 10th Summer Workshop on Interval Methods, and 3rd International Symposium on Set Membership Applications, Reliability and Theory. (SWIM - SMART 2017), Manchester, UK, June 14 - 16, 2017 -
Automated Verification of Switched Systems Using Hybrid Identification
Schwab, S.; Holzmüller, B.; Hohmann, S.
2017. Cyber Physical Systems : Design, Modeling, and Evaluation. 6th International Workshop, Pittsburgh, PA, October 6, 2016. Ed.: C. Berger, 87–100, Springer International Publishing. doi:10.1007/978-3-319-51738-4_7
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Verification of battery management systems using hybrid identification
Schwab, S.; Hohmann, S.
2016. SINO-EU Doctoral School for Sustainability Engineering Harbin Institute of Technology (HIT), Harbin, China, 29th August – 03rd September, 2016
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Steering driver assistance system: A systematic cooperative shared control design approach
Flad, M.; Otten, J.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2014. Proceedings - 2014 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), San Diego, CA, USA, October 5-8, 2014, 3585–3592, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC.2014.6974486 -
Necessary and sufficient conditions for the design of cooperative shared control
Flad, M.; Otten, J.; Schwab, S.; Hohmann, S.
2014. Proceedings - 2014 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), San Diego, CA, USA, October 5-8, 2014, 1253–1259, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC.2014.6974086
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Online identification of individual driver steering behaviour and experimental results
Diehm, G.; Maier, S.; Flad, M.; Hohmann, S.
2013. Proceedings - 2013 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics (SMC 2013) : Manchester, United Kingdom, 13 - 16 October 2013, 221–227, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/SMC.2013.44 -
An Identification Method for Individual Driver Steering Behaviour Modelled by Switched Affine Systems
Diehm, G.; Maier, S.; Flad; .; Hohmann, S.
2013. 52nd IEEE Annual Conference on Decision and Control, Florence, Italy, Dec. 10 ‐13, 2013, 3547–3553, Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). doi:10.1109/CDC.2013.6760428