Contact microphones, especially throat microphones, have been developed to be used in environments with high background noises to improve the speech intelligibility in communication. They pick up vibrations from the surface they are attached to and are therefore less sensitive to sound and noise from the air. Comparison of the speech intelligibility with other types of microphones have previously been done by letting test persons examine the communication devices in question. This study examines the possibility to make use of the STI-method instead and therefore make a comparison faster, more cost-efficient and customizable. The thought is that if the relationship between speech signals and vibrations were known, it could be used to transform the STI test signal to vibrations and then use the STImethod to estimate the speech intelligibility for the chosen contact microphone. This study, containing 22 men and women, evaluated the vibrations at the most suitable locations on the head for contact microphones and compared it with the speech signal of the same test person. Frequency responses were calculated for all locations of the head and a more detailed study showed that the frequency response of the neck may be approximated as a second order lowpass filter with a cut-off frequency of about 300 Hz that attenuates speech signals with higher frequencies. Experiments were also done to measure the STI value of a throat microphone with the known relationship. However, the results pointed out several problems that needs to be addressed before a STI method can be performed successfully. The results from this study may also be used to deeper study the relationships between different vibrations resulting from speech signals and suggestions on how the performance of contact microphones may be improved are given.

Fallolyckor bland äldre är ett stort folkhälsoproblem. Således har det utvecklats en rad olika system för fjärrövervakning av äldre för att möjliggöra en tidig detekte- ring av fallolyckor. Majoriteten av de forskningar som hittills har gjorts inom fallo- lyckor har fokuserat på att utveckla nya mer framgångsrika algoritmer just för att identifiera fall från icke-fall. Trots det visar statistiken att dödsfall och skador orsa- kade av fallolyckor ökar för varje år i samband med den ökande andel äldre perso- ner i befolkningen. Detta examensarbete handlar om att förbättra nuvarande falldetekteringsanord- ningar genom att täcka de brister och tillgodose de behov som finns i nuvarande tekniker. De förbättringar som har kartlagts är att kunna ge en säkrare bedömning av patientens hälsa och kunna påkalla snabbare hjälpinsats när en fallolycka har inträffat. En annan förbättring är rörelsefriheten för äldre. De ska kunna befinna sig utomhus och ha möjlighet att utföra sina dagliga aktiviteter utan att vara be- gränsade av platspositionen. Sammanfattningsvis kan det konstateras att ett multisensorsystem i form av en prototyp har konstruerats för att täcka de brister som har kartlagts. Utöver att pro- totypen detekterar fall och kroppsrörelser med hjälp av en accelerometersensor innehåller den även en sensor för detektering av livstecken i from av EKG. Den in- nehåller dessutom cellulära och trådlösa nätverksanslutningar i form av GPRS och Wi-Fi för att möjliggöra rörelsefriheten hos äldre. Vidare innehåller prototypen en sensor för GPS som ger information om platsposition. / Accidental falls among the elderly is a major public health problem. As a result, a variety of systems have been developed for remote monitoring of the elderly to permit early detection of falls. The majority of the research that has been done so far in fall accidents has focused on developing new more successful algorithms spe- cifically to identify fall from non-fall. Although the statistics show that mortality and injuries caused by falls are increasing every year in conjunction with the in- creasing proportion of older people in the population. This thesis is about improving the current fall detection devices by covering the gaps and meet the needs of the current fall detection techniques. The improve- ments that have been identified is to provide a secure assessment of the patient's health and be able to call for aid more quickly when a fall occurs. Another im- provement is the mobility for the elderly to be outdoors and have the ability to per- form daily activities without being limited by the location position. In summary it can be said that a multisensor system in form of a prototype has been designed to cover the deficiencies and improvements that have been identi- fied. Apart from detection of falls and body movements through an accelerometer sensor the prototype does also include a sensor for detecting vital signs in form of ECG. It also supports cellular and wireless network communication in form of GPRS and Wi-Fi to enable freedom of movement for the elderly. Furthermore, the prototype includes a sensor for GPS that provides information about location position.

Interactive Ątness apps can motivate people to lead an active lifestyle. However, it is not yet fully understood how smartphone data collected during exercise is related to the user's actual physical condition. The aim of this work is to investigate in what way and how accurately fitness-related parameters can be estimated using a smartphone. To achieve this, three separate tests were conducted: The first test examined how acceleration data (external intensity) and % of heart rate reserve (internal intensity) correlate with each other during three different exercises (bodyweight squats, jumping jacks, and standing mountain climbers). Results (n=6) show that regardless of accelerometer position, there is a moderate to strong correlation between internal and external intensity for squats (r=0.656-0.789) and mountain climbers (r=0.592-0.782), and a weak to moderate correlation for jumping jacks (r=0.291-0.587). The second test determined how accurately heart rate can be estimated with a smartphone camera (contactless and contact-based). Heart rate was determined simultaneously with a heart rate monitor and a smartphone. The mean absolute error of the contact-based method (n=120) was 5.42 ± 1.44 beats per minute. The mean absolute error of the contactless method (n=30) was 3.60 ± 0.81. However, the contactless method did not provide reliable readings for heart rates above the resting level. The third test evaluated how accurately a VO2max test, in this case, the 3-minute step-in-place test, can be monitored with a smartphone. The results show that step count could be computed from a video recording with a mean absolute error of 2.69 ± 1.89 steps per minute. The knee height could be distinguished as high or low in 98% of cases (n=4). The results of this work can help developers create highly personalized and meaningful fitness apps. / Interaktiva fitnessappar kan motivera människor till att leva en aktiv livsstil. Det är dock ännu inte helt klarlagt hur smartphone-data som samlas in under träning är relaterad till användarens faktiska fysiska tillstånd. Syftet med det här arbetet är att undersöka på vilket sätt och hur exakt konditionsrelaterade parametrar kan mätas med hjälp av en smartphone. För att uppnå detta genomfördes tre separata test: Det första testet undersökte hur accelerationsdata (extern intensitet) och % av hjärtfrekvensreserven (intern intensitet) korrelerar med varandra under tre olika övningar (knäböj med kroppsvikt, jumping jacks och stående mountain climbers). Resultaten (n=6) visar att oavsett accelerometerposition finns det en måttlig till stark korrelation mellan intern och extern intensitet för knäböjningar (r=0,656-0,789) och mountain climbers (r=0,592-0,782), samt en svag till måttlig korrelation för jumping jacks (r=0,291-0,587). Det andra testet fastställde hur exakt hjärtfrekvensen kan mätas med en smartphone-kamera (kontaktlös och kontaktbaserad). Hjärtfrekvensen mättes samtidigt med en pulsmätare och en smartphone. Det genomsnittliga absoluta felet för den kontaktbaserade metoden (n=120) var 5,42 ± 1,44 slag per minut. Det genomsnittliga absoluta felet för den kontaktlösa metoden (n=30) var 3,60 ± 0,81. Den kontaktlösa metoden gav dock inte tillförlitliga avläsningar för hjärtfrekvens över vilonivån.  Det tredje testet utvärderade hur ett VO2max-test, i detta fall 3-minuters steg-på-plats-testet, kan övervakas med hjälp av en smartphone. Resultaten visar att stegantalet kunde beräknas från en videoinspelning med ett genomsnittligt absolut fel på 2,69 ± 1,89 steg per minut. Knähöjden kunde urskiljas som hög eller låg i 98 % av fallen (n=4). Resultaten av detta arbete kan hjälpa utvecklare att skapa mycket personliga och meningsfulla fitnessappar.

Inom fallskärmshoppning behövs förutom ett välfungerande fallskärmssystem även en precis höjdmätare. Båda är avgörande komponenter när det gäller utrustning för att kunna genomföra ett säkert hopp. Genom digitalisering och den tekniska utvecklingen finns det idag intressen för att ta fram en digital höjdmätare med bättre precision, flera funktioner och bättre samt tydligare användargränssnitt. Det existerar ett flertal tekniker för mätning av höjd. De tekniker som tas upp i examensarbetet är global positioning system (GPS), radar och barometer. Målet med examensarbetet var att ta fram en robust algoritm för mätning av höjd, med möjlighet till utveckling. Examensarbetet skulle även innehålla riskanalys av vald(a) teknik(er) , samt förslag på lämpliga presentationstekniker och systemlösningar satt i ett större perspektiv. Systemlösningarna skulle vara anpassade för enkel integration av nya funktioner. I mån av tid skulle även en prototyp utvecklas samt testas. Metoden som valdes var en digital höjdmätare på grund av att den passade bäst för det mål som upprättats för projektet. Fr att beräkna höjden med den digitala höjdmätaren användes sambandet mellan lufttryck och höjd. Resultatet av dessa beräkningar visade på ett tillräckligt precist mätvärde för att vara godtagbart. Eftersom mätvärdets precision var godtagbar beslutades det att inga ytterligare rättningar skulle göras. Arbetet fortsattes med att utveckla en prototyp och testning av denna utfördes. Resultatet blev att en fungerande prototyp togs fram. Framtida utvecklingsmöjligheter finns inom presentationsteknik, chassi, ytterligare rättningar av formeln för höjdmätning och fler iterationer av hårdvaran. / In skydiving, in addition to a well-functioning parachute system, a good and precise altimeter is needed. Both which are crucial parts of equipment in order to be able to perform a safe jump. Through digitalization and the technological development, there are today interests of developing a digital altimeter with better precision and several functions There are a number of techniques for measuring altitude. Those that are included in this bachelor thesis are GPS, radar and barometers. The aim of the thesis was to develop a robust algorithm for measuring height, with the possibility of development. The thesis work would also include risk analysis of selected technology or techniques, as well as suggestions for suitable presentation techniques and system solutions in a larger perspective. The system solutions would be adapted for easy integration of new features. If time allowed it, a prototype would also be developed and tested. The method chosen was a digital altimeter because it was best suited for the goals set for the project. To calculate the height with the digital altimeter, the relationship between air pressure and height was used. The result of these calculations showed a sufficiently precise measurement value to be acceptable. Since the accuracy of the measurement value was acceptable, it was decided that no further corrections would be made. The work continued with developing a prototype and testing it. The result was a functioning prototype. Future development opportunities are available within presentation technology, chassis, further corrections of the formula for height measurement and more iterations of hardware.

Tracy Trackers utvecklar just nu en AI-plattform vars syfte är att övervaka hundens rörelsemönster. Plattformen består av en mikrokontroller med accelerometer, gyroskop, temperatur samt luftfuktighetssensorer som fästs på hunden. Mikrokontrollern är sedan uppkopplad till en mobil genom Bluetooth. I detta arbete undersöktes vilka batterier som finns på marknaden samt vilket som passar bäst för den prototyp som studerats. Målet med studien var att hitta ett batteri som är uppladdningsbart, har lång drifttid samt är ekonomiskt och miljömässigt hållbart för framtida produktion. Hårdvara för mätning av batterispänningens karaktäristik byggdes för att avgöra om olika batterier skilde sig åt.Strömförbrukningen hos de sensorer som var implementerade i produkten studerades med hjälp av oscilloskop och en egenkonstruerad förstärkarkrets. Vidare konstruerades ett lågpassfilter för att fastställa DC-komponenten av strömförbrukningen. Strömförbrukningen som uppmättes genom testerna i detta arbete avser det som drar ström i prototypen. Den utvecklade hårdvaran kan användas till mätningar på framtida prototyper. / Tracy Trackers is currently developing an AI platform which purpose is to monitor a dog's movement pattern. The platform consists of hardware with accelerometer, gyroscope, temperature and humidity sensors attached to the dog. The hardware is connected to a mobile through Bluetooth. A study was conducted to investigate which batteries that are available on the market and which ones that fit best for the prototype. The aim of the study was to find a rechargeable battery with long operat-ing hours that is economically and environmentally viable for future production. Hardware for monitoring the battery voltage characteristics was built to determine differences between kinds of batteries and if there was an optimal type of battery for the specific product. The sensors used by the prototype were studied using os-cilloscopes and a self-constructed circuit in order to be able to determine power consumption at different sampling frequencies. Furthermore, a circuit was built for filtering out certain frequencies to determine the current consumption of the DC-components. The current consumption measured by the tests in this study refers to what draws current in the prototype. The developed hardware can be used for measurements of future prototypes

Belastningsskador är idag ett allt större problem i samhället som leder till flera sociala och ekonomiska problem. Tillsammans med en ökande ålder på befolkningen kan belastningsbesvär skapa ännu mer utmaningar i framtiden. Att utöka kunskapen om ergonomi är ett bra sätt att minska risken för att drabbas av belastningsskador. Idag används primärt en visuell bedömning av ergonomi, men varje bedömning är individuella och inte konsistenta. Tillgängligheten av små och billiga Inertial Measurement Unit (IMU) har ökat möjligheten att mäta objektivt istället för subjektivt. I detta exjobb har Texas Instruments SensorTag CC2650 använts som sensor, då den är billig och har många inbyggda sensorer där den 9-axliga rörelsesensorn var den eftersökta. En webbaserad utvecklingsmiljö kallad Node-RED användes för utveckling av en prototyp och sensorn kopplades till en smarttelefon tillsammans med Texas Instruments egna applikation. Data från sensorn skickades från smarttelefonen till webbapplikationen. Mätningar utfördes på en arm för att mäta belastningen på en axel, när handens position passerade axelns höjd finns det risk för belastningsskador efter en längre tid. För att beräkna vinkel av armen användes accelerometer samt gyroskop tillsammans med ett komplementärt filter. Prototypen testades i flera tester, där ena testet undersökte en högre risk t.ex. rita på en tavla samt lägre risk t.ex. papperssortering. Det visade sig att sensorn är kapabel att utföra bedömningar av belastningsriskerna. Men det finns kända begränsningar i form av låg samplingshastighet på 5 Hz (begränsningar i Texas Instruments applikation). Nästa steg för vidare arbete är att lägga till en magnetometer till prototypens sensor fusion och undersöka dess tillförlitlighet. / Musculoskeletal disorders (MSD) is a rising problem in society leading to several socio-economic problems. In combination of the trend of an aging population, MSD can cause even more challenges in the future. Expanding the knowledge of ergonomics is a good way to reduce the risk of stress injury. Today, a visual assessment of ergonomics is primarily used. These observations are individual and not consistent. Availability of cheaper and smaller Inertial Measurement Unit (IMU) has increased the possibility of using objective measurements instead of subjective observations. In this thesis work, the Texas Instruments SensorTag CC2650 was used as a sensor, because it is cheap and has many built-in sensors where the 9-axis motion sensor was the most sought one. A web-based development environment called Node-RED was used to develop a prototype and the sensor was connected to a smartphone along with Texas Instruments own application. The data from the sensor was sent from the smartphone to the web application. Measurements were performed on an arm to measure the load on a shoulder, when the hand's position passed the height of the shoulder it indicates that there is a risk of musculoskeletal disorders after an amount of time. To calculate the angle of the arm, sensor fusion of an accelerometer and a gyroscope were used together with a complementary filter. Developed system was evaluated by series of tasks exposing the shoulder to a higher risk e.g., painting compare to lower risk tasks e.g., paper sorting. It turned out that measurement are useful for assessment of the risk. However, there are known limitations like low sampling rate of 5Hz (due to limitation in the android app from Texas Instruments). Adding magnetometer to the sensor fusion and evaluation of reliability of calculations are the next natural steps for future work.

Bakgrund Kroniskt obstruktiv lungsjukdom (KOL) är en av de sjukdomar som orsakar flest dödsfall världen över. Personer med KOL når sällan upp till rekommenderade aktivitetsnivåer, kan erhålla ett långsammare sjukdomsförlopp, en bättre bättre livskvalitet (QoL), samt bättre hälso relaterad livskvalitet (HRQoL) om de upprätthåller rekomenderade fysiska aktivitetsnivåer.  Syfte Syftet med denna studie är att undersöka sambandet mellan objektivt mätt intensitet vid fysisk aktivitet och QoL samt HRQoL hos personer med KOL, samt skillnader mellan män och kvinnor. Vidare undersöka sambandet mellan objektivt mätt fysisk aktivitet mätt i antal steg och QoL samt HRQoL. Metod  Antal steg  i vardagen samt durationen i moderat till hög intensitet (MVPA) mättes objektivt med en accelerometer (DynaPort, McRoberts BV, The Netherlands). QoL mättes med en visuell ordinalskala i EuroQol-5D (EQ-5D) och HRQoL skattades med formulären COPD Assessment Test (CAT), Modified Medical Research Council Questionnaire (mMRC). Spearman´s rangkorrelationskoefficiet (rho) användes för att undersöka korrelationen i statistikprogramvaran Jamovi.  Resultat Sambandet mellan MVPA och QoL (EQ-5D) HRQoL (CAT, mMRC) samt HRQoL (CAT, mMRC)  för hela gruppen visade liten eller ingen korrelation förutom för mMRC som visade en låg korrelation, (rho= -.327, p= <0.001). Sambandet mellan MVPA och QoL (EQ-5D)  samt  HRQoL (CAT, mMRC) för gruppen kvinnor visade alla på en liten eller ingen korrelation. Sambandet mellan MVPA och QoL (EQ-5D) samt HRQoL (CAT, mMRC) för gruppen män visade alla på en låg korrelation. Sambandet mellan antal steg och QoL (EQ-5D) samt HRQoL (CAT, mMRC) samt för hela gruppen visade på en låg korrelation förutom för CAT som visade en liten eller ingen korrelation. Slutsats  Resultatet i denna studie visade tecken på att personer med KOL som spenderar mer tid i MVPA skattar något bättre HRQoL utifrån lägre skattad dyspné jämfört de forskningspersoner som spenderar mindre tid på samma intensitet. Resultatet visade även att duration i MVPA och antal steg per dag är två variabler som kan ha minst lika stor betydelse bland personer med KOL, då de ska skatta QoL och HRQoL. Dataanalysen i denna studie visade även på att det fanns ett starkare samband för män vad gäller totalt tid spenderad i MVPA och QoL samt HRQoL än vad det gör för kvinnor.

Detta arbete har syftat till att skapa ett digitaliserat hjälpmedel till jägare och skyttar, för att assistera innan avfyrning och ge information kring hårda stötar mot vapnet. Kikarsikten är ömtåliga och om de skadas kan det begränsa precisionen hos siktet. Detta i sin tur begränsar skyttens förmåga att utföra sitt arbete korrekt. För att få en förståelse om de krafter som påverkar ett vapen har rekyl- och kollisionstester genomförts under olika förhållanden. Utifrån värden från dessa tester modifieras mjukvaran för att prototypen skall utföra sina funktioner så effektivt som möjligt. Prototypen som tagits fram i detta arbete är uppbyggd utav tröghetssensorer från Analog Devices som erbjuder funktioner för att mäta vinklingen samt kollisioner på ett skjutvapen. / This work has aimed to create a digital aid for hunters and shooters, both to assist before firing and provide information regarding impacts on the rifle. Riflescopes are precise and quite fragile instruments. If these are damaged, the shooter's ability is greatly hindered. The prototype developed is a build of inertial sensors from Analog Devices that offer exceptional functionality to assist the user in the aforementioned weaknesses. Recoil and collision tests are some of the tests performed during this project. The outcome of the tests is to provide a fundamental understanding of the forces that can affect a rifle during different conditions. Based on the data from these tests, the software is modified so the prototype can perform its tasks as efficiently as possible.

Introduction : Les accéléromètres sont actuellement les appareils les plus utilisés pour mesurer le niveau d’activité physique, et ce, parce qu'ils évaluent les niveaux d'activité physique de façon objective. Toutefois, les mouvements humains sont difficiles à mesurer, et de nombreuses limitations doivent être prises en considération pour la bonne utilisation des accéléromètres. Les études présentées s’intéressent donc à la validité de la fonction podomètre des accéléromètres ainsi qu’à la validation de la composante accéléromètre d’un nouvel appareil multicapteur (SenseDoc). Méthode : Les sujets ayant participé à la première étude, qui consistait en la validation de la fonction podomètre des accéléromètres, ont marché sur un tapis roulant à trois vitesses différentes (2,5 km/h, 3,5 km/h et 4,8 km/h) pendant 5 minutes par palier. Un accéléromètre (ActiGraph GT3X) porté à la ceinture a enregistré le nombre de pas tandis qu'une caméra a enregistré la marche des participants. Pour la seconde étude, les participants portaient un accéléromètre Actigraph et un SenseDoc à la hanche. Les données brutes des accéléromètres et la mesure de la consommation d’oxygène par calorimétrie indirecte ont été mesurées lors de 14 activités réalisées en laboratoire allant de sédentaires à vigoureuses. Résultats : La première étude indique que les accéléromètres ont détecté seulement 53 % des pas à 2,5 km/h, 82 % à 3,5 km/h et 91 % à 4,8 km/h pour les personnes non obèses. Pour les personnes obèses, l'accéléromètre a détecté 47 % des pas à 2.5 km/h, 67 % à 3.5 km/h et 100 % à 4.8 km/h, des résultats significativement différents des personnes non obèses. La seconde étude confirme pour sa part que le SenseDoc est un outil valide de mesure du niveau d’activité physique. Les accéléromètres possèdent une bonne capacité prédictive de la dépense énergétique avec des valeurs de R carré de 0,84 et 0,80 respectivement pour l'Actigraph et le SenseDoc. Conclusion : À vitesse de marche lente, les accéléromètres sous-estiment le nombre de pas, et ce, dans une plus large mesure chez les personnes obèses que chez les personnes non obèses. Également, une méthode valide et transparente de transformation de données brutes d’accélérométrie a été divulguée dans l’étude avec le SenseDoc. Les travaux présentés dans ce mémoire visent à améliorer l’utilisation en milieu clinique et en recherche des accéléromètres et ouvrent la voie à une plus grande uniformité entre les études utilisant différents types d’accéléromètres. / Introduction: The accelerometers are currently the most used in the measurement of physical activity, because they assess physical activity levels objectively. However, human movements are difficult to measure, and many limitations must be taken into account for the proper use of accelerometers. The studies presented are therefore interested in the validity of the step count function of accelerometers and in the validation process of the accelerometry component of a new multi-sensor (SenseDoc). Method: The subjects who participated in the first study, which consisted of validating the pedometer function of accelerometers, walked on a treadmill at three different speeds (2.5 km/h, 3.5 km/h and 4.8 km/h) for 5 minutes per stage. An accelerometer (ActiGraph GT3X, Fort Walton Beach, FL) worn at the waist, recorded the number of steps while a camera recorded the progress of participants for comparison. In the second study, participants wore an Actigraph accelerometer and the SenseDoc, the prototype to validate. The raw accelerometers data and the measurement of oxygen consumption by indirect calorimetry were measured in 14 activities ranging from sedentary to vigorous. Results: The first study indicates that the accelerometers have detected 53% of steps at 2.5 km/h, 82% at 3.5 km/h and 91% at 4.8 km/h with non-obese individuals. In obese individuals, the accelerometer have detected 47% at 2.5 km/h, 67% at 3.5 km/h and 100% at 4.8 km/h, results significantly different from those of non-obese individuals. The second study confirms that SenseDoc is a valid device for measuring the level of physical activity. Raw-data derived calculated counts of VMAG predicted the VO2 values well, with adjusted r-squared values of 0.84 and 0.80 for the Actigraph and SenseDoc, respectively. Conclusion: At slower walking speed, accelerometers underestimate the number of steps and that, to a large extent in obese than non-obese people. Also, a valid and transparent method of processing raw accelerometer data was disclosed in the study with the SenseDoc. Studies presented in this master’s thesis will improve the clinical use and research accelerometers and paved the way for greater consistency between studies using different types of accelerometers.

This report deals with the development of a wireless sensor system that measures the environmental energy and predicts if energy harvesting could be possible in different areas. It provides an overview over the hardware used to build this system and gives a detailed description of the software implementation of the system. The hardware part presents the microcontroller and platform that is used, as well as the sensors integrated in the system. The software part explains how the used hardware was put together in a program that controls the different components. It explains the possibility to save captured sensor values on an SD card or send them to a remote receiver with an XBee radio module in real time. Also the inclusion of the mbed software library, which provides a lot of useful applications and functions for the project, is an important part. The final part of the report presents the results, showing how the system works.