We review recent research into trajectory planning for autonomous overtaking to understand existing challenges. Then, the recently developed framework Learning Model Predictive Control (LMPC) is presented as a suitable method to iteratively improve an overtaking manoeuvre each time it is performed. We present recent extensions to the LMPC framework to make it applicable to overtaking. Furthermore, we also present two alternative modelling approaches with the intention of reducing computational complexity of the optimization problems solved by the controller. All proposed frameworks are built from scratch in Python3 and simulated for evaluation purposes. Optimization problems are modelled and solved using the Gurobi 9.0 Python API gurobipy. The results show that LMPC can be successfully applied to the overtaking problem, with improved performance at each iteration. However, the first proposed alternative modelling approach does not improve computational times as was the intention. The second one does but fails in other areas. / Vi går igenom ny forskning inom trajectory planning för autonom omkörning för att förstå de utmaningar som finns. Därefter föreslås ramverket Learning Model Predictive Control (LMPC) som en lämplig metod för att iterativt förbättra en omkörning vid varje utförande. Vi tar upp utvidgningar av LMPC-ramverket för att göra det applicerbart på omkörningsproblem. Dessutom presenterar vi också två alternativa modelleringar i syfte att minska optimeringsproblemens komplexitet. Alla tre angreppssätt har byggts från grunden i Python3 och simulerats i utvärderingssyfte. Optimeringsproblem har modellerats och lösts med programvaran Gurobi 9.0s python-API gurobipy. Resultaten visar att LMPC kan tillämpas framgångsrikt på omkörningsproblem, med förbättrat utförande vid varje iteration. Den första alternativa modelleringen minskar inte beräkningstiden vilket var dess syfte. Det gör däremot den andra alternativa modelleringen som dock fungerar sämre i andra avseenden.​

I världen växer forskning på självgående fordon dagligen.Målet med detta projekt var att skapa ett självgåendefordon och utforska möjligheterna att använda infrarödareflektioner som navigeringsmetod och hur man kanuppnå distinkta mätvärden. Avhandlingen diskuterar ävenmöjligheterna att använda flera prototyper i en störreskala. Under projektets gång byggdes ett prototypfordonför att genomföra experimenten angående lämplighetenmed navigering via infrarött ljus. Tester med prototypenvisar att navigering via infrarött ljus är väldigt pålitligtunder kontrollerade omständigheter. Projektet utforskaräven hur hierarkisk mjukvaruarkitektur står sig mot heltlokal eller centraliserad mjukvaruarkitektur. / In the world, research on autonomous navigation vehicles(AGV) is growing by the day. The goal with this projectwas to create an AGV and explore the possibility of usinginfrared reflections as a navigational method and how toachieve distinct reflection measurements from a surface.The thesis also discusses the possibility of using severalunits on a larger scale. In the progress of the project, aprototype vehicle was built to conduct the experiments toidentify the suitability of infrared navigation. The testingof the prototype shows that navigation by IR can be veryreliable under controlled circumstances. The project alsoexplored how hierarchical software architecture stands incomparison to purely local or centralized software architecture.

The purpose of this bachelor thesis was to discover howan articulated vehicle can park itself using a pre-definedparking path with a combination of ultrasonic sensors aswell as a rotary angle sensor.The project was divided into two parts: constructing asmall scale demonstrator and the software controlling thedemonstrator. The demonstrator was constructed from offthe-shelf components and custom parts. The truck was designedbased on a rear wheel driven truck with Ackermannsteering. The localization of a parking spot and measuringother distances was done with ultrasonic sensors and thehitch angle was measured by a rotary angle sensor.The performance of the demonstrator was evaluated bymeasuring the trailers angle difference from the center lineof the parking spot.The performance was deemed to be reasonably goodwith successful parkings in 8 out of 10 attempts. / Kandidatarbetet syftar till att undersöka hur ett ledatfordon kan parkera sig självt efter en förbestämd parkeringsruttmed en kombination av flera ultraljudssensorersamt en vinkelgivare.Projektet består av två delar; konstruktion av ett miniatyrfordonsamt mjukvaran som styr fordonet. Fordonettillverkades från butiksköpta komponenter och skräddarsyddadelar. Lastbilens design var baserad p°a en bakhjulsdrivenAckermannstyrd lastbil. Identifieringen av en parkeringsplatssamt avståndsmätning hanterades av ultraljudssensoreroch hitch vinkeln mättes av en vinkelgivare.Miniatyrfordonets prestanda utvärderades genom attmäta släpets vinkelskillnad från centerlinjen av parkeringsplatsen.Prestandan ansågs att vara tillräckligt god med lyckadeparkeringar i 8 av 10 tester.

A range extender in a battery electric vehicle supplements the existing drive system as an add-on module. Range extenders can comprise of any combination of conventional fuel, battery or fuel cell driven modules. The idea of a sub-system changes with the type of range extender. In this work, hydrogen generation is studied, a fuel is used to power the range extender via a fuel cell.The thesis presents the work in progress for development of the sub-system for a range extender based on on-board production of hydrogen for automobiles. Several aspects of chemistry play equally pivotal role in control, hassle-free operation and safety of the system. Aftertreatment of the fuel by-products is the notorious issue that limits the reusing the reactor effecting the range extender. Along with this, reducing the reaction time with minimal usage of fuel is investigated. Both of these pressing issues are resolved correspondingly to an extent with the addition of several chemicals. In addition, with the help of characterization techniques, a robust circular economy outlook of the range extender system has been initiated. / En distansförlängare i ett eldrivet fordon kompletterar det befintliga drivsystemet som en tilläggsmodul. Distansförlängaren kan vara olika kombinationer av konventionella bränsle-, batteri- och bränslecelldrivna moduler. Utformningen av de övriga delarna av undersystemet beror på vilken distansförlängare som används. I detta arbete drivs distansförlängaren av en bränslecell, bränslet till bränslecellen genereras i distansförlängaren. Avhandlingen presenterar det pågående arbetet för utvecklingen av undersystemet hos en distansförlängare. Undersystemet baseras på ombordsproduktion av väte för bilar. Flera aspekter av kemi spelar en lika viktig roll i kontroll, problemfri drift och säkerhet. Efterbehandling av bränslets biprodukter är det ständiga problemet som begränsar reaktorns återanvändbarhet vilket påverkar distansförlängaren. Tillsammans med detta undersöks minskning av reaktionstiden med minimal användning av bränsle. Båda dessa pressande problem löses i en utsträckning med tillsatsen av flera kemikalier. Dessutom har en robust cirkulärekonomisk syn på distansförlängaren utvecklats med hjälp av olika karakteriseringstekniker.

The global transportation sector is currently shifting towards autonomous vehicles. This shift comes with challenges, such as; identifying obstacles, recognising its surroundings and acting safely based on these perceptions. To accomplish mentioned tasks, the vehicle is equipped with sensors, such as lidars and cameras. A lesser known, yet significant challenge lies in keeping these sensors clean from dirt and debris which tends to accumulate on the lens of the sensors when the vehicle is moving. This report investigates how lidar- and camera sensors can be cleaned more resource-efficient in comparison to the existing sensor cleaning systems on the market. The goal was to recommend a sensor cleaning system for the range of sensors of an autonomous heavy vehicle.The authors of the study developed and tested several cleaning methods which were evaluated among each other and existing systems, while considering a system perspective. The developed cleaning systems showed that enabling a low washer fluid consumption had a negative impact on the system’s scalability, durability, compactness and complexity, in comparison to the existing cleaning systems. When utilising a high-pressured fluid, the study found that a sweeping flat spray is more resource-efficient than a static cone spray, where the latter is being commonly used in conventional sensor cleaning systems. The concepts with a sweeping flat spray resulted in a fluid consumption 4-7 times lower than the best reference cleaning system. In the case of a lidar, when considering a system perspective, it is recommended to use two telescopic flat spray nozzles facing each other and placed in either corner of the lens. It is also recommended that the nozzles are activated one at a time and that fluid I sprayed immediately on activation and kept flowing during the entire stroke to achieve a shaving or ploughing effect on the dirt. This method of cleaning has been observed to be more resource efficient compared to the reference systems. The resource-efficiency of a sweeping flat spray exists for other lens sizes as well, such as cameras and headlamps, however the scaling effects need further investigating. Therefore, additional tests are suggested, such as stress tests to determine the long-term durability of the cleaning system. Additionally, more research is needed to understand the impact of dirt in different environments and how often the sensors need cleaning. This also includes investigating how dirty the sensors can become before losing functionality. / Den globala transportsektorn är på väg att skifta till autonoma fordon. Detta skifte medför flear utmaningar; som att göra fordonet medveten om dess omgivning, identifiera objekt och agera säkert baserat på dessa intryck. För att kunna utföra dessa uppgifter är fordonen utrustade med sensorer, såsom lidar och kameror. En mindre känd utmaning ligger i att hålla dessa sensorer rena från smuts som ansamlas på sensorernas lins när fordonet framförs. Denna rapport undersöker hur lidar- och kamerasensorer kan rengöras mer resurseffektivt i förhållande till befintliga sensorrengöringssystem på marknaden. Målet var att rekommendera ett rengöringssystem för sensorerna som krävs för autonom färd, nämligen lidar och kameror. Studien utvecklade och testade ett flertal rengöringsmetoder som utvärderades bland varandra och befintliga rengöringssystem, medan samtidigt ta hänsyn till ett systemperspektiv. De utvecklade rengöringssystemen visade att en låg vätskeförbrukning påverkade systemet negativt i aspekter som skalbarhet, hållbarhet, kompakthet och komplexitet, i jämförelse med the befintliga rengöringssystemen. Vid användning av högtrycksvatten fastställde studien att en rörlig platt stråle kan vara mer resurseffektiv än en statisk konisk stråle, där den senare är vanlig bland befintliga rengöringssystem. Koncepten med en rörlig platt stråle hade en vätskeförbrukning som var fyra till sju gånger lägre än närmaste referenssystem. Vid hänsyn till ett systemperspektiv resulterade det rekommendera rengöringssystemet i två teleskopiska munstycken placerade i motstående hörnor av linsen. En i taget utvidgar sig munstyckena samtidigt som de sprutar högtrycksvatten på linsen, därav möjliggörs en rörlig platt stråle och en resurseffektiv rengöringscykel. Att rengöra med en rörlig platt stråle anses även resurseffektiv när det gäller andra storlekar på linsen, såsom en kamera- eller strålkastarlins, däremot måste eventuella följder från skalningen undersökas i vidare arbete. Det föreslås även kompletterande tester, såsom stresstester för att kunna avgöra livslängden på systemet. Vidare, efterfrågas ytterligare undersökningar på inflytande av smuts i olika miljöer, samt hur ofta sensorerna behöver rengöras. Detta inkluderar även undersökningar kring hur smutsiga sensorerna kan bli innan de tappar funktionaliteten.

Perceiving the environment is a crucial aspect of autonomous vehicles. To plan the route, the autonomous vehicle needs to be able to detect objects such as cars and pedestrians. This is possible through 3D object detection. However, labeling this type of data is time-consuming. By utilizing a virtual environment, there is an opportunity to generate data and label it in a quicker manner. This thesis aims to investigate how well three selected state-of-the-art models perform on a synthetic dataset of point cloud data. The results showed that the models attain a higher average precision compared to a dataset from the real world. This is mainly due to the virtual environment’s simplicity in relation to the real world’s detail. The results also suggest that models using different representations of point cloud data have different capabilities of transferring knowledge to the real world. / Att uppfatta miljön är en avgörande aspekt av autonoma fordon. Till planera rutten behöver det autonoma fordonet kunna upptäcka föremål som bilar och fotgängare. Detta är möjligt genom 3D-objektdetektering. Att märka denna typ av data är dock tidskrävande. Genom att använda en virtuell miljö, finns det en möjlighet att generera data och märka dem på ett snabbare sätt sätt. Denna avhandling syftar till att undersöka hur väl tre valda state-of-the-art modeller utför på en syntetiskt dataset av punktmolndata. Resultaten visade att modellerna uppnår en average precision jämfört med ett dataset från den riktiga världen. Detta beror främst på den virtuella miljöns enkelhet i förhållande till den verkliga världens detaljer. Resultaten tyder också på att modeller som använder olika representationer av punktmolnsdata har olika möjligheter att överföra kunskap till den verkliga världen.

See file / Se filen

A Portable Emissions Measurement System (PEMS) is widely used for analysing the emissions of a vehicle. However, the PEMS is quite cumbersome and time-consuming to use for vehicle testing. This thesis investigates the possibilities of a Smart Emissions Measurement System (SEMS) and how it correlates to the more advanced PEMS. The second factor is of a shortened drive cycle, and how it is compared to the legislated drive cycle. The main hypothesis of this thesis was that a shortened drive cycle with the SEMS equipment should be able to predict the outcome of a full Real Driving Emissions (RDE) test with PEMS equipment with a statistical significance that is large enough to prove the SEMS to be a useful tool. The experiment was performed with a PEMS in parallel with a SEMS on both a shortened and a legislated drive cycle. The study concludes that the SEMS is showing promising results as to how well an RDE test can be predicted, and it would be a useful resource to increase testing on vehicles, both on a shortened and a legislated route. However, as the emissions of light-duty vehicles get smaller, they also get harder to measure with accuracy. This will always be a problem for the SEMS equipment, and even more on a shortened route. As a future application for light-duty vehicles, this might not be the perfect system due to many inaccuracies, but there are many other applications where SEMS could be useful with enough precision, such as heavier and older vehicles. / Portable Emissions Measurement System (PEMS) används i stor utsträckning för att analysera utsläpp av fordon. PEMS är dock ganska besvärligt och tidskrävande att använda vid fordonstestning. Det här examensarbetet undersöker möjligheterna med Smart Emissions Measurement System (SEMS) och hur det korrelerar med PEMS. Den andra faktorn som undersöks är en förkortad körcykel och hur den jämförs med den lagstadgade körcykeln. Huvudhypotesen i det här examensarbetet var att en förkortad körcykel med SEMS bör kunna förutsäga resultatet av ett fullständigt Real Driving Emissions (RDE)-test med PEMS med en tillräckligt stor statistisk signifikans för att visa att SEMS är ett användbart verktyg. Studien utfördes med PEMS parallellt monterat med SEMS på både en förkortad och en lagstadgad körcykel. Studien drar slutsatsen att SEMS visar lovande resultat för hur väl ett RDE-test kan förutsägas, och det skulle vara en användbar resurs för att öka testningen av fordon, både på en förkortad och en lagstadgad körcykel. Eftersom utsläppen från lätta fordon blir allt lägre, blir de även svårare att mäta med noggrannhet. Det kommer alltid att vara ett problem för SEMS, och särskilt på en förkortad rutt. Som en framtida applikation för lätta fordon kanske SEMS inte är det perfekta systemet på grund av att det inte är särskilt precist, men det finns många andra applikationer där SEMS kan vara användbart och där det har tillräcklig precision, så som för tyngre och äldre fordon.

Energy consumption in vehicles is challenging from an environmental standpoint as well asan economical one. This study is investigating the possibility of implementing regenerativedamping in vehicles. With traditional shock absorbers, the vertical linear motion is dampenedby converting the kinetic energy into heat. The purpose of regenerative damping is to convertthe kinetic energy into electricity instead. The electricity can then be used to charge batteriesor power various systems in the vehicle. Since the authors study mechanical engineering, thisproject mostly involves different concepts and the mechanical aspect of the system. Aliterature study, experiments, interviews and observations were performed to acquire atheoretical foundation. Five different concepts were then developed, one of them wasdetermined the best and further developed. The result of this thesis is that regenerativedamping is not yet mature enough to be used in vehicles. The technology is not justifiable asit does not save enough energy, compared to how much more it would cost to develop andbuild a regenerative shock absorber and the challenges associated with it.

Markov processes have a long history of being used to model safety critical systems. However, with the development of autonomous vehicles and their increased complexity, Markov processes have been shown to not be sufficiently precise for reliability calculations. Therefore there has been the need to consider a more general stochastic process, namely the Semi-Markov process (SMP). SMPs allow for transitions with general distributions between different states and can be used to precisely model complex systems. This comes at the cost of increased complexity when calculating the reliability of systems. As such, methods to increase the interpretability of the system and allow for appropriate approximations have been considered and researched. In this thesis, a novel classification approach for transitions in SMP has been defined and complemented with different conjectures and properties. A transition is classified as good or bad by comparing the reliability of the original system with the reliability of any perturbed system, for which the studied transition is more likely to occur. Cases are presented to illustrate the use of this classification technique. Multiple suggestions and conjectures for future work are also presented and discussed. / Markovprocesser har länge använts för att modellera säkerhetskritiska system. Med utvecklingen av autonoma fordon och deras ökade komplexitet, har dock markovprocesser visat sig vara otillräckliga exakta för tillförlitlighetsberäkningar. Därför har det funnits ett behov för en mer allmän stokastisk process, nämligen semi-markovprocessen (SMP). SMP tillåter generella fördelningar mellan tillstånd och kan användas för att modellera komplexa system med hög noggrannhet. Detta innebär dock en ökad komplexitet vid beräkningen av systemens tillförlitlighet. Metoder för att öka systemets tolkningsbarhet och möjliggöra lämpliga approximationer har därför övervägts och undersökts. I den här masteruppsatsen har en ny klassificeringsmetod för övergångar i SMP definierats och kompletteras med olika antaganden och egenskaper. En övergång klassificeras som antingen bra eller dålig genom en jämförelse av tillförlitligheten i det ursprungliga systemets och ett ändrat system, där den studerade övergången har högre sannolikhet att inträffa. Fallstudier presenteras för att exemplifiera användningen av denna klassificeringsteknik. Flera förslag och antaganden för framtida arbete presenteras och diskuteras också.