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.

This study aims to look at whether or not it is sufficient to only use smartphone sensors to judge if someone who is driving a car is driving aggressively or smoothly. To determine this, data were first collected from the accelerometer, gyroscope, magnetometer and GPS sensors in the smartphone as well as values based on these sensors from the iOS operating system. After this the data, together with synthesized data based on the collected data, were used to train an artificial neural network.The results indicate that it is possible to give a binary judgment on aggressive or smooth driving with a 97% accuracy, with little model overfitting. The conclusion of this study is that it is sufficient to only use smartphone sensors to make a judgment on the drive. / Den här studien ämnar till att bedöma huruvida smartphonesensorer är tillräckliga för att avgöra om någon kör en bil aggressivt eller mjukt. För att kunna avgöra detta så samlades först data in från accelerometer, gyroskop, magnetometer och GPS-sensorerna i en smartphone, tillsammans med värden baserade på dessa data från iOS-operativ-systemet. Efter den datan var insamlad tränades ett artificiellt neuronnät med datan.Resultaten indikerar att det är möjligt att ge ett binärt utlåtande om aggressiv kontra mjuk körning med 97% säkerhet, och med liten överanpassning. Detta innebär att det är tillräckligt att enbart använda smartphonesensorer för att avgörande om körningen var mjuk eller aggressiv.

Control and balancing of an inverted pendulum has gained a lot of attention over the past few decades due to its unstable properties. This has become a great challenge for control engineers to verify and test the control theory. To control and balance an inverted pendulum, proportional integrated derivative (PID) method or linear quadratic regulator (LQR) method can be used through which a lot of simulations can be done using the represented theories.Since urban population is increasing at a very alarming rate, there is a need to discover new ways of transportation to meet the future challenges and demands. Scania has come up with a new conceptual bus called NXT which aims to develop a modular vehicle that should configure and re-configure themselves between different transportation tasks. NXT vehicle has front and rear drive modules which can be represented as single axle, two-wheeled vehicles which in-turn can be viewed as an inverted pendulum with a huge Center of Gravity. Controlling and balancing of the pod or drive module precisely and accurately is an interesting challenge since it is an unstable inverted pendulum with huge center of gravity (COG). This behaviour of the system has created a research question whether the module is controllable or not.Therefore this thesis focuses on the possibility of controlling the pod which is a two-wheeled inverted pendulum vehicle with a COG offset. Also, the thesis focuses on the construction, mod-elling, testing and validation of a down-scaled model, what sensors are needed to balance the pod precisely, how the sensors must be integrated with the system and how the pod can be controlled remotely from a certain distance by a human. The developed pod houses the technologies like sensors, BLDC motor controllers, hoverboard, Arduino board and Bluetooth transmitters.The Master Thesis starts by presenting an introduction to the inverted pendulum theories, Scania NXT project, information about the research methods, thesis outline and structure . It continues by describing related literature about the inverted pendulums, segways, hoverboards, motor controllers and Arduino boards. Afterwards, the process of deriving a mathematical model, together with simulation in Matlab, Simulink and Simscape is described. Later, construction of the pod is made and lot of effort is put to run the pod. Since the pod needs to be controlled remotely by a human, a remote controlled systemis implemented via mobile phone using an app and finally the thesis is finished with a conclusion and ideas for future work. / Reglering och balancering av en inverterad pendel har väckt stor uppmärksamhet över de senaste decennierna på grund av dess instabila egenskaper. Det har skapat stora utmaningar för regleringenjörer eftersom området tillåter test och verifikation av diverese lösningar. För reglering och balansering av en inverterad pendel, så kan en regulator med proportionell, integral och derivat (PID) konstanter eller en linjär kvadratisk regulator (LQR) användas tillsammans med simuleringar för att bekräfta teorin.I och med att stadsbefolkningen ökar i mycket hög takt, så uppstår behovet av att uppfinna nya transportmedel för att lösa framtida utmaningar och krav. Scania har tagit fram en ny konceptbuss som heter NXT, med målet att utveckla ett modulfordon som kommer att konfigurera och rekonfigurera sig själva mellan olika transportuppgifter. NXT-fordonet har fram- och bakdriv-moduler som kan representeras som enaxlade tvåhjuliga fordon, vilka i sin tur kan betraktas som en inverterad pendel med en stor massa. Att reglera och balansera drivmodulen på ett noggrant sätt är en utmaning eftersom det är ett mycket instabilt system med enorm massa och en okänd tyngdpunkt. Systemets beteende har skapat en forskningsfråga om modulen är reglerbar eller inte.Denna uppsats fokuserar därmed på möjligheterna att kunna reglera drivmodulen samt vilka begränsningar det finns. Uppsatsen fokuserar också på konstruktion, modellering, testning och validering av en nedskalad modell, vilka sensorer som krävs för att balansera drivmodulem, samt hur sensorerna måste integreras med systemet för att kunna fjärstyra fordonet från ett visst avstånd. Utveckingen av en sådan nedskalad modell berör olika områden såsom sensorer, BLDC-motorstyrenheter, hoverboard balanserings scootrar, Arduino kretskort och Bluetooth-sändare/mottagare.Uppsasten börjar med en introduction om olika inverterade pendel teorier, Scania NXT project, forskningsmetoder, en översikt och övergripande struktur. Vidare fortsätter beskrivining av relaterade litteratur om inverterade pendel, Segway, hoverboard, borstlösa motor styrenheter och Arduino kretskort. Senare fortsätter processen för att härleda matematiska modeller som beskirver systemet, tillsammans med simuleringar i Matlab, Simulink och Simscape. Därefter beskrivs konstruktionen av en nedskalad modell av drivmodulen och beskrivning av nödvändiga processer för att få hårdvara och mjkukvara att fungera ihop. Då fordonen ska ha möjlighet att fjärrstyras, så implementerades en bluetooth enhet tillsammans med en programmerbar mobil applikation. Slutligen avlutas uppsatsen med resultat, slutsats och diskussioner och förslag till framtida arbeten.

La répétition d’efforts de faible intensité provoque de la fatigue musculaire et représente un facteur de risque de développement des troubles musculosquelettiques (TMS) à l’épaule. La détection de la fatigue musculaire permettrait de meilleures interventions de prévention de TMS liés au travail répétitif. L’objectif de ce mémoire est de développer de nouveaux indicateurs permettant d’évaluer le mouvement des travailleurs à l’aide de capteurs inertiels portatifs afin d’offrir un outil d’évaluation du niveau de fatigue employable sur le terrain. Pour ce faire, vingt-quatre travailleurs ont réalisé une tâche de travail avant et après une tâche de pointage répétitif (RPT) générant de la fatigue musculaire. La fatigue était évaluée à l’aide de l'échelle CR10 de Borg toutes les 30s et d’une contraction maximale réalisée toutes les 2 minutes. Des données de capteurs inertiels, positionnés sur le tronc et les membres supérieurs des travailleurs, ont été analysées en temps-fréquence et leur coordination inter-segment calculée afin d’extraire des indicateurs de fatigue. Les résultats montrent une augmentation du spectre de puissance et de la variabilité de la coordination sur les segments proximaux du haut du corps (tête, sternum, bassin, épaule, bras, avant-bras et main) pendant la RPT. Aussi, une augmentation du spectre de puissance moyen a été observée sur les segments du bras (main, avant-bras et bras supérieur) pendant la tâche de travail réalisée immédiatement après la RPT. En conclusion, il semblerait possible, en observant de tels changements cinématiques, de détecter la fatigue musculaire des travailleurs en industrie à l’aide de capteurs inertiels. / The repetition of low-intensity efforts causes muscle fatigue and represents a risk factor for the development of musculoskeletal disorders (MSD) in the shoulder. The detection of muscle fatigue would allow for better interventions to prevent MSDs related to repetitive work. The objective of this dissertation is to develop new indicators to evaluate the movement of workers using portable inertial sensors to provide a tool for evaluating the level of fatigue that can be used in the field. To do this, twenty-four workers performed a work task before and after a repetitive pointing task (RPT) generating muscle fatigue. Fatigue was assessed using the Borg CR10 scale every 30s and a maximal contraction performed every 2 minutes. Data from inertial sensors, positioned on the trunk and upper limbs of the workers, were analyzed in time-frequency and their inter-segment coordination calculated to extract indicators of fatigue. The results show an increase in the power spectrum and coordination variability on the proximal upper body segments (head, sternum, pelvis, shoulder, arm, forearm and hand) during RPT. Also, an increase in the average power spectrum was observed over the arm segments (hand, forearm, and upper arm) during the work task performed immediately after RPT. In conclusion, it would seem possible, by observing such changes in kinematics, to detect muscle fatigue in industrial workers using inertial sensors.

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.

This research thesis is an exploration into what possibilities lie beyond the representation of analog material when it transcends into the digital realm. Specifically, how printed comics can be altered in realtime by creator- allowed user interaction, when adapted for presentation within the digital sphere of mobile smartphones and computer tablets. Using legacy computer-game techniques like parallax scrolling with modern digital layer filters, device sensors and applying them in realtime to the comic creators digitally layered content, alternative forms of presentation arise.This is an investigation into the comic creator’s will of allowing possibilities of added depth perception, interactivity and alternative visual narratives in their comic, manga or graphic novels when employing new techniques based on sensor data input from a reader, like accelerometer-, gyroscope- or eye-tracking sensors. Several different techniques are evaluated. The focus is mainly on the context of creators of comics or manga who use digital tools and layer compositions when producing their work. Several aspects of the user-centered experience are also explored.Although mainly an interaction design project, most of the design methods are used from a service design approach, emphasizing co-design techniques like interviews, observations and user tests. The results are digital prototypes and proof-of-concepts featuring technology tests that support final design conclusions.The results will show both enthusiasm and reluctance from test subjects towards the new technologies presented. The professional craft of comic, manga and graphic novel creation has a deeply rooted aesthetic and production cycle in its history of the printed form. It could be difficult to alter its standard, reverence and nostalgia in the eyes of its readers and creators, when pursuing the digital format and narrative possibilities of the future. A video explaining the project’s “Drawn To Life” technology is available online.

Eine Voraussetzung um einen Flugregler für Flugroboter zu realisieren, ist die Wahrnehmung der Bewegungen dieses Roboters. Diese Arbeit beschreibt einen Ansatz zur Schätzung der Bewegung eines autonomen Flugroboters unter Verwendung relativ einfacher, leichter und kostengünstiger Sensoren. Mittels eines Erweiterten Kalman Filters werden Beschleunigungssensoren, Gyroskope, ein Ultraschallsensor, sowie ein Sensor zu Messung des optischen Flusses zu einer robusten Bewegungsschätzung kombiniert. Dabei wurden die einzelnen Sensoren hinsichtlich der Eigenschaften experimentell untersucht, welche für die anschließende Erstellung des Filters relevant sind. Am Ende werden die Resultate des Filters mit den Ergebnissen einer Simulation und eines externen Tracking-Systems verglichen.

Le remplacement de la fibre monomode a maintien de polarisation par de la fibre monomode standard dans les gyroscopes a fibre est un véritable enjeu économique. En effet, il permettrait a ces systèmes d'être compétitifs au niveau du coût sur le marche des centrales de navigations inertielles actuellement domine par les gyroscopes laser. Cependant, les problèmes de non réciprocités et d'effondrement du signal provoqués par l'utilisation de ce type de fibre n'ont pas été résolus de façon satisfaisante à ce jour. C'est a ce niveau que l'utilisation de la double conjugaison de phase apparaît comme une solution intéressante. L'objectif de ce travail consistait à valider cette solution d'une part en mettant au point un cristal photoréfractif adapte à cette application et d'autre part en insérant un miroir a double conjugaison de phase dans un gyroscope commercial fonctionnant a 850 mn. Dans un premier temps, nous avons donc etudie un nouveau cristal photorefractif : le titanate de barium calcium (bct) dont l'interet repose sur le fait qu'il ne subit pas de transition de phase de 120\ a 98\ c, contrairement au cristal de titanate de baryum dont il est dérivé. Ce cristal, généralement utilise pour la conjugaison de phase en raison de sa bonne efficacité est en effet détruit si sa température devient inférieure a 10\ c. Notre étude a permis de démontrer les bonnes propriétés photorefractives de ce matériau (coefficients electro-optiques élevés, sensibilité proche infrarouge) et de comprendre les différences de comportement par rapport au titanate de baryum. Dans un second temps, nous avons étudié et optimise un miroir a double conjugaison de phase réalisé avec un cristal de titanate de baryum que nous avons ensuite insere dans un gyromètre a fibre. Ainsi, nous avons pu montrer que le gyrometre a double conjugaison de phase permet de mesurer des rotations et n'introduit pas de non-reciprocités supérieures a la précision du montage que nous avons utilise (200 \/h).