Introduktion: Tidigare studier har visat på att knäledens stabilitet under statiska förhållanden inte stämmer överens med stabilitet vid funktionella tester. Rörelsesensorer har förmågan att via funktionella tester mäta den dynamiska stabiliteten i knäleden, något som på sikt kan ge fysioterapeuter ett smidigt och lättanvänt verktyg i att upptäcka nedsatt dynamisk stabilitet.  Syfte: Vilka skillnader ett objektivt mätinstrument kan uppmäta på ett skadat och icke-skadat knä avseende dynamisk knästabilitet vid enbenshopp, samt att analysera samband mellan olika mätmetoder som undersöker knästabilitet.  Metod: För att jämföra knäskadade unga mäns (n=6) knästabilitet i det skadade benet med det icke skadade benet genomfördes ett enbenshopp som ställer krav på den dynamiska stabiliteten. Rörelsesensorer användes för att detekterade olika variabler som vinklar och acceleration. Data samlades in från självskattningsformulär, manuella stabilitetstester och testledarnas visuella bedömning.  Resultat: Skadat knä uppvisade delvis tecken på bristande knästabilitet i form av lägre knävinkel vid landning. Högre sidoacceleration var vanligare i friskt knä. Självskattningsformulären KOOS och IPAQ stämde mestadels inte överens med den data uppmät med ett objektivt mätinstrument. Den visuella bedömningen har en del likheter med den insamlade datan. Slutsats: Det objektiva mätinstrumentet kunde delvis detektera skillnader mellan skadat och friskt knä, vilket detekterades i knävinkel vid landning. I sidosacceleration hade det friska knät en högre acceleration, något som var svårt att förklara. Ett relativt starkt samband mellan det objektiva mätinstrumentet och visuell bedömning kunde ses. Framtida forskning behöver fastställa det använda mätinstrumentets användbarhet.

<p>På SAAB AB pågår projekt vilka har till syfte att utveckla en obemannad flygfarkost (UAV) som komplement till vanliga flygplan, exempelvis Gripen. För att kunna göra detta behöver SAAB samla kunskaper om UAV:er i allmänhet och detta examensarbete är en del i denna process. </p><p>Detta examensarbete har utförts hos SAAB AB, avdelningen Future Products i Linköping. Syftet var att ta fram styrlagar som möjliggör autonom landning för en UAV. Även en kortare utredning om vilka sensorer som kan komma att behövas ingick i examensarbetet. </p><p>Slutsatserna visar att ytterligare förbättringar behövs innan en autonom landning kan genomföras med den algoritm som tagits fram inom ramen för detta examensarbete. Bland annat behöver man ta hänsyn till turbulens. Vad gäller val av sensorer kan man i början använda sig av standard produkter som är kommersiellt tillgängliga för att reducera kostnaderna i projektet.</p> / <p>At SAAB AB there are projects running whose purpose is to develop an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) to be used as a complement to ordinary aircrafts like Gripen. In order to do this SAAB has to collect generic knowledge about UAV:s and this final thesis is a part of this process.</p><p>This final thesis has been performed at SAAB AB in the department for Future Products in Linköping. The purpose was to develop control algorithms which makes autonomous landing possible for UAV:s. A brief investigation about which sensors that may have to be used was also performed as a part of the final thesis.</p><p>The conclusions show that further improvements are needed before an autonomous landing can be carried out with the algorithm that was developed within the scope of this thesis. Among other things, turbulence must be taken into consideration. Regarding the sensors, it is possible to start out with commercial of the shelf (COTS) products in order to decrease costs in the project.</p>

På SAAB AB pågår projekt vilka har till syfte att utveckla en obemannad flygfarkost (UAV) som komplement till vanliga flygplan, exempelvis Gripen. För att kunna göra detta behöver SAAB samla kunskaper om UAV:er i allmänhet och detta examensarbete är en del i denna process. Detta examensarbete har utförts hos SAAB AB, avdelningen Future Products i Linköping. Syftet var att ta fram styrlagar som möjliggör autonom landning för en UAV. Även en kortare utredning om vilka sensorer som kan komma att behövas ingick i examensarbetet. Slutsatserna visar att ytterligare förbättringar behövs innan en autonom landning kan genomföras med den algoritm som tagits fram inom ramen för detta examensarbete. Bland annat behöver man ta hänsyn till turbulens. Vad gäller val av sensorer kan man i början använda sig av standard produkter som är kommersiellt tillgängliga för att reducera kostnaderna i projektet. / At SAAB AB there are projects running whose purpose is to develop an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) to be used as a complement to ordinary aircrafts like Gripen. In order to do this SAAB has to collect generic knowledge about UAV:s and this final thesis is a part of this process. This final thesis has been performed at SAAB AB in the department for Future Products in Linköping. The purpose was to develop control algorithms which makes autonomous landing possible for UAV:s. A brief investigation about which sensors that may have to be used was also performed as a part of the final thesis. The conclusions show that further improvements are needed before an autonomous landing can be carried out with the algorithm that was developed within the scope of this thesis. Among other things, turbulence must be taken into consideration. Regarding the sensors, it is possible to start out with commercial of the shelf (COTS) products in order to decrease costs in the project.

Sammanfattning I varje flygfas av en kommersiell flygrutt krävs att navigations- och inflygningshjälpmedlen klarar högt ställda krav på noggrannhet, kontinuitet, tillgänglighet och integritet. Befintliga ILS-landningssystem klarar inte alla de kraven. GBAS, som är en modern teknik, kan däremot ppfylla uppställda krav med hjälp av GPS-satellitsignaler och ge stöd för alla faser av precisionsinflygningskategorier. GBAS-teknik kan ersätta ILS-tekniken och göra flygtrafiken säkrare under olika flygfaser. Systemet tillämpar konceptet "differentiella korrigeringar" för att förstärka GPS-satellitsignaler och överföra korrigeringar från GNSS-data till utrustade flygplan i närheten av en flygplats. Detta möjliggör att angränsade flygplatser kan förses med behövligt stöd och möjliggöra precisionsinflygningar upp till CAT III. Syftet med examensarbetet har varit att analysera GBAS-system och dess effekter på en flygplats och jämföra det med ILS-system för att bedöma vilket som är bäst. Sedan om möjligt ge förslag på hur man kan rädda små flygplatser med hjälp av GBAS-teknik. Arbetet inleddes med informationsinsamling om systemets tekniska och operativa kriterier. Utifrån denna information skapades ett analysschema för att analysera skillnaderna mellan landningssystemen. Resultaten av arbetet och analysschemat visar att GBAS-systemet bedöms vara mer ändamålsenligt med avseende på ekonomiska, tekniska och operativa förhållanden jämfört med ILS-systemet. Analyserna tyder också på att GBAS är ett bättre alternativ än ILS på små flygplatser och att man kan använda resultaten som verktyg för att identifiera olika problem med ILS-systemet. / Abstract Nowadays we have two general rules for flight: VFR (Visual Flight Rules) and IFR (Instrument Flight Rules). VFR can only be used according to visual flight rules, where the pilot always has visual contact with the ground. In low visibility conditions (such as fog, snow, low clouds level, rain and darkness) the pilot uses ILS (Instrument Landing System) to position the aircraft for approach and landing. Those situations at ILS are categorized into three different stages: CAT I, CAT II and CAT III. The categories are based on the sight (visibility conditions). ILS is sensitive to nearby radio signals from other devices and to buildings around the airport and cannot guide multiple aircraft simultaneously. At the same time the critical and sensitive areas of the ILS result in a reduction of the throughput under low-visibility conditions. In addition, the system is expensive and requires great maintenance. Another important disadvantage of this system is that it allows only straight approach (Not curved flying within landing and approach). Most of the airports’ landing systems have some inaccuracy and unreliability. It is due to older models and systems. Systems like ILS, VOR, TLS, MLS, GPS, GNSS, etc., have been constantly modernized and are used to reduce the risk of incidents and accidents during approach and landing phases which are crucial steps in the flight. However, the GPS (Global Position System) precision method cannot alone meet ICAO’s (International Civil Aviation Organization) requirements when additional accuracy, integrity, accessibility and continuity are required. In order to meet the ICAO requirements, one needs to strengthen the GNSS’s performance by using the GBAS system and guaranteeing very high performance in a given coverage area such as, an airport. The current GBAS has already been certified for CAT1 and can be improved to ICAO requirements. CAT II / III has already been developed by the ICAO Navigation System Panel (NSP) but not yet appended to Annex 10 as an alternative to ILS. Annex 10 is an ICAO regulation that contains all standards and practices for aviation telecommunications. This thesis study provides an overall overview of the aircraft’s performance with different aids and specifies new landing system and compares with some of the existing systems. Limitations are studied in order to analyze the best available new system that can be achieved.

Examensarbetets mål är att bygga en Quadcopter som kan flyga och styras via en radio-sändare i alla riktningar, stabilisera sig själv i luften, kunna landa autonomt och den skall även motverka krock i framåtgående riktning.För att uppnå grundmålet att kunna flyga så implementerades en PID-kontroller som används för att stabilisera Quadcoptern i luften genom att reglera motorer efter sensor-orientering. Denna sensororientering fås kombinera vinkeldata från en accelerometer och ett gyroskop.För att uppnå målet med autonom landning så användes en ultraljudssensor. En egen algoritm utvecklades för att läsa avstånd från marken. Avståndet från marken användes som grund för att skapa en egen algoritm för den autonoma landningen.Quadcoptern kan i slutprodukten stabilisera sig själv i luften, styras via radio och landa autonomt. Säkerhetsfunktioner som att aktivera autonom landning ifall Quadcoptern kommer utanför radions täckning är implementerade och även en brytare som stänger av motorerna. Det enda som inte implementerades var krocken i framåtgående riktning eftersom att en ultraljudssensor inte var lämpad för detta användningsområde. / The goal of the thesis is to build a quadcopter that can fly and be controlled via a radio transmitter in all directions, stabilizing itself in the air, to land autonomously and detect collisions in the forward direction.In order to achieve the basic goal of being able to fly, a PID controller was implemented which is used to stabilize the Quadcopter in the air by controlling the motors with help from sensor orientation. This sensor orientation is obtained from a complementary filter that merges angle data from an accelerometer and a gyroscope. Both an accelerometer and a gyroscope are required to automatically stabilize the Quadcopter in the air.To achieve the goal of autonomous landing an ultrasonic sensor was used. An algorithm was developed to read the distance from the ground which was a basis for creating our own algorithm for autonomous landing.The Quadcopter has the ability to stabilize itself in the air, be controlled via a radio transmitter and land autonomously. A safety feature that enables autonomous landing if the Quadcopter travels outside the radio coverage is implemented and also a switch that turns off the engines. The only thing that wasn’t implemented was the crash avoidance in the forward direction because the ultrasonic sensor was not suited for this application.

Med målet att landa fastvingedrönare på en liten yta utfördes ett projekt som implementerade en ballistisk landning i simulation. Projektet utfördes på initiativ av Sjöräddningssällskapet som har utvecklat en fastvingedrönare som behöver kunna landa på en båt. Projektet var en del av ett kandidatarbete inom ämnet programvaruteknik med syfte attbesvara hur landningen kunde skapa värde för kunden, vilka erfarenheter för framtidensom projektgruppen kunde dokumentera och vilket stöd projektgruppen fick från att använda en systemanatomi. För att besvara frågeställningarna utarbetade projektgruppen en kravspecifikation och ensystemanatomi samt utförde projektet med kontinuerliga utvärderingar under projektetsgång. Vid utvecklingen användes en variant av Scrum. Som resultat implementerades engrundläggande version av en ballistisk landning. Dokument skapades för utvecklingenoch gemensamma erfarenheter samlades in genom utvärderingar och möten. Projektgruppen fick många lärdomar om att arbeta i och planera större projekt vilket diskuteras i rapporten. Projektet och den utvecklade landningens hållbarhetsaspekter utvärderades.

Vid deltagande i internationella insatser kan Flygvapnet komma att möta nya typer av hot som Flygvapnet tidigare inte stött på, vilket medför att en anpassning eller förändring av flygtaktiken är en förutsättning för att undvika flygplansskador. 2000-talets lättviktflygplan medför en skyddsnivå på flygplanen som är låg och motståndaren kan påverka materialet samt konstruktionen i flygplanen genom beskjutning med finkalibriga projektiler. Syftet med uppsatsen är att analysera hur den nya hotbilden skiljer sig från vad Flygvapnet ställs inför nationellt samt analysera hur finkalibrig eld påverkar kompositmaterial och hur det i sig påverkar flygtaktiken. Inledningsvis utgår jag i uppsatsen från en beskrivande metod av empirin i syfte att läsaren skall få förståelse samt bakgrund inom de belysta ämnena för att förstå det som senare diskuteras i uppsatsen. Därefter övergå uppsatsen till en hotbildsanalys i syfte att senare diskutera och dra slutsatser om hur flygtaktiken bör anpassas för internationella insatser. I slutsatsen har jag kommit fram till att finkalibrig elds påverkan på kompositmaterial är mycket effektiv vilket innebär att projektilen slår igenom och deformerar materialet. Vidare diskuteras alternativ till genomförande av start och landning för att minska exponeringstiden och undvika att motståndaren kan påverka flygplanen. / While participating in international missions, the Swedish Air force may encounter new kinds of threats. This result in a needed adaptation or change in flight tactics to avoid aircraft damage. The light weight plans of the 21th century have a low degree of protection and the opponent can affect the material and construction with small arms. The purposes of this essay is to analyze how the new threats differ from what the Swedish Air force faces on a national level, and also analyze how small arms affects composite and in turn affects the flight tactics. I have initially used a descriptive method of the empiri and thereafter I used an analytic method in order to later on discuss and finding a conclusion on how the flight tactics need to be adapted and changed for international missions. In the conclusion I found that low caliber fire affects the composite material in a high degree, which means that the projectile will deform, disfigure and go straight through the material. I also discuss alternatives for the takeoff and landing procedures in a way that will reduce the exposure time and avoid the affects that the opponents can make on the aircraft.

Forests cover 30% of the Earth’s surface area, but most of the tree canopy reaches up to tens of meters above the ground, making it challenging to explore, and thus our knowledge of it is very limited. To help scientists further grasp the biological information in the tree canopy and sample the tree branches, we need a control algorithm that can land drones on branches with different flexibility. Because the flexibility of branches is unpredictable before landing, conventional model-based control methods are not up to the task. For this reason, we developed a reinforcement learning-based landing strategy. By controlling the UAV, interacting with different flexible branches in the simulation to collect data, and then applying the PPO and SAC algorithms for training, we obtained a control strategy that can land the UAV on arbitrarily flexible branches. Finally, the control algorithm is verified in the simulation. / Skogarna täcker 30% av jordens yta, men det mesta av trädkronorna når upp till tiotals meter över marken, vilket gör det svårt att utforska dem, och därför är vår kunskap om dem mycket begränsad. För att hjälpa forskarna att ytterligare förstå den biologiska informationen i trädkronorna och ta prover från trädgrenarna behöver vi en kontrollalgoritm som kan landa drönare på grenar med olika flexibilitet. Eftersom grenarnas flexibilitet är oförutsägbar före landning klarar konventionella modellbaserade styrmetoder inte uppgiften. Därför har vi utvecklat en förstärkningsinlärningsbaserad landningsstrategi. Genom att styra drönaren, interagera med olika flexibla grenar i simuleringen för att samla in data och sedan tillämpa PPO- och SAC-algoritmerna för träning fick vi en kontrollstrategi som kan landa drönaren på godtyckligt flexibla grenar. Slutligen verifieras kontrollalgoritmen i simuleringen.

<p>Den senaste trenden inom flygvapenindustrin är utveckling av obemannade farkoster. Den svenska vapenindustrikoncernen Saab AB följer denna trend i och med den stundande introduktionen av företagets obemannade helikopter Skeldar V-150. Som ett led i vidareutvecklingen av detta system finns planer på att även lansera en marin variant, kallad Skeldar M. Tanken med denna marina variant är att möjliggöra fullständigt autonoma starter och landningar från fartyg. För att kunna genomföra detta på ett tryggt sätt även i hårt väder krävs att helikoptern hålls säkrad på fartygsdäcket såväl innan start som efter landning.</p><p>Uppgiften för detta arbete har varit att ta fram koncept för hur ett sådant säkringssystem skulle kunna se ut. För att ta fram idéer för dessa koncept har en flitigt brukad produktutvecklingsmetod använts. Metoden innebär att en kravspecifikation tas fram utifrån kundens behov. Med stöd av den genereras sedan ett antal produktkoncept genom kreativt tänkande och analyser av hur andra löser samma problem. Koncepten jämförs sedan utefter hur väl de uppfyller kundens behov och de bästa idéerna kan på så sätt väljas ut och vidareutvecklas.</p><p>De koncept som tagits fram i detta arbete har sträckt sig från enklare idéer där kardborrmaterial används för att säkra helikoptern, till system som mäter in helikopterns position relativt fartyget och justerar sitt eget läge därefter. Totalt framkom nio grundidéer och sammanlagt tolv varianter på antiglidsystem. I samråd med personer inblandade i Skeldar-projektet valdes sedermera tre av koncepten ut för att vidareutvecklas ytterligare, en lösning där helikoptern vinschas ner på däck, en annan där kardborrlås används för att säkra den och en tredje där sugkoppar håller Skeldar fast.</p><p>Med hänsyn tagen till bland annat svårigheter att implementera en vinschlösning ombord på såväl Skeldar som fartygen valdes denna lösning slutligen bort. Svårigheterna bottnar framför allt i utrymmesbrist och problem med automatisk sammankoppling av helikopter och fartyg. De koncept som rekommenderas i detta arbete blir därför ett av systemen med kardborrlås eller sugkoppar.</p> / <p>The latest trend within the air force industry is development of unmanned aerial vehicles. The Swedish defense industry group Saab AB is following this trend by means of the introduction of their unmanned helicopter Skeldar V-150. As part of the further development of this system Saab has plans on introducing a marine version of the system, called Skeldar M. One of the purposes of this version is to enable completely autonomous take-offs and landings from ships. To be able to complete this in a safe manner in harsh conditions the helicopter needs to be secured to the deck before take-off as well as after landing.</p><p>The purpose of this thesis has been to develop a concept for keeping Skeldar secured on deck. To establish ideas for these concepts a common method for product development has been used. The method involves acquiring customer needs and from these needs establish a list of demands on the product itself. A set of product concepts are then generated by means of creative thinking and competitor analysis. After that the concepts are compared based on how well they meet the demands put upon them and the best ideas get picked out and further developed.</p><p>The concepts developed in this thesis stretch from simple ideas where hook and loop fasteners are used to secure the helicopter to more advanced ones where the helicopter’s position relative to the ship is measured and the system adjust to this position. All in all nine basic ideas were developed and a total of twelve versions on securing systems. In consultation with people involved in the Skeldar project, three of the concepts were chosen for further development, one concept where the helicopter was winched to the deck, a second where hook and loop fasteners were used to secure it and finally one where vacuum grippers keeps Skeldar on deck.</p><p>With difficulties of implementing a winch system onboard Skeldar as well as on board the ships taken into account, this solution was dropped. This was primarly due to lack of space and difficulties solving an automatic connection between helicopter and ship. The concepts recommended in this thesis will therefore be one of the systems where hook and loop fasteners or vacuum grippers are used.</p>

Den senaste trenden inom flygvapenindustrin är utveckling av obemannade farkoster. Den svenska vapenindustrikoncernen Saab AB följer denna trend i och med den stundande introduktionen av företagets obemannade helikopter Skeldar V-150. Som ett led i vidareutvecklingen av detta system finns planer på att även lansera en marin variant, kallad Skeldar M. Tanken med denna marina variant är att möjliggöra fullständigt autonoma starter och landningar från fartyg. För att kunna genomföra detta på ett tryggt sätt även i hårt väder krävs att helikoptern hålls säkrad på fartygsdäcket såväl innan start som efter landning. Uppgiften för detta arbete har varit att ta fram koncept för hur ett sådant säkringssystem skulle kunna se ut. För att ta fram idéer för dessa koncept har en flitigt brukad produktutvecklingsmetod använts. Metoden innebär att en kravspecifikation tas fram utifrån kundens behov. Med stöd av den genereras sedan ett antal produktkoncept genom kreativt tänkande och analyser av hur andra löser samma problem. Koncepten jämförs sedan utefter hur väl de uppfyller kundens behov och de bästa idéerna kan på så sätt väljas ut och vidareutvecklas. De koncept som tagits fram i detta arbete har sträckt sig från enklare idéer där kardborrmaterial används för att säkra helikoptern, till system som mäter in helikopterns position relativt fartyget och justerar sitt eget läge därefter. Totalt framkom nio grundidéer och sammanlagt tolv varianter på antiglidsystem. I samråd med personer inblandade i Skeldar-projektet valdes sedermera tre av koncepten ut för att vidareutvecklas ytterligare, en lösning där helikoptern vinschas ner på däck, en annan där kardborrlås används för att säkra den och en tredje där sugkoppar håller Skeldar fast. Med hänsyn tagen till bland annat svårigheter att implementera en vinschlösning ombord på såväl Skeldar som fartygen valdes denna lösning slutligen bort. Svårigheterna bottnar framför allt i utrymmesbrist och problem med automatisk sammankoppling av helikopter och fartyg. De koncept som rekommenderas i detta arbete blir därför ett av systemen med kardborrlås eller sugkoppar. / The latest trend within the air force industry is development of unmanned aerial vehicles. The Swedish defense industry group Saab AB is following this trend by means of the introduction of their unmanned helicopter Skeldar V-150. As part of the further development of this system Saab has plans on introducing a marine version of the system, called Skeldar M. One of the purposes of this version is to enable completely autonomous take-offs and landings from ships. To be able to complete this in a safe manner in harsh conditions the helicopter needs to be secured to the deck before take-off as well as after landing. The purpose of this thesis has been to develop a concept for keeping Skeldar secured on deck. To establish ideas for these concepts a common method for product development has been used. The method involves acquiring customer needs and from these needs establish a list of demands on the product itself. A set of product concepts are then generated by means of creative thinking and competitor analysis. After that the concepts are compared based on how well they meet the demands put upon them and the best ideas get picked out and further developed. The concepts developed in this thesis stretch from simple ideas where hook and loop fasteners are used to secure the helicopter to more advanced ones where the helicopter’s position relative to the ship is measured and the system adjust to this position. All in all nine basic ideas were developed and a total of twelve versions on securing systems. In consultation with people involved in the Skeldar project, three of the concepts were chosen for further development, one concept where the helicopter was winched to the deck, a second where hook and loop fasteners were used to secure it and finally one where vacuum grippers keeps Skeldar on deck. With difficulties of implementing a winch system onboard Skeldar as well as on board the ships taken into account, this solution was dropped. This was primarly due to lack of space and difficulties solving an automatic connection between helicopter and ship. The concepts recommended in this thesis will therefore be one of the systems where hook and loop fasteners or vacuum grippers are used.