The scope of this project is to design, construct and build an automated camera rig with object recognition. The project explores if there are any advantages with an automated camera rig compared to a manual one, how an external camera module can be implemented to track an object and under what circumstances the camera module can register the objects for optimal performance. The construction is built to travel along a rail of two iron pipes. A camera is mounted on a small wagon that travels on top of the rail with the help of a DC-motor. On the wagon, an external camera module called Pixy2 detects a predetermined object that the user wants the main camera to detect and focus on. Using the feedback data from the Pixy2, two stepper motors run to rotate the main camera horizontally and vertically so that the object is placed in the middle of the frame while the wagon travels along the rail. / Syftet med detta projekt är att konstruera och bygga en automatiserad kamerarigg med objektigenkänning. Projektet undersöker om det finns några fördelar med en automatiserad kamerarigg gentemot en manuell, hur en extern kameramodul implementeras för att kamerariggen ska kunna följa ett objekt och under vilka förhållanden kameramodulen registrerar objekten bäst. Kamerariggen är byggd för att åka längsmed en räls som består av två järnrör. En filmkamera är monterad på en vagn som rullar ovanpå denna räls och drivs med hjälp av en DC-motor. Ovanpå vagnen ska en extern kameramodul vid namn Pixy2 upptäcka ett förbestämt objekt som användaren vill att filmkameran ska fokusera på. Med hjälp av återkoppling av datan som Pixy2 registrerar styrs två stycken stegmotorer som antingen roterar filmkameran horisontellt i x-led eller vertikalt i y-led tills objektet är placerat i mitten av Pixy2’s synfält. På detta sätt kommer konstruktionen att fokusera på objektet samtidigt som den rör sig i sidled på rälsen.

The purpose of this project was to create an active dampening suspension for a small prototype that was able to detect obstacles using infrared sensors. The suspension system consisted of servomotors that controlled the angle of a leg upon which a wheel was attached. The infrared distance sensor measured the height of obstacles and the necessary raising of the suspension was calculated on a microcomputer of type Arduino Uno. It was concluded that the constructed system of suspension and obstacle detection was inadequate. Most subsystems worked but not as a whole. / Syftet med detta projekt var att konstruera en aktiv stötdämpning för en mindre prototyp som skulle upptäcka hinder med hjälp av infraröda sensorer. Upphängningen bestod av servomotorer som styrde vinkeln på benen där hjulen var monterade. De infraröda sensorerna mätte höjden på hindren och hur mycket upphängningen skulle lyftas beräknades sedan med en mikrodator av typen Arduino Uno. Slutsatsen blev att det konstruerade system av upphängning och hinder-detektion var otillräckligt. De flesta delsystemen fungerade men inte helheten.

The purpose of this project was to investigate how efficient it is to implement steering of a solar panel, in one or two axes. To determine how efficient it is, special consideration was taken to the energy usage of the driving system. Practical applications have also been considered with pros and cons. To answer the research questions a prototype was built and a controlled environment for testing was arranged. Rotating the panel in one axis resulted in a 26% energy increase and for the two-axis system a 56% energy increase compared to stationary panel. The use of stepper motors turned out to be not as efficient as needed, due to continuous use of energy at all times during operation. / Syftet med detta projekt var att undersöka hur effektivt det är att implementera styrning av en solpanel i en eller två axlar. För att kunna avgöra nyttan så togs det hänsyn till drivsystemet och hur mycket energi det gick åt för styrningen. Även praktiska tillämpningar kontrollerades och vilka fördelar och nackdelar som skulle erhållas. För att svara på frågeställningarna, tillverkades en prototyp som testades i en kontrollerad miljö. Genom att rotera panelen runt en axel ökar energiupptaget 26 % och för det tvåaxliga systemet 56 % jämfört med en stationär panel. Användningen av stegmotorer visade sig inte vara speciellt effektiv då det krävdes kontinuerlig strömmatning för att erhålla det motormoment som krävdes för att hålla panelen på plats.

Badminton is hard to practice alone and contemporary practice machines are either expensive or too simple to be useful. This bachelor thesis revolves around the mechanical, electrical, and software design of a badminton practice machine with an automated feeding mechanism and a firing mechanism capable of shooting to different locations on the badminton court. The resulting product was an aesthetically pleasing robust machine with a 91% reliability and an accuracy of less than one meter. / Badminton är svårt att träna ensam och träningsmaskiner på marknaden idag är antingen dyra eller för simpla för att vara praktiskt användbara. Detta kandidatexamensarbete kretsar kring mekanisk-, elektrisk- och programvarudesign av en badminton träningsrobot med en automatisk matningsmekanism och en skjutmekanism kapabel att skjuta till olika platser på badmintonplanen. Den resulterande produkten var en estetiskt tilltalande robust maskin med 91% tillförlitlighet och en precision på under en meter.

The advent of robotics and automation leaves few industries untouched. Today, robots assist in everything between production lines at automotive manufacturing plants to home cleaning. One area that remains relatively untouched by robotics however, is the restaurant industry. The purpose of this bachelor’s thesis was to develop a prototype designed to assist with one of the tasks a restaurant waiter faces - food delivery. In order to accomplish this the robot must be able to drive and navigate in a restaurant environment and deliver food, all the while communicating with both restaurant staff and guests. The project resulted in a differentially steered robot that navigates using infrared, radio-frequency identification and ultrasonic modules. An elevator mechanism was devised to present the food to the guests. The user interface consists of a screen and a keypad. The prototype was tested successfully on an oval track measuring 3 by 1 meters. The tests showed that such a robot could likely be implemented in most restaurant settings. / Tillkomsten av robotik och automatisering lämnar få industrier orörda. Idag assisterar robotar i allt från produktionslinjer på bilfabriker till hemstädning. Ett område som fortfarande är relativt orört av robotik är dock restaurangbranschen. Således var syftet med detta kandidatexamenarbete att utveckla en prototyp avsedd för att hjälpa till med en av de uppgifter som en restaurangservitör har - leverans av mat. För att uppnå detta måste roboten kunna köra och navigera i en restaurangmiljö och leverera mat, samtidigt som den kommunicerar med både restaurangpersonal och gäster. Projektet resulterade i en differentialstyrd robot som navigerar med hjälp av infraröd-, radiofrekvensidentifierings och ultraljudsmoduler. En hissmekanism konstruerades för att presentera maten för gästerna. Användargränssnittet bestod av en skärm och en knappsats. Prototypen testades framgångsrikt på en oval bana som mäter 3 gånger 1 meter. Testerna visade att en sådan robot troligtvis skulle kunna implementeras i de flesta restaurangmiljöerna.

Automated solutions such as robotic vacuum cleaners and smart lighting are gaining popularity, both in the home as well as in public environments. The purpose of this project is to investigate the possibility of using a microcontroller to, in a user-friendly way, control a blind and to implement a sound sensor to activate the mechanism. A stepper motor was used to drive the blind and control its position. The prototype was programmed to recognize a sequence of two claps within a specific time interval. To make the prototype more user-friendly a UI was implemented with an LCD-display and mechanical buttons. A menu was designed where the user would be able to change settings such as the sound level threshold and motor speed as well as calibrate the position of the blind. The performance of the prototype was evaluated by testing the audio recognition by attempted activation in a quiet environment and by recording accidental activations in a loud environment. The conclusions drawn from these test were that the sound recognition was implemented and operated with a success rate of up to 73 %, but that it also triggered relatively easily by extraneous sound sources. Future improvements to this problem could include implementation of a band pass filter to further optimize the sound recognition to the desired audio cue. / Automatiserade lösningar som robotdammsugare och smart belysning blir allt mer populärt, både i hemmet och i offentliga miljöer. Syftet med detta projekt är att undersöka möjligheten att använda en mikrokontroller för att på ett användarvänligt sätt styra en rullgardin och implementera en ljudsensor för att aktivera mekanismen. En stegmotor användes för att driva rullgardinen och styra dess position. Mjukvaran formades för att känna igen en sekvens av två klappar inom ett visst tidsintervall. För att göra prototypen mer användarvänlig implementerades ett användargränssnitt med en LCD-skärm och mekaniska knappar. En meny utformades där inställningar som ljudnivåns tröskelvärde och motorvarvtal kunde ändras. Gardinens position kunde även kalibreras. Ljudigenkänningen utvärderades genom att testa aktivering i en tyst miljö och genom att registrera oavsiktliga aktiveringar i en högljudd miljö. Slutsatserna från dessa test var att ljudigenkänningen implementerades och fungerade konsistent vid upp till 73 % av aktiveringsförsöken, men att den också utlöstes relativt enkelt av yttre ljudkällor. Eventuella förbättringar av detta problem kan innefatta implementation av ett bandpassfilter för att ytterligare optimera ljudigenkänningen.

Cirka en miljard cigarettfimpar slängs på svenska gator varje år. Detta leder till risker för både människan och miljön som skulle kunna minskas betydligt med robotar som städar bort fimparna. Denna rapport behandlar ett konstruktionsförslag för en robot som utför just denna uppgift. Med tanke på givna begränsningar utvecklas endast funktionaliteten som krävs för att roboten skall kunna utföra sin uppgift i en idealiserad inomhusmiljö. En prototyp konstrueras för att kunna undersöka precisionen av detektering och upplockning av cigarettfimpar med den valda konstruktionen. För att kunna hitta cigarettfimpar drivs och styrs prototypen med två DC-motorer som är kopplade till separata H-bryggor. En ultraljudssensor upptäcker stora hinder så att prototypen kan undvika dessa. För detekteringen av cigarettfimparna används en Pixy-kamera som identifierar objekt genom att beräkna deras färgsignatur. Upptäcks en cigarettfimp styr prototypen mot denna. Sedan plockas fimpen upp med en mekanism baserad på servomotorer som styrs med en Arduino Uno mikrokontroller. Mekanismen består av en ramp med dörr som fälls ned och genom rampen leder in cigarettfimpen i en behållare. Konstruktionen har till stor del skapats med flertal elektriska komponenter, en byggsats samt i Solid Edge skapade och i 3D-skrivaren Ultimaker utskrivna delar. Resultat av utförda tester visar att Pixy-kameran är en svag punkt då den är väldigt ljuskänslig. Det är också mycket svårare för den att detektera fimpar i standardfärgen orange relativt röda fimpar. Tester av upplockning i goda ljusförhållanden och med röda cigarettfimpar ger 78% framgångskvot vilket visar på att konstruktionen fungerar väl. En framtida utvecklingsmöjlighet som minskade kvoten var dock att prototypen var opålitlig på att köra rakt. / Approximately one billion cigarette butts are thrown onto Swedish streets each year. This leads to risks both for the human and the environment that could be reduced considerably with robots that clean up the cigarette butts. This report deals with a construction proposal for a robot that performs exactly this task. Considering the restraints that this project faces only the functionality is developed that is required for the robot to be able to perform the task in an idealised indoor-environment. A prototype is constructed to be able to examine the precision of detection and collection of the cigarette butts for the chosen construction. To find cigarette butts the prototype is driving and steering with two DC-motors that are connected to separate H-bridges. A ultrasonic sensor detects large obstacles for the prototype to be able to avoid them. For detection of cigarette butts a Pixy-camera is used that identifies objects by calculating their colour signature. When a cigarette butt is detected the prototype steers towards it. Then it picks up the cigarette butt with a mechanism working with servomotors that are controlled by an Arduino Uno microcontroller. This mechanism is made up of a ramp with door that is tilted down onto the ground and leads the butt into a container.The construction was built using mainly multiple electric components, a building kit and parts designed in Solid Edge and 3D-printed in Ultimaker. Results of conducted tests show that the Pixy-camera is a weak spot as it is very light sensitive. Furthermore it is much harder for the camera to detect cigarette butts in standard colour orange compared to red cigarette butts. Tests of the cigarette butt collection performance showed a success ratio of 78% which shows that the construction works well. A future development for the prototype that lowered the success ratio was that it was unreliable at driving straight forward.

The blackboard and whiteboard are common in schools globally. Many of them have interesting magnetic properties, which is not largely used. In this thesis, a study is conducted in which the possibility of navigating along a whiteboard, using its magnetic property, is examined. A robot was manufactured and tested to see the possibilities of operating a robot with multiple functions on the board. By utilizing an accelerometer and a distance sensor, the robot was capable of navigating the board without the risk of falling of. The completed robot has an integrated controller which allows adjustments to any desired angle and detection of the edge of the board. / Svarta tavlan och whiteboard är vanligt förekommande i skolor over hela världen. Många av dem har den intressanta egenskapen att vara magnetisk, vilket inte utnyttjas i någon större grad. I den här avhandlingen gjordes en studie i att navigera med en robot på en tavla genom att utnyttja dess magnetiska egenskap. En robot tillverkades och testades för att se möjligheterna av att ha en Robot som skulle kunna utföra många olika uppgifter på tavlan. Genom utnyttjandet av en accelerometer och en distanssensor kunde roboten navigera på tavlan utan att riskera att trilla av. Den färdiga roboten har ett implementerat styrsystem för att kunna justera sig in till olika vinklar och även detektera kanten av tavlan.

This bachelor thesis will demonstrate and explain the building of a jumping robot. This work took place during the Spring semester of 2019 and was finished in May. The scope was to build a foot sized robot that can regulate jumping force and angle, while maintaining the ability to land safely and with its right side up. This thesis required that the robot made use of sensors and microcontrollers. The electronics used for this robot was an Arduino UNO, an IMU and several servos. The code behind the jump was based on the switch case statement model. Jack was built with three subsystems in mind: Energy storage to use for jumping, Decoupling for releasing a variable amount stored energy quickly and Suspension for reducing impact on landing and to prevent tipping. The work resulted in a robot who could jump 6.5% of its body length, regulate jump power and land on its feet. In conclusion, even though some of the subsystems were successful, our model of an jumping robot is insufficient due to its low jump height. / Detta kandidatexamensarbete redovisar planeringen och byggandet av en robot som kan hoppa. Arbetet varade under vårterminen 2019 och slutfördes i maj. Arbetet krävde att roboten skulle använda sig av sensorer och mikroprocesser. Elektroniken som användes i arbetet var en Arduino UNO, en IMU och ett flertal servo motorer. Koden bakom hoppet baserades på switch case statementmodellen. Jack är byggd med tre delsystem åtanke: Energilagring för hoppet, Avkoppling för att avlösa en varierande mängd lagrad energi snabbt och Dämpning för att reducera stötar vid landning och för att förhindra att roboten välter. Arbetet resulterade i en robot som kan hoppa 6.5% av sin längd, regulera hoppkraften och landa utan att välta. Vi kom fram till, även om vissa delsystem var lyckade, att vår modell av en hoppande robot inte är tillräcklig på grund av sin låga hopphöjd.

Control theory can be used to make an unstable system stable. This thesis seeks to do this, where the system is a two DOF inverted pendulum with reaction wheels for stabilisation. The thesis also seeks to answer what is most important for making it stabilize for a longer period of time. It was decided that a state space controller was to be used with various sensors measuring the states. To be able to design a functioning demonstrator, a mathematical model of the system dynamics was developed. In the end the demonstrator proved to function as desired, being able to balance indefinitely. It was found that it is absolutely necessary to either give the controller a perfect set point or to implement an automatic set point. / Reglerteknik kan användas för att göra ostabila system stabila. Målet med detta projekt var att göra detta med ett system i form av en inverterad pendel med två frihetsgrader som balanseras med hjälp av två svänghjul. Projektet söker att besvara frågan om vad som är de viktigaste faktorerna för att få systemet att vara stabilt över en längre tid. En tillståndsåterkoppling användes som regulator vilket innebar att flera olika sensorer behövdes för att mäta de olika tillstånden. För att kunna konstruera en fungerande prototyp utvecklades en matematisk modell av systemet vilken användes för simulering av systemet. Till slut konstruerades en fungerade prototyp som till synes kunde balansera över oöverskådlig tid. En av de faktorer som visade sig påverka huruvida systemet uppnår stabilitet över längre tid var hur bra referenspunkt som gavs till regulatorn, det vill säga det tillstånd som regulatorn reglerar systemet mot. Det visade sig vara möjligt att implementera en självjusterande referenspunkt som gjorde systemet stabilt över tid.