The purpose of this project was to track the posture of a person sitting by a desk, and then use the information to adjust the desk to achieve an optimal height for the user. The solution was to track the angle of the users forearm relative to the desk’s horizontal plane, which should be around zero degrees for an ergonomic posture. Two Light Emitting Diodes (LEDs) in different colours were attached to the user, one at the elbow and one at the wrist. The LEDs were tracked with a camera connected to a laptop running Open Source Computer Vision Library (OpenCV). Window tinting was placed on the camera lens so that only the LEDs and other strong light sources were visible. By using OpenCV, coordinates for the two LEDs were given. With the coordinates found, the angle of the users arm could be calculated and the height of the desk evaluated. Information about necessary height adjustments were sent from the laptop to an Arduino via Bluetooth. The Arduino then controlled a stepper motor by sending signals to a stepper driver, making the motor rotate, thus adjust the height of the desk. The desk was a single leg laptop desk. The leg consists of two tubes. The lower, outer tube was connected to the foot while the upper inner tube, which ran freely in the outer tube, was connected to the tabletop. The height was adjusted with a lead screw positioned parallel to the leg.The nut on the lead screw was connected to the outer lowertube. When the motor rotated so did the lead screw, lifting the table top up or lowering it. / Syftet med detta project var att undersöka om det är möjligt att i realtid spåra en persons hållning vid ett skrivbord, och använda den informationen för att justera skrivbordet höjd och nå en optimal höjd för användaren. Lösningen var att spåra vinkeln på användarens underarm relativt skrivbordets horisontalplan, som bör vara runt noll grader för en ergonomisk ställning. Två lysdioder i olika färger placeras på användaren, en på armbågen och en på handleden. Med hjälp av OpenCV spårades lysdioderna med en kamera kopplad till en dator. Solfilm sattes på kameralinsen så att endast lysdioderna och andra starka ljuskällor var synliga. Genom att använda OpenCV togs koordinaterna för lysdioderna fram. Med koordinaterna kunde vinkeln på användarens underarm beräknas och skrivbordets höjd utvärderas. Information om nödvändiga höjdändringar skickades från laptopen till en Arduino via Bluetooth. Arduinon kontrollerade en stegmotor genom att skicka signaler till en stegmotordrivare, vilket fick motorn att rotera och justera skrivbordets höjd. Skrivbordet var ett enbent laptopställ. Benet bestod av två rör. Det nedre yttre röret satt fast i foten och det övre inre röret satt fast i bordsskivan, och löpte fritt i det yttre röret. Höjden justerades med en gängstav som satt parallellt med benet. Muttern satt ihop med det nedre röret. När motorn roterade gjorder också gängstaven det, vilket antingen pressade upp bordsskivan eller sänkte den.

The PAL (Practise and Learn) Original is a ball board consisting of three wooden boards placed in a triangle, developed to practise football players’ passing ability and first touch. The former Swedish international footballer Jessica Landström observed that these ball boards can, if they are improved, help footballers to develop even more skills while practicing alone. Landstr¨om’s idea was to put lamps on top off the ball boards which light up when a certain ball board expects to receive a pass. This would force the player to look up instead of looking at the ball and hence improve their vision. We concluded that speaking also is important within football. So our objective became to follow up on the development of the simple PAL Original to a ball board which rotates towards a sound source. We wanted to achieve this without configuring the PAL Original’s construction. With the purpose of executing the idea we needed to estimate the angle between a sound source and a face of the ball board, rotate the ball board with an electric motor, communicate wirelessly between units and detect a ball hit when the ball board receives a pass. The final prototype consists of two systems, one system executing the sound source localization and rotation and the other system executing the detection of ball hit and wireless communication. The first system uses time difference of arrival (TDOA) between incoming sound for three sound sensors to calculate an angle, which in turn is communicated to a DC motorthat executes the rotation. The other system combines an LED to light up when a pass is expected, an accelerometer to detect a pass, and radio transceivers to communicate with each other. When at least three of these devices are used a randomizing algorithm decides which one should light its LED next when the first one detects a pass. / PAL (Practice and Learn) Original är ett bollplank bestående av tre träskivor placerade i en triangel, utvecklad för att träna fotbollsspelares passningsförmåga och första touch. Jessica Landström, landslagsmeriterad fotbollsspelare, insåg att dessa bollplank kan utvecklas till att hjälpa fotbollsspelare att träna ännu fler områden vid indviduell träning. Landströms ursprungliga idé var att placera en lampa på bollplanket som lyser upp när den förväntar sig en passning, detta för att tvinga spelaren att titta upp istället för att titta på bollen, och därigenom träna spelarens spelförståelse. Vi drog slutsatsen att det också är mycket viktigt med kommunikation i fotboll. Vårt mål blev därför att vidareutveckla PAL Original till ett bollplank som roterar en sida mot en ljudkälla. Vi ville uppnå detta så att det är kompatibelt med PAL Original utan att ändra dess konstruktion. För att genomföra detta behövde vi alltså uppskatta vinkeln mellan en ljudkälla och en sida av det triangulära bollplanket, rotera bollplanket med en motor, kommunicera trådlöst och detektera när bollplanket mottar en passning. Den slutliga prototypen består av två system, ett system som utför lokalisering av ljudkälla samt rotation och ett system som utför detektering av bollträff samt hanterar trådlös kommunikation. Det första systemet utnyttjar tidsskillnad för ankomst, TDOA (Time Difference of Arrival), mellan inkommande ljud till tre ljudsensorer för att beräkna en vinkel, som i sin tur kommuniceras till en likströmsmotor som utför rotationen. Det andra systemet kombinerar en lysdiod som lyser när en passning förväntas, en accelerometer för att detektera att passning mottagits och radiosändare samt mottagare för trådlös kommunikation. När minst tre sådana enheter används, bestämmer en slumpgenerator vilken enhet som ska tända sin lysdiod när den första detekterar en passning.

In the world, research on autonomous navigation vehicles (AGV) is growing by the day. The goal with this project was to create an AGV and explore the possibility of using infrared reflections as a navigational method and how to achieve distinct reflection measurements from a surface. The thesis also discusses the possibility of using several units on a larger scale. In the progress of the project, a prototype vehicle was built to conduct the experiments to identify the suitability of infrared navigation. The testing of the prototype shows that navigation by IR can be very reliable under controlled circumstances. The project also explored how hierarchical software architecture stands in comparison to purely local or centralized software architecture. / I världen växer forskning på självgående fordon dagligen. Målet med detta projekt var att skapa ett självgående fordon och utforska möjligheterna att använda infraröda reflektioner som navigeringsmetod och hur man kan uppnå distinkta mätvärden. Avhandlingen diskuterar även möjligheterna att använda flera prototyper i en större skala. Under projektets gång byggdes ett prototypfordon för att genomföra experimenten angående lämpligheten med navigering via infrarött ljus. Tester med prototypen visar att navigering via infrarött ljus är väldigt pålitligt under kontrollerade omständigheter. Projektet utforskar även hur hierarkisk mjukvaruarkitektur står sig mot helt lokal eller centraliserad mjukvaruarkitektur.

The aim of this thesis is to explore the possibility of a dual-purpose electric vehicle. The vehicle should be able to be used for both commuting and racing. It also aims to describe different power limiting methods and their effect on performance. Lastly it hopes to see if the Swedish laws, as written today are reasonable. An electric longboard has been constructed for this purpose and several tests have been performed. A list of goals were set up for the board prototype. These included power output, running time, and that the board should have an audible warning device. The findings demonstrated that all tested power limiting methods worked and that the “Simple power limiting” method provided quickest movement over a fixed distance. Most of the goals were met by the prototype and the board’s two modes worked as planned. While the law is reasonable it can be improved to cover the diversity of electric vehicles. Further work may include better measurements and implementation of a dual microcontroller system. / Syftet med detta arbete är att testa möjligheten med ett två-läges personligt fordon. Fordonenet ska kunna användas för både pendling och tävling. Arbetet har även testat olika energilimeteringsmetoder samt undersökt hur dessa metoder påverkar prestandan. Arbetet har även försökt besvara frågan om det svenska lagarna, som det är skrivna idag, är lämpliga. En elektrisk longboard har konstruerats och flera test utförts. Ett antal målsättningar har definerats för prototypen. Dessa inkluderar: effekt, körtid och att brädan bör ha en ringklocka. Resultaten visar att alla metoder fungerade och att “Simple power limiting” var den som gav snabbast rörelse över den bestämda sträckan. Det flesta av målen nåddes av prototypen och brädans två lägen fungerade som tänkt. Dagens lagar är rimliga men kan förbättras för att täcka mångfalden av elektriska fordon. Framtida arbete kan inkludera bättre mätningar och implementation av ett system med två mikrokontroller.

The purpose of this project was to track the posture of aperson sitting by a desk, and then use the information toadjust the desk to achieve an optimal height for the user.The solution was to track the angle of the users forearm relativeto the desk’s horizontal plane, which should be aroundzero degrees for an ergonomic posture. Two Light EmittingDiodes (LEDs) in different colours were attached tothe user, one at the elbow and one at the wrist. The LEDswere tracked with a camera connected to a laptop runningOpen Source Computer Vision Library (OpenCV). Windowtinting was placed on the camera lens so that only theLEDs and other strong light sources were visible. By usingOpenCV, coordinates for the two LEDs were given. Withthe coordinates found, the angle of the users arm couldbe calculated and the height of the desk evaluated. Informationabout necessary height adjustments were sent fromthe laptop to an Arduino via Bluetooth. The Arduino thencontrolled a stepper motor by sending signals to a stepperdriver, making the motor rotate, thus adjust the height ofthe desk.The desk was a single leg laptop desk. The leg consistsof two tubes. The lower, outer tube was connected to thefoot while the upper inner tube, which ran freely in theouter tube, was connected to the tabletop. The height wasadjusted with a lead screw positioned parallel to the leg.The nut on the lead screw was connected to the outer lowertube. When the motor rotated so did the lead screw, liftingthe table top up or lowering it. / Syftet med detta project var att undersöka om det är möjligtatt i realtid spåra en persons hållning vid ett skrivbord, ochanvända den informationen för att justera skrivbordet höjdoch nå en optimal höjd för användaren.Lösningen var att spåra vinkeln på användarens underarmrelativt skrivbordets horisontalplan, som bör vara runt nollgrader för en ergonomisk ställning. Två lysdioder i olikafärger placeras på användaren, en på armbågen och en påhandleden. Med hjälp av OpenCV spårades lysdioderna meden kamera kopplad till en dator. Solfilm sattes på kameralinsenså att endast lysdioderna och andra starka ljuskällorvar synliga. Genom att använda OpenCV togs koordinaternaför lysdioderna fram. Med koordinaterna kunde vinkelnpå användarens underarm beräknas och skrivbordets höjdutvärderas. Information om nödvändiga höjdändringar skickadesfrån laptopen till en Arduino via Bluetooth. Arduinonkontrollerade en stegmotor genom att skicka signalertill en stegmotordrivare, vilket fick motorn att rotera ochjustera skrivbordets höjd.Skrivbordet var ett enbent laptopställ. Benet bestod av tvårör. Det nedre yttre röret satt fast i foten och det övre inreröret satt fast i bordsskivan, och löpte fritt i det yttre röret.Höjden justerades med en gångstav som satt parallellt medbenet. Muttern satt ihop med det nedre röret. När motornroterade gjorder också gångstaven det, vilket antingen pressadeupp bordsskivan eller sänkte den.

The PAL (Practise and Learn) Original is a ball boardconsisting of three wooden boards placed in a triangle, developedto practise football players’ passing ability and firsttouch. The former Swedish international footballer JessicaLandstr¨om observed that these ball boards can, if they areimproved, help footballers to develop even more skills whilepracticing alone. Landstr¨om’s idea was to put lamps on topoff the ball boards which light up when a certain ball boardexpects to receive a pass. This would force the player tolook up instead of looking at the ball and hence improvetheir vision.We concluded that speaking also is important withinfootball. So our objective became to follow up on the developmentof the simple PAL Original to a ball board whichrotates towards a sound source. We wanted to achieve thiswithout configuring the PAL Original’s construction.With the purpose of executing the idea we needed toestimate the angle between a sound source and a face ofthe ball board, rotate the ball board with an electric motor,communicate wirelessly between units and detect a ball hitwhen the ball board receives a pass.The final prototype consists of two systems, one systemexecuting the sound source localization and rotation andthe other system executing the detection of ball hit andwireless communication.The first system uses time difference of arrival (TDOA)between incoming sound for three sound sensors to calculatean angle, which in turn is communicated to a DC motorthat executes the rotation.The other system combines an LED to light up whena pass is expected, an accelerometer to detect a pass, andradio transceivers to communicate with each other. Whenat least three of these devices are used a randomizing algorithmdecides which one should light its LED next whenthe first one detects a pass. / PAL (Practice and Learn) Original är ett bollplankbestående av tre träskivor placerade i en triangel, utveckladför att träna fotbollsspelares passningsförmåga och förstatouch. Jessica Landström, landslagsmeriterad fotbollsspelare,insåg att dessa bollplank kan utvecklas till att hjälpafotbollsspelare att träna ännu fler områden vid indviduellträning. Landströms ursprungliga idé var att placeraen lampa på bollplanket som lyser upp när den förväntarsig en passning, detta för att tvinga spelaren att titta uppistället för att titta på bollen, och därigenom träna spelarensspelförståelse.Vi drog slutsatsen att det också är mycket viktigt medkommunikation i fotboll. Vårt mål blev därför att vidareutvecklaPAL Original till ett bollplank som roterar en sidamot en ljudkälla. Vi ville uppnå detta så att det är kompatibeltmed PAL Original utan att ändra dess konstruktion.För att genomföra detta behövde vi alltså uppskattavinkeln mellan en ljudkälla och en sida av det triangulärabollplanket, rotera bollplanket med en motor, kommuniceratrådlöst och detektera när bollplanket mottar en passning.Den slutliga prototypen består av två system, ett systemsom utför lokalisering av ljudkälla samt rotation ochett system som utför detektering av bollträff samt hanterartrådlös kommunikation.Det första systemet utnyttjar tidsskillnad för ankomst,TDOA (Time Difference of Arrival), mellan inkommandeljud till tre ljudsensorer för att beräkna en vinkel, som i sintur kommuniceras till en likströmsmotor som utför rotationen.Det andra systemet kombinerar en lysdiod som lysernär en passning förväntas, en accelerometer för att detekteraatt passning mottagits och radiosändare samt mottagareför trådlös kommunikation. När minst tre sådana enheteranvänds, bestämmer en slumpgenerator vilken enhet somska tända sin lysdiod när den första detekterar en passning.

The aim of this thesis is to explore the possibility of adual-purpose electric vehicle. The vehicle should be ableto be used for both commuting and racing. It also aims todescribe different power limiting methods and their effecton performance. Lastly it hopes to see if the Swedish laws,as written today are reasonable. An electric longboard hasbeen constructed for this purpose and several tests havebeen performed.A list of goals were set up for the board prototype. Theseincluded power output, running time, and that the boardshould have an audible warning device.The findings demonstrated that all tested power limitingmethods worked and that the “Simple power limiting” methodprovided quickest movement over a fixed distance. Most ofthe goals were met by the prototype and the board’s twomodes worked as planned. While the law is reasonable itcan be improved to cover the diversity of electric vehicles.Further work may include better measurements and implementationof a dual microcontroller system. / Syftet med detta arbete är att testa möjligheten med etttvå-läges personligt fordon. Fordonenet ska kunna användasför både pendling och tävling. Arbetet har även testat olikaenergilimeteringsmetoder samt undersökt hur dessa metoderpåverkar prestandan. Arbetet har även försökt besvarafrågan om det svenska lagarna, som det är skrivna idag, ärlämpliga. En elektrisk longboard har konstruerats och fleratest utförts.Ett antal målsättningar har definerats för prototypen. Dessainkluderar: effekt, körtid och att brädan bör ha en ringklocka.Resultaten visar att alla metoder fungerade och att “Simplepower limiting” var den som gav snabbast rörelse över denbestämda sträckan. Det flesta av målen nåddes av prototypenoch brädans två lägen fungerade som tänkt. Dagens lagarär rimliga men kan förbättras för att täcka mångfaldenav elektriska fordon. Framtida arbete kan inkludera bättremätningar och implementation av ett system med två mikrokontroller.

Under de senaste åren har produkterna blivit mer invecklade beträffande anslutningen, prestanda och funktionalitet. Därför är syftet av denna studie att undersöka hur komplexa system utvecklas och leds genom att genomföra fallstudie på olika svenska företag som utvecklar mekatroniska och cyber-fysiska system. Resultatet av denna studie har lett till identifieringen av många utmaningar som de undersökta företagen har och som i sin tur har lett till framställningen av ett analytiskt ramverk som diskuterar hur och vad man bör göra för att utveckla komplexa produkter på ett effektivt sätt, så att onödig komplexitet i produktutvecklingen kan reduceras. / In recent years, products have become more complex in terms of connectivity, performance and functionality. Therefore, this study aims at studying how complex products are developed and managed through conducting multiple case studies at different Swedish companies that develop mechatronic or cyberphysical systems. The results of this study is the identification of many challenges that the investigated companies have, which have led to a presentation of an analytical framework that discusses how complex product development projects can and should be managed in order to be efficient, in order to reduce unnecessary complexity in the way companies develop these complex products.

Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) could play an important role in Search & Rescue (SAR) operations thanks to their ability to cover large, remote, or inaccessible search areas quickly without putting any personnel at risk. As UAVs are becoming autonomous, the problem of identifying humans in a variety of conditions can be solved with computer vision implemented with a thermal camera. In some cases, it would be necessary to operate with one or several small, agile UAVs to search for people in dense and narrow environments, where flying at a high altitude is not a viable option. This could for example be in a forest, cave, or a collapsed building. A small UAV has a limitation in carrying capacity, which is why this thesis aimed to propose a lightweight thermal solution for human detection that could be applied on a small SAR-UAV for operation in dense environments. The solution included a Raspberry Pi 4 and a FLIR Lepton 3.5 thermal camera in terms of hardware, which were mainly chosen thanks to their small footprint regarding size and weight, while also fitting within budget restrictions. In terms of object detection software, EfficentDet-Lite0 in TensorFlow Lite format was incorporated thanks to good balance between speed, accuracy, and resource usage. An own dataset of thermal images was collected and trained upon. The objective was to characterize disturbances and challenges this solution might face during a UAV SAR-operation in dense environments, as well as to measure how the performance of the proposed platform varied with increasing amount of environmental coverage of a human. This was solved by conducting a literature study, an experiment in a replicated dense environment and through observations of the system behavior combined with analysis of the measurements. Disturbances that affect a thermal camera in use for human detection were found to be a mixture of objective and subjective parameters, which formed a base of what type of phenomena to include in a diverse thermal dataset. The results from the experiment showed that stable and reliable detection performance can be expected up to 75% vegetational coverage of a human. When fully covered, the solution was not reliable when trained on the dataset used in this thesis. / Obemannade drönare (UAVs) kan spela en viktig roll i sök- och räddningsuppdrag (SAR) tack vare deras förmåga att snabbt täcka stora, avlägsna eller otillgängliga sökområden utan att utsätta personal för risker. För autonoma UAVs kan problemet med att identifiera människor i en mängd olika förhållanden lösas med datorseende implementerat tillsammans med en värmekamera. I vissa fall kan det vara nödvändigt att operera med en eller flera små, smidiga UAVs för att söka efter människor i täta och trånga miljöer, där flygning på hög höjd inte är ett genomförbart alternativ. Det kan till exempel vara i en skog, grotta eller i en kollapsad byggnad. En liten UAV har begränsad bärförmåga, vilket är varför denna avhandling syftade till att föreslå en lättviktslösning för mänsklig detektering med värmekamera som skulle kunna appliceras på en liten SAR-UAV för drift i täta miljöer. Lösningen inkluderade Raspberry Pi 4 och en FLIR Lepton 3.5 värmekamera gällande hårdvara, tack vare liten formfaktor och liten vikt, samtidigt som de passade inom budgetramen. Gällande detekterings-mjukvara användes EfficentDet-Lite0 i TensorFlow Lite-format tack vare en bra balans mellan hastighet, noggrannhet och resursanvändning. En egen uppsättning av värmebilder samlades in och tränades på. Målet var att identifiera vilka störningar och utmaningar som denna lösning kan påträffa under en sökoperation med UAVs i täta miljöer, samt att mäta hur prestandan för den föreslagna plattformen varierade när täckningsgraden av en människa ökar p.g.a. omgivningen. Detta löstes genom att genomföra en litteraturstudie, ett experiment i en replikerad tät miljö och genom observationer av systemets beteende kombinerat med analys av mätningarna. Störningar som påverkar en värmekamera som används för mänsklig detektion visade sig vara en blandning av objektiva och subjektiva parametrar, vilka utgjorde en bas för vilka typer av fenomen som skulle inkluderas i en mångsidig kollektion med värmebilder. Resultaten från experimentet visade att stabil och pålitlig detekteringsprestanda kan förväntas upp till 75% täckningsgrad av en människa p.g.a. vegetation. När människan var helt täckt var lösningen inte tillförlitlig när den var tränad på kollektionen som användes i denna avhandling.

Bird feeding is somthing most are familiar with, either when children are feeding the swans or adults using some type of bird feeder in the garden. This project took that as inspiration to create something that automatically feed the birds while also monitoring them by capturing a picture and sending out this information as a teet on Twitter. This thesis examined if it was possible to connect different components relatively simple in order to create something more advanced. Research of the components was the first step in order to ensure the ability to create such a product. The following components were used, a Raspberry Pi 3 b+, Raspberry Pi camera module, IKEA PIR sensor, zigbee USB dongel, ultrasonic sensor and a micro servo motor. These components were connected to the Raspberry Pi and tested individually to ensure quality and function. When successfully tested, implementing them together was done and later construction of the mounting brackets and housing was made. Testing was done and results were finalized. This showed that all of our research questions were successfully answered with positive results and further research around implementing AI and weather protection would be usefully to successfully make this a fully functioning product. / Fågelmatning är något de flesta de flesta känner till, antingen när barn matar svanar eller vuxna som har en fågelmatare i trädgården. Det här projektet tog det som inspiration för att skapa något som automatiskt matar fåglar samtidigt som den övervakar funktionen genom att ta kort och skicka denna information som en tweet på Twitter. Den här avhandlingen undersökte om det var möjligt att sammankoppla olika komponenter relativt enkelt för att skapa något mer avancerat. Forskning om komponenterna var det första steget i att undersöka om detta var möjligt. Följande komponenter kom att användas, an Raspberry Pi 3 b+, Raspberry Pi kameramodul, IKEA PIRsensor, zigbee USBdongel, ultraljudsensor och en micro servomotor. Dessa komponenter kopplades in i Raspberry Pi:en och testades individuellt för att säkerhetställa kvalite och funktion. När testerna var lyckade implementerades de tillsammans och konstruktionen av fästen och ytterhölje fördigställdes. Tester gjordes och resultat sammanställdes. Dessa visade att alla våra forskningsfrågor blev besvarade med ett positivt resultat och framtida forskning kring implementeringen av AI och väderskydd är något som skulle kunna möjliggöra detta att bli en fullt fuktionerande produkt.