Christiane is a 7 meter sailing vessel and a 1:30 scale model of Oceanbird, a wind powered car carrier planned to be launched by the year 2024. The model is used for design validation and to research control algorithms. However, the development of new algorithms is limited to the microcontrollers used, which are not able to run resource intense applications. Furthermore, there is no easy way for new computational nodes to interact with the vessels system. In this thesis, a high-level, easy to use, interface was proposed, designed and implemented. This was done by identifying the the requirements and limitations of the project and examining the system to find a suitable solution. The two biggest limitations found were that the solution had to include a single-board computer and that the implementation could not drastically alter the system architecture of the model. The implementation included a single-board computer being added on top of the models architecture which publishes all gathered sensor data and actuator commands on a robotics operating system interface. The interface was an immediate improvement to the usability of the vessel since it allows for graphical presentation of gathered data in real time. / Christiane är en 7 meter lång segellfarkost och en modell i skala 1:30 av Oceanbird, ett vinddrivet lastfartyg för fordon som är planerad att sjösättas år 2024. Modellen används för att validera designen samt för forskning kring kontrollalgoritmer. Utvecklingen av nya algoritmer är dessvärre begränsad till systemets mikrokroller, vilka inte klarar av att köra resursintensiva applikationer. Det finns inte heller något enkelt sätt för nya beräkningsnoder att interagera med båtens system. Denna rapport föreslår ett högnivå-gränssnitt till modellen som är enkelt att använda och presenterar en implementation av det som underlättar framtida forskning. Detta gjordes genom att först identifiera projektets krav och begränsningar samt genom att undersöka modellens system för att hitta en lämplig lösning. De två största funna begränsningarna var att lösningen var tvungen att inkludera en enkortsdator och att implementationen inte fick innebära några större förändringar av modellens system-arkitektur. Implementationen bestod av att en enkortsdator lades till ovanpå modellens arkitektur som publicerar all samlad sensordata och alla kommandon för ställdon på ett robotics operating system gränssnitt. Gränssnittet gav en direkt förbättring av fartygets användarvänlighet då det möjliggjorde grafisk presentation av den samlade datan i realtid.

The goal of this work is to describe a robotics platform called the Building Wide Intelligence Segbot (segbot). The segbot is a two wheeled robot that can robustly navigate our building, perform obstacle avoidance, and reason about the world. This work has two main goals. First we introduce the segbot platform to anyone that may use it in the future. We begin by examining off-the-shelf components we used and how to build a robot that is able to navigate in a complex multi-floor building environment with moving obstacles. Then we explain the software from a top down viewpoint, with a three layer abstraction model for segmenting code on any robotics platform. The second part of this document describes current work on the segbot platform, which is able to non-robustly take requests for coffee and navigate to a coffee shop while having to move across multiple floors in a building. My contribution to this work is building an infrastructure for multi-floor navigation. The multi-floor infrastructure built is non-robust but has helped identify several issues that will need to be tackled in future iterations of the segbot. / text

This thesis project aims to learn and understand more about implementing a path planner to the unmanned ground vehicle (UGV), UGV Husky, specifically its traversability algorithm, and investigate how it could be further improved. A surrounding grid is generated around the UGV where each cell contains information connected to its traversability. The traversability filter is given this information to score how possible it is to traverse to the cell with regard to angular slope, terrain roughness, and step height. The three parameters have each a critical value that works as a limit where if one of the three parameters were to exceed the critical value then the cell would not be estimated to be traversable. The current problem is that their critical value for angular slope, step height, and terrain roughness are decided arbitrarily and mostly through simulation. To solve this problem, formulas are derived that focus on geometrical aspects of a UGV to define the limits in focus on slope and step. The formulas give threshold values applied to the code and are run in simulation. To validate this, hardware experiments are done to compare simulation and reality. This is to observe and learn if the simulations are good representations of reality and if the threshold values are correct. The results show that the thresholds are good estimations of the UGV Husky's limits. This is if one takes into consideration that other important factors are not included or known, such as the ground conditions in the actual experiments. The simulation studies also prove that Gazebo simulations are not good representations of reality to test terrain difficulties because of simplified physical representation, giving unreliable limits. Based on the successful implementation of the geometrically derived threshold values for slope and step, further work could include similarly derived threshold values for terrain roughness, and attempt to optimize the variables that are in the traversability formula. / Syftet med detta examensabete är attutveckla förståelsen av en ruttplaneringsalgoritm, specifikt dess framkomlighets analays, och kolla hur det går att förbättra den. Problemet som diskuteras i denna rapport är hur tröskelvärdena för vinkellutning, högsta steghöjd och terrängens grovhet är godtyckligt valda och i flesta fall från simuleringsmiljöer eller flera verklighetstester. För att lösa detta problem foukseras det på att utveckla en formel som endast kollar på de geometriska aspekterna av fordonets vinkelgräns och steghöjd. Denna formel blir testad genom att applicera de framräknade tröskelvärdena till simuleringsmiljön och observera ifall det stämmer att UGVn som användts (UGV Husky) har dessa begränsningar. För validering görs tester också i verkligheten för att se hur relationen mellan simulering och verklighet är. Resultaten visar att värdena är bra uppskattningar till vad UGV Husky klarar i verkligheten om man tar i åtanke att viktiga faktorer har inte tagits med exempelvis markförhållanden. Simulering i förhållande till verklighet är inte en bra representation på grund av dålig upplösning av modeleringen av UGVn vilket ger opålitliga gränser. Nästa steg skulle framöver vara att ta med terrängförhållanden i beräkningarna och optimera flera variabler i formeln.