Frågan om digitala detaljplaner är mer relevant än någonsin i Sverige efter nya direktiv från svenska myndigheter som ålägger kommunerna att digitalisera delar av sina planarkiv. Att digitalisera redan existerande detaljplaner är en tidskrävande process, vilket innebär att effektiva automatiserade metoder kan bli värdefulla för att kunna spara tid. Men för att att veta om en metod kan sägas vara effektiv behöver den först utvärderas. Denna studie syftar till att utvärdera en nyligen presenterad metod för automatiserad digitalisering av detaljplaner, och är den första kvantitativa undersökningen av metoden. De frågeställningar som undersöks är huruvida metoden är effektiv och om den har några svagheter. Dessutom analyseras resultatet utifrån ett antal egenskaper hos detaljplanerna, för att se om dessa egenskaper påverkar kvalitén. Eftersom kvalitén på digitala detaljplaner inte har studerats systematiskt i något tidigare sammanhang har ett av studiens bidrag också varit att ta fram ett ramverk för hur detta kan mätas och bedömas. Metoden består av totalt tre steg och de två första stegen som innefattar automatiserad georeferering samt automatiserad vektorisering har applicerats på totalt 75 detaljplaner. En kvantitativ utvärdering av metodens två första steg har sedan genomförts med hjälp av jämförelsedata i form av manuellt digitaliserade detaljplaner. Studien visar att ungefär 70% av detaljplanerna i testen kunde georefereras, och 44% av bestämmelseytorna kunde vektoriseras med hjälp av metoden. Resultaten har dock stor spridning i fråga om kvalitét, med felvärden på 5 meter för de mest lyckade resultaten och över 100 meter för de sämsta. Svagheterna som identifierades för metoden handlar främst om att georefereringsprocessen krävde omfattande manuell granskning och att den var begränsad till detaljplaner med plankarta i fyrfärg. Dessutom hade de vektorer som genererades ingen självklar tillhörighet till något bestämmelseområde. Gällande vilka egenskaper som påverkade resultatet fann studien att det framför allt var en liten detaljplanearea som hade ett negativt inflytande. De huvudsakliga slutsatserna från studien var att metoden till viss del kunde anses digitalisera detaljplanerna på ett effektivt sätt, och att utvärderingsmetoden kan byggas vidare på i framtida studier genom att ta hänsyn till ytterligare faktorer såsom form på- och avstånd mellan polygonerna. / With new directives from Swedish authorities imposing municipalities to digitize sections of their plan archives, the question of digital detailed plans is becoming more relevant than ever in Sweden. Digitizing already existing detailed plans is time consuming, so effective automated digitizing methods will be valuable to save time in this process. However, in order to know if a method is effective it first has to be evaluated. This study aims at evaluating a recently introduced method for automated digitizing of detailed plans, and it is the first one evaluating this method in a quantitative manner. The questions to be answered within the study is whether the implemented method is effective and if it has any weaknesses. Additionally, whether a number of defining characteristics of the detailed plan maps influence the quality of the result. As the quality of digitized detailed plans have not been subjected to systematic evaluation before, a novel contribution of this study is also suggesting a framework for how this can be measured and evaluated. The method consists of 3 steps and the first 2 steps, namely automated georeferencing and automated vectorization, have been performed on a set of 75 detailed plans. Using manually digitized versions of the same detailed plans as ground truth, the results of these two steps have been compared and evaluated using a set of quantitative measures.  Findings from this study have shown that about 70% of the detailed plans tested can be georeferenced, and 44% of relevant areas in the plan maps can be vectorized using the method. However, the results have displayed a significant disparity of quality, with error values for georeferencing ranging between under 5 meter for the best results and over 100 meters for the worst. The weaknesses that have been identified for the method are mainly that the georeferencing procedure requires extensive manual supervision, that the vectorization produces polygons of ambiguous belonging, and that the method is limited to multicolor detailed plans. Furthermore, a small plan area has been identified as the most influential factor for a low quality result. Main conclusions of this study have been that the method can be considered effective for digitizing detailed plans to some extent. Additionally, the method for evaluating the quality of digitizing could be expanded by reviewing more factors such as shape and gaps between polygons in future work.

An Experimental Diagnostic Tool (EDT) was developed to increase the efficiency of the diagnostic process of robotic lawn mowers which resulted in a 200% productivity increase when utilizing a proposed formula specifically designed for the diagnostic process of robotic lawn mowers. The tool does not only extract and process data from the robotic lawn mower wirelessly but also highlights potential faults through an intuitive and easy-to-use interface - empowering servicing technicians who perform the diagnostics to perform at a higher level. Further, efficiency is a term widely used in various domains and contexts when measuring the capacity of a process. Proposed general definitions of the term have been given by previous authors and researchers. However, due to a lack of universally set definitions which fit all situations, the term remains ambiguous when improvements to a specific process are needed. The unclear definition is due to the variations within each process affecting the definition of both the term itself, but also similar terms fundamentally connected to it such as productivity, performance, and profitability. The following report contains an investigation of exploratory research where the understanding of efficiency and its related concepts are analyzed within the after-sales diagnostic process of robotic lawn mowers.

3D object detection is the task of detecting the full 3D pose of objects relative to an autonomous platform. It is an important perception system that can be used to plan actions according to the behavior of other dynamic objects in an environment. Due to the poor generalization of object detectors trained and tested on different datasets, this thesis concerns the utilization of unsupervised domain adaptation to train object detectors fit for mobile robotics without any labeled training data. To tackle the problem a novel approach Unsupervised Adversarial Domain Adaptation 3D (UADA3D) is presented to adapt LiDAR-based detectors, through drawing inspiration from the success of adversarial adaptation for 2D object detection in RGB images. The method adds learnable discriminator layers that discriminate between the features and bounding box predictions in the labeled source and unlabeled target data. The gradients are then reversed through gradient reversal layers during backpropagation to the base detector, which in turn learns to extract features that are similar between the domains in order to fool the discriminator. The method works for multi-class detection by simultaneous adaptation of all classes in an end-to-end trainable network and works for both point-based and voxel-based single-stage detectors. The results show that the proposed method increases detection scores for adaptation from dense to sparse point clouds and from simulated data toward the data of a mobile delivery robot, successfully handling the two relevant domain gaps given by differences in marginal and conditional probability distributions. / 3D-objektdetektering handlar om att upptäcka hela 3D-positionen för objekt i förhållande till en autonom plattform. Det är ett viktigt perceptionsystem som kan användas för att planera åtgärder baserat på beteendet hos andra dynamiska objekt i en miljö. På grund av den dåliga generaliseringen av objektavkännare som tränats och testats på olika datamängder, handlar denna avhandling om användningen av osuperviserad domänanpassning för att träna objektavkännare som är anpassade för mobila robotar utan några märkta träningsdata. För att tackla problemet presenteras ett nytt tillvägagångssätt Unsupervised Adversarial Domain Adaptation 3D (UADA3D) för att anpassa LiDAR-baserade avkännare, genom att ta inspiration från framgången av mospelaranpassning för 2D-objektdetektering i RGB-bilder. Metoden lägger till inlärbara diskriminatorlager som diskriminerar mellan egenskaperna och prediktionerna i annoterad käll- och oannoterad måldata. Gradienterna är sedan reverserae genom gradientreversering under bakåtpropagering till basdetekorn, som i sin tur lär sig att extrahera egenskaper som är liknande mellan domänerna för att lura diskriminatorn. Metoden fungerar för flerklassdetektering genom samtidig anpassning av alla klasser i ett end-to-end-träningsbart nätverk och fungerar för både punktbaserade och voxelbaserade enstegs detektorere. Resultaten visar att den föreslagna metoden förbättrar detektionen för domänanpassning från täta till glesa punktmoln och från simulerad data till data från en mobil leveransrobot, därmed hanterar metoden framgångsrikt de två relevanta domänskillnaderna i marginella- och betingade sannolikhetsfördelningar.

Electronics miniaturization is an ever-important subject in the industry of consumer electronics, where smaller, lighter and more powerful electronics is expected. This thesis investigates the miniaturization challenge in the EU-funded project SOMIRO, that aims to construct an energy autonomous swimming millirobot for remote sensing in in agriculture. The current prototype Generation 1 (G1) prototype design is used as a base and a smaller version with additional features is constructed to evaluate possible performance differences. The Printed Circuit Board (PCB) that is produced is of a folding flex-rigid construction that sandwiches several layers of components to fit all components required. The performance of the new Generation 2 (G2) prototype is very similar to the existing G1 prototype in all electrical performance tests with the notable exception being the current draw for actuation of the swimming platform. The G2 prototype consumes significantly less current in this case, which is beneficial for the limited energy availability the millirobot will be operating in. There is still room for improving the PCB design with additional advanced PCB manufacturing techniques. Some of the external parts for the final version of the millirobot still needs to be finalized, for which this PCB may need additional changes, but this is not part of this thesis. / Miniatyrisering av elektronik är ett ständigt aktuellt problem i industrin för konsumentelektronik, där mindre, lättare och mer kraftfulla produkter förväntas. Detta mastersarbete undersöker miniatyriseringsutmaningen i EU-projektet SOMIRO som ska utveckla en energiautonom simmande millirobot för distribuerad mätning inom vattenbaserade jordbruk. Den nuvarande prototypen, Generation 1 (G1), lägger grunden till detta arbete som producerar en mindre version som dessutom innehåller fler funktioner. Den nya prototypen, Generation 2 (G2), utvärderas och jämförs med G1-versionen för att se om det är någon skillnad i elektrisk prestanda. Kretskortet som konstrueras är hopvikbart för att få plats med alla komponenter. Det nya kortet presterar mycket likt G1-versionen, förutom i testet för drivningen av aktuatorplattformen, där det nya kortet drog mindre ström. Det är en fördel då en mycket begränsad mängd energi kommer finnas tillgänglig i de tänkta miljöerna för milliroboten. Det finns fortfarande förbättringsmöjligheter då ytterligare avancerade konstruktionstekniker kan användas i design och tillverkning av kretskortet för att minska storleken ytterligare. Vissa förändringar kan också krävas för att kretskortet ska kunna monteras ihop med de externa delarna som ingår i den kompletta milliroboten, vilket dock inte är del av detta arbete.

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.

Evolving technology in wireless telecommunication, such as 5G, provides opportunities to utilize wireless communication more in an industrial setting where reliability and predictability are of great concern. More capable Industrial Internet of Things devices (IIoT) are, indeed, a catalyst for Industry 4.0. Still, before the IIoT devices can be deemed capable enough, a method to evaluate the IIoT systems unobtrusively—so that the evaluation does not affect the performance of the systems—must be established. This thesis aims to answer how the performance of a distributed control system can be unobtrusively evaluated, and also determine what the state-of-the-art is in latency measurements in distributed control systems. To answer the question, a novel diagnostics method for time-critical control systems in cloud-fog automation is proposed and extensively evaluated on real-life testbeds that use 5G, WiFi 6, and Ethernet in an edge-computing topology with real control systems. The feasibility of the proposed method was verified by experiments conducted with a diagnostics framework prototype developed in this thesis. In the proposed diagnostics framework, the controller application is monitored by a computing probe based on an extended Berkeley Packet Filter program. Network communication between the controller and control target is evaluated with a multi-channel Ethernet probe and custom-made software that computes several metrics related to the performance of the distributed system. The data from the unobtrusive probes are sent to a time-series database that is used for further analysis and real-time visualization in a graphical interface created with Grafana. The proposed diagnostics method together with the developed prototype can be used as a research infrastructure for future evaluations of distributed control systems.

Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) is the crucial ability for many autonomous systems to operate in unknown environments. In recent years SLAM development has focused on achieving robustness regarding the challenges the field still faces e.g. dynamic environments. During this thesis work different existing approaches to tackle dynamics with Visual SLAM systems were analyzed by surveying the recent literature within the field. The goal was to define the advantages and drawbacks of the approaches to provide further insight into the field of dynamic SLAM. Furthermore, two methods of different approaches were chosen for experiments and their implementation was documented. Key conclusions from the literature survey and experiments are the following. The exclusion of dynamic objects with regard to camera pose estimation presents promising results. Tracking of dynamic objects provides valuable information when combining SLAM with other tasks e.g. path planning. Moreover, dynamic reconstruction with SLAM offers better scene understanding and analysis of objects’ behavior within an environment. Many solutions rely on pre-processing and heavy hardware requirements due to the nature of the object detection methods. Methods of motion confirmation of objects lack consideration of camera movement, resulting in static objects being excluded from feature extraction. Considerations for future work within the field include accounting for camera movement for motion confirmation and producing available benchmarks that offer evaluation of the SLAM result as well as the dynamic object detection i.e. ground truth for both camera and objects within the scene. / Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) är för många autonoma system avgörande för deras förmåga att kunna verka i tidigare outforskade miljöer. Under de senaste åren har SLAM-utvecklingen fokuserat på att uppnå robusthet när det gäller de utmaningar som fältet fortfarande står inför, t.ex. dynamiska miljöer. I detta examensarbete analyserades befintliga metoder för att hantera dynamik med visuella SLAM-system genom att kartlägga den senaste litteraturen inom området. Målet var att definiera för- och nackdelar hos de olika tillvägagångssätten för att bidra med insikter till området dynamisk SLAM. Dessutom valdes två metoder från olika tillvägagångssätt ut för experiment och deras implementering dokumenterades. De viktigaste slutsatserna från litteraturstudien och experimenten är följande. Uteslutningen av dynamiska objekt vid uppskattning av kamerans position ger lovande resultat. Spårning av dynamiska objekt ger värdefull information när SLAM kombineras med andra uppgifter, t.ex. path planning. Dessutom ger dynamisk rekonstruktion med SLAM bättre förståelse om omgivningen och analys av objekts beteende i den kringliggande miljön. Många lösningar är beroende av förbehandling samt ställer höga hårdvarumässiga krav till följd av objektdetekteringsmetodernas natur. Metoder för rörelsebekräftelse av objekt tar inte hänsyn till kamerarörelser, vilket leder till att statiska objekt utesluts från funktionsextraktion. Uppmaningar för framtida studier inom området inkluderar att ta hänsyn till kamerarörelser under rörelsebekräftelse samt att ta ändamålsenliga riktmärken för att möjliggöra tydligare utvärdering av SLAM-resultat såväl som för dynamisk objektdetektion, dvs. referensvärden för både kamerans position såväl som för objekt i scenen.

The computer vision task of 3D object detection is fundamentally necessary for autonomous driving perception systems. These vehicles typically feature a multitude of sensors, such as cameras, radars, and light detection and ranging sensors. A neural network architecture approach to make use of these sensor modalities is a multi-modal 3D object detection network with a fusion step that combines the information from multiple data streams to jointly predicted bounding boxes of detected objects. How this step should be performed, however, remains largely an open question due to the contemporary nature of this literature space. Thus, the question arises: How can sensor information from different sensors be combined to perform 3D object detection for a real-world application such as a mobile delivery robot with robustness requirements and how should a fusion step be performed as a part of a larger multi-modal fusion network? This work explores state-of-the-art multi-modal fusion models by testing with sub-optimal sensor data augmentations to quantify robustness including LiDAR point cloud subsampling and low-resolution LiDAR data. Sensor-to-sensor misalignments from poor calibration, decalibration, or spatial-temporal mis-synchronization problems are also simulated and a set of fusion steps are compared and evaluated. Three novel fusion steps are proposed where the best-performing fusion step is a convolution fusion with an encode-decoder and a squeeze and excitation block. The results indicate how early and late fusion methods are sensitive to sub-optimal LiDAR sensor conditions, and thus not suitable for an application with requirements of robust detection. Instead, Deep-fusion based models are preferred. Furthermore, a bird’s eye fusion model is demonstrated to not be overly sensitive to small sensor-to-sensor misalignments, and how the proposed fusion step with an encoder-decoder structure and a squeeze and excitation block can further limit misalignment-related performance deficits. The introduction of sensor misalignment as a training augmentation is also proven to alleviate and generalize the fusion step under heavy misalignment. / Datorseende uppgiften 3D-objektdetektering är i grunden nödvändig för autonomt körande system. Dessa fordon har vanligtvis ett flertal sensorer, såsom kameror, radar och ljusdetekterings- och avståndssensorer. Ett tillvägagångssätt med neural nätverksarkitektur för att använda dessa sensormodaliteter är ett multimodalt 3D-objektdetekteringsnätverk med ett fusionssteg som kombinerar informationen från flera dataströmmar för att gemensamt föreslå beggrränsade boxar för upptäckta objekt. Hur detta steg bör utformas förblir dock till stor del en öppen fråga på grund av litteraturutrymmes obestämda karaktär. Därför uppstår frågan: Hur kan sensorinformation från olika sensorer kombineras för att utföra 3D-objektdetektering för en verklig applikation som en mobil leveransrobot med robusthetskrav och hur ska ett fusionssteg utföras som en del av i ett större multimodalt fusionsnätverk? Detta arbete utforskar moderna multimodala fusionsmodeller genom att testa med suboptimala sensordataaugmenteringar för att kvantifiera robusthet inklusive LiDAR punktmolnsdelsampling och lågupplöst LiDAR-data. Sensor-till-sensor feljusteringar från dålig kalibrering, dekalibrering eller rumsliga-temporala felsynkroniseringsproblem simuleras också och en uppsättning fusionssteg jämförs och utvärderas. Tre nya fusionssteg föreslås där det bästa fusionssteget av de presterande är en convolution med en inkodare-avkodare och ett kläm- och exciteringsblock. Resultaten indikerar hur tidiga och sena fusionsmetoder är känsliga för suboptimala LiDAR-sensorförhållanden och därför inte lämpar sig för en applikation med krav på robust detektion. Istället föredras djupfusion modeller. Dessutom har en fusionsmodell av fågelvy typ visat sig inte vara känslig för små sensor-till-sensor feljusteringar, och hur det föreslagna fusionssteget med en inkodare-avkodarestruktur och ett kläm- och exciteringsblock ytterligare kan begränsa feljusteringsrelaterade prestandabrister. Införandet av sensorfeljustering som en träningsaugmentering har också visat sig lindra och generalisera fusionssteget under kraftig feljustering.

Exoskeletons are wearable devices that enhance or supplement the user’s natural abilities. They have been demonstrated to be efective in alleviating pain, reducing work related injuries, improving working conditions, and can play a pivotal role in improving recovery times and recovery outcomes. Commercial exoskeletons are expensive, specialised and not easily accessible to the average user. This thesis describes the design and manufacturing processes for the OpenXO, an open-source knee exoskeleton. The focus of the thesis is the design and manufacture of the exoskeleton drive system. It implements a cycloidal drive design. Additionally, a method of designing tapered crossed roller bearings was developed that allows for easy integration into elements of the drive system. The open source aspect is further supported by designing the OpenXO around commercially available additive manufacturing technologies. Rapid prototyping and iterative test-based design methods were used in conjunction with empirical testing and validation of both the design and manufacturing methods. Performance validations were conducted on an unpowered exoskeleton. The tests focus on ease of use and comfort. Validation on the exoskeleton and its components was performed at various stages during the design process. The resulting drive design was signifcantly lighter than commercially available solutions. The stator design implemented allows for press ft accuracy between the rotor and stator while allowing for smooth rotation. The fully assembled exoskeleton was tested by 5 individuals. All participants performed tasks to test the usability the exoskeleton in common day to day activities. The participants managed to perform several tasks with ease. However, the exoskeleton was prone to misalignment in specifc circumstances. Gait analysis on a user wearing the exoskeleton shows that the exoskeleton does infuence gait patterns. However, the user does not experience signifcant impact on their perceived range of motion. These tests do not demonstrate the efectiveness of the exoskeleton when it comes to powered assistance. Further work is needed to test and validate the powered assist functionality of the exoskeleton. / Eksoskeletonit ovat puettavia laitteita, jotka parantavat tai täydentävät käyttäjän luonnollisia kykyjä. Niiden on osoitettu olevan tehokkaita kipujen lievittämisessä, työtapaturmien vähentämisessä, työolosuhteiden parantamisessa ja niillä voi olla keskeinen rooli paranemisaikojen ja toipumistulosten parantamisessa. Kaupalliset eksoskeletonit ovat kalliita, erikoistuneita eivätkä tavallisen käyttäjän helposti saatavilla. Tämä opinnäytetyö kuvaa avoimen lähdekoodin polven eksoskeleton OpenXO:n suunnittelu-ja valmistusprosessit. Erityisesti painopiste on sykloidiseen käyttöjärjestelmään perustuvan ulkopuolisen tukirankajärjestelmän suunnittelussa ja valmistuksessa. Lisäksi kartiorullalaakereiden suunnittelumenetelmä kehitettiin siten, että se mahdollistaa helpon integroinnin käyttöjärjestelmän elementteihin. Avoimen lähdekoodin näkökulmaa tuetaan edelleen suunnittelemalla OpenXO kaupallisesti saatavilla olevien lisäaineiden valmistustekniikoiden ympärille. Nopeaa prototyyppiä ja iteratiivisia testipohjaisia suunnittelumenetelmiä käytettiin sekä suunnittelu-että valmistusmenetelmien empiirisen testauksen ja validoinnin yhteydessä. Suorituskyvyn validointi suoritettiin tehottomalla eksoskeletonilla 5 vapaaehtoisen poolissa. Testit suuntautuivat arjen yleisten toimintojen ympärille ja keskittyivät pääasiassa helppokäyttöisyyteen ja käyttömukavuuteen. Eksoskeleton ja sen komponenttien validointi suoritettiin suunnitteluprosessin eri vaiheissa. Tuloksena saatu käyttörakenne oli huomattavasti kevyempi kuin kaupallisesti saatavilla olevat ratkaisut. Toteutettu staattorin rakenne mahdollisti roottorin ja staattorin välisen puristussovituksen tarkkuuden säilyttäen samalla tasaisen pyörimisen. Osallistujat onnistuivat suorittamaan suurimman osan tehtävistä helposti. Eksoskeleton oli kuitenkin altis kohdistusvirheelle tietyissä olosuhteissa. Eksoskeletonia käyttävän käyttäjän kävelyanalyysi osoittaa, että ulkoinen luuranko vaikuttaa kävelykuvioihin, mutta käyttäjä ei koe merkittävää vaikutusta havaittuun liikerataan. Siitä huolimatta tarvitaan lisätyötä eksoskeletonin tehollisen aputoiminnon testaamiseksi ja validoimiseksi. / <p>Presentation conducted online via the Zoom video conferencing platform.</p>

The transport industry is experiencing a disruption as fully autonomous vehicles are introduced in traffic. The intelligent, driverless vehicles will reduce cost, liberate human effort and increase safety. Today, the hardware technology seems to have reached the required processing power, but the decision-making algorithm still has a long way to go until they’re proven to be road-safe. Among these is the problem of lateral path tracking control. This thesis will consider the lateral control problem with the goal to send the right signal to the steering actuators so that the vehicle follows a predetermined trajectory. The vehicle in question is a triaxial, rigid, electric truck with active steering on both front and rearmost wheels. With servo latency and large inertial parameters in mind, a highly accurate model of the lateral and yaw behavior must be identified in order to predict the vehicle dynamics for a given steering input. Then, the properties of an optimal lateral controller are iteratively improved until a sufficiently low tracking error is obtained. Lastly, the controller is tuned to guarantee robustness for a range of uncertain vehicle parameters. The derived triaxial model with servo actuation is proven to be better at predicting the vehicle dynamics compared to other models common in literature with only one active steering input. When constructing a lateral controller, the importance was shown of considering 1) state feedback control of the lateral error, 2) feedforward control operating on future road curvature, 3) integrating control which combats biases and model errors, 4) using a tailored triaxial model and 5) minimizing the control signal change. Lastly, the derived controller was shown to have a decent stability margin with respect to estimated uncertainties. / Transportbranschen är i ett skifte då helt autonoma fordon införs i trafiken. De intelligenta, förarlösa fordonen minskar kostnader, ökar säkerheten och låter oss människor syssla med annat. Idag verkar det som att hårdvarutekniken har den processorkraft som behövs men de beslutsfattande algoritmerna har fortfarande en lång väg att gå tills de har visat sig vara helt vägsäkra. Bland dessa är problemet med lateral styrningskontroll som kommer ses över i denna avhandling. Fordonet i fråga är en rigid lastbil med tre hjulaxlar och aktiv styrning på både de främre och bakersta hjulen. Med tanke på servofördröjningar och de stora tröghetsparametrarna måste en noggrann modell av dynamiken identifieras för att förutspå responsen för en viss styrvinkel. Därefter utvecklas en optimal lågnivåregulator iterativt tills ett tillräckligt lågt spårningsfel erhållits. Slutligen ställs regulatorn in för att garantera robusthet för ett set av osäkra fordonsparametrar Den härledda triaxialmodellen med servostyrning var bevisbart bättre på att förutspå fordonsdynamiken jämfört med andra modeller som återkommer frekvent i litteraturen. Vid regulatorkonstruktionen påvisades vikten av att överväga 1) återkoppling av laterala felet, 2) förhandsgranskning som tittar på den kommande vägkrökningen, 3) integrering av styrfelet som åtgärdar modellfel, 4) en skräddarsydd fordonsmodell med tre axlar och 5) minimering av ändringen utav kontrollsignalen. Slutligen visades den härledda regulatorn ha en skaplig stabilitetsmarginal gentemot uppskattade osäkerheter av parametrar.