Det har gjorts mycket forskning kring Positioneringssystem för inomhusbruk då många applikationer och tjänster ärberoende eller kan förbättras av det. Trots detta finns idag ingen standard för hur positionering inomhus ska fungera.För de flesta utomhusmiljöer kan en modern mobiltelefons position erhållas med ett par meters precision via GPS. I eninomhusmiljö sjunker signalen drastiskt och en precis position är svår att uppskatta. En väl etablerad teknik är Wi-Fioch kan med fördel användas då de flesta inomhusmiljöer idag redan har Wi-Fi accesspunkter installerade. Då enmottagare erhåller en signal från en accesspunkt kan distansen dem emellan uppskattas för att sedan uppskattapositionen med den matematiska tillämpningen trilateration. Då de flesta idag äger en mobiltelefon kan mobilen ageramottagare och tekniken kan således vara tillgänglig för alla.Bidraget med examensarbetet är en undersökning av den effekt virtuella accesspunkter har på ett positioneringssystemdär en trilaterationsbaserad lösning använts på Wi-Fi-signaler över både 2.4Ghz samt 5Ghz bandet i kombination med ett partikelfilter. Vidare kommer en karta nyttjas i ett försök att öka precisionen genom att skapa restriktioner för hurpositioneringen får röra sig. Resultatet visade att nyttjandet av virtuella accesspunkter ökade precisionen med drygt 10 procent och den valda kartlösningen med nästan 20 procent. / A lot of research has been made regarding indoor positioning since many applications and services are dependent or canbe improved by it. Despite this, no standard has been set for indoor positioning system concerning the best approach. Inoutdoor environments most modern smart phones can be used to estimate their position using the GPS. Indoors this isnot the case since the received signal strength is decreased drastically. A well-established technique is however Wi-Fiwhich promotes the use of it. When a receiver acquires a signal from a Wi-Fi access point the distance between them canbe estimated. Three or more known distances enables the receiver to calculate its position using a mathematicalapproach called trilateration. With the smart phone acting as the receiver, the approach is enabled for everyone.The contribution of this thesis is an investigation of the effect of using virtual access points. This will be tested in atrilateration based positioning system using both the 2.4Ghz and 5Ghz frequency band in combination with a particlefilter. In an attempt to increase the precision a map will be added into the algorithm with the intention of restricting usermovements. The attained result shows that the use of virtual access points decreased the position estimation error by approximately 10 percent, and the implemented map solution by merely 20 percent.

Målet med uppsatsen är att skapa en användarstyrd robotarm med många frihetsgrader. Ämnen som studeras är elektronik, reglerteknik, datateknik, samt 3D modellering. I rapporten tas det upp allt från teoretiska delar, till montering, samt testning. Den färdiga robotarmen har elva frihetsgrader och kan greppa och hantera lättareobjekt, med viss stabilitet.

Hydropower dams have been helping our society with electricity production for a long time now. In the past there have been several serious dam accidents in many parts of the world and the continuous work with dam safety is very important to Swedish hydropower industry. There are many measurements that must be recorded and analysed in order to guarantee safe operations and there are several ongoing digitisation projects that focus on that area of interest. This master thesis project was done in cooperation with Vattenfall R&D and its main focus was measuring of the water level in open stand pipes with wireless sensors using LoRa radio technology. This aspect is important since this water level represents the uplift pressure that acts on gravity dams and how it varies over time. The goal of this thesis was to accumulate knowledge about wireless transmission from sensors and to analyse and evaluate the proposed, LoRa-based system. This goal was met by conducting a literature study about wireless transmission from sensors and different aspects of the LoRa-technology, performing practical test of the proposed system and finally by doing a risk analysis with focus on potential attack paths into the system. The study showed that even though LoRa is a quite new technology, it has matured fast enough to be of interest for dam safety monitoring applications and it also provides relatively high level of security in the most cases. There are unfortunately several methods of jamming or disrupting the system, which could be potentially used by a malicious entity. The motivation level for this kind of attack was deemed to be low since the data transferred is of no interest for a third party. Apart from such potential attacks, LoRa is a technology that is well suited for applications in the hydroelectric sector that do not require large transmission capacities because of its low energy usage and the ability to connect to several sensors placed at larger distances. Several minor problems were discovered during the practical tests that were conducted during this project but those were solved quickly in dialogue with the supplier, Iot AB and the manufacturer, Keller. The nature of those tests was quite improvised since a standardised test procedure for such innovative solutions is lacking. Nevertheless, those tests were concluded with satisfying results. The test installation of the system at the power plant was performed well and all parts of the system functioned as expected. The results pointed to the conclusion that the system was functioning correctly and there is a good potential for a wide implementation despite its potential security risks. Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Uppsala universitet. Utgivningsort U ppsal a/Visby. H andledare: Christi an Bernstone, Äm nesgranskare: Urban Lundin, Exami nator: Petra Jönsson

This master thesis project has been carried out in cooperation with the Endress+Hauser Flowtec AG in Switzerland. The project was part of a bigger predevelopment project for a vortex flow meter in the research and development department of Endress+Hauser. Prowirl (vortex) flow meters are often used for measuring the volume flow in steam applications. This measurement method is based on the phenomena of vortices occurring behind obstacles in a stream which are registered by a sensor. Aim of the project was to develop and test a new vortex flow transducer concept for highest pressure applications (line pressure of 250 bars). Endress+Hauser already had a sensor for such applications which was outdated and not compatible to the newer generation of sensors. Two concepts with and without a temperature sensor option have been generated. The concepts have been modeled and verified via FE-analysis and analytical calculations according to the relevant standards (ASME Boiler and Pressure Vessel Code and EN 13445). After the calculations prototypes have been manufactured and tested. The conducted tests matched the simulations well and proved that the concept worked. More detailed tests after this thesis project are necessary to transfer the concept into a final product. However, it has been shown that the new concept has significant advantages over the existing highest pressure sensor. These are a bigger pressure range, the option of integrating a temperature sensor and a cost reduction for the flow meters compared to the existing design. Keywords: Vortex, Flow meter, Sensor, Water hammer / Detta examensprojekt har utförts i samarbete med Endress+Hauser Flowtec AG i Schweiz. Projektet har varit en del av ett större inledande projekt kring en virvelflödesmätare under avdelningen för forskning och utveckling hos Endress+Hauser. Prowirl(virvel)flödesmätare används ofta för mätning av volymflöde i ångapplikationer och tekniken bygger på sensorregistrering av fenomenet virvelbildning som uppstår nedströms hinder i ett flöde. Målet med projektet var att utveckla och testa en ny virvelflödesmätare för högtrycksapplikationer (ledningstryck upp till 250 bar). Sensorn som Endress+Hauser redan hade för sådan applikation var föråldrad och inte kompatibel med nyare generationer av sensorer. Två koncept har tagits fram, ett med och ett utan temperatursensor. Koncepten har modellerats och verifierats genom FEM och analytiska beräkningar enligt relevanta standarder (ASME Boiler and Pressure Vessel Code och EN 13445), efter vilket prototyperna tillverkats och testats. De utförda testerna överensstämde väl med simulationerna och bevisade att koncepten fungerade. Mer utförliga tester efter detta examensprojekt är nödvändigt för att med koncepten som utgångspunkt skapa en klar produkt. Men det har visats att dessa koncept har väsentliga fördelar över den befintliga högtryckssensorn. Bland dem kostnadsreducering, möjlighet för integrering av temperatursensor och breddat tryckspann jämfört mot den existerande designen. Nyckelord: Virvel, Flödesmätare, Sensorer, Vattenslag

Att ständigt utveckla, utvärdera och implementera ny teknik är en viktig delinom alla branscher och samtliga produkter skall bidra till ett effektivarearbetsflöde. Då mätteknik kan anses vara en av grundpelarna inom både bygg-, mark- och anläggningsbranschen är det således avgörande att även dennabransch utvecklas för att effektivisera processerna. Denna studie behandlar enjämförelse av en konventionell mätmetod och en ny typ av mätutrustning somtillåter fjärravläsning. Jämförelsen genomförs för att skapa en uppfattning kringhuruvida den nya tekniken är tillfredsställande gentemot de traditionellamätmetoderna. Utifrån studiens utfall reflekteras användbarheten och enanalys görs kring utfallet för att avgöra hur den nya tekniken är lämplig attanvändas.Jämförelsen har utförts vid Kvarnfallets kraftstation i Rörvattnet, Jämtland, därett 40 meter djupt schakt ned i berget öppnas för att tillåta åtkomst för service-och inspektionsrelaterade arbeten. Kontroller utförs med såväl totalstation somtrådlösa sensorer för att avgöra huruvida bergväggarna i schaktet uppvisarrörelser uppkomna av arbetet på plats. Med hjälp av Mitta AB i Östersund harstudien genomförts genom att de två olika mätmetoderna har utförts påarbetsplatsen, därefter har utfallet jämförts och resultaten visar att det finnstydliga fördelar med den nya tekniken men att användningsområdena inte ärlika breda som för den konventionella mätningen. I det utförda arbetet vidbergschaktet lämpar sig de trådlösa sensorerna mycket väl då de är monteradepå statiska punkter och återger mätdata med täta tidsintervall. Detta ikombination med att de kan fjärravläsas via en webmonitor gör att det finnsekonomiska, säkerhetsmässiga och miljörelaterade vinningar i metoden.Den nya tekniken lämpar sig alltså i projekt där kontinuerlig övervakning avsamma position efterfrågas. Det är däremot viktigt att samla data från sammatidpunkt för att minimera felmarginal då vi såg vissa temperaturrelateradeförändringar av mätresultatet beroende på tidpunkt. / To continuously develop, evaluate and implement new technology is animportant part in all trades and all products shall contribute to a moreefficient workflow. Surveying can be deemed as a foundation in construction,infrastructure and field work and is therefore vital for the marketsdevelopment and streamlining. This study treats a comparison between aconventional surveying method and a new form of surveying equipmentwhich allows remote readings. The study was implemented to develop aperception regarding if the new form of technology is a valid form ofsurveying in comparison to the traditional surveying methods. Based on thestudies result the usability is evaluated and an analysis determines if this newtechnology is suitable in this field of work.This study was made at the hydropower plant Kvarnfallet in Rörvattnet,Jämtland, where a mountain shaft, 40 meter deep is opened to allow forservice and inspection related labour. Surveying is performed both with totalstation and these new wireless sensors to determine whether the exposedmountain shaft shows any movement. With help from Mitta AB in Östersundthe study was achieved by comparing different surveying methods used onsite, thereafter the outcome is analyzed. The results show there are clearbenefits with the new surveying method, although the range of use isrestricted compared to the conventional approach. This specific project issuited for the new type of technology since the surveying only requiresmeasuring of static points and retrieves data continuously in a short timespan. In combination with remote analysis through a web monitor enableseconomic, environmental and safety benefits.The new technology is suited for projects in which continuous surveying froma static position is required. It is by contrast crucial to collect the data in closeproximity to the same time of day to minimize the margin of error due tofluctuations in temperature. / <p>Betyg 2021-06-04</p>

Detta kandidatexamensarbete behandlar vågkraftverket “NoviOcean” och syftar till att skapa en rekommendation för de mätstorheter som bör övervakas, vilka mätprinciper som är lämpliga, samt eventuellt var sensorerna för dessa bör placeras. Först gjordes en informationssökning, för att förbättra förståelsen för hur vågkraftverket fungerar och vilka komponenter som ingår i konstruktionen. Detta gjordes dels genom att söka igenom företagets officiella dokument och dels med en genomgång med en tekniskt ansvarig från företaget, med en prototyp i mindre skala. Utöver detta undersöktes de förhållanden vågkraftverket kommer användas i, även här genom möten med ansvariga från företaget, för att öka förståelsen för vad produkten kommer utsättas för. När en komplett bild av vågkraftverkets funktion hade genererats påbörjades arbetet med att föreslå mätstorheter. Det första steget var att dela upp produkten i delsystem, för att strukturera upp arbetet. Detta gjorde det möjligt att sedan för respektive delsystem föreslå mätstorheter, som kan ge information om systemets prestanda, hälsa och miljön runtomkring. När de önskade mätstorheterna etablerats gjordes sedan ytterligare en informationssökning, för att undersöka vilka mätprinciper som ansågs vara lämpliga för produkten. Av dessa valdes en eller fler sensortyper ut, om det ansågs finnas mer än en lämplig lösning. Vissa sensorer kunde även placeras ut på enheten, då tillräckligt med information om det relevanta delsystemet ansågs finnas.' I stort anses den slutgiltiga rekommendationen av mätstorheter och mätprinciper uppfylla de krav som ställdes från företaget. En lista för respektive delsystem detaljerar de storheter och principer som anses lämpliga, med bilder och skisser för placering om detta bedömdes genomförbart. I bilagorna återfinns även mer specifika förslag för vidare arbete, för några av delsystemen. / This bachelor thesis report focuses on the Wave Energy Converter (WEC) “NoviOcean” and aims to recommend the physical quantities that should be measured aboard the unit, as well as the appropriate measuring principle for each quantity. An approximate position of each sensor was also recommended, if deemed possible. The first step was to complete a literature study, to form a better understanding of the product and its components. This was done in part by going through the company’s official documents and in part by interviewing the head of mechatronics, with a walk-through of a miniature prototype. Additional meetings with the company were also held, to better understand how and where the product is intended to be used and what conditions it will be exposed to. When the product and its function had been sufficiently understood, the work of suggesting measuring quantities began. The entire system was first divided into smaller sub-systems, to organize and simplify the process. A list of recommended quantities was then generated, that could provide information about the system’s performance, health and surroundings. Once finished, an additional literature study was performed, to understand what measuring principles would be appropriate for each quantity. The most suitable principle was then chosen from this list, unless there was more than one solution, in which case all options were included. Sensor placement could also be determined in some cases, provided that the relevant sub-system was sufficiently well defined. In conclusion, the final recommendation for measured quantities and measuring principles fulfills the demands placed by the commissioner of this report. A list of quantities and measuring principles was generated for each sub-system, with images and sketches detailing sensor placement, if applicable. For some systems, more specific sensor recommendations could be made, the results of which can be found in the appendix.

Denna rapport är ett kandidatexamensarbete vid Kungliga Tekniska Högskolan och ärämnat att fungera som en handbok för autonoma fordon, detta genom att arbetet är indelati tre huvudområden; det autonoma fordonets uppbyggnad, det autonoma fordonetshistoria samt det autonoma fordonets roll i det framtida samhället. Syftet med arbetet äratt ge en övergripande helhetsbild av dessa tre områden. Arbetet har avgränsats till attendast fokusera på personbilsindustrin, och tillvägagångssättet har varitinformationsinsamling från vetenskapliga källor. Ett autonomt fordon använder sig av ett flertal olika sensorer och system för att kunnaläsa av sin omgivning och därefter fatta beslut som resulterar i konkreta handlingar. Deviktigaste systemen innefattar lidar, radar, kameror, ultraljudssensorer, GPS, IMU samtkodare. Den största delen av utvecklingen av autonoma fordon har skett under de senastehundra åren. Startskottet kan anses vara Francis Houdinas något primitiva bil “LinriccanWonder” år 1925. Idag, cirka hundra år senare, har flera stora fordonstillverkare valt attlägga ett visst fokus på att utveckla dessa betydligt mer avancerade fordon. Fördelarnamed dessa fordon är många, och en integration av dessa på vägarna kan bland annat ledatill ett bättre trafikflöde, säkrare vägar, och en ökad grad av självständighet inom ett flertalgrupper i samhället. Dock finns det ett flertal utmaningar att ta itu med innan dessa fordonkan bli en möjlighet, vilka innefattar frågor kring bland annat cybersäkerhet, integritetoch ansvar. Frågan kring ansvar är möjligtvis den största flaskhalsen i utvecklingen ochhandlar om vem som bär ansvaret om ett autonomt fordon skulle infinna sig i en olycka,vilket om det läggs på fordonstillverkaren möjligtvis kan stjälpa utvecklingen av dessafordon.

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.

How can we improve the living standards of the visually impaired using an Arduino? Living with visual impairment could potentially be one of the hardest things one could do. Constantly having to worry about obstacles and carrying a stick to feel your way forward. In order to combat this difficulty, we have designed Vision for the Blind. One of the usages of ultrasonic sensors are to measure the distance from objects using sound waves. These sensors, in combination with Piezo buzzers, have been used in Vision for the Blind to warn the user of incoming obstacles by emitting sound from the buzzers. The volume of the buzzers is controlled by using a digital potentiometer and varies depending on the measured distance. All three are connected to an Arduino which has been coded to perform the given task. / Hur kan vi öka levnadsstandarden för visuellt nedsatta människor med hjälp av en Arduino? Att leva med visuell nedsättning är självklart ett stort problem som medför svårigheter, att alltid vara orolig över hinder som kan finnas i vägen eller bära en pinne med sig för att hitta sin väg. För att bekämpa de här svårigheterna har vi konstruerat Vision for the Blind. Ultraljudsbaserade sensorer använder ljudvågor för att mäta avstånd från ett objekt. Dessa sensorer har använts i Vision for the Blind i kombination med Piezo sumrar för att varna användaren om inkommande hinder genom att emittera ljud från sumrarna. Ljudvolymen kontrolleras med hjälp av en digital potentiometer och varierar med det uppmätta avståndet. Alla tre är kopplade till en Arduino som är kodad för att utföra det givna uppdraget.

The aim of this thesis work is to investigate the possibility of applying a sensor fusion algorithm with a focus on estimating vehicle dynamic states, mainly the vehicle body accelerations. Modern passenger vehicles have several mechatronic systems such as active safety, comfort, driver assistance etc., which are highly dependant on accurate knowledge of such states. This work focuses on the mechatronic suspension system, which makes use of the body accelerations measurements to control the dynamics of the vehicle body in order to provide an improved driving experience. This work can be split up into two major parts, the first being the identification of available onboard sensors for measuring the vehicle body accelerations. Five different sensor combinations are considered and compared with each other. The next part is to develop a sensor fusion algorithm, in this case, a Kalman Filter (KF) based algorithm, which uses vehicle dynamic modelling knowledge to obtain accurate, reliable and less uncertain estimates of the states. Specifically, an Unscented Kalman Filter (UKF) and Cubature Kalman Filter (CKF) were built and compared with each other. Two different vehicle dynamic models, a vehicle planar dynamic model and a full car suspension model, were implemented to capture both the effects of road disturbances and drivingmanoeuvres on the vehicle body dynamics. Both these fusion algorithms were tested using simulation data and logged data and validated by comparing with an ideal sensing method to measure the body accelerations used currently at Volvo Car Corporation. / Syftet med detta examensarbete är att undersöka möjligheten att tillämpa en sensorfusionsalgoritm med fokus på att uppskatta fordonets dynamiska tillstånd, främst karossens acceleration. Moderna personbilar har flera mekatroniska system som aktiv säkerhet, komfort, förarassistans etc., som är mycket beroende av exakt kunskap om sådana tillstånd. Detta arbete fokuserar på det mekatroniska fjädringssystemet, som använder karossens accelerationsmätningar för att styra fordonets dynamik och för att ge en förbättrad körupplevelse. Detta arbete kan delas upp i två huvuddelar, den första är identifiering av tillgängliga inbyggda sensorer för mätning av fordonets accelerationer. Fem olika sensorkombinationer övervägs och jämförs med varandra. Nästa del är att utveckla en sensorfusionsalgoritm, i detta fall en kalmanfilter baserad algoritm, som använder kunskap om fordonets dynamik för att få exakta, pålitliga och mindre osäkra uppskattningar av tillstånden. Specifikt byggdes en UKF och CKF som jämfördes med varandra. Två olika fordonsdynamiska modeller, en plan dynamisk modell och en full hjulupphängningsmodell, implementerades för att fånga både effekterna av vägstörningar och körmanövrer på fordonets karossdynamik. Båda dessa fusionsalgoritmer testades med hjälp av simuleringsdata och loggade data och validerades genom att jämföra med en idealisk avkänningsmetod för att mäta karossaccelerationerna som används för närvarande på Volvo Car Corporation.