Blink waveform in electrooculogram (EOG) data was used to develop and adjust the method of drowsiness detection in drivers. The origins of some other waveforms in EOG signal were not very clearly understood. The purpose of this thesis work is to study the EOG signal and give explanation of different kind of waveforms in EOG signal, and give suggestions to improve the blink detection algorithm. The road driving test video records and synchronized EOG signal were used to build an EOG library. By comparing the video record of the driver’s face and the EOG data, the origin of the unknown waveforms were discovered and related with the driver’s behavior. Literature descriptions were given to explain the EOG signal. The EOG library is the main result of this project. It organized by different types of EOG signal. Description and explanation were given for each type of waveform, as well as some examples. The knowledge gained from the previous research review and the EOG library gives some improvement suggestions for the blink detection algorithm. These suggestions still need to be verified in practical way.

Amplitude variation with offset (AVO) signatures in vertically transverse isotropic (VTI) media vary as the degree of the anisotropy contrast between layers varies. When the contrasts in two parameters (δ and ε) that quantify the VTI elastic anisotropy are varied, the fraction of energy that reflects from a given layer interface as a mode converted shear wave (R[subscript PS]) also varies for specified angles of incidence. Mode-converted (PS[subscript V]) AVO crossplots may potentially be used to map stratigraphic layers exhibiting intrinsic VTI anisotropy with the moderate to high degrees of weak elastic anisotropy that are often attributed to shale formations. Calculated values of reflected, mode-converted energy as a function of angle of incidence (R[subscript PS](i)) are plotted to determine what mode-converted seismic data indicate about the degree of VTI weak elastic anisotropy present in a given layer. These computations involve varying the degree of weak elastic anisotropy, in this case contrasts in Thomsen’s δ and ε parameters, so that the relationship between these parameters and the amplitude variation with offset (AVO) signature can be quantified. Once this relationship is understood, it may be possible to delineate sweet spot areas of shale formations in seismic data according to how the representative points plot on an AVO crossplot. For such crossplots, the y-intercepts of the reflectivity curves in a particular parameterized space are plotted on the x-axis while the slopes of the parameterized reflectivity curves in this parameterized space are plotted on the y-axis. The grouping of points on the mode-converted AVO crossplots according to the contrast in Thomsen’s δ and ε parameters for weak elastic anisotropy is encouraging. This grouping implies that it may indeed be possible to use an AVO attribute map to characterize a given organic shale formation according to its degree of intrinsic VTI anisotropy. This attribute map would be calibrated to known production data in the locality in order to locate which areas of the mode-converted AVO crossplot predict a likely production sweet spot. / text

Full waveform inversion (FWI) for reflection events is limited by its linearized update requirements given by a process equivalent to migration. Unless the background velocity model is reasonably accurate the resulting gradient can have an inaccurate update direction leading the inversion to converge into what we refer to as local minima of the objective function. In this thesis, I first look into the subject of full model wavenumber to analysis the root of local minima and suggest the possible ways to avoid this problem. And then I analysis the possibility of recovering the corresponding wavenumber components through the existing inversion and migration algorithms. Migration can be taken as a generalized inversion method which mainly retrieves the high wavenumber part of the model. Conventional impedance inversion method gives a mapping relationship between the migration image (high wavenumber) and model parameters (full wavenumber) and thus provides a possible cascade inversion strategy to retrieve the full wavenumber components from seismic data. In the proposed approach, consider a mild lateral variation in the model, I find an analytical Frechet derivation corresponding to the new objective function. In the proposed approach, the gradient is given by the oriented time-domain imaging method. This is independent of the background velocity. Specifically, I apply the oriented time-domain imaging (which depends on the reflection slope instead of a background velocity) on the data residual to obtain the geometrical features of the velocity perturbation. Assuming that density is constant, the conventional 1D impedance inversion method is also applicable for 2D or 3D velocity inversion within the process of FWI. This method is not only capable of inverting for velocity, but it is also capable of retrieving anisotropic parameters relying on linearized representations of the reflection response. To eliminate the cross-talk artifacts between different parameters, I utilize what I consider being an optimal parameterization. To do so, I extend the prestack time-domain migration image in incident angle dimension to incorporate angular dependence needed by the multiparameter inversion. For simple models, this approach provides an efficient and stable way to do full waveform inversion or modified seismic inversion and makes the anisotropic inversion more practical. Results based on synthetic data of isotropic and anisotropic case examples illustrate the benefits and limitations of this method.

Körsimulatorer är idag en mycket viktig resurs för att utföra studier med fokus på förarbeteende. Så väl full kontroll överscenario och miljö som kostnad och säkerhet är aspekter som gör det fördelaktigt att utföra simulatorstudier gentemotstudier i den riktiga trafiken. Ett problem med körsimulatorer är att bilden projiceras på en tvådimensionell skärm, vilket begränsar förarens förmåga attuppskatta avstånd och hastighet. Det är allmänt känt att avstånd och hastighet underskattas i körsimulatorer. Målet med examensarbetet var att hitta metoder som kan ge förbättrad avståndsbedömning i körsimulatorer och underprojektet implementerades och testades rörelseparallax samt skuggor, med största fokus på det förstnämnda. I slutet av projektet genomfördes ett simulatorförsök för att utvärdera effekten av rörelseparallax. Tio försökspersoner fickgöra två körningar vardera i VTI:s Simulator III-anläggning, den ena med rörelseparallax aktiverat och den andra meddetsamma inaktiverat. Scenariot som utspelade sig under körningarna innehöll ett flertal omkörningssituationer samt etthastighetsuppfattningstest. Resultaten från simulatorförsöket visade att försökspersonerna tenderade att placera sig längre från mittlinjen närrörelseparallax var aktiverat i de situationer som sikten skymdes av framförvarande fordon. / Today, driving simulators are a very important resource for conducting studies whichconcern driver behavior and perception. Full control of the scenario andenvironment, costs and safety are all factors which makes simulator studiespreferable over real world studies. One issue for driving simulators is that the image is projected onto a twodimensionalscreen, which limits the driver's ability to correctly estimate distanceand speed. It is commonly known that distance and velocity are underestimated indriving simulators. The goal of this thesis was to find methods that could lead to better distanceestimation in driving simulators and in this project motion parallax and shadowswere implemented and tested, focusing mainly on the former.At the end of the project, a simulator study was conducted to evaluate the effect ofmotion parallax. Ten participants made two runs each in VTI's Simulator III facility,one with motion parallax enabled and one with it disabled. The scenario that tookplace during the two runs consisted of several overtaking situations and a speedperception test. The results from the simulator study showed that the participants tended to positionthemselves farther from the road center line when motion parallax was active insituations when the field of view was obscured by preceding vehicles.

Tvådimensionell ekokardiografi som en icke-invasiv metod används bl.a. vid bedömning av systolisk vänsterkammarfunktion. Slagvolym (SV) är den mängd blod hjärtat pumpar ut under systole och används för vidareberäkningar av hjärtminutvolym (CO) och cardiac index (CI). Vänstra kammarens utflödestrakt (LVOT) anses vara det bästa området att beräkna SV. Då multipliceras LVOT-diameter och Velocity time integral (VTI)- ett mått på hur långt blodet skickas under systole. VTI mäts manuellt eller automatiskt utifrån dopplerkurvan som lagts i LVOT. Förutom SV, CO och CI används LVOT och VTI inom den kardiologiska diagnostiken vid utredningen av klaffsjukdomar, shuntar och hjärtsvikt.Syftet med studien var att jämföra om det fanns signifikant skillnad när VTI mättes manuellt och automatiskt.22 patienter deltog i denna studie och båda VTI-mätningar (den manuella och- automatiska) utfördes på varje patient. En jämförelse av båda mätningarna gjordes och vidare analyserades angående hur båda VTI påverkade slagvolymberäkningen.Resultatet visade att automatiska VTI gav högre värde än manuella VTI och resulterade med högre slagvolymvärden. Skillnaderna var signifikanta eftersom p-värdena var motsvarande 0,002 och 0,003. Metoderna hade dock en bra korrelation (r=0,950 för VTI, r=0,984 för SV).Vidare forskning behövs för att kunna avgöra om den manuella metoden kan ersättas med den automatiska.

<p>En körsimulator är en modellkonstruktion som ska efterlikna ett verkligt fordon. Den körsimulator som finns vid Statens väg- och transportforskningsinstitut, VTI, bygger på en riktig fordonskaross och ett avancerat rörelsesystem. Omgivningen simuleras och visas för föraren på tre skärmar. I dagsläget finns ingen modell för generering och simulering av trafik till VTIs körsimulator. Syftet med detta examensarbete var att ta fram en sådan modell. </p><p>En del av examensarbetet var att undersöka förekomsten av modeller för generering och simulering av trafik till körsimulatorer i världen. Resultatet av undersökningen är att det åtminstone finns tio sådana modeller. </p><p>Den modell som konstruerats för att generera och simulera trafik är giltig för en rak, torr och plan fyrfältig motorväg utan på- och avfarter. Den konstruerade modellen har döpts till <i>Intelligent Traffic Generator</i>, INTRAG. Modellen för att generera trafiken bygger på tre olika typer av områden. De tre typerna är: simulerat område, kandidatområde samt genereringsområde. I det simulerade området, området närmast simulatorn, simuleras fordonen enligt detaljerade modeller för förar- och fordonsbeteenden. De förar- och fordonsmodeller som används i modellen för <i>car-following</i>, körfältsbyten samt acceleration bygger till stor del på modellen <i>Traffic Performance on Major Arterials</i>, TPMA, och VTIs trafiksimuleringsmodell. Det finns även modeller för retardation, transformation av ideal hastighet samt hur förare kommunicerar med körriktningsvisare och bromsljus. Kandidatområdena är de områden som omger det simulerade området. De fungerar som en buffert av fordon. I dessa områden uppdateras fordonen sällan och inte enligt några modeller för förar- och fordonsbeteenden. Det finns två genereringsområden, ett i slutet av respektive kandidatområde. I dessa områden genereras nya fordon. </p><p>Förutom att konstruera en modell för att generera och simulera trafik till en körsimulator bestod uppgiften i att ta fram ett upplägg för hur kommunikationen mellan modellen och körsimulatorn ska se ut. Kommunikationen i det framtagna upplägget sker över intranät med internetprotokollet IP och transportprotokollet UDP. De paket som skickas mellan modellen och körsimulatornpaketeras efter en framtagen struktur. </p><p>Modellen har implementerats i programmeringsmiljön Borland Delphi 5. För att kunna testköra modellen skapades en applikation som fungerar som ett substitut för en körsimulator. Substitutet har även använts vid verifiering och validering av modellen. Vid verifieringen framkom att det uppmätta flödet i modellen i medel ligger mellan 3,6 och 9,9 % för lågt. Detta beror troligen på dåliga mätmetoder. För övrigt verkar modellen vara korrekt implementerad. Modellen har inte kunnat testköras mot VTIs körsimulator. De testkörningar som genomförts med körsimulatorsubstitutet har dock givit en indikation på att modellen är en bra avbildning av verkligheten.</p> / ISRN/Report code: LiU-TEK-LIC- 2005:58

<p>The driving simulator is a vital tool for much of the research performed at theSwedish National Road and Transport Institute (VTI). Currently VTI posses three driving simulators, two high fidelity simulators developed and constructed by VTI, and a medium fidelity simulator from the German company Dr.-Ing. Reiner Foerst GmbH. The two high fidelity simulators run the same simulation software, developed at VTI. The medium fidelity simulator runs a proprietary simulation software. At VTI there is a wish to integrate the medium fidelity Foerst Trainer simulator hardware into the VTI simulation software environment. This would increase research, development and maintanance flexibility and simulator availability since development and research could be performed on one additional simulator. Anintegration would lead to a homogenous software environment that also decreasesdevelopment, maintanance and training costs.To integrate the Foerst Trainer simulator and the VTI simulation software to communicate a program that translates and relays input and output between the two was developed. An assessment of the hardware-software integration was performed through an experiment where the high fidelity Simulator 3 and the medium fidelity Foerst Trainer simulator were compared. The experiment was designed to measure the participants driving performances and the perceived realism of the simulator. The results of the experiment shows that there is suprisingly small differences between the simulators, but more research is needed for more conclusive results.</p>

The driving simulator is a vital tool for much of the research performed at theSwedish National Road and Transport Institute (VTI). Currently VTI posses three driving simulators, two high fidelity simulators developed and constructed by VTI, and a medium fidelity simulator from the German company Dr.-Ing. Reiner Foerst GmbH. The two high fidelity simulators run the same simulation software, developed at VTI. The medium fidelity simulator runs a proprietary simulation software. At VTI there is a wish to integrate the medium fidelity Foerst Trainer simulator hardware into the VTI simulation software environment. This would increase research, development and maintanance flexibility and simulator availability since development and research could be performed on one additional simulator. Anintegration would lead to a homogenous software environment that also decreasesdevelopment, maintanance and training costs.To integrate the Foerst Trainer simulator and the VTI simulation software to communicate a program that translates and relays input and output between the two was developed. An assessment of the hardware-software integration was performed through an experiment where the high fidelity Simulator 3 and the medium fidelity Foerst Trainer simulator were compared. The experiment was designed to measure the participants driving performances and the perceived realism of the simulator. The results of the experiment shows that there is suprisingly small differences between the simulators, but more research is needed for more conclusive results.

En körsimulator är en modellkonstruktion som ska efterlikna ett verkligt fordon. Den körsimulator som finns vid Statens väg- och transportforskningsinstitut, VTI, bygger på en riktig fordonskaross och ett avancerat rörelsesystem. Omgivningen simuleras och visas för föraren på tre skärmar. I dagsläget finns ingen modell för generering och simulering av trafik till VTIs körsimulator. Syftet med detta examensarbete var att ta fram en sådan modell. En del av examensarbetet var att undersöka förekomsten av modeller för generering och simulering av trafik till körsimulatorer i världen. Resultatet av undersökningen är att det åtminstone finns tio sådana modeller. Den modell som konstruerats för att generera och simulera trafik är giltig för en rak, torr och plan fyrfältig motorväg utan på- och avfarter. Den konstruerade modellen har döpts till Intelligent Traffic Generator, INTRAG. Modellen för att generera trafiken bygger på tre olika typer av områden. De tre typerna är: simulerat område, kandidatområde samt genereringsområde. I det simulerade området, området närmast simulatorn, simuleras fordonen enligt detaljerade modeller för förar- och fordonsbeteenden. De förar- och fordonsmodeller som används i modellen för car-following, körfältsbyten samt acceleration bygger till stor del på modellen Traffic Performance on Major Arterials, TPMA, och VTIs trafiksimuleringsmodell. Det finns även modeller för retardation, transformation av ideal hastighet samt hur förare kommunicerar med körriktningsvisare och bromsljus. Kandidatområdena är de områden som omger det simulerade området. De fungerar som en buffert av fordon. I dessa områden uppdateras fordonen sällan och inte enligt några modeller för förar- och fordonsbeteenden. Det finns två genereringsområden, ett i slutet av respektive kandidatområde. I dessa områden genereras nya fordon. Förutom att konstruera en modell för att generera och simulera trafik till en körsimulator bestod uppgiften i att ta fram ett upplägg för hur kommunikationen mellan modellen och körsimulatorn ska se ut. Kommunikationen i det framtagna upplägget sker över intranät med internetprotokollet IP och transportprotokollet UDP. De paket som skickas mellan modellen och körsimulatornpaketeras efter en framtagen struktur. Modellen har implementerats i programmeringsmiljön Borland Delphi 5. För att kunna testköra modellen skapades en applikation som fungerar som ett substitut för en körsimulator. Substitutet har även använts vid verifiering och validering av modellen. Vid verifieringen framkom att det uppmätta flödet i modellen i medel ligger mellan 3,6 och 9,9 % för lågt. Detta beror troligen på dåliga mätmetoder. För övrigt verkar modellen vara korrekt implementerad. Modellen har inte kunnat testköras mot VTIs körsimulator. De testkörningar som genomförts med körsimulatorsubstitutet har dock givit en indikation på att modellen är en bra avbildning av verkligheten. / ISRN/Report code: LiU-TEK-LIC- 2005:58

The safety requirements for vehicles are today high and they will become more stringent in the future. The car companies test their products every day to ensure that safety requirements are met. These tests are often done by professional drivers. If the car is tested in an everyday traffic situation, a normal experienced driver is desired. A drawback is that a human will eventually learn the manoeuvre he/she is told to do. An artificial driver is therefore to prefer to make the test repeatable. This thesis’ purpose is to develop and implement an artificial driver as a controller in order to follow a predefined trajectory. The driver model’s performance driving a double lane change manoeuvre should be as close to a real driver’s as possible. Data was gathered by inviting people to drive in a simulator. The results from the simulator tests were used to implement three different drivers with different experiences. The gathered data was used to categorize the test drivers into different driver types for each specific velocity by using the vehicle position from thetest results. This thesis studies the driver from a controller’s perspective and it resulted in two implemented controllers for reference tracking. The first approach was a Model Predictive Controller with reference tracking and the other approach was to use a FIR-filter in order to describe the drivers’ characteristics. A vehicle model was implemented in order to do the double lane change manoeuvre in a simulation environment together with the implemented driver model. The results show that the two approaches can be used for reference tracking. The MPC showed good results with the recreation of the test runs that were made by the categorized drivers. The FIR-filter had problems to mimic the drivers’ test runs and their characteristics. The advantage with MPC is its robustness, while the advantages with the FIR-filter are its, in comparison, simplicity in the implementation and the algorithm’s low computational cost. In order to make the FIR-filter more robust, some improvements have to be made. One improvement is to use gain scheduling in order to adjust the filter coefficients depending on thevelocity. / De säkerhetskraven som idag ställs på fordon är höga och det kommer bli mer strikt i framtiden. Bilföretag testar sina bilar varje dag för att se om komponenterna och bilen klarar säkerhetskraven som ställs. Till dessa tester används professionella testförare. I en vardaglig trafiksituation är det önskvärt att en normalt erfaren bilförare utför testen. En mänsklig förare kommer använda sin inlärningsförmåga vid repeterande manöver, vilket inte är önskvärt. En artificiell förare är därför att föredra. Den artificiella föraren ska köra så likt en verklig förare som möjligt vid en "double lane change"- (DLC) manöver. Detta examensarbete har som avsikt att implementera en förare som en regulator för att kunna följa en förutbestämd trajektoria på samma sätt som en verklig förare. I detta examensarbete har "DLC"-manövern studerats. I examensarbetet har insamlad data från testförare använts för att kunna implementera tre olika förartyper med olika erfarenheter. Den insamlade datan användes till att kategorisera testförarna för varje särskild hastighet. Två tillvägagångssätt har gjorts med föraren, en där föraren är en modellbaserad prediktionsregulator med referensignalsföljning (MPC) och en där föraren implementeras som ett ändligt impulssvarsfilter (FIR-filter). En fordonsmodell har implementerats för att en "DLC"-manöver ska kunna testas i en simuleringsmiljö. Resultaten blev att de två metoderna klarade av referensföljningen. MPC:n var bra på att återskapa testförararnas körningar. FIR-filtret hade problem med att härma förarnas körningar och deras karaktäristik. Fördelen med MPC är dessrobusthet och fördelen med FIR-filtret är dess, i jämförelse, simplicitet vid implementering samt den låga beräkningskostnaden för algoritmen. För att göra FIR-filtret mer robust måste förbättringar göras. En förbättring är att använda gain scheduling för att anpassa filterkoefficienterna beroende på hastigheten.