<p>I en obemannad flygfarkost måste datorer ta över pilotens förmåga att värdera risker och undvika kollisioner. På algoritmnivå brukar man dela in problemet i tre delar: Upptäckt och estimering av inblandade farkosters positioner och hastigheter, kollisionsriskberäkning och slutligen undanmanöver.</p><p>Saabs arbete med obemannade farkoster har tidigare berört kollisionsundvikning lite ytligt men nu börjat på större allvar. Det här examensarbetet är en del i denna satsning och har resulterat i ett sätt att beräkna kollisionsrisken samt ett sätt att beräkna en undanmanöver, givet att de inblandade farkosternas positioner och hastigheter är kända. </p><p>I examensarbetet behandlas parvisa kollisionsscenarier mellan ickekommunicerande farkoster givet två olika fall. Dels där den främmande farkostens position skattats väl, dels där den främmande farkostens position skattats sämre. En enkel simuleringsmiljö har utvecklats, där två algoritmer för beräknandet av kollisionsrisken, en för varje fall, testats samtidigt som undanmanövern testats för en mängd kollisionsscenarier. Givet att den främmande farkostens position skattats väl behöver den obemannade farkosten cirka 6 s på sig för att kunna undvika en kollision. I fallet där den främmande farkostens position skattats sämre kan vi beräkna kollisionsrisken och i vissa fall sluta oss till hur farkosterna är orienterade och därigenom göra ett undanmanöverval.</p> / <p>Saabs work with unmanned aerial vehicles has only scratched the surface of collision avoidance, but is now advancing. This master thesis sheds light on some parts of the collision avoidance problem and has resulted in an innovative way to calculate the risk of collision and a way to determine an avoidance maneuver.</p><p>In this master thesis collision scenarios between non-communicating vehicles are being looked upon in pairs, given two different sets of data. Good estimates of the unknown vehicles position and unsatisfying position estimate. Through the development of a simple simulation environment, two algorithms, one for each set of data, has been tested simultaneously with tests of the collision avoidance maneuver for several collision scenarios. Given a good estimate of the unknown aerial vehicles position, the unmanned vehicle need approximately 6 seconds to act to avoid a collision. For the case with unsatisfactory estimate of the unknown vehicle the risk of collision can be calculated and in some cases the orientation of the aerial vehicles and thus a choice of avoidance maneuver can be made.</p>

I en obemannad flygfarkost måste datorer ta över pilotens förmåga att värdera risker och undvika kollisioner. På algoritmnivå brukar man dela in problemet i tre delar: Upptäckt och estimering av inblandade farkosters positioner och hastigheter, kollisionsriskberäkning och slutligen undanmanöver. Saabs arbete med obemannade farkoster har tidigare berört kollisionsundvikning lite ytligt men nu börjat på större allvar. Det här examensarbetet är en del i denna satsning och har resulterat i ett sätt att beräkna kollisionsrisken samt ett sätt att beräkna en undanmanöver, givet att de inblandade farkosternas positioner och hastigheter är kända. I examensarbetet behandlas parvisa kollisionsscenarier mellan ickekommunicerande farkoster givet två olika fall. Dels där den främmande farkostens position skattats väl, dels där den främmande farkostens position skattats sämre. En enkel simuleringsmiljö har utvecklats, där två algoritmer för beräknandet av kollisionsrisken, en för varje fall, testats samtidigt som undanmanövern testats för en mängd kollisionsscenarier. Givet att den främmande farkostens position skattats väl behöver den obemannade farkosten cirka 6 s på sig för att kunna undvika en kollision. I fallet där den främmande farkostens position skattats sämre kan vi beräkna kollisionsrisken och i vissa fall sluta oss till hur farkosterna är orienterade och därigenom göra ett undanmanöverval. / Saabs work with unmanned aerial vehicles has only scratched the surface of collision avoidance, but is now advancing. This master thesis sheds light on some parts of the collision avoidance problem and has resulted in an innovative way to calculate the risk of collision and a way to determine an avoidance maneuver. In this master thesis collision scenarios between non-communicating vehicles are being looked upon in pairs, given two different sets of data. Good estimates of the unknown vehicles position and unsatisfying position estimate. Through the development of a simple simulation environment, two algorithms, one for each set of data, has been tested simultaneously with tests of the collision avoidance maneuver for several collision scenarios. Given a good estimate of the unknown aerial vehicles position, the unmanned vehicle need approximately 6 seconds to act to avoid a collision. For the case with unsatisfactory estimate of the unknown vehicle the risk of collision can be calculated and in some cases the orientation of the aerial vehicles and thus a choice of avoidance maneuver can be made.

In Abisko National Park there are a numberof weather stations. To be able toretrieve the data from the nodes in thefuture a Quadrocopter-prototype has beendeveloped during this master thesisproject as a first step. A quadrocopter isa helicopter with four rotors placed in across formation. The quadrocopter cannavigate autonomous between different GPSpositionsthat are updated during flighttrough Xbee-modules. All levels fromsources code, design of the electronics todevelopment of the chassis was performedduring the project. During GPS-navigationthe quadrocopter can achieve a stationaryposition with a mean stationary offset ofless than 0.5 meters even in light winds. / I Abisko Nationalpark finns det ett antal väderstationer. För att på sikt kunna läsa av väderdata från dessa har en quadrocopter-prototyp utvecklats i detta examensarbete. En quadrocopter är en helikopter med fyra rotorer placerade i ett kryss. Quadrocoptern kan navigera autonomt mellan olika GPS-positioner som ges trådlöst via Xbee-moduler. Alla nivåer från källkod, design av elektronik till utformning och tillverkning av chassit har gjorts inom detta projekt. Vid GPS-navigering kan quadrocoptern uppnå en stationär position med en medelvärdesavvikelse mindre än 0.5 meter trots lättare vindar.

As Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are getting more popular and their area of use is expanding rapidly, the security aspect becomes important to investigate. This thesis is a systematic literature review that examines which type of cyber attacks are most common among attacks directed at civilian use UAVs and what consequences they bring. All cyber attacks presented in the report are categorized using the STRIDE threat model, which risk they pose and what equipment is required for the adversary to follow through with the attack. The findings are that Spoofing and Denial of Service attacks are the most common cyber attack types against UAVs and that hijacking and crashing are the most common results of the attacks. No equipment that is difficult to access is required for either of the attack types in most cases, making the result an indicator that the security state for civilian use UAVs today needs improving. / Obemannade luftburna farkoster (OLF) blir mer vanliga allteftersom deras användningsområde utökas, vilket innebär att cybersäkerhetsaspekten behöver studeras. Detta arbete är en systematisk litteraturstudie som undersöker vilka typer av cyberattacker riktade mot drönare som är vanligast och vilka risker de medför. Attackerna i rapporten är kategoriserade med hjälp av metoden STRIDE samt efter vilka mål attackerna haft och vilken utrustning som krävs. Resultatet är att Spoofing och Denial of Service-attacker är vanligast och att de medför att attackeraren kan kapa eller krascha drönaren. Ingen svåråtkomlig utrustning krävs för någon av dessa attacktyper vilket indikerar att säkerhetsläget för civila drönare behöver förbättras.

In the year of 2017 in October a strange object with a hyperbolic trajectory was observed in our solar system. There were several hypotheses that scientists used to try to explain what kind of an object it was, but no one could, according to the scientific community as a whole, perpetuate any of these explanations as accepted consensus. One of the scientists who had an interest in this object is Professor Avi Loeb at Harvard University. He wrote and published a popular scientific book called “Extraterrestrial”. In this book Loeb make quite a few arguments that are backing up his hypothesis that this object is no ordinary asteroid or comet, it is in fact a relic from an advanced, technological, alien civilization which originates from a solar system far away from our own. Many people in the scientific community have not accepted these views by Loeb and one of them is Jonathan I. Katz who challenges Loeb’s hypothesis directly. Loeb on the other hand believes that the general resistance to his views is founded in the usual conservatism and that many scientists are afraid to advocate for something like this and risk their credibility and careers. / I oktober 2017 blev ett intressant objekt observerat i vårt solsystem. Det presenterades flera olika hypoteser av forskare som försökte förklara vad för typ av objekt detta var men ingen av dessa kunde ena hela den vetenskapliga gemenskapen och ingen konsensus kunde således uppnås. En av vetenskapsmännen som uppvisade ett intresse för detta objekt är en professor från Harvard University vid namn Avi Loeb.  Han skrev en populärvetenskaplig bok som heter ”Utomjordiskt”. I denna bok presenterar Loeb flera argument som har som syfte att stärka hypotesen att detta inte är någon vanlig asteroid eller komet, det är en kvarleva från en avancerad, teknologisk, utomjordisk civilisation, som härstammar från ett solsystem långt ifrån vårt eget. Den här ståndpunkten som Loeb uppvisar har blivit utmanad av flera fysiker inom vetenskapsvärlden inte minst av astrofysikern Jonathan. I Katz. Själv menar Loeb att detta generella motstånd beror på gammal konservatism hos flera vetenskapsmän som inte vågar sticka ut hakan och således riskera att skada anseende såväl som karriär.

Sjöräddningssällskapet (SSRS) är en frivillig organisation som står för majoriteten av alla sjöräddningsinsatser i Sverige. Det senaste året har verksamheten fått en ökad mängd uppdrag till följd av bland annat att fler svenskar väljer att fira somrarna hemma i Sverige.Mitt examensarbete kretsar kring hur man med hjälp av modern teknik kan utforma en fjärrstyrd räddningsfarkost som kan underlätta för Sjöräddningssällskapet under mindre akuta uppdrag, så kallade medlemsuppdrag, eller förebyggande räddningsinsatser som dom även kallas. Dessa uppdrag utgör majoriteten av verksamhetens samtliga uppdrag. Arbetet har genomförts i samarbete med Sjöräddningssällskapet och har följt en klassisk designmetodik som utgår ifrån undersökningar och intervjuer med personer som berör det valda problemområdet, i syfte att ge arbetet en relevant och gedigen grund. / Swedish Sea Rescue Society (SSRS) is a voluntary organization that is responsible for the majority of all sea rescue missions in Sweden. In the past year, the organization has received an increased number of mission as a result of, among other things, more Swedes choosing to celebrate summers at home in Sweden.My thesis revolves around how to use modern technology in order to design a remotely controlled rescue vessel that can facilitate the Swedish Sea Rescue Society during less urgent missions, so-called membership missions, or preventive rescue missions as they are also called. These missions make up the majority of the organizations missions. The project has been carried out in collaboration with the Swedish Sea Rescue Society and has followed a classic design methodology based on research and interviews with people who touch on the chosen problem area, in order to give the project a relevant and solid foundation.

A unique Unmanned Aerial Manipulator (UAM), also termed an aerial robot, is the subject of this thesis. A UAM is composed of a floating base attached to a manipulator that enables it to interact physically with the environment. The floating base is an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) and the manipulator is defined as a two-cable underactuated Cable Driven Parallel Robot (CDPR). This specific design of a UAM is, to the author’s best knowledge, a novel concept. The thesis is done in collaboration with Airforestry, a company currently developing a solution for aerial forest thinning aiming to provide a more sustainable and efficient way to thin forests. Forest thinning today involves using heavy ground equipment that can cause damage to the surrounding environment and climate. The solution includes a UAV hovering over a chosen tree and attaching a tool (the manipulator) to it, cutting it, lifting it, and then transporting it. The thesis presents a planar model, control method, and simulation of the UAM system. The kinematic and dynamic models of the UAM are derived. A Proportional-Derivative (PD) controller is implemented for flying the UAV and another for controlling the cables. The model is simulated and examined by commanding the UAM to specific set-points under different circumstances such as comparing the UAV flying with and without the tool, changing the length of the cables, and changing the placement of the manipulators Center of Mass (CoM). Overall, the degree project provides a solid model foundation for the specific UAM which can be built upon and further improved. / En specifik Obemannad Flygande Manipulator (UAM), även kallad en flygande robot, är ämnet för denna avhandling. En UAM består av en flytande bas som är fäst vid en manipulator, vilket gör det möjligt för den att interagera med omgivningen. Den flytande basen är ett Obemannat Flygfordon (UAV) och manipulatorn definieras som en tvåkabel-aktuerad kabeldriven parallellrobot (CDPR). Denna specifika design av en UAM är, enligt författarens bästa kunskap, ett nytt koncept. Avhandlingen utförs i samarbete med Airforestry, ett företag som för närvarande utvecklar en lösning för skogsavverkning från luften i syfte att erbjuda ett mer hållbart och effektivt sätt att tunna ut skogar. Skogsavverkning idag innebär användning av tunga markmaskiner som kan skada den omgivande miljön och klimatet. Lösningen inkluderar en UAV som svävar över ett valt träd och fäster ett verktyg (manipulatorn) på det, skär det, lyfter det och transporterar det sedan bort. Avhandlingen presenterar en planarmodell, kontrollmetod och simulering av UAM-systemet. De kinematiska och dynamiska modellerna för UAM härleds. En proportionell-derivativ (PD) kontroller implementeras för att styra UAV:n och en annan för att kontrollera kablarna. Modellen simuleras och undersöks genom att styra UAM:n till specifika målpunkter under olika omständigheter, såsom att jämföra UAV-flygning med och utan verktyget, ändra längden på kablarna och ändra placeringen av manipulatorns masscentrum (CoM).svis ger examensarbetet en stabil modellgrund för den specifika UAM:n, som kan byggas vidare och förbättras.