Denna rapport behandlar konstruktion och testning av ett modul- och haptikbaserat navigeringssystem avsett för synnedsatta. Projektet har delvis finansierats av Ögonfonden och har utförts vid Umeå universitet. Idén om haptikbaserade navigeringssystem är inte ny och arbetet har därför lutat sig mot tidigare forskning, exempelvis forskning utförd av Daniel Innala Ahlmark et al. vid Luleå tekniska universitet. Det som dock inte hittas vid granskning av tidigare forskning är en modulbaserad implementering. Uppsatta krav inkluderar skapande av en sensormodul med rimlig spatial upplösning, en vibrationsmodul som avkodar synfältet samt att en pilotstudie som testar dessa moduler skulle upprättas. Modulerna bestod bland annat av mikrokontrollern STM32L072KZT6 och lasersensorn VL53L5CX. Bluetooth har använts för att skapa en trådlös UART-brygga mellan modulerna. Prototypen skapades på perfboards och mjukvaran skrevs i C. Resultat från pilotstudien visade att testpersonerna kände tillit till systemet samt fann det hjälpsamt vid navigering. Ingen tidsvinst kunde dock observeras. Avslutningsvis har detta arbete visat att det är möjligt att skapa ett modul- och haptikbaserat navigeringssystem men att vidareutveckling krävs för att realisera detta. Vad som behöver göras för att öka prestandan i just denna modulbaserade implementering har dock konstaterats. / This paper describes the construction and testing of a module and haptic based navigation system aimed for visually impaired persons. The project is partly founded by Ögonfonden and has been carried out at Umeå University. Research in haptic based navigation systems isn’t entirely new and thus the project has looked into previous research for instance the one performed by Daniel Innala Ahlmark et al. at Luleå University of Technology. However, no module based approach has been found when reviewing previous research. Set criteria for the project includes the creation of a sensor module with acceptable spatial resolution, a haptic module decoding the field of view and a pilot study testing the system. The modules include components such as the microcontroller STM32L072KZT6 and the laser sensor VL53L5CX. Bluetooth was used to create a wireless UART bridge between the modules. The prototype was constructed on perfboards and the software was written in C. Results from the pilot study shows that the test persons felt a trust for the system and found it helpful for navigating. However, no time gain was found. Finally, this project has shown that it’s possible to create a modular haptic based navigation system, however, more development is needed to actualize this. Nonetheless, what needs to be done to increase the performance in this particular module based implementation is evident.

Att finna platsen - en kvalitativt studie med barn i fokus, i samarbete med planprogrammet Odlaren i Eskilstuna, är ett examensarbete inom informationsdesign och rumslig gestaltning. Studiens syfte har varit att undersöka hur en plats kan gestaltas med barnens önskemål och behov i fokus, samt hur platsen kan informera och kommunicera med barnen om hur den ska användas. Fokus ligger också på att undersöka hur navigering kan formges för att bli läsbart och läsligt för användarna. Det metodiska arbetet har innefattat observationer/platsanalyser, dialogmöten med barn och workshops samt semistrukturerade intervjuer. Urvalet av metoder genomfördes för att skapa en uppfattning om användarnas önskemål och behov, undersöka vad användarna ansåg bör finnas i de olika zonerna. Kunskap från relevanta yrkeskunniga personer finns också kopplat till studien. Studien har baserats på insamlad empiri och data, sammankopplad med teori har den resulterat i gestaltningsförslaget. Syftet med förslaget är att visa hur en lekplats med olika zoner för olika definierade aktiviteter kan utformas. Barnens åsikter och önskemål har gjort avtryck på navigationssystemet och platsens utformning i sig. I studien har barnen har varit delaktiga i utformningen av en framtida lekmiljö utomhus, här ska vikten av att påverka inte underskattas. Användarnas röster inkluderas i samhällets demokratiska process samtidigt som de bidrar till tillgängligheten men även till förbättrad hälsa och andra önskvärda sociala parametrar, precis som sällskaplighet och en känsla av bidrag och möjlighet till inflytande i utvecklingen. Men givetvis också den frihet och trygghet som en god lekmiljö ger både barn och föräldrar och andra.

I denna uppsats presenteras en jämförande studie av tre gators rumsliga begriplighet (intelligibility). Studieobjekten är Trollebergsvägen, Karl XI-gatan och Öresundsvägen i Lund. Öresundsvägen är föremål för exploatering under kommande år. Här kommer det att skapas en mängd olika byggnader där olika grupper i samhället kan bosätta sig och leva. En rad nya företag kommer att etablera sig. I uppsatsen används det kvantitativa verktyget Space syntax tillsammans med kvalitativa fallstudier för att mäta den rumsliga orienteringsförmågan på dessa gator. Bill Hillier har funnit ett samband mellan integration och connectivity som han menar påverkar begripligheten av en viss rumslig struktur för människan. Han har kallat korrelationen för intelligibility- rumslig begriplighet. I uppsatsen jämförs Space syntax analyser med fallstudier för att utröna om Hilliers teori stämmer och för att därmed försöka bidra till utvecklingen av verktyg för att mäta rumslig navigering i urbana miljöer. Resultat är att använda båda analysmetoderna tillsammans vid mätningen av intelligibility. / In this paper we introduce a comparative study on three streets’ intelligibility. The study objects are Trollebergsvägen, Karl XI gata and Öresundsvägen in Lund, Sweden. Öresundsvägen is under negotiation for development in coming years. Here, there will be a variety of building structures allowing mixed social groups to live side by side and also businesses established close to the inhabitants. We have used the quantitative method Space syntax and the qualitative data of case studies to measure the intelligibility of these streets. Since Bill Hillier has found a correlation between integration and connectivity to affect the intelligibility that local and global streets produce, we will compare Space syntax analysis with the qualitative case studies in order to investigate and evaluate Hillier’s claims. In doing so we do two Space syntax analysis of integration and connectivity of the city with tables showing values for the streets. Results of this study shows that these two types of analysis would give a better understanding of intelligibility when are used.

The adoption of small-size Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in the commercial and professional sectors is rapidly growing. The miniaturisation of sensors and processors, the advancements in connected edge intelligence and the exponential interest in Artificial Intelligence (AI) are boosting the affirmation of autonomous nano-size drones in the Internet of Things (IoT) ecosystem. However, achieving safe autonomous navigation and high-level tasks like exploration and surveillance with these tiny platforms is extremely challenging due to their limited resources. Lightweight and reliable solutions to this challenge are subject to ongoing research. This work focuses on enabling the autonomous flight of a pocket-size, 30-gram platform called Crazyflie in a partially known environment. We implement a modular pipeline for the safe navigation of the nano drone between waypoints. In particular, we propose an AI-aided, vision-based reactive planning method for obstacle avoidance. We deal with the constraints of the nano drone by splitting the navigation task into two parts: a deep learning-based object detector runs on external hardware while the planning algorithm is executed onboard. For designing the reactive approach, we take inspiration from existing sensorbased navigation solutions and obtain a novel method for obstacle avoidance that does not rely on distance information. In the study, we also analyse the communication aspect and the latencies involved in edge offloading. Moreover, we share insights into the finetuning of an SSD MobileNet V2 object detector on a custom dataset of low-resolution, grayscale images acquired with the drone. The results show the ability to command the drone at ∼ 8 FPS and a model performance reaching a COCO mAP of 60.8. Field experiments demonstrate the feasibility of the solution with the drone flying at a top speed of 1 m/s while steering away from an obstacle placed in an unknown position and reaching the target destination. Additionally, we study the impact of a parameter determining the strength of the avoidance action and its influence on total path length, traversal time and task completion. The outcome demonstrates the compatibility of the communication delay and the model performance with the requirements of the real-time navigation task and a successful obstacle avoidance rate reaching 100% in the best-case scenario. By exploiting the modularity of the proposed working pipeline, future work could target the improvement of the single parts and aim at a fully onboard implementation of the navigation task, pushing the boundaries of autonomous exploration with nano drones. / Användningen av små obemannade flygfarkoster (UAV) inom den kommersiella och professionella sektorn ökar snabbt. Miniatyriseringen av sensorer och processorer, framstegen inom connected edge intelligence och det exponentiella intresset för artificiell intelligens (AI) ökar användningen av autonoma drönare i nanostorlek i ekosystemet för sakernas internet (IoT). Att uppnå säker autonom navigering och uppgifter på hög nivå, som utforskning och övervakning, med dessa små plattformar är dock extremt utmanande på grund av deras begränsade resurser. Lättviktiga och tillförlitliga lösningar på denna utmaning är föremål för pågående forskning. Detta arbete fokuserar på att möjliggöra autonom flygning av en 30-grams plattform i fickformat som kallas Crazyflie i en delvis känd miljö. Vi implementerar en modulär pipeline för säker navigering av nanodrönaren mellan riktpunkter. I synnerhet föreslår vi en AI-assisterad, visionsbaserad reaktiv planeringsmetod för att undvika hinder. Vi hanterar nanodrönarens begränsningar genom att dela upp navigeringsuppgiften i två delar: en djupinlärningsbaserad objektdetektor körs på extern hårdvara medan planeringsalgoritmen exekveras ombord. För att utforma den reaktiva metoden hämtar vi inspiration från befintliga sensorbaserade navigeringslösningar och tar fram en ny metod för hinderundvikande som inte är beroende av avståndsinformation. I studien analyserar vi även kommunikationsaspekten och de svarstider som är involverade i edge offloading. Dessutom delar vi med oss av insikter om finjusteringen av en SSD MobileNet V2-objektdetektor på en skräddarsydd dataset av lågupplösta gråskalebilder som tagits med drönaren. Resultaten visar förmågan att styra drönaren med ∼ 8 FPS och en modellprestanda som når en COCO mAP på 60.8. Fältexperiment visar att lösningen är genomförbar med drönaren som flyger med en topphastighet på 1 m/s samtidigt som den styr bort från ett hinder som placerats i en okänd position och når måldestinationen. Vi studerar även effekten av en parameter som bestämmer styrkan i undvikandeåtgärden och dess påverkan på den totala väglängden, tidsåtgången och slutförandet av uppgiften. Resultatet visar att kommunikationsfördröjningen och modellens prestanda är kompatibla med kraven för realtidsnavigering och ett lyckat undvikande av hinder som i bästa fall uppgår till 100%. Genom att utnyttja modulariteten i den föreslagna arbetspipelinen kan framtida arbete inriktas på förbättring av de enskilda delarna och syfta till en helt inbyggd implementering av navigeringsuppgiften, vilket flyttar gränserna för autonom utforskning med nano-drönare.

<p>Precis som många andra domäner har frivilligorganisationen Sjöräddningssällskapet (SSRS) påverkats mycket av den tekniska utvecklingen som skett de senaste decennierna. Den har bland annat inneburit att SSRS båtar har fått mer och mer högteknologisk utrustning. Samtidigt har de frivilliga sjöräddarnas kompetens och kraven på deras kompetens, förändrats i takt med att den svenska fiskeflottan förminskats. Idag består SSRS aktiva medlemmar av personer med huvudsysselsättning bortom den marina domänen. Den här studien gör en bred kartläggning över organisationen för att kunna jämföra förhållanden mellan vilka uppgifter och mål som finns hos SSRS med vilken teknik som finns tillgänglig och hur arbetet utförs i praktiken. En systemsyn har tillämpats på systemet operatör och båt. Etnografisk metod har använts för att samla in data till kartläggningen. En funktionell mål‐ medelanalys har sedan använts för att analysera vilka uppgifter och mål som finns i systemet. Den jämförande analysen visar att organisationen skiljer sig åt i teorin och praktiken. Skillnaderna ligger bland annat i på vilket sätt framförandet av båtarna sker och hur rollfördelningen på ombord ser ut.</p>

This thesis is concerned with development of a navigation algorithm primarily for the aircraft fighter SAAB JAS 39 Gripen, in swarms of other units. The algorithm uses information from conventional navigation systems and additional information from a radio data link as aiding information, relative range measurements. As the GPS can get jammed, this group tracking solution can provide an increased navigation performance in these conditions. For simplicity, simplified characteristics are used in the simulations where simple generated trajectories and measurements are used. This measurement information can then be fused by using filter theory applied from the sensor fusionarea with statistical approaches. By using the radio data link and the external information sources, i.e. other aircraft and different types of landmarks with often good performance, navigation is aided when the GPS is not usable, at e.g. hostile GPS conditions. A number of scenarios with operative sense of reality were simulated for verifying and studying these conditions, to give results with conclusions. / Det här examensarbetet syftar till utveckling av en algoritm för navigering, primärt för stridsflygplanet SAAB JAS 39 Gripen, i svärmar av andra enheter. Algoritmen använder information från konventionella navigeringssystem och ytterligare information från en radiodatalänk som ger understödjande information, relativa avståndsmätningar. Då den förlitade GPS:en kan störas ut, kan denna gruppspårande lösning öka navigeringsprestandan i dessa förhållanden. För enkelhetens skull, används förenklade karaktäristiker i simuleringarna där enkla genererade trajektorier och mätningar används. Denna mätinformation kan sedan ihopviktas genom att använda filterteori från statistisk sensorfusion. Genom att använda radiodatalänkar och den tillförda informationen från externa informationskällor, således andra flygplan och olika typer av landmärken som väldigt ofta har god prestanda, är navigeringen understödd när GPS inte är användbar, t.ex. i GPS-fientliga miljöer. Ett antal scenarion med operativ verklighetsanknytning simulerades för att verifiera och studera dessa förhållanden, för att ge resultat med slutsatser. / © Daniel Magnusson.

Virtuell verklighet (VR) har under de senaste åren fått en uppsving i popularitet. Rörelsesjuka i VR har länge varit ett problem och är idag fortfarande ett stort hinder för kommersiell succé. Detta arbete ämnar till att implementera stöd för Oculus Rift i programmet Configura, och utvärdera navigering med handkontroll i en VR-miljö. Fokuset ligger på att hitta lämpliga gång- och rotationshastigheter för effektiv navigering med handkontroll, och effekten hastigheterna har på rö- relsesjuka. En användarstudie genomfördes där personer testade olika gång- och rotationshastigheter i olika tester med ökande svårighetsgrad i navigering. Resultaten från användarstudien visar på att i alla hastigheter upplevde testpersonerna allvarliga symptom av rörelsesjuka. Det fanns även indikationer att användare med lägre hastigheter presterar bättre. / Virtual Reality (VR) have risen in popularity during the last years. Motion sickness however have been a big problem and still is an obstacle for commercial success. This thesis work aims to implement VR-support in the space planning program Configura, and evaluate navigation with a controller in a VR-environment. The focus of this study is to find suitable walking and rotational speeds for effective navigation with a controller, and the effects different speeds have on motion sickness. A user study was preformed where users tested different speeds in tests with an increasingly difficulty in navigation. The results from the study shows that people had severe symptoms of motion sickness in all speeds. There were also indications that lower speeds made people perform better.

Precis som många andra domäner har frivilligorganisationen Sjöräddningssällskapet (SSRS) påverkats mycket av den tekniska utvecklingen som skett de senaste decennierna. Den har bland annat inneburit att SSRS båtar har fått mer och mer högteknologisk utrustning. Samtidigt har de frivilliga sjöräddarnas kompetens och kraven på deras kompetens, förändrats i takt med att den svenska fiskeflottan förminskats. Idag består SSRS aktiva medlemmar av personer med huvudsysselsättning bortom den marina domänen. Den här studien gör en bred kartläggning över organisationen för att kunna jämföra förhållanden mellan vilka uppgifter och mål som finns hos SSRS med vilken teknik som finns tillgänglig och hur arbetet utförs i praktiken. En systemsyn har tillämpats på systemet operatör och båt. Etnografisk metod har använts för att samla in data till kartläggningen. En funktionell mål‐ medelanalys har sedan använts för att analysera vilka uppgifter och mål som finns i systemet. Den jämförande analysen visar att organisationen skiljer sig åt i teorin och praktiken. Skillnaderna ligger bland annat i på vilket sätt framförandet av båtarna sker och hur rollfördelningen på ombord ser ut.

Detta examensarbete undersöker navigering för grupper av autonoma agenter i dataspelsmiljöer. Genom att kombinera olika styrbeteenden och beräkningsmodeller utvärderar arbetet vilken av dessa tekniker som är mest effektiv med avseende på tid och vägval i trånga spelmiljöer. En experimentmiljö har utvecklats som implementerar fyra stycken tekniker och utvärderar dessa i tre olika miljöer med 10 respektive 50 agenter som navigerar genom miljön. Som grund använder samtliga tekniker ett vägföljningsbeteende och ett flockbeteende. Det som skiljer teknikerna åt är vilken beräkningsmodell som används samt att två av teknikerna använder ett väggundvikelsebeteende. Resultatet visar att alla tekniker är användbara men att den mer avancerade beräkningsmodellen ger ett bättre resultat överlag. Väggundvikelsebeteendet bidrar också till ett bättre resultat och gör alltså nytta i de miljöer som använts. Ett problem med styrbeteenden är dock balanseringen av vikterna som används i teknikerna och det kan krävas mycket finjustering innan man får ett bra beteende.

Colour coding is seen in various forms throughout different types of media and in reallife. This study focuses on what effect colour coded visuals can have on a player in avideo game, using lights and environments deliberately coloured in a specific way togain the players attention. Results suggest that colour coding aids the player inunderstanding where to go in the game and what something means. Participantsexpressing their ability to traverse levels in the game with ease thanks to theirunderstanding of what a colour may imply. The participants selected for the test havevaried in skill, age and gender to avoid any form of bias. Further prevention of biaswas done through the between-subjects method where the subjects always started on arandom level. / Färgkodning ses i olika former inom media och verkliga livet. Denna studie fokuserarpå vad för effekt färgkodade visuella element kan ha på en spelare i ett videospel, medhjälp av ljus och miljö i ett videospel med avsiktlig färgkodning för att vägledaspelaren och fånga dennes uppmärksamhet. Resultaten föreslår att färgkodning hjälperspelaren att förstå vart de ska gå i datorspelet, samt vad något betyder. Deltagare anseratt deras förmåga att ta sig igenom spelets nivåer var enkelt tack vare deras förståelseav vad en färg kan antyda. Deltagarna valda för studien varierade i förmåga, ålder ochkön för att förhindra någon form av partiskhet. Vidare förebyggande av partiskhetgjordes via mellan-deltagare metoden, där deltagare startade på en slumpad nivå.