Publikationer från KTH
Not a member yet
57933 research outputs found
Sort by
Storskalig och effektiv optisk karakterisering av enkelfotonemitterare med hjälp av ett kvantmikroskop
No full textSingle-photon emitters (SPEs) are essential building blocks for quantum photonics. In recent decades, numerous solid-state SPEs have been discovered, offering emission across various wavelengths and operating conditions, and showing great potential for scalable quantum photonic platforms. However, realizing large-scale applications requires efficient and high-throughput characterization, which remains insufficiently explored.Here, we present a quantum microscope, which is a universal platform compatible with the investigation of different types of solid-state SPEs. By integrating super- conducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs), our system enables precise photon counting and reliable identification of individual emitters. Using this platform, we demonstrate measurements on both defects in hexagonal boron nitride (hBN) and semiconductor quantum dots, showcasing its adaptability across material systems. We further discuss methods to improve measurement efficiency, including a machine learning classifier that accelerates the selection of SPEs based on second-order auto- correlation measurements. Our work provides a versatile platform for large-scale and efficient characterization of solid-state single-photon emitters, thereby advancing the development of scalable quantum photonic systems. Enfotonsemittorer (SPE:er) är grundläggande byggstenar inom kvantfotonik. Under de senaste decennierna har ett stort antal fasta tillstånds-SPE:er upptäckts, vilka erbjuder emission vid olika våglängder och under varierande driftsförhållanden, och därmed visar stor potential för skalbara kvantfotoniska plattformar. För att möjlig- göra storskaliga tillämpningar krävs dock effektiva och höggenomströmningsmässiga karakteriseringsmetoder, vilket fortfarande är otillräckligt utforskat.Här presenterar vi ett kvantmikroskop, en universell plattform som är kompatibel med undersökningen av olika typer av fasta tillstånds-SPE:er. Genom att integrera supraledande nanotråds-enfoton-detektorer (SNSPD:er) möjliggör vårt system exakt fotonräkning och tillförlitlig identifiering av individuella emitters. Med denna plat- tform demonstrerar vi mätningar på både defekter i hexagonalt bornitrid (hBN) och halvledar-kvantprickar, vilket visar dess mångsidighet över olika materialsystem. Vi diskuterar vidare metoder för att förbättra mäteffektiviteten, inklusive en maskinin- lärningsklassificerare som påskyndar urvalet av SPE:er baserat på andragradskor- relationsmätningar. Vårt arbete tillhandahåller således en mångsidig plattform för storskalig och effektiv karakterisering av fasta tillstånds-enfotonsemittorer, och bidrar därigenom till utvecklingen av skalbara kvantfotoniska system
Kapillärelektrofores kopplad till matrisassisterad laserdesorption-joniserings-masspektrometri med flygtidsanalysator för analys av hindrade aminljusstabilisatorer
No full textPolyolefiner såsom polyeten (PE) och polypropen (PP) utgör en stor andel av den globala plastproduktionen tack vare deras kostnadseffektivitet, kemiska resistens och mekaniska mångsidighet. Däremot är dessa material mycket känsliga för fotooxidation, som främst drivs av ultraviolett (UV) strålning. Detta leder till bildande av fria radikaler, kedjebrott och förlust av strukturell integritet. Hindered Amine Light Stabilizers (HALS) är vanligt förekommande UV-stabilisatorer som motverkar denna nedbrytning genom att fungera som effektiva radikaluppfångare. Trots deras viktiga funktion är analysen av HALS fortsatt utmanande. Detta examensarbete undersöker tillämpningen av kapillärelektrofores (CE) kombinerat med Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Masspektrometri (MALDI-TOF MS) som en metod för separation och detektion av HALS. Sex HALS-substanser tillhandahållna av Norner AS studerades: HALS 2020, 944, 119, 3346, N30 och 62. En omfattande löslighetsanalys med metanol, etanol, isopropanol och acetonitril visade att samtliga HALS var lösliga i alkoholer, med undantag för HALS 62, som i stort sett var olöslig i alla testade lösningsmedel. Trettio olika bakgrundselektrolyter (BGE) designades med kombinationer av ättiksyra/myrsyra, ammoniumsalter och organiska lösningsmedel, både i vattenbaserade och icke-vattenbaserade lösningar. Kapillär zon-elektrofores (CZE) och micellär elektrokinetisk kapillär-kromatografi (MEKC) utvärderades med hjälp av ett Agilent 7100 CE-system. Flera av BGE-systemen möjliggjorde detektion av HALS genom UV-absorbans (framför allt vid 230 nm), där system med alkohol:vatten (60:40) visade de mest lovande resultaten. Trots detta var det svårt att uppnå konsekvent separation på grund av överlappande elektroforetiska mobiliteter (EPM). Dimetylsulfoxid användes som en neutral markör för att utvärdera elektroosmotiska flöden (EOF), vilket förekom i vissa BGE-system men saknades i andra. Kopplingen mellan CE och MALDI-TOF MS möjliggjorde bekräftelse av eluering för HALS 119 och 944. Metoden gav även insikt i molekylviktfördelningar, särskilt för att särskilja mellan monomera och oligomera varianter av HALS 2020, 944 och 119. Vidare forskning bör undersöka användningen av dynamiska kapillärsystem eller bufferttillsatser för att förbättra separationen av HALS med liknande EPM. Att koppla CE till elektrosprayjoniserings-masspektroskopi (ESI-MS) istället för MALDI-TOF MS kan potentiellt leda till högre upplösning, minskad kontaminationsrisk och möjliggöra automatisk provhantering. Sådana förbättringar skulle öka metodens reproducerbarhet och göra den mer lämpad för rutinmässig HALS-analys. Sammanfattningsvis visar CE-MALDI-TOF MS stor potential för kvalitativ detektion av HALS med små provvolymer, men ytterligare arbete krävs för att förbättra separationen. Dessa resultat stödjer utvecklingen av robustare analysmetoder för att spåra stabilisatorer i plast, vilket bidrar till en cirkulär ekonomi.Polyolefins, such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), constitute a major share of global plastic production due to their cost-efficiency, chemical resistance, and mechanical versatility. However, they are highly susceptible to photodegradation, primarily driven by ultraviolet (UV) radiation, which results in the formation of free radicals, chain scission, and a loss of structural integrity. Hindered Amine Light Stabilizers (HALS) are widely used UV stabilizers that mitigate degradation by acting as efficient radical scavengers. Despite their importance, HALS analysis remains analytically challenging. This thesis explores the application of Capillary Electrophoresis (CE) combined with Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF MS) as a method for HALS separation and detection. Six HALS compounds provided by Norner AS were studied: HALS 2020, 944, 119, 3346, N30, and 62. A comprehensive solubility study in methanol, ethanol, isopropanol, and acetonitrile showed that all HALS were soluble in alcohol-based solvents except HALS 62, which remained largely insoluble in all tested solvents. Thirty different background electrolyte (BGE) systems were designed using combinations of acetic/formic acid, ammonium salts, and organic solvents, in both aqueous and non-aqueous formats. Both Capillary Zone Electrophoresis (CZE) and Micellar Electrokinetic Capillary Chromatography (MEKC) were evaluated using an Agilent 7100 CE system. Several BGE systems allowed the detection of HALS via UV absorbance (notably at 230 nm), with alcohol:water (60:40) systems yielding the most promising results. Dimethyl sulfoxide was used as a neutral marker to evaluate electroosmotic flow (EOF), which was present in some BGEs but absent in others. Nevertheless, consistent separation proved difficult due to overlapping electrophoretic mobilities (EPMs). Coupling CE to MALDI-TOF MS enabled the confirmation of HALS elution for HALS 119 and 944, providing insight into molecular weight distributions, particularly when distinguishing between monomeric and oligomeric species in HALS 2020, 944 and 119. In conclusion, CE-MALDI-TOF MS shows strong potential for qualitative HALS detection with minimal sample volume. These findings support the development of more robust analytical methods for tracking stabilizers in plastics, contributing to a circular economy. Further research could explore dynamic capillary coatings or buffer additives to improve the separation of HALS with similar EPM. Coupling CE with electrospray ionization mass spectroscopy (ESI-MS) instead of MALDI-TOF may allow for higher resolution, improved detection, less contamination and automatic sampling
Analysis of rock slope stability according to the second generation of Eurocodes
No full textTraditionellt har dimensionering av bergkonstruktioner ofta baserats på erfarenhet, analytiska beräkningar och empiriska metoder, vilket har lett till variationer i tillämpning. Den andra generationens Eurokoder, innebär ett tydligt steg mot en mer enhetlig och standardiserad dimensionering inom bergbyggnad. Den nya versionen inkluderar riktlinjer för bergtekniska analyser och introducerar sannolikhetsbaserade verifieringsmetoder, vilket möjliggör mer realistiska och systematiska bedömningar av osäkerheter ibergbyggnad. Examensarbetet syftar till att analysera och jämföra dimensioneringsmetoder för bergslänter med utgångspunkt i den andra generationens Eurokoder. Fokus ligger på att utvärdera skillnaderna mellan partialkoefficientmetoden och Monte Carlo-simulering genom teoretiska beräkningar och simuleringar. Studien belyser metodernas tillämpbarhet, samt deras respektive styrkor och begränsningar inom bergbyggnad. Beräkningarna genomförs i enlighet med anvisningarna i andra generationens Eurokoder. Inledningsvis definieras ett deterministiskt lastfall där mothållande och pådrivande krafter identifieras. Utifrån detta fall fastställs vilka variabler som ska behandlas som konstanta respektive stokastiska. Därefter tilldelas de stokastiska variablerna variationskoefficienter som underlag för Monte Carlo-simuleringar. Vid tillämpning av partialkoefficientmetoden väljs det mest konservativa fraktilvärdet som härstammar från normalfördelningen från den sannolikhetsbaserade metoden, varefter partialkoefficienter appliceras i enlighet med Eurokodernas dimensioneringsprinciper. I studien analyserades tre bultförstärkta bergslänter med varierande indata avseende mark och materialegenskaper, för dessa fall genomfördes därefter beräkningar med dels låg osäkerhet, dels med en 50–100% ökad osäkerhet i indata, i syfte att undersöka hur variationen i osäkerhet påverkar resultaten. Jämförelsen mellan dimensioneringsmetoderna genomfördes med hjälp av Monte Carlo-simuleringar, där brottssannolikheten beräknades för varje fall. Den erhållna brottsannolikheten jämförs med det gränsvärdesom anges i Eurokoderna för sannolikhetsbaserad dimensionering. Parallellt beräknades släntstabiliteten med partialkoefficientmetoden givet kravet från Eurokod 7 att den dimensionerande resistansen ska vara större än de dimensionerande pådrivande krafterna för tillräcklig säkerhet. Resultaten indikerar att partialkoefficientmetoden genererar mer konservativa dimensioneringsutfall än Monte Carlo-simuleringarna i de fall där utdragsbrott är den dimensionerande brottmoden för bultarna. För de fall där den dimensionerande brottmoden för bulten är genom rent drag eller en kombination av drag- och skjuvkrafter visade analysen däremot att båda metoderna resulterade i identiska förstärkningsåtgärder.Detta överensstämmer med Eurokodens målsättning att olika dimensioneringsmetoder ska ge likvärdig säkerhetsnivå.Traditionally, rock engineering design has relied heavily on experience, analytical calculations, empirical methods, and case studies, often resulting in variation in practice. The second generation of the Eurocodes represents a clear step towards a more unified and standardized approach to rock engineering design. The revised version introduces specific guidelines for rock mechanical analysis and incorporates probabilistic verification methods, enabling more realistic and systematic assessments of uncertainty in design. This thesis aims to analyse and compare design methodologies for rock slopes based on the framework provided by the second generation of the Eurocodes. The focus is on evaluating the differences between the partial factor method and Monte Carlo simulation through theoretical calculations and simulations. The study highlights the applicability of each method, as well as their respective strengths and limitations in the context of rock mechanical design. All calculations were carried out in accordance with the provisions of the second generation Eurocodes. The process begins with the definition of a deterministic load case, identifying driving and resisting forces. Based on this setup, variables are classified as either deterministic or stochastic. The stochastic variables are assigned coefficients of variation as input for the Monte Carlo simulations. When applying the partial factormethod, the most conservative percentile value derived from the normal distribution in the probabilistic method is selected, after which partial factors are applied in accordance with Eurocode design principles. Three rock slopes reinforced with bolts were analysed using varying geotechnical and material parameters. For each case, calculations were performed using both low and elevated levels of uncertainty (50–100 % increase in coefficient of variation), in order to investigate the sensitivity of the results to input variability. Monte Carlo simulations were used to calculate the probability of failure for each case, and the resulting values were compared against the target reliability levels specified in the Eurocodes. In parallel, slopestability was also assessed using the partial factor method. To ensure adequate safety in accordance with Eurocode 7, the design resistance forces must exceed the design driving forces. The results indicate that the partial factor method leads to more conservative design outcomes than the Monte Carlo simulations in cases where pull-out failure governs the bolt performance. In cases where the governing failure mode is pure tension or a combination of tension and shear, the analysis showed that both methods resulted in identical reinforcement requirements. This is consistent with the Eurocodes objective that different design approaches should yield comparable levels of safety
Thermal Analysis of Tungsten Targets for High-Power X-ray Tubes
No full textIn cost-sensitive industries, the performance and reliability of commercial X-ray tubes are often limited by overheating, which causes component degradation and shortens operational lifespan. Although imaging systems have advanced, the core design of commercial X-ray tubes—especially regarding thermal management—has seen minimal innovation. This thesis addresses this gap by examining the thermal performance and durability of tungsten (W) and tungsten–rhenium (W–Re) targets in stationary X-ray tubes, emphasising heat transfer optimisation and cooling system design. A comprehensive literature review established the theoretical basis, highlighting the principles of conduction, convection, radiation, and fluid dynamics relevant to forced convection. Monte Carlo simulations (CASINO®) and finite element analysis (COMSOL Multiphysics®) were employed to model heat transfer under natural and forced convection scenarios. A primary aim was to develop a predictive thermal model capable of estimating temperature behaviour across varying operational conditions. Validation against experimental data from monoblock testing revealed an error of less than 5% in copper temperature measurements. The temperature difference in copper between W and W–Re targets was less than 1%, indicating similar heat conduction properties. Target surface temperatures varied by up to 21%, depending on whether the backscattering factor was modelled using realistic or idealised assumptions—though the BSF itself remained nearly identical for both materials. Simulated temperatures approached the recrystallisation thresholds of the materials, confirming the model's reliability.Cooling simulations conducted under laminar flow conditions revealed that doubling the oil flow rate resulted in only a 3% reduction in the target temperature and an 18% decrease in the copper temperature. This implies that substantial thermal improvements necessitate transitioning into turbulent flow regimes, such as those achieved through jet impingement or the use of turbulators. Long-term testing revealed that W–Re targets maintained their structural integrity after 150 hours, whereas pure W targets experienced erosion, demonstrating their superior resistance to thermal fatigue.I kostnadskänsliga branscher begränsas ofta prestanda och tillförlitlighet hos kommersiella röntgenrör av överhettning, vilket orsakar komponentförstöring och förkortar livslängden. Även om bildsystemen har utvecklats har den grundläggande konstruktionen av röntgenrör – särskilt när det gäller värmehantering – genomgått minimala innovationer. Denna avhandling tar itu med denna brist genom att undersöka den termiska prestandan och hållbarheten hos volfram (W) och volfram-renium (W-Re) mål i stationära röntgenrör, med tonvikt på optimering av värmeöverföring och kylsystemets konstruktion. En omfattande litteraturgenomgång fastställde den teoretiska grunden och belyste principerna för ledning, konvektion, strålning och fluidmekanik som är relevanta för forcerad konvektion. Monte Carlo-simuleringar (CASINO®) och finita elementanalyser (COMSOL Multiphysics®) användes för att modellera värmeöverföring under naturliga och forcerade konvektionsscenarier. Ett primärt mål var att utveckla en prediktiv termisk modell som kan uppskatta temperaturbeteendet under olika driftsförhållanden. Validering mot experimentella data från monoblock-tester visade mindre än 5 % fel i koppartemperaturmätningarna. Temperaturskillnaden i koppar mellan W- och W–Re-målen var under 1 %, vilket tyder på liknande värmeledningsegenskaper. Målens yttemperaturer varierade med upp till 21 %, beroende på om backscattering-faktorn modellerades med realistiska eller idealiserade antaganden – även om BSF i sig förblev nästan identisk för båda materialen. Simulerade temperaturer närmade sig materialens omkristallisationströsklar, vilket bekräftade modellens tillförlitlighet.Kylsimuleringar utförda under laminära flödesförhållanden visade att en fördubbling av oljeflödet endast resulterade i en 3 % minskning av måltemperaturen och en 18 % minskning av koppartemperaturen. Detta innebär att betydande termiska förbättringar kräver övergång till turbulenta flödesregimer, såsom jetimpingement eller turbulatorer. Långtidstester visade att W–Re-mål behöll sin strukturella integritet efter 150 timmar, medan rena W-mål upplevde erosion, vilket visar deras överlägsna motståndskraft mot termisk utmattning
Integrerad geospatial och långsiktig elplanering för universell tillgång och avkarbonisering i Burkina Faso
No full textThis thesis develops comprehensive, geospatial, long-term electricity planning pathways for Burkina Faso, a country striving toward sustainable growth and including universal electricity access in that growth. By integrating the Open Source Energy Modelling System (OSeMOSYS) and the Open Source Spatial Electrification Tool (OnSSET), to create the Open Source Geospatial Energy Modeller (OSGEM), the study analyzes three electrification scenarios: Businessas-Usual (BAU), Balanced (BAL), and Ambitious (AMB). Results show that while the BAU scenario leads to incremental progress, it falls short of universal access and sustainability goals. The BAL scenario achieves a more optimal balance between expanding access, managing costs, and reducing emissions, whereas the AMB scenario, though requiring the highest investments, delivers rapid electrification and the greatest emission reductions. Sensitivity analyses reveal that earlier net-zero targets and lower photovoltaic (PV) capital costs can accelerate renewable adoption and lower overall system costs. The study highlights the importance of integrated, spatially explicit planning and strong policy support for renewable energy deployment. Limitations include data uncertainties and the need for more granular modeling of demand and system reliability. The findings offer actionable insights for policymakers and provide a foundation for future research on sustainable electricity planning in Burkina Faso.Denna avhandling utvecklar omfattande, geospatiala, långsiktiga elplaneringsvägar för Burkina Faso, ett land som strävar mot hållbar tillväxt och inkluderar universell tillgång till elektricitet i denna tillväxt. Genom att integrera Open Source Energy Modeling System (OSeMOSYS) och Open Source Spatial Electrification Tool (OnSSET), för att skapa Open Source Geo-spatial Energy Modeller (OSGEM), analyserar studien tre elektrifieringsscenarier: Business-as-Usual (BAU), Balanced (BAL) och Ambitious (AMB). Resultaten visar att även om BAU-scenariot leder till stegvisa framsteg, så är det kortare än universella åtkomst- och hållbarhetsmål. BALscenariot uppnår en mer optimal balans mellan att utöka tillgången, hantera kostnader och minska utsläppen, medan AMB-scenariot, även om det kräver de högsta investeringarna, ger snabb elektrifiering och de största utsläppsminskningarna. Känslighetsanalyser visar att tidigare nettonollmål och lägre solceller (PV) kapitalkostnader kan påskynda användningen av förnybar energi och sänka de totala systemkostnaderna. Studien belyser vikten av integrerad, fysiskt explicit planering och starkt politiskt stöd för utbyggnad av förnybar energi. Begränsningar inkluderar dataosäkerheter och behovet av mer detaljerad modellering av efterfrågan och systemtillförlitlighet. Resultaten ger handlingskraftiga insikter för beslutsfattare och ger en grund för framtida forskning om hållbar elplanering i Burkina Faso
Förbättrad geometrisk särdragsmatchning för visuell lokalisering : Nytt teknik för korrespondensbestämning som kombinerar geometriska och visuella deskriptorer i bildbaserade lokaliseringssystem
No full textVisual localization, the process of estimating a camera's pose within a known scene using image-based methods, is critical for applications such as autonomous navigation, augmented reality, and industrial robotics. Traditional visual localization relies on matching high-dimensional visual descriptors, achieving high accuracy but incurring significant computational and memory costs, privacy risks, and interoperability challenges across heterogeneous devices. Geometry-only matching methods, such as GoMatch and DGC-GNN, address these issues by using compact geometric representations, but they suffer from reduced accuracy, particularly in challenging scenarios. This thesis proposes GeoBlend, a novel feature matching architecture that integrates global visual descriptors with local geometric features to enhance the accuracy of geometry-only matching while preserving its resource efficiency, privacy preservation, and interoperability benefits. GeoBlend employs a flexible descriptor fusion module with fixed weighting, adaptive weighting, and learned fusion strategies to combine geometric and visual information effectively. Evaluated on the MegaDepth, Cambridge Landmarks, and 7Scenes datasets, GeoBlend demonstrates significant improvements over the baseline DGC-GNN, reducing median translation and rotation errors by up to 32% and 36% respectively, across homogeneous and heterogeneous feature configurations. The method achieves these gains with only a fraction of the memory required by fully visual methods, offering a compelling trade-off for resource-constrained applications. These results validate the hypothesis that global visual context can substantially enhance geometric matching performance, paving the way for robust and interoperable visual localization systems.La localización visual, el proceso de estimar la pose de una cámara dentro de una escena conocida utilizando métodos basados en imágenes, es esencial para aplicaciones como la navegación autónoma, la realidad aumentada y la robótica industrial. La localización visual tradicional se basa en la correspondencia de descriptores visuales de alta dimensionalidad, logrando alta precisión pero incurriendo en costes computacionales y de memoria significativos, riesgos de privacidad y desafíos de interoperabilidad entre dispositivos heterogéneos. Los métodos de correspondencia basados únicamente en geometría, como GoMatch y DGC-GNN, abordan estos problemas utilizando representaciones geométricas compactas, aunque con precisión reducida, particularmente en escenarios complejos. Esta tesis propone GeoBlend, una arquitectura novedosa de correspondencia de características que integra descriptores visuales globales con características geométricas locales para mejorar la precisión de la correspondencia basada únicamente en geometría, manteniendo al mismo tiempo sus beneficios de eficiencia de recursos, preservación de la privacidad e interoperabilidad. GeoBlend emplea un módulo flexible de fusión de descriptores con estrategias de ponderación fija, ponderación adaptativa y fusión aprendida para combinar efectivamente la información geométrica y visual. Evaluado en los conjuntos de datos MegaDepth, Cambridge Landmarks y 7Scenes, GeoBlend demuestra mejoras significativas sobre el método base DGC-GNN, reduciendo la mediana de los errores de traslación y rotación hasta un 32% y 36%, respectivamente, a través de configuraciones de características homogéneas y heterogéneas. El método logra estas mejoras con solo una fracción de la memoria requerida por métodos completamente visuales, ofreciendo un compromiso atractivo para aplicaciones con recursos limitados. Estos resultados validan la hipótesis de que el contexto visual global puede mejorar sustancialmente el rendimiento de la correspondencia geométrica, allanando el camino para sistemas de localización visual robustos e interoperables.Visuell lokalisering, processen att estimera en kameras pose inom en känd scen med hjälp av bildbaserade metoder, är kritisk för tillämpningar som autonom navigering, förstärkt verklighet och industriell robotik. Traditionell visuell lokalisering bygger på matchning av högdimensionella visuella deskriptorer, vilket uppnår hög noggrannhet men medför betydande beräknings- och minneskostnader, integritetsrisker samt interoperabilitetsutmaningar mellan heterogena enheter. Geometri-endast-matchningsmetoder, såsom GoMatch och DGC-GNN, adresserar dessa problem genom att använda kompakta geometriska representationer, men de lider av reducerad noggrannhet, särskilt i utmanande scenarier. Denna avhandling föreslår GeoBlend, en ny särdragsmatchningsarkitektur som integrerar globala visuella deskriptorer med lokala geometriska funktioner för att förbättra noggrannheten hos geometri-endast-matchning samtidigt som dess resurseffektivitet, integritetsskydd och interoperabilitetsfördelar bevaras. GeoBlend använder en flexibel deskriptorfusionsmodul med strategier för fast viktning, adaptiv viktning och inlärd fusion för att effektivt kombinera geometrisk och visuell information. Utvärderad på dataseterna MegaDepth, Cambridge Landmarks och 7Scenes visar GeoBlend betydande förbättringar jämfört med baslinjen DGC-GNN, genom att reducera median translations- och rotationsfel med upp till 32% respektive 36% över homogena och heterogena särdragskonfigurationer. Metoden uppnår dessa vinster med endast en bråkdel av det minne som krävs av fullständigt visuella metoder, vilket erbjuder en övertygande avvägning för resursbegränsade tillämpningar. Dessa resultat validerar hypotesen att globalt visuellt sammanhang väsentligt kan förbättra geometrisk matchningsprestanda, vilket banar väg för robusta och interoperabla visuella lokaliseringssystem
Naturbaserade lösningars dämpande effekt på urbana värmeöar och urbana översvämningar : En litteraturstudie
No full textThe aim of this thesis is to study Nature-Based Solutions (NBS) as an emerging concept andexamine how the mitigating effects of NBS on urban flooding and urban heat island (UHI) areevaluated at the moment. This has been attempted through a structured literature review of 38peer-reviewed studies. The findings show that the assessments of NBS connected to urbanflooding and urban heat islands are dominated by models and simulations. Although NBS areassessed both in relation to urban flooding and urban heat islands, urban flooding appears tobe favoured among the authors and figures more often than urban heat islands in the reviewedarticles. The articles show that NBS are highly scale dependent and context dependent. NBSas an umbrella concept; with its rebranding treatment of already existing urban planningterms, runs the risk of oversimplifying complex issues.Målet med arbetet är att studera naturbaserade lösningar (NBS) som ett framväxande konceptoch undersöka hur NBS:ers dämpande effekter på urbana värmeöar och urbanaöversvämningar utvärderas just nu. Detta har undersökts genom en litteraturstudie med 38vetenskapliga artiklar. Resultatet visar på en dominans av modeller och simuleringar somutvärderingsmetod för NBS:er kopplade till urbana värmeöar och urbana översvämningar.NBS:erna utvärderas både i förhållande till urbana värmeöar och urbana översvämningar, menurbana översvämning förekommer oftare än urbana värmeöar i de 38 artiklarna och verkarföredras hos författarna. Artiklarna visar att storlek och sammanhang spelar en stor roll förNBS:ernas slagkraftighet och effektivitet. Som paraplybegrepp; i och med sin omprofileringav redan existerande stadsplaneringsterminologi, finns det en risk att NBS förenklar komplexafrågor alltför mycket
Safety philosophy for condition assessment of existing bridges : Partial safety factors and the theoretical probability-based background
No full textSäkerhetskontroller av konstruktioner i den byggda miljön bygger på det semiprobabilistiska säkerhetsformatet som kallas partialkoefficientmetoden. Med specifika koefficienter för lasteffekter och bärförmågor bedöms säkerheten mot ett givet gränsvärde. Principen bakom metoden är att partialkoefficienterna ska beakta respektive delvariabels osäkerhet. Formatet är relevant om alla koefficienterna bestäms tillsammans, endast då uppnås avsedd säkerhet. Bärighetsberäkning av befintliga konstruktioner bygger på samma säkerhetsformat som dimensioneringen av nya konstruktioner. Det finns dock anledning att differentiera kontrollerna för att beakta befintliga konstruktioners särskilda egenskaper, som till exempel att konstruktionerna redan är byggda, att lasterna som de utsätts för är kända, att objektspecifik data kan samlas in, och dessutom, att åtgärder på befintliga konstruktioner typiskt är kostsamma och resurskrävande. Denna rapport redovisar en historisk genomgång av föreskrifterna för bärighetsberäkningar och några av de bakomliggande arbetena. Jämförande beräkningar görs för en av de första föreskrifterna från 1996 och dagens gällande TRVINFRA-00331. Dessutom sammanfattas några internationella föreskrifter för bärighetsberäkningar. Den sannolikhetsteoretiska bakgrunden till partialkoefficientmetoden gås igenom och kompletta probabilistiska känslighetsanalyser har genomförts för att visa vilka förutsättningar som är avgörande för partialkoefficienterna. Stora mängder data för tågtrafiklaster från detektormätningar och vägtrafiklaster från BWIM-mätningar har beaktats i analyserna. Statistiska data för andra variabler har hämtats från litteraturen. Resultaten visar på signifikanta skillnader mellan modellerna för bärförmåga, med betydande osäkerheter i t.ex. betongs materialegenskaper vilket blir dominerande vid bestämningen av partialkoefficienter. För armering och konstruktionsstål blir istället trafiklastens osäkerhet dominerande. Denna skiftning av dominerande variabler försvårar enhetliga val av koefficienter och motiverar differentiering mellan såväl brottmoder som typer av trafiklast. Resultaten visar på stor potential med en kalibrering av säkerhetsformatet med syftet att bedöma befintliga broar mot en relevant säkerhetsnivå, vilket i förlängningen bör leda till bättre beslut om att behålla, reparera eller byta ut broar. Denna rapport redogör för hur en sådan kalibrering kan genomföras och redovisar underlag för de ingående stokastiska variablerna.QC 20251028</p
Avvikelsedetektering i multivariata sensordata med hjälp av prognosmodeller : En datadriven metod för att upptäcka oregelbundenheter i multidimensionel sensordata för elscootrar
No full textAs shared micromobility systems become more prevalent in urban environments, so does the need for robust monitoring tools capable of identifying irregular or unsafe vehicle behavior. This thesis explores how forecastingbased anomaly detection methods can be applied to multivariate sensor data collected from electric scooters. Unlike rule-based systems, which are often uncertain in the face of noisy and complex real-world data, forecastingbased approaches learn the normal signal dynamics from historical data and flag deviations as potential anomalies. The study is motivated by the operational challenges faced by micromobility providers, including crash detection, technical faults, and risky rider behavior, all of which are difficult to detect manually or through threshold-based systems. The work was conducted in collaboration with a e-scooter operator and uses real-world ride data recorded at high temporal resolution. A modular detection pipeline was implemented using Python and the Darts time series library, supporting model training, forecasting, scoring, and evaluation. Three forecasting modelswere evaluated: MovingAverage (as a baseline), XGBoost, and the Temporal Fusion Transformer (TFT). These models were trained on normal ride data and evaluated on datasets that contain confirmed events such as downforce, hardware failures, and accidents. A novel precision evaluation using synchronized camera footage was also carried out to validate the model output against the observed rider behavior. The results show that the TFT model performed the best in terms of interpretability and precision, with approximately 52% of flagged anomalies corresponding to verifiable events. XGBoost also showed promising results with slightly lower precision. The study demonstrates that forecastingbased anomaly detection is a viable and scalable approach to unsupervised monitoring in micromobility systems. It also highlights challenges in thresholding and false positive control, suggesting directions for future work in adaptive scoring and real-time deployment.Delade elscootrar har blivit en vanlig del av stadsmiljön de senaste åren, vilket skapar ett behov för förbättrade metoder för att övervaka och utvärdera hur fordonen används. För att öka säkerheten och minska underhållskostnader krävs metoder som kan identifiera avvikande beteende, exempelvis olyckor, tekniska fel eller riskfylld körning. Scootrarna genererar mycket sensordata då de körs men datan är ofta varierande och svår att tyda vilket gör regelbaserade metoder otillräckliga. Denna studie undersöker hur prognosbaserad avvikelsedetektering kan tillämpas på multidimensionel sensordata från elscootrar. Arbetet genomfördes i samarbete med ett företag som driver elscooteruthyrnig och bygger på verkliga tidsserier insamlade under körningar. Fokus ligger på att utveckla och utvärdera en pipeline för att upptäcka avvikelser utan tillgång till märkt träningsdata. En modulär pipeline har implementerats i Python med hjälp av ett tidsseriebibliotek med namnet Darts. Tre olika prognosmodeller har jämförts: Moving Average, XGBoost och Temporal Fusion Transformer (TFT). Modellerna tränades på normala färder och testades på separata dataset med semi-bekräftade händelser som vältningar, maskinfel och olyckor. Ett kompletterande dataset med extern kamerafilm användes för manuell granskning av de flaggade avikelserna. Resultaten visar att TFT-modellen hade bäst precision, där cirka 52 procent av de upptäckta avvikelserna kunde kopplas till verkliga händelser i kameradatasetet. Studien visar att prognosbaserade metoder är en möjlig väg framåt för att övervaka fordon i mikromobilitetssystem, särskilt i miljöer där märkt data är sällsynta. Arbetet bidrar med en skalbar lösning som möjliggör identifiering av säkerhetsrelaterade händelser som tidigare varit svåra att upptäcka automatiskt
Unified motion blur and depth of field
No full textComputing high-quality motion blur and depth of field from sharp images is an open problem in real-time graphics. Both these special effects require expensive blurring to be performed and must also take occlusion into account: for example, blurring foreground objects may reveal background objects which are occluded and therefore unavailable in the sharp image. In addition, multiple blur effects cannot be correctly applied sequentially as separate operations, as not all information stored in the image can be linearly filtered. This thesis describes a novel algorithm for performing motion blur and depth of field jointly. Our test cases, focusing on scenes with outdoor scenes with high depth complexity, are chosen to test our algorithm and the existing state-of-the-art algorithms for motion blur and depth of field in their ability to correctly handle occlusion and missing background information. An accumulation buffer technique is used to generate reference images of our scenes with realistic motion blur and depth of field to verify the accuracy of the results. We show that our algorithm correctly handles occlusion and reconstruction of low-frequency backgrounds. Therefore, it can be used to compute high-quality motion blur and depth of field, both separately and jointly, while avoiding common visual artifacts of existing algorithms. By using a tile-based classification system performance can be kept competitive with existing algorithms in most cases. However, due to our algorithm being more scene dependent our performance varies more than the competition, and our worst-case performance can be significantly slower than existing algorithms.Att generera rörelse-suddighet och skärpedjup för skarpa bilder är ett öppet problem inom realtidsgrafik. Båda dessa specialeffekter kräver att bilden blurras, vilket är en dyr operation, och det är nödvändigt att ta hänsyn till ocklusion: till exempel kan blurriga förgrundsobjekt bli genomskinliga och blotta en bakgrund som är ockluderat och därmed inte synlig i den skarpa bilden. Det går även inte att applicera blur-effekter sekventiellt då inte all information i bilden kan filtreras linjärt. I denna rapport beskrivs en ny algoritm för att generera rörelse-suddighet och skärpedjup tillsammans. Våra testscenarion, som fokuserar på utomhusscener med högt djupkomplexitet, är valda för att testa vår algoritm och existerande algoritmer för rörelse-suddighet och skärpedjup i deras förmåga att korrekt hantera ocklusion och saknad bakgrundsinformation. En ackumuleringsbuffer-teknik används för att generera referensbilder av våra scener med realistisk rörelse-suddighet och realistiskt skärpedjup för att verifiera korrektheten av vår algoritm. Vi visar att vår algoritm hanterar ocklusion korrekt, samt kan rekonstruera lågfrekventa bakgrunder. Den kan användas för att beräkna rörelse-suddighet och skärpedjup med hög kvalité, både separat och tillsammans, och undviker vanliga visuella fel som uppstår i existerande algoritmer. Ett rutnätbaserat klassificeringssystem används för att hålla prestandan konkurrenskraftig. På grund av att prestandan av vår algoritm är mer scenberoende varierar dock prestandan mer än för många existerande algoritmer, och i vår algoritms värsta scenario är vår algoritm påtagligt långsammare än existerande algoritmer