UmU logo

Umeå universitet söker...


Vid Umeå universitet finns världsledande forskning inom flera områden. Vi erbjuder ett attraktivt utbud av utbildningar och goda studiemiljöer. Campus utgör en inspirerande miljö för de 4 200 anställda och 36 700 studenter som valt oss. För oss är det självklart att sträva efter jämställdhet och mångfald. Vi samarbetar gärna med näringsliv och organisationer i regionen och övriga världen. Tillsammans står vi inför spännande utmaningar och stora möjligheter.

Doktorand i Automation av skogskranar

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik har idag 95 medarbetare. Institutionens huvuduppgifter är forskning och forskarutbildning, grundutbildning och samverkan med det omgivande samhället. Totalt ansvarar institutionen för ca 700 helårsstudenter inom grundutbildningar i byggteknik, elektronik och datorteknik, elkraftteknik, energiteknik, maskinteknik och medieteknik. Mer information om institutionen ges på hemsidan: http://www.tfe.umu.se/.

Inom området Robotik och Intelligenta System söker vi nu en person med kompetens och intresse inom Reglerteknik, Automation, Sensorfusion, Visualisering, Människa-Maskin-Interaktion och/eller Datorseende, för applikationer inom området kranautomation i utomhusmiljöer och speciellt i skogsmiljöer. Den sökande förväntas ha en stark akademisk bakgrund inom minst ett av de ovan nämnda specialämnena, men även ett genuint intresse och relevant kompetens för att bidra till endera av projekten nedan.

Bakgrund
Vi kommer att identifiera rutinmässiga arbetsmoment för en skogsmaskinsoperatör och semi-automatisera dessa, t.ex. arbetet med att lasta och lossa timmerstockar. I ett tänkbart scenario kommer kranoperatören, med hjälp av ett avancerat användargränssnitt, att kunna se kranen samt identifierade objekt i den omgivande miljön. Även tillgängliga förplanerade kranrörelser visualiseras (i animerad form om så behövs) och operatören kan välja mellan dessa för att sätta igång en lämplig automatisk kranrörelse. Föraren ska också ha möjlighet att på ett säkert sätt avbryta sekvensen och övergå till manuell kontroll av kranen. Detta kan implementeras och utföras med hjälp av tillgängliga verktyg och metoder, inklusive avancerad utrustning för virtuell animation och människa-maskin-interaktion.

Projekt 1: ”Databas med autonoma rörelser för en skotarkran”
Målet med detta projekt är att utveckla och testa en arbetsmetod för att skapa en databas innehållande kranrörelser för en kommersiell tillgänglig skotarkrans.

En fullskalig skotarkran finns tillgänglig för experimentella studier. Olika sensorer (givare, kameror, etc.) har monterats på kranen, och med dSPACE hårdvarugränssnitt mot Matlab/Simulink kan reglertekniska experiment och modellidentifikationer utföras.

Några föreslagna uppgifter att genomföra är:
1. Härledning av direkt kinematik, invers kinematik och mekaniska rörelseekvationer. Föreslå ”blackbox”- eller ”greybox”-modellbaserad identifikation av mekaniska och hydrauliska ställdon.
2. Planering och experimentellt genomförande parameteridentifikation för mekaniska och hydrauliska modeller.
3. Att utifrån ritningar och uppgifter från tillverkare, tillsammans med experimentellt erhållna parametrar, skapa kranmodeller i Matlab/Simulink, och validera dessa experimentellt.
4. Att utifrån kranmodeller ta fram en databas med olika uppsättningar av optimala kranrörelser.
5. Att designa och trimma regulatorer för återkopplade system, utrustade med varierande antal sensorer, utifrån de kranrörelser som finns lagrade i databasen.
6. Att designa styrlagar för ”open-loop”-reglering baserade på experimentellt erhållna data från återkopplade reglersystem.

Projekt 2: ”Datorseende och människa-maskin-gränssnitt för en skotarkran”
Det första steget i projektet är att ta fram en visualiseringsmodell för en kommersiell skotarkran i dess naturliga (skogs)miljö. Miljön skall rekonstrueras från sensorer som antingen redan finns i laboratoriet eller som köps in. Det andra steget är att lägga till ytterligare funktioner som gör det möjligt för föraren att välja mellan olika förplanerade kranrörelser från en databas.

Några föreslagna uppgifter att genomföra är:
1. Slutföra utvecklingen av den virtuella animationen av kranen.
2. Testa och utvärdera möjligheter och effektivitet av att använda olika typer av kamera- och laser-utrustning för lokalisering av timmerstockar, men även för partiell virtuell representation av den närmaste omgivningen kring kranen i utomhusmiljö.
3. Rekonstruera, representera och presentera omgivande objekt i en virtuell miljö.
4. Undersöka möjligheten, och utvärdera effektiviteten av, att använda olika interaktionsmetoder och mellan människa och kran. Användargränssnittet kan involvera en mängd olika teknologier för inmatning och visualisering av information, exempelvis joystick, semi-transparenta VR-glasögon och VR-animation.
5. Som resultat från utvärderingar, föreslå, implementera och utvärdera gränssnitt som gör det möjligt för en förare att bekvämt och effektivt exekvera olika kranrörelser från en databas innehållande optimala kranrörelser.

Viss projektstatus på det som beskrivs ovan finns på
http://www.tfe.umu.se/english/research/robotics-and-control-lab/projects/smart-crane/.

Forskningen kommer att utföras under överinseende av seniora forskare och i samarbete med andra doktorander i gruppen, liksom med våra samarbetspartners, vilket inkluderar Komatsu Forest AB
(http://www.komatsuforest.com/), Skogstekniska klustret
(http://www.skogstekniskaklustret.se/) och SLU (http://www.slu.se/en/about-slu/locations/umea/).

Den främsta uppgiften som doktorand är ett aktivt deltagande i något av de två projekten ovan, vilket i sig bör leda till en doktorsexamen, men partiell medverkan i andra projekt uppmuntras (http://www.control.tfe.umu.se/).

Befattningen är tidsbegränsad till fem år och förutsätter undervisning deltid (max 20%). Tjänsten är tänkt att tillsättas hösten 2011.

Behörighet: Sökande bör ha en masterexamen, civilingenjörsexamen, (eller motsvarande) i robotik, reglerteknik eller i ett närliggande område som är relevant för anställningen, helst inte äldre än två år. Den sökande måste uppfylla den grundläggande behörigheten för antagning till forskarutbildning enligt 7 kap 39 § HF. I synnerhet är det nödvändigt att ha fullgjort kursfordringar om minst 240 högskolepoäng, varav minst 60 högskolepoäng på avancerad nivå.

Utmärkt kommunikationsförmåga i skriftlig och talad engelska krävs.

Information om ansökan
En fullständig ansökan ska innehålla:

• Dokument med kontaktuppgifter.
• Ett Curriculum Vitae (CV).
• Ett personligt brev som beskriver det egna forskningsintresset och motivationen för något de omnämnda projekten.
• En kort beskrivning av egna erfarenheter, vidimerade om så möjligt.
• Kopior av examensbevis, samt dokument rörande akademiska kurser med slutbetyg.
• Kontaktinformation till två referenspersoner.
• Annan information som är relevant t.ex. en kopia av på examensarbetet, mastersnivå eller civilingenjörsnivå, lista över egna publikationer, rekommendationsbrev, intyg på engelska språkkunskaper och kopior av högst två ursprungliga forskningspublikationer eller preprints (om publikationerna har medförfattare måste det egna bidraget klargöras).

Ansökan kan sändas in elektroniskt eller i ett tryckt exemplar. Det elektroniska materialet ska vara i word- eller pdf-format.

Närmare utlysningar lämnas av docent Leonid Freidovich, 090-786 76 46, leonid.freidovich@tfe.umu.se och/eller prefekt Åke Fransson, 090-786 50 33, ake.fransson@tfe.umu.se.

För en allmän presentation av Umeå universitetet, se hemsidan: http://www.umu.se/. Mer information om Umeå kommun ges på dess hemsida: http://www.umea.se/.


Facklig information lämnas av SACO, tel 090-786 53 65, SEKO, tel 090-786 52 96 samt ST, tel 090-786 54 31.

Enligt Högskoleförordningen (12 kap 2 §) kan beslutet om anställning inte överklagas.

Söker du flera befattningar med olika diarienummer, måste du skicka en ansökan per befattning.

Ansökningstiden för denna tjänst har passerat.



UmU logo

Umeå University announces...

Umeå University - with its 36,700 students and over 4,200 employees - is an organization in constant change and development. Umeå University conducts groundbreaking research within several areas - several in which we are among the best in the world - within others regarded as the leaders in Sweden. We are one of Sweden’s largest providers of education and offer a broad and attractive range of courses and programmes. Our campus constitutes an inspiring environment for everyone that studies and works here. We wish to co-operate with companies and organizations throughout the Umeå region and all over the world.

Ph.D. student position in Automation of Forestry Cranes

The Department of Applied Physics and Electronics has today 95 employees. The main tasks are research, education within graduate and undergraduate programmes, and cooperation with the wider community. We teach equivalent to 700 full-time students per year in study programmes in civil engineering, electrical and computer engineering, electrical power engineering, energy engineering, mechanical engineering and media technology. For a general presentation of the department, see our homepage: http://www.tfe.umu.se/english/.

Within the field of Robotics and Intelligent Systems, we are now searching for persons with competence in Control Systems Design, Automation, Sensor Fusion, Visualization, Human-Machine Interfaces, and/or Computer Vision, especially in outdoor environments. The successful applicant is expected to have a strong academic background in one of these subjects, as well as a sincere interest and competence to become a key contributor for either of the following two projects.

Background
We will develop scenarios of semi-automation for the routine processes of the work of a forestry machine driver, e.g. in the process of collecting logs with a crane. In one such scenario the driver should, via some advanced user interface and at any moment, be able to visualize available pre-computed motions of the crane (animated if necessary) and also be able to choose and switch to a trajectory from the library, to start an appropriate autonomous motion with the possibility to safely interrupt it and to take the control authority back. This can involve the use of any available tools, including advanced equipment for computer vision, virtual reality animation and human-machine interaction.

Project 1: “Library of autonomous motions for a forwarder crane”
The goal of this project is to develop and test a procedure for building a library of autonomously executable useful point-to-point motions for a commercial forestry crane.

A particular forwarder crane is available for experimental studies. Various sensors (encoders, cameras, etc.) are installed together with dSpace prototyping hardware interfacing to Matlab/Simulink so that experiments for control and model identification can be carried out.

Some of the suggested tasks are:
1. Derive forward kinematics, inverse kinematics, and mechanical equations of motion. Suggest blackbox or greybox identification models for the hydraulic actuators.
2. Design and perform a series of identification experiments for the mechanical and hydraulical models.
3. Use available drawings and data from the manufacturer and experimental data obtained from parameter identification to create a Matlab/Simulink model of the crane and validate it experimentally.
4. Use the model to derive a library of useful optimized trajectories for autonomous execution.
5. Design and tune feedback controllers for the system equipped with various combinations of sensors for all the trajectories from the library.
6. Design open-loop control laws based on experimental recordings from a running feedback-controlled system.

Project 2: “Computer vision and human-machine interface for a crane”
The first goal of this project is to develop a virtual reality model for the commercial crane and its (forest) environment, which should be reconstructed from proximity sensors that are either already available in the lab or expected to be purchased. The second goal is to add additional features to the developed model necessary for a comfortable human-to-robot interface allowing the driver to select pre-planned trajectories from a library of autonomously executable point-to-point motions.

Some of the suggested tasks are:
1. Complete the development of the virtual reality (VR) animation of the crane.
2. Test and evaluate for possibility and efficiency of using various cameras and laser scanning sensors for location of timber and partial reconstruction of surroundings in out-door environments.
3. Reconstruct, represent, and present features of the environment in VR.
4. Test and evaluate for possibility and efficiency of using different schemes for human-to-crane interfaces involving various input devices and display technology such as joysticks, semi-transparent VR glasses, and VR animation.
5. Based on the results of evaluations, suggest, implement, and evaluate an interface that allows a driver comfortably and efficiently perform a choice of trajectories from a library.

Some information on the current state of the projects described above can be found at http://www.tfe.umu.se/english/research/robotics-and-control-lab/projects/smart-crane/.

The research will be performed under supervision of senior researchers and in collaboration with other PhD students in the group, as well as with our partners, which include Komatsu Forest AB (http://www.komatsuforest.com/), Skogstekniska klustret (http://www.skogstekniskaklustret.se/), and SLU (http://www.slu.se/en/about-slu/locations/umea/).

Although active participation in one of the two projects above is the primary responsibility that should lead to a successful Ph.D. dissertation, partial involvement in other projects (see http://www.control.tfe.umu.se) is also encouraged.

The position is a full time position extending for five years and assumes part-time teaching duties (max 20%). The position is planned to be filled as soon as possible.

Requirements: The applicants should have earned a M.Sc. (or an equivalent) degree in robotics or a related field relevant for the project, preferably not more than two years ago. The person must satisfy the general entry requirements for third-cycle courses and study programs according to Chapter 7, section 39 of HF. In particular, it is necessary to have an equivalent of 240 ECTS-credits of higher education studies of which at least 60 should be on an advanced level (Master level). Excellent communication skills in written and spoken English are required.

Submitting your application
A complete application should include:

• A cover letter with contact information,
• A Curriculum Vitae,
• Statements of research interests and of motivation for involvement in one of the two projects,
• A brief description of relevant background and experience, certified if possible,
• Copies of degree certificates, including documentation of completed academic courses and obtained grades,
• Contact information to two persons willing to act as references,
• Any other information relevant for the position such as a copy of the M.Sc. thesis, list of publications, recommendation letters, certificates of English language proficiency, and copies of a maximum of two original research publications or preprints (if these publications have several authors, the contribution made by the applicant should be made clear).

All material should be submitted electronically or in a single printed copy. Electronically submitted material should be in word- or pdf-format.

For further information, please do not hesitate to contact Docent Leonid Freidovich, +46-(0)90-786 76 46, leonid.freidovich@tfe.umu.se and/or Prefect Åke Fransson, +46-(0)90-786 50 33, ake.fransson@tfe.umu.se.

For a general presentation of Umeå University, please look at the homepage: http://www.umu.se/english/. More information about the city of Umeå is found at the homepage: http://www.visitumea.se/

Union information is available from SACO, +46-(0)90-786 53 65, SEKO, +46-(0)90-786 52 96 and ST, +46-(0)90-786 54 31.

The procedure for recruitment for the position is in accordance with the
Higher Education Ordinance (chapt. 12, 2 §) and the decision regarding the position cannot be appealed.

Applications will be discarded or, if the applicant so wishes, returned two years after the position has been filled.

The application period for this advert has expired.

 

Print & Media

Umeå universitet
Ansvarig för sidan: ida.holmgren@adm.umu.se