Cílem doktorského studijního programu se zaměřenínm na kybernetiku,měření a řízení je připravit absolventa na samostatnou tvůrčí činnost a plnění náročných úkolů především v oblasti základního i aplikovaného výzkumu a vývoje s využitím maxima soudobých teoretických i praktických poznatků.

Absolvent má obecné znalosti oboru na vysoké teoretické úrovni. Speciální znalosti určuje téma doktorské disertační práce.
Téma disertační práci určuje úzkou oblast, ve které doktorand vypracoval svou práci. Současně je však schopen pracovat na kvalifikačně nejvyšších místech i v obecnějším měřítku.
Vedení výzkumných a vývojových skupin,řídicí pracovník průmyslových jednotek.

Absolvent má rozsáhlé znalosti oboru na vysoké odborné úrovni podložené znalostmi teoretických základů na kterých je obor vystavěn. Navíc má hluboké speciální znalosti v oblasti zaměření své disertační práce. Absolvent oboru je schopen provádět samostatnou vědeckou tvůrčí činnost v oblasti výzkumu a vývoje s využitím nejnovějších teoretických znalostí. Absolvent je rovněž připraven řídit tým odborných pracovníků v oblasti výzkumu a vývoje.

prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.

1. Diagnostika systémů s využitím modelu

   Metody pro diagnostiku technických systémů s využitím modelu systému a modelu prostředí. Na základě obecného popisu systému a relevnantích fyzikálních veličin, statických a dynamických vlastností systému, statických a dynamických vlastností prostředí, dynamice vazby prostředí na systém vytvořit nízkoúrovňový diagnostický systém, který systému umožní estimaci věrohodnosti údajů, které systém poskytuje svému okolí. V elementárním případě je systémem snímač jedné fyzikální veličiny, metody lze generalizovat na složitější systémy. Základní literatura: De Kleer J, Kurien J.: Fundamentals of model-based diagnosis. Proceedings of IFAC-SAFEPROCESS 2003, June 2003, Washington, pp 1-12 Thagard, P., Cameron S.:Abductive reasoning: Logic, visual thinking, and coherence, 1997, zdroj: http://cogprints.org/671/

   Školitel: Fiedler Petr, doc. Ing., Ph.D.

2. Diagnostika systémů s využitím ontologií a fúze dat

   Metody pro diagnostiku technických systémů s využitím ontologií a fúze dat. Na základě obecného popisu systému na bázi ontologií lze využít metody fuze dat pro bayesovskou estimaci validity poskytované informace. Cílem práce je vytvořit příslušnou ontologii a definovat diagnostické mechanismy pracující nad komplexními systémy. Základní literatura: Mitchell, H.B, Multi-Sensor Data Fusion: An Introduction, Springer, 2007

   Školitel: Fiedler Petr, doc. Ing., Ph.D.

3. Evoluční programování podle teorie zamrzlé plasticity

   Tématem práce je návrh a implementace optimalizačního algoritmu zaměřeného na evoluční programování, který vychází z nové evoluční teorie – zamrzlé plasticity (Flégr, 1998). Hlavní specifika nové metody představují kódování řešení do populace jedinců, aplikace teorie her v procesu evoluce a rozlišení 2 stavů populace (zamrznutí, plasticita) určujících fázi lokální optimalizace a únik z lokálního extrému. Pro úspěšné řešení je mimo jiné nutné studium způsobů paralelizace výpočtů na úrovni programování vícejádrových procesorů a výpočetních clusterů, studium optimalizačních algoritmů a jejich decentralizovaných implementací, studium teorie her a evolučních teorií.

   Školitel: Honzík Petr, Ing., Ph.D.

4. Kalibrace snímačů vibrací

   Práce bude zaměřena na vytvoření a praktické ověření metodiky vhodné k určení parametrů jednotlivých komponent modelu systému popisujícího chování zařízení pro primární kalibraci snímačů rychlosti a zrychlení. Předpokládá se detailní analýza kalibračního zdroje signálu, přenosové trasy, referenčního laserinterferometru, měřicího a vyhodnocovacího systému. Cílem práce je identifikovat a popsat hlavní zdroje nejistot, včetně jejich vzájemných vazeb ovlivňujících výsledné parametry kalibračního pracoviště.

   Školitel: Beneš Petr, doc. Ing., Ph.D.

5. Moderní metody navigace mobilních robotů ve vnitřním prostředí

   Seznamte se s metodami pro automatickou navigaci mobilních robotů ve vnitřním prostředí. Zaměřte se především na metody typu SLAM (Self-localisation and Mapping) s využitím laserových proximitních skenerů, inerciální navigace a odometrie. Navrhněte a realizujte vlastní metodu pro navigaci v předem neznámém prostředí uvnitř budov se šesti stupni volnosti (6-DOF). Metoda musí uspokojivě fungovat v předem neznámém prostředí bez možnosti modifikace tohoto prostředí (umělé značky). Navrhněte vhodnou metodiku testování 6-DOF sebelokalizačních metod. Vyberte metodu pro srovnání a proveďte pečlivé srovnání vlastní metody s metodou referenční.

   Školitel: Žalud Luděk, prof. Ing., Ph.D.

6. Optimalizace real-time komunikace v bezdrátových senzorových sítí

   Cílem této práce je analýza a optimalizace algoritmů pro komunikaci a MAC v bezdrátových distribuovaných systémech. Analýza a optimalizace bude provedena s ohledem na zabezpečení "near real-time" komunikace pro různé požadavky datových toků (isochronní, periodické, aperiodické, …) a optimalizaci spotřeby energie. Při řešení vyjděte z existujících přístupů založených na TDMA a CSMA mechanismech, pro které vytvořte model, umožňující získat energetickou náročnost pro různé datové toky.

   Školitel: Kučera Pavel, Ing., Ph.D.

7. Optimalizace výpočetních a komunikačních zdrojů hybridniho elektromobilu

   V současné době jsou nové automobily vybaveny nejméně 40 vestavnými procesory. Stále více automobilů bude v budoucnosti vybavováno i systémy WI-FI, 3G nebo zařízeními typu UMTS. To je důležité pro novou generaci t.zv. Intelligent Transport Control Systems (ITCS), které staví na komunikaci a výpočetním výkonu vestavných systémů, které se pak chovají jako inteligentní zařízení. Této inteligence každého automobilu ( a dalších transportních systémů) by se mohlo využít k tvorbě nové, flexibilnější, škálovatelné a levnější dopravní sítě, tedy Intelligent Transport Control Systems (ITCS), než jsou stávající dopravní sítě. Pozornost doktorská práce bude upřena na optimální alokaci výpočetních a komunikačních zdrojů palubního výpočetního systém (ODS) s respektováním současného stavu dopravní sítě. Jako případová studie bude řešena optimalizace energetických zdrojů hybridního elektromobilu sestávajících ze superkapacitorů a baterií s respektováním dopravní sítě a její infrastruktury.

   Školitel: Zezulka František, prof. Ing., CSc.

8. Pokročilé metody zpracování signálu pro nedestruktivní testování

   Práce je zaměřena do oblasti pokročilých metod zpracování signálu pro časovou lokalizaci a identifikaci události akustické emise v zarušeném prostředí. Základem práce je analýza a optimalizace algoritmů založených na Wigner-Ville distribuci a Hilbert-Huang transformaci pro nestacionární diagnostické signály. Pozornost bude věnována především návrhu metod umožňujících potlačení vzniku artefaktů. Navržené metody budou dále doplněny srovnáním s metodami stochastického normování v časofrekvenční oblasti. Předpokládá se praktické využití pro analýzy signálu akustické emise v reálném čase a implementace algoritmů ve vhodném HW.

   Školitel: Beneš Petr, doc. Ing., Ph.D.

9. Přesná automatická navigace a sebelokalizace ve vnějším prostředí

   Seznamte se s metodami pro automatickou sebelokalizaci a navigaci ve vnějším prostředí. Zaměřte se především na metody typu SLAM (Self-localisation and Mapping) s využitím 3D laserových proximitních skenerů (lidar), inerciální navigace a satelitní navigace, včetně RTK GNSS. Navrhněte a realizujte vlastní metodu pro navigaci v předem neznámém vnějším prostředí se šesti stupni volnosti (6-DOF). Navrhněte vhodnou metodiku testování 6-DOF sebelokalizačních metod. Vyberte metodu pro srovnání a proveďte pečlivé srovnání vlastní metody s metodou referenční.

   Školitel: Žalud Luděk, prof. Ing., Ph.D.

10. Přesná automatická navigace a sebelokalizace ve vnějším prostředí 2

    Seznamte se s metodami pro automatickou sebelokalizaci a navigaci ve vnějším prostředí. Zaměřte se především na metody typu SLAM (Self-localisation and Mapping) s využitím 3D laserových proximitních skenerů (lidar), inerciální navigace a satelitní navigace, včetně RTK GNSS. Navrhněte a realizujte vlastní metodu pro navigaci v předem neznámém vnějším prostředí se šesti stupni volnosti (6-DOF). Navrhněte vhodnou metodiku testování 6-DOF sebelokalizačních metod. Vyberte metodu pro srovnání a proveďte pečlivé srovnání vlastní metody s metodou referenční.

    Školitel: Žalud Luděk, prof. Ing., Ph.D.

11. Řídicí a navigační techniky pro miniaturní létající roboty

    Cílem práce je analýza a návrh algoritmů pro řízení a navigaci vícevrtulových miniaturních létajících prostředků určených pro pohyb uvnitř budov nebo v prostředí omezeném zástavbou. V oblasti algoritmů řízení je zapotřebí prověřit možnost použití jak klasických lineárních algoritmů, tak i nelineárních algoritmů (slidig mode, backstepping apod). V oblasti navigačních prostředků by pozornost měla být zaměřena na fůzi dat z různých senzorů (sonary, kamery apod.). Výsledkem by měl být realizovatelný systém, který by umožnil lidské obsluze komfortní řízení robota, případně i plně autonomní pohyb robota.

    Školitel: Šolc František, prof. Ing., CSc.

12. Statistické metody pro analýzu dat

    Využití metod "Data Mining" a "Design of Experiments" v oblasti získání a zpracování reálných dat z technologického procesu. Cílem práce je vytvoření metodiky včetně příslušné SW podpory pro usnadnění hledání funkčních závislostí mezi technologickými proměnnými a proměnnými získanými měřením. Hlavní pozornost bude věnována rozšíření dosud používaných metod analýzy dat i na nelineárně závislé proměnné. Je předpokládáno praktické využití získaných znalostí při vývoji zařízení určeného pro nasazení do průmyslové technologie.

    Školitel: Beneš Petr, doc. Ing., Ph.D.

13. Subpixelové metody zpracování obrazu

    Téma práce sleduje potřebu výzkumu a ověření nekontaktních měřicích metod se subpixelovou přesností. Jádrem práce je vytvoření teoretického základu interpolačních metod pro kritické zvýšení přesnosti měření rozměrů a orientace objektů v obrazu. Dosažená přesnost musí vysoce překračovat nominální rozlišení snímače běžného typu např. CCD. Statistické metody pro subpixelovou interpolaci se mohou opírat jak o izolované obrazové body (vliv PSF), tak i o hraniční reprezentaci objektů. Ověření přesnosti navržených metod je třeba provést na některé z typických aplikací např. na subpixelové korelaci pro srovnávání se vzorem.

    Školitel: Horák Karel, Ing., Ph.D.