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. Analýza dat 3D optického proximitního skeneru pro rozšířenou realitu v mobilní robotice

   Navrhněte, vytvořte a ověřte algoritmy zpracovávající data optického proximitního 3D skeneru pro účely rozšířené reality v teleprezenční mobilní robotice. Vytvořte algoritmy pro lokální plánování trajektorie robota ve 3D prostoru. Při plánování trajektorie počítejte s průjezdností terénu a s prostorovým a holonomním omezením použitého podvozku robota. Cílem je zrealizovat systém schopný pracovat v reálném čase, který umožní vhodně kombinovat data stereovizního páru barevných CCD kamer s daty 3D skeneru tak, aby byl operátor vizuálně informován o průjezdnosti terénu v okolí robota.

   Školitel: Jirsík Václav, doc. Ing., CSc.

2. Bayesovsky optimální odhad stavu systému s neurčitostí ve vývoji jeho dynamiky

   Bayesovská statistika vytváří ucelený závěr o povaze hledaných parametrů, jejich rozdělení a míru důvěry v platnost nalezeného řešení. Ke kvantitativnímu popisu náhodné proměnné využívá korekce subjektivní apriorní hustoty pravděpodobnosti objektivními daty. Ze své podstaty se jedná o vhodný matematický prostředek pro řešení obecných úloh filtrace a estimace, neboť umožňuje skládání informace z mnoha zdrojů. Protože reálné průmyslové procesy se vyznačují nestálostí svých parametrů s absencí znalosti modelu časových změn chování procesu a obecně nelineární závislostí parametrů na výstupu procesu, je úloha hledání nejlepších parametrů značně komplikována, navíc, často stižena nepřímým, nepřesným a nejistým pozorováním. Cílem práce je vyvinout a implementovat Bayesovský filtr schopný nalézt nestranný odhad u procesů, kde informace zatížena normálním rozdělením je dále kvantifikována A/D převodníkem. Filtr musí kompenzovat absenci určitosti a nepřesnosti v modelu formou zapomínání, které bude interpretováno jako statistický rozhodovací problém s využitím Kullbackovy-Leiblerovy informace.

   Školitel: Pivoňka Petr, prof. Ing., CSc.

3. Efektivní medody discretizace nelineárních dynamických systémů

   Téma je zaměřeno na analýzu nelineárních dynamických systémů s diskrétním časem. Pozornost bude věnována zejména problematice diskretizace časově spojitých nelineárních systémů. Zkoumána bude rovněž otázka pozorovatelnosti stavu nelineárních systému s diskrétním časem. Výsledky výzkumu budou aplikovány zejména v oblasti popisu nelineárních modelů střídavých elektrických pohonů.

   Školitel: Václavek Pavel, prof. Ing., Ph.D.

4. Estimátory stavu pro monitorování, diagnostiku a řízení pohonů se střídavými motory

   Téma je zaměřeno na výzkum estimátorů stavu nelineárních systémů a jejich implementaci v průmyslově užívaných HW prostředcích. Bude řešena jak teoretická stránka návrhu algoritmu estimace stavu pro střídavé pohony, tak i výpočetní optimalizace algoritmů pro jejich praktické nasazení. Účelem vytvářených algoritmů estimace bude získávání informací pro bezsnímačové řízení a monitorování stavu, zejména pak detekci poruch pohonů s asynchronními a synchronními motory.

   Školitel: Václavek Pavel, prof. Ing., Ph.D.

5. Fúze dat 3D proximitních skenerů, termovize a CCD kamer

   Navrhněte, vypracujte a ověřte metody pro tvorbu prostorových map pomocí planárních nebo 3D proximitních skenerů, termovizních kamer a CCD barevných kamer. Cílem je vytvořit mapu na bázi tzv. mřížek obsazenosti, která by obsahovala v prostorových datech zároveň informaci o teplotě a barvě objektu. Součástí projektu je kalibrace jednotlivých snímačů i vzájemná kalibrace mezi snímači. Algoritmy by měly být nezávislé na použitých typech snímačů. Předpokládá se využití v mobilní robotice pro tvorbu pokročilých map prostředí a v biomedicíně pro tvorbu skenů částí těla pacienta.

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

6. Fúze dat 3D proximitních skenerů, termovize a CCD kamer

   Navrhněte, vypracujte a ověřte metody pro tvorbu prostorových map pomocí planárních nebo 3D proximitních skenerů, termovizních kamer a CCD barevných kamer. Cílem je vytvořit mapu na bázi tzv. mřížek obsazenosti, která by obsahovala v prostorových datech zároveň informaci o teplotě a barvě objektu. Součástí projektu je kalibrace jednotlivých snímačů i vzájemná kalibrace mezi snímači. Algoritmy by měly být nezávislé na použitých typech snímačů. Předpokládá se využití v mobilní robotice pro tvorbu pokročilých map prostředí a v biomedicíně pro tvorbu skenů částí těla pacienta.

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

7. Lokalizace zdrojů hluku a vibrací bezkontaktními metodami

   Téma je zaměřeno na výzkum metod a algoritmů pro bezkontaktní lokalizaci a charakterizaci zdrojů hluku a vibrací. Pozornost bude věnována zejména problematice analýzy zdrojů hluku a vibrací pomocí akustické holografie v blízkém poli s využitím matice mikrofonů, aplikovatelnosti metody pro lokalizaci v uzavřených prostorách s odrazy a dalšími zdroji hluku a zvýšení přesnosti predikce pomocí fúze dat z dalších prostorových měřicích systémů. Kromě teoretické práce se předpokládá i praktická implementace těchto měřicích metod a optimalizace algoritmů pro využití v oblasti bezkontaktní vibrodiagnostiky a lokalizace zdrojů hluku u mechanických systémů.

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

8. Metody pro kalibraci snímačů zrychlení a úhlové rychlosti

   Téma je zaměřeno na testování a kalibraci snímačů vibrací a snímačů úhlové rychlosti pro inerciální navigační jednotky. Cíle práce spočívají v analýze parazitních vlivů, které mají vliv na celkové nejistoty měření, a hledání nových metod pro jejich potlačení. Pro výzkum bude k dispozici kalibrační systém SPEKTRA CS18 a rotační stůl RMS SDL05. Téma je s podporou firmy Honeywell HTS CZ.

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

9. Modelování a řízení střídavých elektrických pohonů při poruše

   V první fázi bude cílem práce vytvořit modely vícefázových a vícenásobných střídavých elektrických pohonů, u kterých bude možné simulovat některé typy funkčních poruch, ke kterým u těchto zařízení dochází. Další část bude spočívat v monitorování funkčních poruch, nejprve za pomoci stávajících snímačů, které se při řízení pohonů používají (měření fázových proudů, napětí stejnosměrného meziobvodu, polohy rotoru), následně s použitím redundantních snímačů za účelem zvýšení spolehlivosti a určení správné diagnózy funkční poruchy. Ve třetí fázi bude cílem navržení řídicích algoritmů, které budou schopné zajistit částečnou činnost pohonu při funkční poruše.

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

10. Redukce dimenze vstupního prostoru v úlohách učení s učitelem

    Téma doktorského studia se zabývá redukcí dimenze vstupního prostoru v úlohách učení s učitelem. Efektivní snižování počtu vstupů (s ohledem na čas a minimální ztrátu informace) je řešeno pomocí metod selekce příznaků. V rámci studia bude zpracována rešerše zaměřená na metody podmíněné selekce příznaků, na principy rozkladu příznaků a metody shlukové analýzy. Cílem je návrh původní metody selekce příznaků vycházející z postupného rozklad příznaků, avšak fungující i pro binární výstupní veličiny a umožňující kombinaci více kriteriálních funkcí dohromady.

    Školitel: Honzík Petr, Ing., Ph.D.