diplomová práce

Automatická kalibrace robotického ramene pomocí kamer/y

Text práce 15.89 MB Příloha 1.68 MB

Autor práce: Ing. Daniel Adámek

Ak. rok: 2018/2019

Vedoucí: Ing. Peter Honec, Ph.D.

Oponent: Ing. Miloslav Richter, Ph.D.

Abstrakt:

K nahrazení člověka při úloze testování dotykových embedded zařízení je zapotřebí vyvinout komplexní automatizovaný robotický systém. Jedním ze zásadních úkolů je tento systém automaticky zkalibrovat. V této práci jsem se zabýval možnými způsoby automatické kalibrace robotického ramene v prostoru ve vztahu k dotykovému zařízení pomocí jedné či více kamer. Následně jsem představil řešení založené na estimaci polohy jedné kamery pomocí iterativních metod jako např. Gauss-Newton nebo Levenberg-Marquardt. Na konci jsem zhodnotil dosaženou přesnost a navrhnul postup pro její zvýšení.

Klíčová slova:

Určení pozice v prostoru, iterativní metoda, detekce markeru, Gauss-Newton, kalibrace robotického ramene

Termín obhajoby

4.6.2019

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaBznamka

Klasifikace

B

Průběh obhajoby

Student obhájil diplomovou práci.

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Ústav

Studijní obor

Kybernetika, automatizace a měření (M1-KAM)

Složení komise

doc. Ing. Jiří Koziorek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Radovan Holek, CSc. (člen)
Ing. Peter Honec, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Pohl, Ph.D. (člen)
Ing. Jaroslav Lepka, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Peter Honec, Ph.D.

Cílem práce bylo navrhnout a otestovat metodu automatické kalibrace pozice multifunkčního tiskového zařízení vůči poloze robotického ramene. Motivací je, po spojení s další prací p. Pernikáře, vytvořit systém pro automatické testování software těchto zařízení vybavených dotykovou obrazovkou s využitím robotického ramene.
Zadání práce je středně náročné až náročné, zejména pokud byly ze strany zadavatele (YSoft) dány omezující podmínky na univerzálnost a nízkou cenu navrženého řešení. Diplomant pracoval samostatně a úspěšně spolupracoval na navazujícím tématu s p. Pernikářem.
V průběhu návrhu chválím za obsáhlou rešerši možných metod a jejich otestování. Díky tomu bylo zvoleno správné řešení spadající do výše popsaných limitů. Přestože se nepodařilo vyřešit všechny problémy při dostatečně přesné kalibraci, již toto řešení poskytuje velké úspory času při kalibraci. Diplomant dále navrhuje další iteraci s použitím smart stylus, na které již pracuje a je v plánu tuto kalibracu udělat bezobslužnou.
Průvodní dokument je psán v anglickém jazyce, k formální stránce nemám výhrady. Někdy by text pro lepší ilustraci zasloužil více obrázků. Zdrojový kód jak v Matlabu tak C# je napsán přehledně, uvítal bych více komentářů popisujích myšlenkové pochody autora, zejména u složitějších funkcí v C#. Na přiloženém CD postrádám více zdrojových dat a reálných snímků, kterých v rámci řešení projektu vzniklo mnoho.
Přiložená práce svědčí o inženýrských schopnostech studenta. I přes výše popsané nedostatky se díky úsilí studenta podařilo s komplexním projektem automatického testování multifunkčních zařízení vykročit správným směrem a již v této době celý projekt šetří stovky hodin práce operátorů. Práci doporučuji k obhajobě s hodnocením B.

Známka navržená vedoucím: B

Písemná práce má rozsah 58 stran. Formální úprava zprávy je na dobré úrovni. Textová část je psána v anglickém jazyce, bez výraznějších chyb. Práce je místy psána volnější formou.
Literární zdroje týkající se řešeného problému jsou uvedeny v sekci literatura. V práci je z nich čerpáno a jsou řádně uvedeny odkazy.
Student musel nastudovat širokou oblast pro vyřešení dané úlohy. V nastudovaném problematice se orientuje. Zvolenou koncepci řešení je možné považovat za správnou.
Úvodní část shrnující výchozí znalosti je převzata, zbývající část řešení problému lze pokládat za vlastní práci diplomanta.
Úloha patří mezi složitější a bylo provedeno velké množství práce.

K práci mám následující výtky:
U kapitol uvádějících teorii (kap 2,3) postrádám vysvětlení, jak se daná teorie váže k řešení (např. sigmoida a její použití). Např. u kapitoly 3, kde je uveden soubor použitých nástrojů, měly být popsány i jejich návaznosti na řešení, aby byl jasný důvod jejich přítomnosti.
Požadavky na značky pro hledání displeje jsou popsány v kapitole 4.1.1. Obr. 4.1, ukazuje již konkrétní řešení, s tím, že některé byly zamítnuty. Není zde ale důvod, proč byly první verze zamítnuty pro řešení. Značky/markery popisuje od druhé kapitoly, ale jejich ukázka je až na str. 38. Podobně slovně popisuje i další části řešení a nechává na čtenáři, aby si věci domyslel, a to i v situacích, kde by bylo snadné uvést vysvětlující obrázky.
V práci není prezentován nákres nebo snímek celkového pracoviště ani výsledný snímek z kamery. Díky tomu je popis matematického řešení návaznosti kamery na obrazovku a robota (popisovaný pouze slovně) značně nepřehledný. Nákresy sestav velice chybí u závěrečných testů, kdy z pouhého popisu není vždy jasné, co a jak se měřilo. Jejich zhodnocení je tak velice obtížné.
Na str. 35 říká, že zkusil různé funkce, ale neřekne, proč je zamítl. Obr 6.2 je nečitelný, v ostatních obrázcích je velice obtížné najít označené částí, díky málo kontrastním čarám.
V práci je menší množství vad: parametr d v 3.6. Vzorec 3.12 – jak souvisí s 3.11? 3.2.3 díky své stručnosti nedává smysl. Definice vektoru X není uvedena (jedná se o vektor bodu, nebo bodů?), nelze podle vzorce 3.30, jak je odkazováno na str. 40.
Znak f používá pro ztrátovou funkci i ohniska, což vede k horší orientaci v textu. Ohnisková vzdálenost (a význam jejích složek x, y) není v práci definována, pojmenovány jsou až několik stran po použití symbolů.
V úvodu není uveden Camera model, pouze Camera distortion models (jejich prezentace však není zcela přesná) – 3.1.7. V 6.3.5 zaměňuje camera model a camera distortion model. 
Nedostatky mají i přílohy: nejsou zde uvedeny reálné snímky z kamery, se kterými aplikace pracuje.

Přiložená práce svědčí o inženýrských schopnostech studenta. Navrhuji klasifikaci D

Známka navržená oponentem: D