bakalářská práce

Detekce objektu pro průmyslového robota s využitím počítačového videní

Text práce 6.85 MB Příloha 12.64 MB

Autor práce: Bc. Michal Huber

Ak. rok: 2018/2019

Vedoucí: Ing. Roman Parák

Oponent: Ing. Pavel Škrabánek, Ph.D.

Abstrakt:

Cílem této bakalářské práce je vytvoření řídícího programu pro zpracování obrazových dat z kamery. Úvodní část práce pojednává o současném stavu detekce objektů v průmyslových aplikacích, a také představuje vývojovou platformu Raspberry Pi a OpenCV knihovnu. Další kapitoly se pak zabývají přípravou Raspberry Pi, návrhem testovacích objektů, úpravou zachycených snímků a tvorbou samotného řídícího programu pro detekci správně vyrobené součásti. Závěr práce je věnován návrhu vizualizačního rozhraní, a především pak ověření funkčnosti vytvořeného řídícího programu.

Klíčová slova:

Počítačové vidění, Python, OpenCV knihovna, Raspberry Pi, kontrola kvality, detekce objektu, PLC

Termín obhajoby

20.6.2019

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student seznámil komisi s výsledky své bakalářské práce a úspěšně zodpověděl otázky oponenta i komise (Jaká je přesnost snímání?, Jak byly rozlišovány barvy?)

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní obor

Základy strojního inženýrství (B-STI)

Složení komise

doc. Ing. Branislav Lacko, CSc. (předseda)
prof. Ing. Pavel Ošmera, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Simeon Simeonov, CSc. (člen)
Ing. Radek Poliščuk, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Škrabánek, Ph.D. (člen)
Ing. František Vdoleček, CSc. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Roman Parák

Předložená bakalářská práce se zabývá tématem Detekce objektů pro průmyslového robota s využitím počítačového vidění.

Student Michal Huber měl za úkol provést rešerši současných řešení v problematice detekce objektů v průmyslových aplikacích a seznámit se s vývojovou platformou Raspberry Pi. Rovněž měl za úkol provést rešerši knihovny OpenCV a její využití v zkoumané oblasti. Praktická část práce obsahuje výběr vývojové platformy Raspberry Pi a 2D kamery. Práce dále obsahuje instalaci operačního systému do vývojové platformy, konfiguraci knihoven, v neposlední řade návrh a implementaci řídícího programu pro zpracování a vyhodnocení obrazových dat z kamery, vytvoření datového souboru pro testování a vytvoření pouzdra a stojanu pro platformu Raspberry Pi a 2D kameru. Praktickou částí práce byla kooperace s dalším studentem pri vytvoření objektů, které byly tisknuté na 3D tiskárně od firmy Prusa Research.

Student splnil všechny části bakalářské práce. Student ve své práci řešil jak hardwarovou, tak softwarovou část a rovněž řešil konstrukční část uchycení. Student kooperoval s vedoucím práce pri vytváření OPC UA komunikace mezi Raspberry Pi a řídící jednotkou, tj. Programovatelným automatem PLC od firmy B&R Automation, která byla vizualizována ve webovém prohlížeči pomocí technologie MappView.

Student pracoval na práci samostatně. Všechny postupy konzultoval s vedoucím práce.

Chválím studentovu aktivitu pri tvorbe bakalářské práce, která obnášela nadstandartní objem času a úsilí. Taktéž vyzdvihuji komplexnost řešení i její praktický potenciál.

Písemná část práce, stejně jako praktická je na velmi dobré úrovni.

Předloženou práci doporučuji k obhajobe a hodnotím známkou A / výborně.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Pravopis i grafická a stylistická úprava předložené práce jsou na velmi dobré úrovni. Práce s literaturou a citacemi je také na dobré úrovni. Jistým úskalím je však nadměrné užívání neověřených zdrojů (internetových stránek). Rovněž bych vytkl špatné umístění citací v textu (citace je součástí věty, tj. píše se před tečkou).
Práce splňuje předepsané formální náležitosti. Členění kapitol je však nevhodné a jejich obsah je nedostatečný. Např. druhá kapitola si klade za cíl poskytnout přehled současného stavu detekce objektů v průmyslových aplikacích. To je však vzhledem k cílům práce zbytečné. Místo této kapitoly by práce měla obsahovat přehled současného poznání v oblasti inspekčních úloh (jedním z požadavků na vytvářený software je schopnost klasifikovat výrobky na základě jejich kvality, tj. jedná se o tzv. vizuální inspekci). Následovat by měla kapitola věnující se základům zpracovaní obrazu a počítačového vidění. V teoretické části by měly rovněž být pokryty základy strojového učení. Problematika zpracování obrazu je částečně pokryta v praktické části práce (kapitola 5). V práci však chybí teorie popisující návrh inspekčních systémů (oblast počítačového vidění) a teorie pokrývající problematiku klasifikace a její evaluace (oblast strojového učení). Návrh řídícího programu je popsán v kapitole páté. Součástí této kapitoly má být analýza zadání a popis řešení, obojí je však nedostatečné. Z analýzy by např. vyplynulo, že řešený problém je klasifikační úloha, kde jsou objekty děleny do tří nepřekrývajících se tříd, tj. součástí navrženého systému je i klasifikátor! Rovněž není zcela jasné, jaké informace má řídící program předávat do centrální řídící jednotky robota. Popis vytvořeného řešení musí umožňovat reprodukovatelnost (vzhledem k chybějícím informacím o nastavení parametrů jednotlivých operací tato podmínka splněna není). Rovněž chybí popis komunikačního protokolu (ten se částečně nachází v kapitole šesté) a user interface. Kapitola šestá je věnována verifikaci navrženého řešení. Student zde provádí analýzu experimentů, neposkytuje však téměř žádné numerické informace, na základě kterých byla analýza provedena (např. ve formě matice záměn), tj. nelze ověřit správnost závěrů, které student vyvodil. Za dobře zpracovanou považuji třetí kapitolu, která popisuje použitý hardware.
Vizuální inspekce výrobků je jedna ze základních úloh počítačového vidění. Zvolený typ problému (kontrola výrobku na základě kontur objektů) je dobře zvládnutá problematika, při které se tradičně využívají zadní světla. Student navrhl netradiční přístup, který pracuje za běžného kancelářského osvětlení. Své řešení bohužel neporovnává s tradičními metodami.
Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji dobře/C.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti E
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací B

Známka navržená oponentem: C