Cílem bakalářské práce je zanalyzovat a naprogramovat v jazyku C++ vhodné metody zpracování obrazu pro řízení pohybu kolového robotu. V první části se práce zabývá analýzou vhodných metod zpracování obrazu. Metody jsou otestovány s využitím nástroje MATLAB a jsou vybrány pouze ty, které splňují odpovídající požadavky. Druhá část práce se zabývá samotnou implementací vybraných metod s využitím knihovny OpenCV, aplikované přímo na snímky z reálně zvolené kamery. Poté jsou metody odladěny pro potenciální řízení pohybu v reálném čase. Poslední část práce se zabývá vyhodnocením výsledků při různých světelných podmínkách.
Anotace v angličtině
The aim of the bachelor thesis is an analysis of suitable image processing methods for wheeled robot motion control and its realization in the language of C++. The first part deals with a selection of appropriate image processing methods. The approaches are tested using the MATLAB tool, and only those that fulfill the corresponding requirements are selected. The second part deals with the implementation of chosen methods using the C++ library OpenCV. After that, the approved methods are debugged for possible motion control. The last part deals with tests under different lighting conditions.
Klíčová slova
zpracování obrazu, řízení pohybu, kamera, robot, navigace
Cílem bakalářské práce je zanalyzovat a naprogramovat v jazyku C++ vhodné metody zpracování obrazu pro řízení pohybu kolového robotu. V první části se práce zabývá analýzou vhodných metod zpracování obrazu. Metody jsou otestovány s využitím nástroje MATLAB a jsou vybrány pouze ty, které splňují odpovídající požadavky. Druhá část práce se zabývá samotnou implementací vybraných metod s využitím knihovny OpenCV, aplikované přímo na snímky z reálně zvolené kamery. Poté jsou metody odladěny pro potenciální řízení pohybu v reálném čase. Poslední část práce se zabývá vyhodnocením výsledků při různých světelných podmínkách.
Anotace v angličtině
The aim of the bachelor thesis is an analysis of suitable image processing methods for wheeled robot motion control and its realization in the language of C++. The first part deals with a selection of appropriate image processing methods. The approaches are tested using the MATLAB tool, and only those that fulfill the corresponding requirements are selected. The second part deals with the implementation of chosen methods using the C++ library OpenCV. After that, the approved methods are debugged for possible motion control. The last part deals with tests under different lighting conditions.
Klíčová slova
zpracování obrazu, řízení pohybu, kamera, robot, navigace
Proveďte analýzu literárních pramenů vztahujících se k problematice zpracování obrazu v reálném čase.
Vyberte vhodné metody pro řešení základního rozpoznání 3D scény pro strategii řízení rovinného pohybu kolového robota při známé vzdálenosti překážek (tj. bez měření vzdálenosti).
Vhodné metody otestujte s použitím nástroje MATLAB a vyberte ty, které splňují odpovídající požadavky.
Vytvořte na základě poznatků z předchozího vlastní program s využitím dat z reálně zvolené kamery v jazyku C/C++.
Otestujte obrazová data a odlaďte implementované algoritmy zpracování obrazu tak, aby odpovídaly požadavkům na řízení pohybu v reálném čase.
Proveďte podrobné vyhodnocení výsledků při různých světelných podmínkách.
Zásady pro vypracování
Proveďte analýzu literárních pramenů vztahujících se k problematice zpracování obrazu v reálném čase.
Vyberte vhodné metody pro řešení základního rozpoznání 3D scény pro strategii řízení rovinného pohybu kolového robota při známé vzdálenosti překážek (tj. bez měření vzdálenosti).
Vhodné metody otestujte s použitím nástroje MATLAB a vyberte ty, které splňují odpovídající požadavky.
Vytvořte na základě poznatků z předchozího vlastní program s využitím dat z reálně zvolené kamery v jazyku C/C++.
Otestujte obrazová data a odlaďte implementované algoritmy zpracování obrazu tak, aby odpovídaly požadavkům na řízení pohybu v reálném čase.
Proveďte podrobné vyhodnocení výsledků při různých světelných podmínkách.
Seznam doporučené literatury
SANKOWSKI, Dominik a Jacek NOWAKOWSKI. Computer vision in robotics and industrial applications. Singapore: World Scientific, [2014), 563 s. Series in computer vision. ISBN 9789814583718.
CORKE, Peter I. Robotics, vision and control: fundamental algorithms in Matlab. Berlin: Springer, 2011, 570 s. Springer tracts in advanced robotks. ISBN 9783642201431.
ŠONKA, Milan, Václav HLAVAC a Roger BOYLE. Image processing, analysis, and machine vision. Second edition. Pacific Grove: PWS Publishing, (1999), 770 s. ISBN 053495393X.
BURGER, Wilhelm a Mark James BURGE. Principles of digital image processing: advanced methods. London: Springer, 2013. Undergraduate topics in computer science (Springer). ISBN 978-1848829183.
ZHI ENG, L. Qt5 C++ GUI Programming Cookbook, 2nd ed.; Packt Publishing: Birmingham, England, 2019; pp. 428.
MALLICK, Satya. Object Tracking using OpenCV (C++/Python) [online]. 13 February 2017, s. 12 [cit. 2020-11-24]. Dostupné z: https://www.learnopencv.com/object-tracking-using-opencv-cpp-python/
Seznam doporučené literatury
SANKOWSKI, Dominik a Jacek NOWAKOWSKI. Computer vision in robotics and industrial applications. Singapore: World Scientific, [2014), 563 s. Series in computer vision. ISBN 9789814583718.
CORKE, Peter I. Robotics, vision and control: fundamental algorithms in Matlab. Berlin: Springer, 2011, 570 s. Springer tracts in advanced robotks. ISBN 9783642201431.
ŠONKA, Milan, Václav HLAVAC a Roger BOYLE. Image processing, analysis, and machine vision. Second edition. Pacific Grove: PWS Publishing, (1999), 770 s. ISBN 053495393X.
BURGER, Wilhelm a Mark James BURGE. Principles of digital image processing: advanced methods. London: Springer, 2013. Undergraduate topics in computer science (Springer). ISBN 978-1848829183.
ZHI ENG, L. Qt5 C++ GUI Programming Cookbook, 2nd ed.; Packt Publishing: Birmingham, England, 2019; pp. 428.
MALLICK, Satya. Object Tracking using OpenCV (C++/Python) [online]. 13 February 2017, s. 12 [cit. 2020-11-24]. Dostupné z: https://www.learnopencv.com/object-tracking-using-opencv-cpp-python/
Přílohy volně vložené
1 CD ROM
Přílohy vázané v práci
grafy
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Diplomant odprezentoval před komisí hlavní cíle a výsledky své bakalářské práce. Prezentace jako celek byla zpracována na velmi dobré úrovni, student dokázal vystihnout klíčové body práce. Součástí prezentace byla ukázka formou videonahrávky. Následně byl student seznámen s posudky vedoucího a oponenta bakalářské práce. Diplomant postupně odpověděl na otázky oponenta práce.
Komise vznesla k obhajobě následující dotazy:
1) Doc. Křesálek: Proč jste ve své rešerši neuvedl práce, které na obdobné téma byly již dříve vypracovány?
2) Doc. Matušů: V jakém programovacím jazyce bylo dosaženo nejlepších výsledků, co se týká rychlosti zpracování programu?
3) Prof. Vašek: Poradil si algoritmus s nerovnoměrně nasvětlenou scénou?
4) Prof. Ošmera: Neruší ve vyhodnocení okno vedle chodníku?
Na kladené dotazy diplomant reagoval dobře.