Ing. Lukáš Brchl

Ing. Lukáš Brchl

Ing. Oldřich Malec

Katedra softwarového inženýrství

Tato bakalářská práce se zaměřuje na implementaci modulu pro správu flotily do existující aplikace Dronetag použitím moderních frontend webových technologií - převážně TypeScript a React. Tento modul umožňuje uživatelům zakládat organizace a plánovat mise. Práce je rozdělena na několik podčástí. Nejprve přichází rešerše, kde jsou analyzována existující řešení na trhu a shrnuta jejich pozitiva a negativa. Následující kapitola se zaměřuje na softwarové požadavky a případy užití, které by měl modul splňovat. Kapitola Module Design klade důraz na grafický a softwarový návrh, popisuje architekturu a dává popis řešení na vysoké úrovni abstrakce. Implementační část mé práce vysvětluje spoustu konkrétních rozhodnutí a představuje knihovny, které byly pro vývoj modulu použity. Poslední kapitola popisuje proces testovaní a poskytuje report z testování s opravdovými piloty a uživateli aplikace. Poslední sekce této kapitoly pak navrhuje vylepšení a změny, které by bylo vhodné realizovat do budoucna.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

prof. Dr. Ing. Petr Kroha, CSc.

Katedra softwarového inženýrství

Bakalárska práca sa zaobera spojením disciplíny nazývanej temografia so softwarovými systémami na dekekciu objektov. Cieľom je pomocou analýzy a testovania nájsť vhodnú metódu, ktorá dokáže zautomatizovať analýzu dát z termokamier na dronoch. Využitie tejto práce spočíva napríklad v zefektívnení záchranných operácií. Pre dosiahnutie daných cieľov bolo potrebné implementovat aplikáciu v jazyku Python, ktorá realizuje detekciu pomocou dostupných systémov, ako je Darknet. Pomocou tejto aplikácie som experimentálne preukázal, že detekcia pomocou neurónových sietí predstavuje najlepšiu možnost a pomocou systému Darknet je možné detekovať objekty dostatočne rýchlo a presne.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

Ing. Jan Matoušek

Katedra softwarového inženýrství

Tato práce se soustředí na analýzu, návrh, implementaci a testování řešení pro správu dronů. Řešení by mělo umožňovat seskupení dronů a pilotů v rámci organizace a koordinaci letů s více piloty. Jsou vybrána a následně analyzována existující řešení a zhodnoceny jejich silné a slabé stránky. Dále je analyzována vnitřní funkčnost platformy Dronetag pro pochopení omezení kladených na vyvíjené řešení. Znalost fungování platformy Dronetag a silné a slabé stránky analyzovaných existujících řešení jsou poté použity pro analýzu nového řešení správy dronů. Dále je proveden návrh a implementce potřebných rozšíření platformy Dronetag. Rozšíření backendu je implementováno v jazyce Python za použití frameworku Django, rozšíření mobilní aplikace s použitím frameworku Flutter. Na závěr je funkční prototyp testován reálnými piloty za použití definovaných testovacích scénářů. Výstup z tohoto testování je poté využit k návrhu dalších vylepšení uživatelského zážitku a chování implementovaného řešení.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

Ing. Martin Daňhel, Ph.D.

Katedra číslicového návrhu

Práce se zabývá implementací embedded aplikace pro přijímání identifikačních a lokalizačních zpráv z dronů. Práce shrnuje evropský standard pro přímou dálkovou identifikaci dronů a popisuje implementaci aplikace pro příjem těchto zpráv. Aplikace je řešena na platformě ESP32, konkrétně na SoC ESP32-C3. Řešení je v jazyce C a je napsáno jako modul pro operační systém reálného času Zephyr. Modul je schopný samostatně fungovat v rámci většího celku. Jednotlivé zprávy jsou přijímány pomocí technologií Bluetooth 4, Bluetooth 5 Long Range, Wi-Fi Beacon a Wi-Fi Aware. Přijímání Wi-Fi a Bluetooth současně není řešeno pouze pomocí jednoho SoC ESP32-C3, ale také byla architektura rozdělena mezi dvě ESP32-C3. Na jednom ESP32-C3 je provozována aplikace a jsou přijímány Wi-Fi zprávy. Druhé ESP32-C3 je použito jako Bluetooth Controller. Zařízení spolu komunikují pomocí transportního protokolu HCI UART. V rámci testování bylo zjištěno, že během přijímání Wi-Fi a Bluetooth současně na jednom zařízení dochází ke ztrátám jednotlivých zpráv. V případě rozdělené architektury se tento problém vyřešil.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

prof. RNDr. Pavel Surynek, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Kontrola kvality je nedílná součást výroby SMT elektroniky. Automatizované kontrolní systémy jsou dostupné, ale nákladné. V této práci navrhujeme hardwarové a softwarové řešení, které je levnější a jednodušší na implementaci. Náš snímací systém se skládá z 3D tištěných dílů a dodatečných elektronických součástek pro osvětlení. Navrhovaná metoda pro detekci defektů sestává z jednoduché prahovací metody lokalizace a klasifikace náhodným lesem, který používá příznaky extrahované pomocí předtrénované neuronové sítě VGG-16. Náš model dosahuje přesnosti 80 \% na našem datasetu, čímž ukazuje úspěch našeho řešení, ale odhaluje také nedostatky našeho datasetu a postupu. Práci uzavírá analýza výsledků a návrhy pro budoucí vylepšení.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

doc. Ing. Pavel Hrabák, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Cílem této práce je návrh frameworku pro sledování osob na záznamu z jedné staticky umístěné kamery, s vedlejším cílem extrakce věku a pohlaví sledovaných osob. Práce je zaměřena na prostředí maloobchodu. Hlavní algoritmus funguje na principu sledování na základě detekcí. Asociace detekcí k identitám je založena na informacích o poloze a vzhledu získaných z konvolučních neuronových sítí. Kalman filtr je použit pro robustní reprezentaci identit a jejich aktualizaci. Algoritmus vyhodnocujeme s několika modely pro detekci na datasetu získaném z cílového prostředí. Také vyhodnocujeme zlepšení výkonu zíkané použitím optimalizačního frameworku TensorRT. Výsledná aplikace dosahuje 0.91 MOTA na testovacím datasetu, se snímkovací frekvencí 13 snímků za sekundu na zařízení Jetson NX.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

doc. Ing. Kamil Dedecius, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Cílem této práce je tvorba algoritmu pro detekci vad v bezpilotních letadlech pomocí vibrační analýzy. Závady na pohonném systému bezpilotních letadel, jako například poškozené vrtule nebo motory, mohou způsobit ztrátu vztlaku, vyšší spotřebu energie a v nejhorším případě vést k havárii letadla. Což může způsobit vážné poškození samotného letadla, a zárověň ohrozit osoby v blízkém dosahu. Vibrace jsou měřeny pomocí 3 osového akcelerometru na vývojové desce Blip. Pro účely sběru dat je navržena a implementována aplikace založená na Zephyr RTOS. Jsou pořízeny tři různé datasety, měřením dvou různých zařízení. Dva různé modely na bázi strojového učení jsou otestovány na naměřených datasetech. Oba modely dosahují více než 95% testovací přesnosti, když jsou trénovány pomocí vzorků ze všech tříd.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

doc. Ing. Jakub Kraus, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

V návaznosti na novou, celoevropskou legislativu bude ve vzdušných prostorech U-space vyžadováno, aby letadla s posádkou vysílala svoji polohu. Velké množství letadel však doposud není vybaveno potřebnými technologiemi. Tato práce se zabývá designem šasi nového, baterií napájeného nástroje, který poslouží jako přenosné identifikační zařízení navíc se schopností zaznamenat let a upozornit na kolizní provoz. Ke stanovení požadovaných parametrů jsou prozkoumána existující řešení a ve spolupráci s piloty vypracován uživatelský průzkum. Výstupem je první 3D tištěný prototyp krabičky zařízení, který poslouží k otestování a dalšímu vývoji v komerční produkt. Dále je navrženo uživatelské rozhraní doprovodné mobilní aplikace, která se použije ke konfiguraci přístroje, jako elektronický letový deník a jako jednoduchý zobrazovač okolního letového provozu na mapě. Práce je součástí projektu společnosti Dronetag, která celé zařízení vyvíjí.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

Ing. Jakub Novák

Katedra aplikované matematiky

Počítačové vidění je důležitou součástí povrchové montáže plošných spojů, která zahrnuje i Pick and Place (P&P) operace, pro které je důležité mít spolehlivé počítačové vidění, které zvládne detekovat a zarovnat komponenty na správnou pozici, ve které jsou poté osazeny na desku plošného spoje. Na poli programů pro domácí osazování plošných spojů s open-source licencí je nejoblíbenějších programem OpenPNP. Jeho počítačové je implementováno jako sekvence OpenCV operací, která je aplikována na obrázek zachycující součástku. Toto řešení není spolehlivé a je pozadu s dnešními trendy detekce rotovaných objektů. Tato práce cílí na zlepšení procesu detekce součástek v programu OpenPNP pomocí implementace systému pro správu OpenCV sekvence operací a pomocí zavedení alternativní metody pro detekci, která by poskytla robustnější řešení vůči vnějším vlivům. Rešerše této práce byla soustředěna na dva aspekty; zkušenost s uživatelským prostředím pro detekci rotace OpenPNP programu a současné trendy v počítačovém vidění pro detekci objektů, který by mohly být použity pro P&P procesy. Na základě diskusí v rámci komunity uživatelů OpenPNP, jsem navrhla a implementovala řešení, které umožní uživatelům správu OpenCV operací, tím, že budou mít k dispozici znovu použitelné sekvence operací. V další části této práce jsem natrénovala čtyři detektory pro rotované objekty za použití vlastních dat. Nejlepších výsledků bylo docíleno za použití R3Det detektoru. Výsledky detektoru jsem porovnala s výsledky ze současného řešení OpenPNP a dokázala jsem, že za použití strojového učení je možné dosáhnout řešení, které může sloužit jako alternativa pro současné OpenCV řešení. Toto řešení je navíc robustnější vůči vnějším vlivům a dokáže stabilně fungovat v reálném prostředí bez nutnosti časté uživatelské interakce.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

Katedra softwarového inženýrství

Cieľom tejto práce je navrhnúť a naimplementovať mobilnú aplikáciu na ske- novanie bezpilotných lietadiel v okolí. Na základe nových regulácii sa piloti musia registrovať a drony musia vysielať svoju polohu a identifikáciu pomocou bezdrátových technologií. Aplikácia bude zbierať a zobrazovať tieto dáta pre užívateľov oboch hlavných mobilných platforiem. Riešenie pomôže sprehľad- niť prevádzku dronov. Verejnosť získa možnosť identifikovať zodpovedné osoby v prípade, že bude ohrozená bezpečnosť alebo súkromie.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

Ing. Magda Friedjungová, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Cílem této práce je tvorba systému schopného detekovat a sledovat pohyb osob pomocí informací ze stacionární kamery. Systém také dokáže z detekcí extrahovat biometrické informace jako věk a pohlaví. Využití tohoto systému se nabízí zejména v komerčním prostředí, kde obchod může použít tyto informace k predikování chování zákazníků a/nebo plánování marketingových strategií.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

doc. RNDr. Pavel Surynek, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Aplikaci detekce a sledováni vozidel se v poslednich letech stále vice využivá ke sledováni dopravnich situaci v zabydlených oblastech i dálnicich, plánováni provozu po komunikacich i k různorodému civilnimu využiti. Spojenim záznamů z kamer a modernich algoritmů pro detekci a sledováni objektů můžeme agre- govat statistiky o počtu vozidel v určitém úseku, průměrné rychlosti, typu, barvě, značce, trajektorii pohybu a spoustu dalšiho. Tato práce se zabývá problematikou detekce a sledováni vozidel v běžném provozu z video záznamů. V prvni části se zaměřuje předevšim na analýzu algoritmů, struktur, modelů a existujicich řešeni této problematiky a popi- suje jednotlivé druhy neuronových siti využitých v pokročilých modelech. Na základě analýzy implementuje v druhé části práce řešeni detekce a sledováni vozidel pomoci modelu DETR, který je absolutni novinka mezi modely pro de- tekci a klasifikaci objektů, která využivá model hlubokého učeni Transformer. K trénováni a evaluaci použivám v implementaci dataset VisDrone.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

Ing. Michal Valenta, Ph.D.

Katedra softwarového inženýrství

Tato diplomová práce popisuje návrh a implementaci aplikace pro chytré hodinky Apple Watch. Tato aplikace bude sloužit pilotům dronů k lepší orientaci ve vzdušném prostoru. Součástí práce je jednak rešerše podobných aplikací na systém WatchOS, jednak specifikace požadavků, případů užití a návrh grafického rozhraní. Taktéž je popsáno testování grafického rozhraní s účastníky, na jehož základě vznikla výsledná aplikace. Součástí realizace je návrh architektury aplikace pro systém WatchOS, komunikace aplikace s přidruženou mobilní aplikací, popis webové služby využívané aplikací a také popis implementačních detailů. Nakonec je celé řešení otestováno s několika účastníky pohybujícími se mimo obor letectví a taktéž s účastníky, kteří v letectví pracují.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

Ing. Jakub Žitný

Katedra softwarového inženýrství

Tato diplomová práce se zabývá vývojem multiplatformní mobilní aplikace ve frameworku Flutter pro bezpečnější provoz dronů. Práce obsahuje kompletní analýzu, návrh a samotnou implementaci aplikace, jejíž hlavní funkcionalitou je správa dronů a identifikačních zařízení připevněných k dronům, zobrazování zakázaných zón pro lety a plánování a sledování letů dronů. V analýze je kladen důraz na rozbor existující webové platformy a celé infrastruktury, která poskytuje data klientským aplikacím a aplikacím třetích stran. Návrh obsahuje popis struktury aplikace a použité architektonické vzory frameworku Flutter. Implementace popisuje detaily o realizaci a obsahuje podrobný návod pro spuštění ve vývojovém, testovacím a produkčním prostředí. Zároveň obsahuje popis důležitých konfiguračních souborů, které se liší napříč různými prostředími a mají bezpečnostní charakter.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

Ing. Pavel Hrabák, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Práca sa zaoberá návrhom a implementáciou aplikácie na rozpoznávanie áut z obrazového záznamu urobeného letiacim dronom. V prvej teoretickej časti práca obsahuje úvod do oblasti detekovania objektov, ako aj prehľad state-of-art algoritmov. Táto časť je zameraná najmä na prístupy použité v tejto práci. Ďalšou časťou práce je rešeršná časť, kde je urobený prehľad doteraz implementovaných riešení použitých v rámci tejto problematiky. Výsledkom práce sú štyri modely, pri ktorých trénovaní bol použitý dataset CARPK. Tento dataset obsahuje fotky, ako aj videozáznamy urobené letiacim dronom. Celkom sa v datasete nachádza 90 000 zachytených áut na viac ako 1500 fotkách. Ďalej je v práci navrhnutý prístup detekcie objektov vo videu pomocou vytvorenia ortofotomapy z daného videa, na ktorej je následne prevedená detekcia. Celá práca je implementovaná v jazyku Python. V záverečnej časti práce sú predstavené experimenty, ktoré boli vykonané na dátach mimo dataset.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

doc. Ing. Štěpán Starosta, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Provozovatelé elektrických distribučních sítí vynakládají každoročně velké množství peněz a úsilí, aby zajistili plynulou a bezpečnou dodávku elektřiny. Nejčastějším zdrojem výpadků proudu je poškození drátů vysokého napětí zásahem vegetace, například spadaných stromů. Z toho důvodu provozovatelé provádějí údržbu a pravidelné inspekce koridorů s elektrickým vedením, především v lesích a hustě zarostlých oblastech. Tím vytváří poptávku po nenákladných a vysoce automatizovaných metodách pro průzkum ochranných pásem elektrického vedení. Cílem této práce je vytvořit robustní algoritmus pro automatickou detekci zásahů vegetace do ochranného pásma elektrického vedení pomocí bezpilotních letadel (dronů), s využitím metod z fotogrammetrie a počítačového vidění. Studie pokrývá celý pracovní postup pro inspekci ochranného pásma drátů vysokého napětí, od obsáhlých pokynů pro sběr dat, přes 3D rekonstrukci elektrického vedení, až po detekci zásahů vegetace a vizualizaci výsledků.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

Ing. Jakub Žitný

Katedra aplikované matematiky

Tato diplomová práce se zabývá detekcí obličejových landmarků s cílem vytvořit systém pro automatizované ohodnocování logopedických cviků. Důležitou součástí takového systému je schopnost detekce a sledování pohybu jazyka. K tomuto účelu je použita hloubková kamera Intel RealSense D415. Výsledná aplikace, která byla napsaná v jazyce Python, umí ohodnotit několik typických logopedických cviků ze živého záznamu z kamery či z předtočených videí ve formátu .bag. Byla provedena experimentální analýza dvou vybraných cviků s využitím video dat několika dobrovolníků zahrnujících dospělé i děti. V průměru byl systém schopen detekovat 65% provedených opakování cviků přičemž žádný ze cviků nebyl vyhodnocen předčasně.

Práce na DSpace

Ing. Lukáš Brchl

doc. Ing. Pavel Kordík, Ph.D.

Katedra aplikované matematiky

Automobilový průmysl, který je jedním z nejvlivnějších odvětví světové ekonomiky, je při svém růstu a rozvoji do značné míry závislý na technologických a metodických inovacích. Tato práce zkoumá potenciál pokročilých technik zpracování obrazu jako je homogenizace osvětlení, segmentace vozidla a následné modelováních pomocí technologie NeRF. Hlavním cílem práce je vytvořit "proof-of-concept" řešení využití nových "state-of-the-art" technologií pro zpracování a modelování vozidel. Vytvořené řešení ukazuje výhody použití nových technologií ve srovnání s tradičními přístupy.

Práce na DSpace