TEMATY PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH NA ROK AKADEMICKI 2012/2013

Transkrypt

1 Katedra Systemów Automatyki Wydział Elektroniki Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej TEMATY PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH NA ROK AKADEMICKI 2012/ Temat pracy Temat pracy Liczba wykonawców 2 Konfigurowalny sprzętowy symulator układu sterowania Configurable hardware control system simulator dr inż. Krzysztof Cisowski mgr inż. Piotr Fiertek Kontynuacja tematu projektu grupowego. Celem proponowanej pracy jest projekt oraz budowa w oparciu o procesor sygnałowy Texas Instruments OMAP138 konfigurowalnego symulatora układu sterowania. Opracowany system ma służyć do celów dydaktycznych. Układ pozwalał będzie na symulację wybranych struktur układu sterującego, zapewni obsługę typowych sterowników oraz konfigurację typowych obiektów sterowania. System zostanie wyposażony w interfejs użytkownika pozwalający na sterowanie opcjami programu z poziomu komputera PC. Adaptacja dostępnych układów AD/DA (w wersjach EVM). Opracowanie projektu i wykonanie oprogramowania symulatora dla zestawu uruchomieniowego ZOOM OMAP-L138 experimenter Kit. Projekt i wykonanie oprogramowania interfejsu systemu (język Visual C++, C# lub JAVA). Opracowanie instrukcji laboratoryjnej. 1. Dokumentacja zestawu uruchomieniowego Zoom OMAP-L138 experimenter Kit firmy Teksas Instruments. 2. Tomasz Zielinski. Cyfrowe Przetwarzanie Sygnałów - Od teorii do zastosowan. Wydawnictwa Komunikacji i Łacznosci, Warszawa, T. Kaczorek, Podstawy teorii Sterowania, WNT 2005

2 2. Temat pracy Temat pracy Model stanowiska laboratoryjnego do badania aktywnych metod tłumienia drgań oraz własności tłumiących materiałów izolacyjnych. Model of laboratory stand for testing active vibration cancelling methods and damping properties of insulating materials. dr inż. Krzysztof Cisowski Celem pracy jest budowa modelu stanowiska laboratoryjnego do badania aktywnych metod tłumienia drgań. W założeniu ma to być model jednowymiarowy składający się z ustawionych pionowo podzespołów takich jak (w kolejności od góry): wzbudnik elektromagnetyczny pełniący rolę źródła zakłóceń, masa drgająca oraz drugi wzbudnik - tłumiący przenoszenie drgań masy na sprężyste podłoże. Pomiędzy drgającą masą a wzbudnikiem tłumiącym umieszczane będą pasywnie elementy tłumiące wykonane z badanych materiałów izolacyjnych. Cześć mechaniczna modelu będzie współpracowała z systemem uruchomieniowym procesora sygnałowego np. Spectum Digital DSK TMS320C6713 sterowanego poprzez środowisko Code Composer Studio z komputera PC. Stanowisko laboratoryjne pozwoli na uruchamianie różnych algorytmów tłumienia drgań (między innymi opracowanych w ramach prac badawczych Katedry Systemów Automatyki) oraz badanie własności mechanicznych i izolacyjnych różnych pasywnych elementów tłumiących. 1. Budowa części mechanicznej modelu 2. Testy wybranych metod tłumienia drgań 3. Badanie własności mechanicznych i izolacyjnych zbudowanychtłumików pasywnych. 1. S.M. Kuo and D.R. Morgan, Active Noise Control Systems: Algorithms and DSP Implementations. New York: Wiley, M. Niedźwiecki and M. Meller, A new approach to active noise and vibration control - Part I: The known frequency case, IEEE Trans. on Signal Processing, vol. 57, pp , Sept Dokumentacja technniczna części mechanicznej systemu laboratoryjnego do badania metod aktywnego tłumienia drgań zbudowanego na potrzeby Katedry Systemów Automatyki WETiI PG w 2011r. Żółtowski B.: Podstawy diagnostyki maszyn, PWN, Bydgoszcz Chassaing R.: Digital signal processing and applications with the C6713 and C6416 DSK, Wiley-Interscience 2008.

3 3. Temat pracy Temat pracy Wykorzystanie procesora DSP w systemach rozpoznawania obiektów akustycznych Application of DSP systems to acoustic objects recognition dr inż.krzysztof Cisowski Celem pracy jest zaprojektowanie i realizacja systemu komputerowego służącego do rozpoznawania obiektów w oparciu o analizę widma emitowanego przez nie dźwięków. Zaprojektowany układ wykorzystywać będzie zestaw uruchomieniowy procesora sygnałowego Texas Instruments TMS320C6713 lub Texas Instruments OMAP 138 dzięki czemu nastąpi zwiększenie mocy obliczeniowej systemu w stosunku do rozwiązania opartego jedynie na komputerze PC takie rozwiązanie zrealizowano w Katedrze Systemów Automatytki w ramach jednej z wcześniej prowadzonych prac dyplomowych. Zastosowane rozwiązanie pozwoli na skrócenie procesu decyzyjnego przebiegającego od zarejestrowania sygnału audio do jego rozpoznania. Omawiany system składać się będzie z dwóch części: interfejsu użytkownika uruchamianego na komputerze PC oraz wymienionego wcześniej zestawu uruchomieniowego odpowiedzialnego realizację złożonych obliczeniowo algorytmów rozpoznawania sygnałów. Wykorzystanie procesora sygnałowego pozwoli również na pracę systemu w czasie rzeczywistym oraz wykorzystanie bardziej złożonych w stosunku do rozwiązań wykorzystujących komputery PC, metod analizy sygnałów. 1. Opracowanie i realizacja interfejsu użytkownika (język Visual C++, C# lub JAVA) 2. Wybór metod rozpoznawania sygnałów 3. Implementacja wybranych metod rozpoznawania sygnałów z wykorzystaniem procesosora DSP. 1. Jwu-Sheng Hu, Chieh-Cheng Cheng, Wei-Han Liu: Robust speaker s location detection in a vehicle environment using GMM models. IEEE Transactions on Systems, and Cybernetics, Part B, vol. 36, no. 2, pp , Shannon B. J., Paliwal K.K.: A Comparative Study of Filter Bank Spacing for Speech Recognition. Proc. of Microelectronic engineering research conference, Brisbane, Australia, Nov G. Czapkowski, M. Skałecki: Praca dyplomowa, System dostępowy oparty o metody Automatycznego Rozpoznawania Mowy. 4. M. Łomot: Praca dyplomowa KSA WETiI PG, Badanie zmian pola akustycznego do diagnostyki urzadzen lub wykrywania nieporzadanych cech obiektów monitorowanych. 5. Chassaing R.: Digital signal processing and applications with the C6713 and C6416 DSK, Wiley-Interscience Dokumentacja zestawu uruchomieniowego Spectrum Digital DSKTMS320C6713 lub Zoom OMAP-L138 experimenter Kit firmy Teksas Instruments.

4 4. Temat pracy Temat pracy System rozpoznawania mowy oparty na stałoprzecinkowym procesorze sygnałowym Texas Instruments TMS320C5515 Speach recognition system based on fixed point Texas Instruments TMS320C5515 DSP dr inż. Krzysztof Cisowski Opracowanie oprogramowania służącego do rozpoznawania mowy dla systemu uruchomieniowego TMS320C5515 ezdsp USB Stick Development Tool, zawierającego procesor sygnałowy Texas Instruments TMS320C5515. Implementacja opracowanego systemu do sterowania wybranym obiektem ruchomym. 1. Opracowanie algorytmu rozpoznawania mowy 2. Implementacja algorytmy na procesorze sygnałowym 3. Realizacja interfejsu użytkownika (język Visual C++, C# lub JAVA) 4. Implementacja systemu do sterowania wybranym obiektem ruchomym np. pojazdem LEGO 1. Shannon B. J., Paliwal K.K.: A Comparative Study of Filter Bank Spacing for Speech Recognition. Proc. of Microelectronic engineering research conference, Brisbane, Australia, Nov G. Czapkowski, M. Skałecki: Praca dyplomowa KSA WETiI PG, System dostepowy oparty o metody Automatycznego Rozpoznawania Mowy. 3. Dokumentacja zestawu uruchomieniowego TMS320C5515 ezdsp USB Stick Development Tool 4.

5 5. Temat pracy Temat pracy Dwuprocesorowy system przetwarzania sygnałów audio Dual processor audio signal processing system dr inż. Krzysztof Cisowski Celem pracy jest utworzenie dwuprocesororowgo klastra procesorów sygnałowych Texas Instruments TMS320C6713 połączonych ze sobą za pomocą portów komunikacyjnych Host Processor Interface. Do utworzeia systemu zastosowane zostaną dwa układy Spectrum Digital DSK TMS320C6713. Opracowane urządzenie zostanie wykorzystane do aplikacji wybranych algorytmów dwuwymiarowego przetwarzania sygnałów. 1. Opracowanie koncepcji połączenia dwóch układów DSK za pomocą portów Host Processor Interface. 2. Napisanie oprogramowania narzędziowego sterującego pracą klastra procesorów 3. Opracowanie aplikacji wybranych algorytmów dwuwymiarowego przetwarzania sygnałów. 4. Wykonanie interfejsu użytkownika (język Visual C++, C# lub JAVA). 1. Dokumentacja zestawu uruchomieniowego Spectrum Digital DSK TMS320C Chassaing R.: Digital signal processing and applications with the C6713 and C6416 DSK, Wiley-Interscience Tomasz Zielinski. Cyfrowe Przetwarzanie Sygnałów - Od teorii do zastosowań. Wydawnictwa Komunikacji i Łacznosci, Warszawa, P. Cohrs, W. Powell, E. Williams, Creating a Dual-Processor Architecture for Digital Audio, Texas Instruments, Embedded Edge,

6 6. Detekcja i usuwanie trzasków z archiwalnych nagrań muzycznych. Detection and elimination of clicks from archive music signals. prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki mgr inż. Marcin Ciołek Opracowanie reguł łączenia alarmów detekcyjnych w przetwarzaniu dwukierunkowym dla sygnałów muzycznych w oparciu o modelowanie autoregresyjne. Przeanalizować problem detekcji i usuwania trzasków z archiwalnych nagrań muzycznych. Implementacja metody opartej na klasycznym modelu autoregresyjnym. Opracowanie reguł łączenia alarmów detekcyjnych w przetwarzaniu dwukierunkowym dla sygnałów muzycznych w oparciu o modelowanie autoregresyjne. M. Niedźwiecki and M. Ciołek, Elimination of clicks from archive speech signals using sparse autoregressive modeling, in processing, EUSIPCO 2012.

7 7. Detekcja i usuwanie trzasków z archiwalnych nagrań mowy. Detection and elimination of clicks from archive speech signals. prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki mgr inż. Marcin Ciołek Zbadać wpływ doboru metody śledzenia okresu tonu podstawowego dla sygnału mowy na efektywność działania detektora/rekonstruktora w modelowaniu autoregresyjnym. Przeanalizować problem detekcji i usuwania trzasków z archiwalnych nagrań mowy. Implementacja metody opartej na klasycznym modelu autoregresyjnym. Implementacja metody opartej na modelu autoregresyjnym z dodatkowym składnikiem okresowości. Porównać skuteczność działania detektora/rekonstruktora opartego na modelu autoregresyjnym z dodatkowym składnikiem okresowości dla różnych metod śledzenia okresu tonu podstawowego. M. Niedźwiecki and M. Ciołek, Elimination of clicks from archive speech signals using sparse autoregressive modeling, in processing, EUSIPCO 2012.

8 8. Temat pracy Temat pracy Opracowanie i weryfikacja koncepcji szerokopasmowego systemu rozpoznania sygnałów. Design and verification of a wideband electronic reconessaince system. dr inż. Michał Meller Opracowanie koncepcji i oprogramowania (preferowany MATLAB) do rozpoznania sygnałów w pasmie kilkuset MHz. Zapoznanie się z zasadą pracy radarów impulsowo-dopplerowskich. Opracowanie koncepcji systemu z podziałem na warstwy. Opracowanie algorytmów przetwarzania sygnałów dla każdej z warstw. Implementacja algorytmów w wybranym środowisku. M. Skolnik, Introduction to Radar Systems, McGraw-Hill, Temat pracy Temat pracy Opracowanie i weryfikacja koncepcji wąskopasmowego systemu rozpoznania sygnałów. Design and verification of a narrowband electronic reconessaince system. dr inż. Michał Meller Zapoznanie się z zasadą pracy radarów impulsowo-dopplerowskich. Opracowanie koncepcji systemu z podziałem na warstwy. Opracowanie algorytmów przetwarzania sygnałów dla każdej z warstw. Implementacja algorytmów w wybranym środowisku. M. Skolnik, Introduction to Radar Systems, McGraw-Hill, 2002.

9 10. Temat pracy Temat pracy 11. Temat pracy Temat pracy Zastosowanie superrozdzielczych metod analizy widmowej do oceny prędkości obrotowej silnika spalinowego. Estimation of rotational speed using supperresolution spectral analysis. dr inż. Michał Meller Opracowanie oprogramowania (PC) do oceny prędkości obrotowej silnika spalinowego na podstawie generowanego hałasu. Zapoznanie się z algorytmami estymacji widmowej, np. Burga i ESPRIT. Implementacja przynajmniej dwóch wybranych algorytmów. Zastosowanie zaimplementowanych algorytmów do oceny prędkości obrotowej silnika on-line. S. Haykin, Adaptive signal processing. Śledzenie pocisków balistycznych. Ballistic missile tracking. dr inż. Michał Meller Opracowanie algorytmów estymacji położenia stanowisko ogniowych artylerii i punktów upadku pocisków. Zapoznanie się z modelami stanu pocisków balistycznych. Zapoznanie się z nieliniową metodą najmniejszych kwadratów. Opracowanie algorytmu estymacji stanowisk ogniowych artylerii oraz punktów upadku pocisków. R. McCoy, Modern Exterior Ballistics.

10 12. Temat pracy Radar szumowy w paśmie akustycznym Temat pracy Acoustic noise radar dr inż. Michał Meller Opracowanie prostego radaru szumowego w pasmie akustycznym na komputerze PC wyposażonym w kartę dźwiękową. Zapoznanie się z zasadą pracy radaru szumowego. Implementacja algorytmu generacji szumu. Implementacja algorytmu korelacji. Implementacja algorytmu filtru adaptacyjnego. Opracowanie zobrazowania. M. Skolnik, Introduction to Radar Systems, McGraw-Hill, Poszerzanie pasma sygnału fonicznego dla potrzeb poprawy jakości syntezatorów mowy. Bandwidth extension of audio signals for the purpose of improving quality of speech synthesizers. prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki Celem pracy jest opracowanie i przetestowanie procedur numerycznych umożliwiających poszerzenie pasma sygnału fonicznego o jakości telefonicznej, tj. wzbogacenie tego sygnału o nie występujące w nim wyższe harmoniczne. Opracowanie i przetestowanie różnych algorytmów poszerzania pasma Sprawdzenie jakości wzbogaconych sygnałów przy użyciu subiektywnych testów odsłuchowych. Wynikami pracy może być zainteresowana firma IVONA Software

11 Aktywne tłumienie wąskopasmowych zakłóceń akustycznych metoda pola bliskiego. Active suppression of narrowband acoustic disturbances the near field approach. prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki dr inż. Michał Meller Celem pracy jest opracowanie i przetestowanie metody aktywnego tłumienia wąskopasmowych zakłóceń akustycznych. System tłumienia opiera się na dwóch głośnikach i dwóch mikrofonach umieszczonych w bliskiej odległości od źródła dźwięku, tj. w tzw. akustycznym polu bliskim. 1. Opracowanie i przetestowanie różnych algorytmów poszerzania pasma 2. Doświadczalne sprawdzenie jakości tłumienia. S.M. Kuo and D.R. Morgan, Active Noise Control Systems: Algorithms and DSP Implementations, Wiley, 1996 Hybrydowy system tłumienia wąskopasmowych zakłóceń akustycznych. Hybrid system for active suppression of narrowband acoustic disturbances. prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki dr inż. Krzysztof Cisowski Celem pracy jest opracowanie i przetestowanie hybrydowej metody aktywnego tłumienia wąskopasmowych zakłóceń akustycznych. System hybrydowy wykorzystuje w procesie tłumienia zarówno sygnały pochodzące z mikrofonu błędu, jak sygnały otrzymywane z tzw. czujnika referencyjnego. 1. Opracowanie i przetestowanie dwóch algorytmów tłumienia hybrydowego 2. Doświadczalne sprawdzenie jakości tłumienia. S.M. Kuo and D.R. Morgan, Active Noise Control Systems: Algorithms and DSP Implementations, Wiley, 1996.

12 Aktywne tłumienie zakłóceń generowanych przez aparaturę do obrazowania przy użyciu rezonansu magnetycznego (MRI). Active suppression of disturbances generated by the magnetic resonance imaging equipment. prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki dr inż. Michał Meller Celem pracy jest opracowanie i przetestowanie metody aktywnego tłumienia zakłóceń generowanych przez aparaturę MRI. Tłumienie jest trudne z uwagi na niestacjonarność sygnału. 1. Opracowanie i przetestowanie algorytmu tłumienia zakłóceń harmonicznych 2. Sprawdzenie jakości tłumienia rzeczywistego sygnału MRI. 1. S.M. Kuo and D.R. Morgan, Active Noise Control Systems: Algorithms and DSP Implementations, Wiley, Estymacja sygnałów pseudookresowych. Estimation of quasi-periodic signals. prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki Celem pracy jest opracowanie nowych algorytmów estymacji sygnałów pseudookresowych. Algorytm powinien łączyć elementy estymacji parametrycznej, opartej na matematycznym modelu sygnału, oraz estymacji nieparametrycznej, opartej na periodogramie sygnału. 1. Opracowanie i przetestowanie algorytmu estymacji 2. Ocena jakości estymacji w oparciu o wybrane sygnały syntetyczne oraz rzeczywiste. S.M. Kay, Modern Spectral Estimation: Theory and Application, Prentice Hall, 1987.

13 18. Lokalizacja obszarów zawierających tekst w obrazach scen naturalnych z wykorzystaniem metod analizy i rozpoznawania tekstur. Localizing of text-containing regions in images from natural scenes using texture recognition and analysis methods. mgr inż. Marcin Pazio Wybór spośród istniejących i /lub opracowanie nowych algorytmów służących automatycznemu rozpoznawaniu obszarów zawierających tekst. Celem nie jest rozpoznanie, ani izolacja tekstu, lecz wskazanie rejonów, w których może się on znajdować. Wybór spośród istniejących i/lub opracowanie nowych algorytmów służących automatycznemu rozpoznawaniu tekstur. R. Jain, R. Kasturi i B. G. Schunck, Machine vision, McGraw-Hill, 1995 Richard O. Duda, Peter E. Hart, David G. Stork, Pattern Classification, John Wiley & Sons, 2001

14 19. Opracowanie algorytmów pozwalających na obliczenie orientacji tekstury. Designing algorithms for calculation of texture orientation. dr inż. Stefan Sieklicki mgr inż. Marcin Pazio Wybór spośród istniejących i /lub opracowanie nowych algorytmów służących ocenie i obliczeniu orientacji tekstur znajdujących się na okrągłych obiektach takich jak np. żetony, płyty CD i inne. Procesy technologiczne, takie jak nadruk lub montaż elementów wymagają często precyzyjnego zorientowania (ustawienia pod ściśle określonym kątem) opracowywanego obiektu. Automatyzacja procesu produkcyjnego wymaga zautomatyzowania takiej operacji z wykorzystaniem systemu wizyjnego, w oparciu o wprowadzony przez operatora wzorzec. Wybór spośród istniejących i/lub opracowanie nowych algorytmów służących automatycznemu obliczaniu orientacji tekstury. R. Jain, R. Kasturi i B. G. Schunck, Machine vision, McGraw-Hill, 1995 Richard O. Duda, Peter E. Hart, David G. Stork, Pattern Classification, John Wiley & Sons, 2001

15 20. Liczba wykonawców 2 Analiza tekstury i jej właściwości kolorystycznych oraz tworzenie jej opisu formie zbliżonej do języka naturalnego. Analysis of texture and its color properties with description in a natural-like language. dr inż. Stefan Sieklicki mgr inż. Marcin Pazio Wybór spośród istniejących i /lub opracowanie nowych algorytmów służących automatycznemu rozpoznawaniu tekstur pod kątem implementacji w systemie wspomagającym osoby z upośledzonym wzrokiem. Wybór spośród istniejących i/lub opracowanie nowych algorytmów służących automatycznemu rozpoznawaniu tekstur. Opracowanie metody eliminacji wpływu skali odwzorowania tekstury i wpływu oświetlenia na ocenę barw i charakteru tekstury. Opracowanie metod ceny tekstury w kryteriach zbliżonych do języka naturalnego (biało-zielone paski, czerwona kratka z zielonymi kropkami). Opracowanie metod dopasowywania tekstury do zapisanej w bazie danych (odszukanie przedmiotu odpowiadającego konkretnemu wzorcowi). R. Jain, R. Kasturi i B. G. Schunck, Machine vision, McGraw-Hill, 1995 Richard O. Duda, Peter E. Hart, David G. Stork, Pattern Classification, John Wiley & Sons, 2001

16 21. Temat pracy Skaner 3D tworzenie modeli 3D z zarejestrowanej chmury punktów Temat pracy Scanner 3D creation of 3D models from the registered points cloud prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki mgr inż. Piotr Fiertek Opracowanie i implementacja algorytmów zamieniających chmurę punktów, reprezentującą zeskanowany obiekt, na trójwymiarowy model obiektu przedstawiony w postaci zbioru trójkątów. Wczytanie i wizualizacja obiektu przedstawionego w postaci chmury punktów. Opracowanie algorytmów zamieniających chmurę punktów na zbiór trójkątów. Implementacja opracowanych algorytmów w języku C++. Trójwymiarowa wizualizacja otrzymanych wyników. Bruce Eckel, Thinking in C++, Bruce Eckel, January 13, 2000 Wymagana dobra znajomość programowania w C++, istnieje możliwość opracowania algorytmów w MATLAB-ie, bardzo dobra znajomość matematyki

17 22. Temat pracy Skaner 3D budowa głowicy skanującej z uwzględnieniem eliminacji odblasków Temat pracy Scanner 3D - construction of the scanner head with elimination of ghost reflections prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki mgr inż. Piotr Fiertek Zbudowanie głowicy skanującej obiekty 3D, umożliwiającej wykrywanie i eliminację odblasków występujących podczas skanowania obiektów odblaskowych. Głowica skanująca może być umieszczona na ramieniu robota lub zintegrowana z istniejącym już skanerem 3D. Idea budowy głowicy skanującej polega na umieszczeniu przed kamerą linijki laserowej oraz układu luster, umożliwiających jednoczesną obserwację sceny z dwóch punktów. Połowa zdjęcia rejestrowanego przez kamerę zawiera obraz z jednego lustra, druga połowa zdjęcia zawiera obraz z drugiego lustra. Programowa analiza otrzymanego obrazu pozwala na weryfikację otrzymanych obrazów linii laserowej i usunięciu fałszywych linii. Zaprojektowanie i zbudowanie konstrukcji skanera 3D (elementu łączącego kamerę, linijkę laserową i układ luster) Opanowanie obsługi kamery (akwizycji obrazu) Opracowanie algorytmów przetwarzania obrazu mających na celu wykrycie linii laserowej. Kalibracja głowicy skanującej. Integracja głowicy skanującej z robotem przemysłowym lub dostępnym układem skanera 3D. Otrzymanie chmury punktów reprezentujących skanowany obiekt. Trójwymiarowa wizualizacja otrzymanych wyników. Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar 2000 Tadeusiewicz R., Korohoda P., "Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów" Gonzales R.C., Woods R. E., "Digital Image Processing" Wymagana dobra znajomość programowania w C++, bardzo dobra znajomość matematyki

18 23. Temat pracy Temat pracy Odtworzenie trójwymiarowego modelu obiektu za pomocą robota wyposażonego w kamerę cyfrową Reproduction of a three-dimensional object model by using a robot equipped with a digital camera dr inż. Michał Meller mgr inż. Piotr Fiertek Opracować program na komputer PC oraz program sterujący robotem przemysłowym Kawasaki lub Mitsubishi, realizujący odtworzenie trójwymiarowego modelu obserwowanej sceny. Zadaniem robota jest ustawienie kamery przemysłowej w takim położeniu aby możliwe było zrobienie zdjęć tej samej sceny z różnych miejsc. Po wykonaniu zdjęć, otrzymany sygnał wizyjny powinien zostać przetworzony i na podstawie informacji o położeniu kamery w trakcie wykonywania zdjęć, powinien zostać wygenerowany trójwymiarowy model obserwowanej sceny. Napisanie programu uruchamianego na robocie, realizującego ustawienie kamery w zadanym położeniu i przesłanie położenia kamery do komputera PC. Implementacja komunikacji między komputerem PC a robotem przemysłowym. Wykorzystanie funkcji otwartej biblioteki OpenCV do kalibracji kamery. Napisanie programu na PC (C++ lub C#) realizującego akwizycję obrazu, przetworzenie sygnału wizyjnego oraz wygenerowanie trójwymiarowego modelu obserwowanej sceny. Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar 2000 Dokumentacja do robotów Kawasaki i Mitsubishi W. K. Pratt, Digital Image Processing, Wiley 2007 Wymagana dobra znajomość programowania w C++; bardzo dobra znajomość matematyki

19 24. Temat pracy Temat pracy Poprawienie dokładności modelu robota Improve the accuracy of the robot model doc. dr inż. Paweł Raczyński mgr inż. Piotr Fiertek Celem pracy jest identyfikacja parametrów określających model kinematyczny robota oraz określenie dokładności i powtarzalności pozycjonowania końcówki narzędzia robota. Precyzyjne określenie położenia końcówki roboczej osiągane jest za pomocą specjalnie skonstruowanego do tego celu urządzenia składającego się z dwóch kamer przemysłowych o wysokiej rozdzielczości. Opanowanie obsługi robotów Kawasaki i Mitsubishi Opracowanie komunikacji z robotami Kawasaki i Mitsubishi Opanowanie obsługi kamery przemysłowej (akwizycja obrazu) Implementacja algorytmów przetwarzania obrazu mających na celu lokalizację na obrazie końcówki roboczej robota (palnika). Wyprowadzenie równań kinematyki robota oraz określenie wartości parametrów występujących w równaniach na podstawie otrzymanych danych pomiarowych. Wykonanie serii testów pozwalających określić rzeczywistą dokładność i powtarzalność dostępnych w laboratorium robotów. Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar 2000 Dokumentacja do robotów Kawasaki i Mitsubishi W. K. Pratt, Digital Image Processing, Wiley 2007 Wymagana dobra znajomość programowania w C++; bardzo dobra znajomość matematyki

20 25. Temat pracy Temat pracy Generowanie modelu 2,5D skanowanego obiektu za pomocą robota i czujnika odległości Generate the model 2,5D of the scanned object using robot and sensor distance doc. dr inż. Paweł Raczyński mgr inż. Piotr Fiertek Celem pracy jest otrzymanie modelu 2,5 skanowanego obiektu przy wykorzystaniu robota przemysłowego wyposażonego w laserowy, triangulacyjny czujnik odległości. Opanowanie obsługi robota Kawasaki lub Mitsubishi Opracowanie i implementacja komunikacji z robotem KKawasaki lub Mitsubishi Opanowanie obsługi czujnika odległości Kalibracja czujnika odległosci Opracowanie strategii skanowania obiektu Opracowanie otrzymanych danych Trójwymiarowa wizualizacja otrzymanych danych Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar 2000 Dokumentacja do robotów Kawasaki i Mitsubishi Wymagana dobra znajomość programowania w C++; bardzo dobra znajomość matematyki

21 26. Temat pracy Temat pracy Automatyczna kalibracja linijki laserowej i czujnika odległości Auto calibration of the laser line and laser distance sensor dr inż. Piotr Kaczmarek mgr inż. Piotr Fiertek Celem pracy jest utworzenie automatycznego systemu kalibracji narzędzi robotów (linijka laserowa oraz czujnik odległości). Temat pracy związany jest z powstałym laboratorium współpracy robotów. Poprzez kalibrację narzędzia, rozumiemy określenie położenie narzędzia oraz jego orientację względem flanszy robota. Precyzyjna kalibracja narzędzi robota jest niezbędna do prawidłowego działania zrobotyzowanych stanowisk produkcyjnych. W laboratorium znajduje się specjalne urządzenie wyposażone w dwie kamery przemysłowe, dedykowane do kalibracji palnika, linijki laserowej oraz czujnika odległości. Po stronie studenta jest implementacja komunikacji z robotami Kawasaki i Mitsubishi oraz opracowanie i implementacja programowa (napisanie oprogramowania w języku C++ lub C#) odpowiednich algorytmów kalibracji. Opanowanie obsługi robota przemysłowego Kawasaki i Mitsubishi. Implementacja komunikacji między komputerem PC a robotem przemysłowym Kawasaki i Mitsubishi. Obsługa kamer oraz opracowanie algorytmów przetwarzania obrazu. Opracowanie i implementacja algorytmu kalibracji linijki laserowej. Opracowanie i implementacja kalibracji laserowego czujnika odległości. Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar 2000 Tadeusiewicz R., Korohoda P., "Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów" Gonzales R.C., Woods R. E., "Digital Image Processing" Wymagana dobra znajomość programowania w C++; bardzo dobra znajomość matematyki1

22 Stanowisko laboratoryjne do badania układów energoelektronicznych Power electronic components laboratory stand dr inż. Piotr Kaczmarek Wykonanie stanowiska laboratoryjnego do badania półprzewodnikowych elementów przełączających Do zadań dyplomanta będzie należało: opracowanie projektu stanowiska umożliwiającego badanie układów opartych na tyrystorach, triakach, przekaźnikach półprzewodnikowych itp. wykonanie stanowiska wykonanie instrukcji laboratoryjnej H. Tunia, B. Winiarski Energoelektronika w pytaniach i odpowiedziach H. Tunia, B. Winiarski Podstawy Energoelektroniki Zastosowanie płytki prototypowej raspberry pi w układach automatyki Raspberry pi board in control engineering applications dr inż. Piotr Kaczmarek Zbadanie możliwości zastosowania płytki raspberry pi w zastosowaniach regulacji automatyki Do zadań dyplomanta będzie należało: zapoznanie się z możliwościami płytki wybór obiektu sterowania wykonanie płytki interfejsu wejść i wyjść analogowych wykonanie oprogramowania sterującego F. Golnaraghi, B. C. Kuo Automatic control systems

23 Uniwersalny, wielokanałowy układ regulacji temperatury Universal multichannel temperature controller dr inż. Piotr Kaczmarek Projekt i wykonanie układu wielokanałowego układu regulacji temperatury Projekt i wykonanie układu elektronicznego Wykonanie oprogramowana mikrokontrolera umożliwiającego sterowanie w pojedynczej pętli regulacji oraz sterowanie kaskadowe Wykonanie oprogramowania monitorującego pracę układu na komputer PC F. Golnaraghi, B. C. Kuo Automatic control systems Środowisko graficzne do programowania sterowników zbudowanych w oparciu o mikrokontrolery Graphical environment for microprocessor based controller programming dr inż. Piotr Kaczmarek Wykonanie środowiska graficznego zawierającego podstawowe bloki analogowe i cyfrowe, generującego kod źródłowy w języku C pozwalający na implementację prostych algorytmów sterujących Do zadań dyplomanta będzie należało: opracowanie koncepcji oprogramowania wykonanie prostego układu mikroprocesorowego pełniącego funkcję sterownika wykonanie oprogramowania środowiska graficznego demonstracja poprawności działania układu na przykładowym obiekcie. F. Golnaraghi, B. C. Kuo Automatic control systems

24 31. System wizualizacji układów automatyki budynku w oparciu o wybrane sterowniki Visualization of heating and air conditioning system based on selected BMS controller dr inż. Piotr Kaczmarek Projekt i wykonanie systemu sterowania i wizualizacji pracy prostego układu sterowania instalacjami ogrzewania i klimatyzacji. Wykonanie projektu systemu i dobór jego elementów składowych Zaprogramowanie sterowników Wykonanie oprogramowania na komputer PC pozwalającego na monitorowanie głównych parametrów systemu (temperatur i nastaw elementów wykonawczych) dokumentacja wybranego sterownika Praca w oparciu o sterowniki firm Beckhoff lub Siemens 32. Projekt i realizacja układu sterującego turbiną powietrzną, sprężarki strumieniowej do urządzenia wspomagającego oddech Project and realization of a controller of an air turbine in breathing enhancement equipment dr inż. Stefan Sieklicki dr inż. Ryszard Jasiński, mgr inż. Marcin Ciołek Opracowanie i wykonanie projektu układu sterowania turbiną powietrzną Budowa układu sterowania turbiny powietrznej Opracowanie elektronicznego układu sterującego w oparciu o mikrokontrolery- sterującego nadciśnieniem w zależności od : ciśnienia atmosferycznego, i parametrów oddechu Napisanie oprogramowania mikrokontrolera Opracowanie oprogramowania monitorującego pozwalającego na przenoszenie danych za pomocą pamięci USB Budowa sterownika silnika turbiny powietrznej Układy sterowania i regulacji urządzeń energoelektronicznych podręcznik Autorzy: Barlik Roman, Nowak Mieczysław, -Doliński J. Mikrokontrolery AVR w praktyce BTC 2004, Mikrokontrolery AVR ATmega w praktyce - Rafał Baranowski (ISBN: )

25 Projekt i realizacja układu pomiaru prędkości przepływu powietrza w sprężarce strumieniowej. Project and realization of a device for measurement of airflow speed in air compressor dr inż Stefan Sieklicki doc. dr inz Paweł Raczyński Opracowanie i wykonanie projektu układu pomiaru prędkości przepływu powietrzna Opracowanie koncepcji układu Budowa układu pomiarowego Testy wykonanego układu Poradnik projektowania,elementy regulacji rozdziału powietrza Trox technik Projekt i realizacja układu sterownika instalacji kolektorów słonecznych Project and realization of a controller of airflow in an air compressor dr inż Stefan Sieklicki dr inz Piotr Kaczmarek Opracowanie i wykonanie układu sterownika układu zasilania układu grzewczego wyposażonego w kolektory słoneczne. - opracowanie koncepcji układu na podstawie analizy pracy układu -budowa urządzenia wraz z oprogramowaniem -przeprowadzenie prób w układzie rzeczywistym Budowa układu sterownika Poradnik projektowania,elementy regulacji firmy solar-tech,

26 35. Projekt i realizacja urządzenia do pomiaru sygnałów wibroakustycznych z bezprzewodową transmisją danych Project and realization of a device for measurement of signal with cordless transmission data dr inż Stefan Sieklicki mgr inż. Marcin Ciołek Projekt i realizacja urządzenia do pomiaru sygnałów wibroakustycznych z bezprzewodową transmisją danych używanego do detekcji kaszlu Rozpoznanie sygnałów niosących informacje o wystąpieniu i natężeni epizodów kaszlu. Dokonanie pomiarów i rejestracji rozpoznanych sygnałów wibroakustycznych. Układ transmisji danych Projekt i realizacja urządzenia Krajnik, Damps-Konstańska GórskaL, JassemE. Aportable automatic cough analyser in the ambulatory assesment of cough. BioMedical Engineering OnLine 2010,

27 36. Opracowanie automatycznego detektora zdarzeń w sygnałach wibroakustycznych przy pomiarach kaszlu. Project and realization of a system for detection and identification of cough episodes in vibroacoustic signals dr inż Stefan Sieklicki mgr inż. Marcin Ciołek Przeprowadzenie analizy zarejestrowanych sygnałów wibroakustycznych i opracowanie detektora typowych zdarzeń przy wystepowaniu kaszlu Detekcja i identyfikacja epizodów kaszlu. Określenie swoistych cech epizodów kaszlu. Propozycja przeprowadzenia automatycznej analizy wybranego sygnału pod kątem detekcji i identyfikacji epizodów kaszlu Krajnik, Damps-Konstańska GórskaL, JassemE. Aportable automatic cough analyser in the ambulatory assesment of cough. BioMedical Engineering OnLine 2010 Liczba wykonawców 37. Liczba wykonawców System autonomicznej nawigacji robota mobilnego Autonomous navigation system for mobile robots doc. dr inż. Paweł Raczyński Opracowanie i implementacja algorytmów autonomicznej nawigacji robota mobilnego Opracowanie koncepcji wyposażenia robota w czujniki umożliwiające nawigację. Opracowanie algorytmów umożliwiających autonomiczną nawigację robota w przestrzeni roboczej. Opracowanie oprogramowania będącego implementacją opracowanych algorytmów. Możliwe jest doposażenie robota w system wizyjny. Robot wyposażony jest komputer sterujący z rdzeniem ARM. Komputer wyposażony jest system łączności bezprzewodowej.

28 38. Liczba wykonawców Pakiet dydaktyczny - mikrokontroler z rdzeniem ARM jako układ sterujący. Micro controller with ARM core as a control system laboratory set. doc. dr inż. Paweł Raczyński Opracowanie koncepcji zestawu z uwzględnieniem obiektu sterowania. Realizacja sprzętowa zestawu. Opracowanie oprogramowania zestawu części rezydentnej. Opracowanie oprogramowania komputera PC. Opracowanie koncepcji eksperymentów laboratoryjnych ilustrujących tworzenie, uruchamianie i testowanie oprogramowania czasu rzeczywistego pisanego w języku asemblera lub C. 39. Liczba wykonawców System sterowania systemem transportu w modelu terminala kontenerowego. Control system for transportation in container terminal model. doc. dr inż. Paweł Raczyński Opracowanie oprogramowania będącego implementacją systemu zarządzania zasobami terminalu z uwzględnieniem technik optymalizacji prowadzących do optymalnego rozkładu kontenerów na placu z uwzględnieniem planowanych terminów i metod ich odbioru. Opracowanie modelu terminalu kontenerowego. Opracowanie bazy danych zawierające niezbędne informacje o składowanych kontenerach ich parametrach, terminach i kierunkach odprawy itp. Opracowanie metod optymalizacji minimalizujących czas manipulacji kontenerem i ilość wykonywanych ruchów. Programowa implementacja systemu zarządzania modelem terminalu. baza sprzętowa model terminala kontenerowego wyposażony w suwnicę, baza laboratoryjna Katedry

29 40. Liczba wykonawców Wizualizacja przestrzeni roboczej robota inspekcyjnego na podstawie wielośladowego pomiaru odległości. Visualization of the working space geometry of a inspection robot using multi-sensor range meter. doc. dr inż. Paweł Raczyński Opracowanie oprogramowania umożliwiającego analizę i wizualizację geometrii środowiska robota na podstawie wskazań wielu czujników dotykowych. Opracowanie algorytmów odtwarzających geometrię środowiska pracy robota na podstawie wielośladowego pomiaru odległości. Opracowanie algorytmów wizualizacji 2D i 3D geometrii analizowanego środowiska. Implementacja oprogramowania. Dostępne zestawy zweryfikowanych danych pomiarowych 41. Liczba wykonawców Ocena ryzyka eksploatacji zbiornika ciśnieniowego na podstawie skanowania ultradźwiękowego. Pressure vessel risk evaluation based on ultrasound skanning. doc. dr inż. Paweł Raczyński Opracowanie oprogramowania umożliwiającego analizę i wizualizację geometrii ubytków ścianek zbiornika ciśnieniowego na podstawie skanningu ultradźwiękowego oraz oszacowanie ryzyka jego eksploatacji w świetle normy ASME B31G. Opracowanie algorytmów odtwarzających geometrię ubytku ścianki zbiornika. Opracowanie algorytmów wizualizacji 2D i 3D geometrii analizowanego środowiska. Opracowanie algorytmu oceny wpływu ubytku na maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze. Implementacja oprogramowania. Dostępne zestawy zweryfikowanych danych pomiarowych

30 42. Liczba wykonawców Środowisko symulacyjne współpracy robotów mobilnych. Robot cooperation simulation environment. doc. dr inż. Paweł Raczyński Opracowanie środowiska programowego umożliwiającego symulację współpracy grupy robotów. Symulacja powinna uwzględniać symulację kinematyki robotów, ich funkcji postrzegania środowiska (czujniki) oraz komunikacji wzajemnej. Opracowany program powinien umożliwiać wizualizację obszaru roboczego wraz z poruszającymi się robotami. Opracowanie biblioteki funkcji umożliwiających symulację pojedynczego robota tj. jego kinematyki, sensoryki i mechanizmów komunikacji. Opracowanie środowiska graficznego umożliwiającej wizualizację zachowania się robotów na definiowalnej przez użytkownika arenie. Opracowanie systemu niezależnego sterowania dwoma grupami robotów. Opracowanie algorytmów sterowania grupą robotów w wariantach z istnieniem lub brakiem łączności wzajemnej. Rozwiązanie podobne do symulatora robotów FIRA.

31 43. Źródła Estymacja parametrów trakcyjnych/eksploatacyjnych pojazdu na podstawie pomiarów z czujników inercyjnych, systemów nawigacji satelitarnej oraz informacji z pokładowych systemów diagnostycznych (OBD2,CAN). Estimation of traction/exploatation parameters based on measurements from inertial sensors, satellite navigation systems and information from on-board diagnostics (OBD2, CAN). dr inż. Stefan Sieklicki dr inż. Michał Meller Pomiar, rejestracja i obróbka danych on-line w celu uzyskania estymat parametrów takich jak: użyteczna moc silnika, przyśpieszenia, opóźnienia hamowania, aerodynamiczne opory ruchu, opory toczenia itp. Przygotowanie narzędzi do wykonywania pomiarów i obróbki danych. Projekt filtru Kalmana do estymacji parametrów takich jak: użyteczna moc silnika, przyśpieszenia, opóźnienia hamowania, aerodynamiczne opory ruchu, opory toczenia. Wykonanie pomiarów i oceny jakości algorytmu. Implementacja opracowanych algorytmów w języku C dla 32-bitowego procesora z rdzeniem ARM Cortex M3 [1] Brian D. O. Anderson, John Barratt Moore, Filtracja optymalna, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1984 [2] Stanisław Arczyński, Mechanika ruchu samochodu, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1993