Temat pracy dyplomowej magisterskiej (jęz. pol.) Temat pracy dyplomowej magisterskiej (jęz. ang.) Konsultant pracy

Transkrypt

1 -2 Projekt i budowa robota sprzątającego odkurzacz samojezdny z funkcją sterowania z aplikacji mobilnej The design and construction of a cleaning robot with options of manual control using smartphone dr inż. Marcin Ciołek Projekt i budowa robota sprzątającego odkurzacz samojezdny z funkcją sterowania manualnego przy użyciu aplikacji mobilnej 1. Budowa robota. 2. Wykonanie projektu elektroniki. 3. Implementacja algorytmu sterującego robotem. 4. Implementacja zdalnego sterowania. 5. Budowa wirtualnej ściany. 6. Przeprowadzenie testów działania systemu. 7. Przygotowanie dokumentacji technicznej. Krzysztof Tchoń, Alicja Mazur, Robert Hossa, Ignacy Dulęba, Robert Muszyński, MANIPULATORY I ROBOTY MOBILNE. Modele, planowanie ruchu, sterowanie, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ Warszawa 2000 Rozpoznawania cyfr pisanych ręcznie przy użyciu splotowych sieci neuronowych Handwritten digit recognition using convolutional neural networks dr inż. Marcin Ciołek Celem pracy jest implementacja i przetestowanie głębokiej sieci neuronowej do rozpoznawania obrazów zawierających cyfry pisane ręcznie. Zbiór obrazów jest ogólnie dostępny w bazie MNIST. 1. Implementacja głębokiej sieci neuronowej w tensorflow. 2. Przeprowadzenie testów symulacyjnych oceniających skuteczność modelu opartego na sieciach neuronowych do klasyfikacji obrazów. 3. Przygotowanie aplikacji i wykorzystanie jej na smartfonie Liczba wykonawców 1-2 osoby

2 Algorytm do usuwania zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań dźwiękowych (sygnały mowy) Digital audio restoration algorithm: elimination of clicks from archive speech signals dr inż. Marcin Ciołek Celem pracy jest implementacja algorytmu do usuwania zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagraniach dźwiękowych (sygnały mowy). Proponowany algorytm pozwala na uzyskanie wysokiej jakości zrekonstruowanego sygnału. 1. Zapoznanie się z problemem eliminacji zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych przegląd literatury. 2. Implementacja algorytmu do usuwania zakłóceń impulsowych. 3. Przeprowadzenie testów symulacyjnych i odsłuchowych. 1. M. Niedźwiecki, M. Ciołek: Elimination of impulsive disturbances from archive audio signals using bidirectional processing, IEEE Transactions on Audio, Speech, and Language Processing, 21 (5) (2013) M. Niedźwiecki, M. Ciołek,: New semi-causal and noncausal techniques for detection of impulsive disturbances in multivariate signals with audio applications, IEEE Transactions on Signal Processing, DOI: /TSP , Marcin Ciołek Usuwanie zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych, Rozprawa Doktorska, Politechnika Gdańska,

3 Algorytm do usuwania zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań dźwiękowych (stereofoniczne sygnały foniczne) Digital audio restoration algorithm: elimination of clicks from archive stereophonic audio signals dr inż. Marcin Ciołek Celem pracy jest implementacja algorytmu do usuwania zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań dźwiękowych (stereofoniczne sygnały foniczne). Proponowany algorytm pozwala na uzyskanie wysokiej jakości zrekonstruowanego sygnału fonicznego. 1. Zapoznanie się z problemem eliminacji zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych. 2. Implementacja algorytmu do usuwania zakłóceń impulsowych. 3. Przeprowadzenie testów symulacyjnych oraz testów odsłuchowych. 1. M. Niedźwiecki,M. Ciołek, and K. Cisowski, Elimination of impulsive disturbances from stereo audio recordings using vector autoregressive modeling and variable-order Kalman filtering, IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing, 23 (6) (2015) M. Niedźwiecki, M. Ciołek,: New semi-causal and noncausal techniques for detection of impulsive disturbances in multivariate signals with audio applications, IEEE Transactions on Signal Processing, DOI: /TSP , Marcin Ciołek Usuwanie zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych, Rozprawa Doktorska, Politechnika Gdańska,

4 Rozpoznawania podstawowych aktywności ruchowych człowieka przy użyciu splotowych sieci neuronowych przetwarzających dane uzyskane z akcelerometru Human activity recognition based on accelerometer data and convolutional neural network (CNN) models dr inż. Marcin Ciołek Celem pracy jest implementacja i przetestowanie splotowej sieci neuronowej, która będzie w stanie rozpoznawać podstawowe aktywności ruchowe człowieka między innymi takie jak: spacerowanie, wchodzenie po schodach, siadanie, stanie, leżenie. Dane wejściowe dla sieci neuronowej zostały zarejestrowane przy użyciu akcelerometru wbudowanego w smartfonie i są ogólnie dostępne w bazie UCI Machine Learning Repository. 1. Implementacja splotowej sieci neuronowej w tensorflow. 2. Przeprowadzenie testów symulacyjnych oceniających skuteczność modelu opartego na sieciach neuronowych do klasyfikacji aktywności ruchowych. 3. Przygotowanie aplikacji i wykorzystanie jej na smartfonie

5 Wykorzystanie procesora sygnałowego TMS320C55xx w systemach rozpoznawania obiektów akustycznych Application of DSP processor TMS320C55xx to recognition of acoustic objects. dr inż. Krzysztof Cisowski Celem pracy jest zaprojektowanie i realizacja systemu komputerowego służącego do rozpoznawania obiektów w oparciu o analizę widma emitowanych przez nie dźwięków. Zaprojektowany układ wykorzystywać będzie zestaw uruchomieniowy (DSK) stałoprzecinkowego procesora sygnałowego Texas Instruments TMS320C55xx. Procesory z tej rodziny układów posiadają koprocesor pozwalający na obliczanie dyskretnej transformaty Fouriera za pomocą algorytmu FFT. Algorytm ten można wykorzystać w wielu często stosowanych metodach rozpoznawania dźwięków (np. polegających na badaniu współczynników cepstrum melowego: MFCC ang. Mel Frequency Cepstrum Coefficients). W realizowanych do tej pory w Katedrze Systemów Automatyki pracach dyplomowych poświęconych problemowi rozpoznawania obiektów akustycznych, wykorzystywano komputer PC lub wyżej wspomniany procesor sygnałowy pracujący w trybie off-line, z zastosowaniem emulowanych obliczeń zmiennoprzecinkowych oraz wykorzystaniem koprocesora FFT. Ważny celem niniejszej pracy będzie zatem próba czasowej optymalizacji opracowanych algorytmów polegająca na wykorzystaniu obliczeń stałoprzecinkowych, które pozwolą na pracę systemu w czasie rzeczywistym. Zaprojektowany układ składać się będzie z dwóch części: interfejsu użytkownika przeznaczonego dla komputera PC oraz wymienionego wcześniej zestawu uruchomieniowego odpowiedzialnego za realizację złożonych obliczeniowo algorytmów rozpoznawania 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, , 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,

6 System dostepowy oparty o metody automatycznego rozpoznawania mowy. 4. M. Łomot: Praca dyplomowa KSA WETiI PG, Badanie zmian pola akustycznego do diagnostyki urządzeń lub wykrywania niepożądanych cech obiektów monitorowanych. 5. M. Przyborski: Praca dyplomowa KSA WETiI PG, Wykorzystanie procesora DSP w systemach rozpoznawania obiektów akustycznych.. 6. Dokumentacja zestawu DSK: TMS320C5515 ezdsp USB Stick (TMDX5515EZDSP). Narzędzia programistyczne: TI Code Composer Studio, MATLAB, MS Visual Studio.

7 Wyznaczanie lokalnych ocen funkcji gęstości rozkładu prawdopodobieństwa sygnałów fonicznych Determination of local estimates of probability density function of audio signals. dr inż. Krzysztof Cisowski Celem pracy jest opracowanie zestawu algorytmów służących do wyznaczania lokalnych ocen gęstości prawdopodobieństw sygnałów audio. Metody te mogą być wykorzystywane między innymi w detektorach zakłóceń impulsowych w sygnałach fonicznych. Jednym z lepszych sposobów opisu własności statystycznych sygnałów audio jest wykorzystanie modeli rozkładów α-stabilnych. Modele tego rodzaju dobrze opisują zarówno sygnały "typowo gaussowskie" (silnie skupione wokół wartości średniej) jak i sygnały, w których stosunkowo często pojawiają się wartości bardzo odbiegające od wartości średniej procesu - tak jak to ma miejsce w przypadku zakłóconych trzaskami sygnałów audio. Przyjmuje się, że sygnał foniczny jest lokalnie stacjonarnym procesem stochastycznym. Znajomość lokalnej oceny jego funkcji gęstości rozkładu prawdopodobieństwa (ang.: PDF), pozwala na wyznaczenie wartości progowych poziomu sygnału, których przekroczenie jest równoznaczne z wykryciem zakłócenia impulsowego. Jako wartości progowe przyjmuje się takie poziomy sygnału, których przekroczenie przez sygnał użyteczny jest bardzo mało prawdopodobne (np. 0,001). Teoria procesów α-stabilnych jest zdecydowanie mniej znana i słabiej opracowana niż teoria rozkładów normalnych. Jest bardziej skomplikowana obliczeniowo - nie istnieje poza nielicznymi wyjątkami (α=2 rozkład normalny, α=1 rozkład Cauchy'ego) postać analityczna funkcji rozkładu. Istnieje za to zawsze postać analityczna funkcji charakterystycznej procesu, która jest wykorzystywana do wyznaczania PDF poprzez zastosowanie odwrotnej transformaty Fouriera. Metody inżynierskie często wykorzystują w tym celu algorytm szybkiej transformaty IFFT (FFT) bardzo niskiego rzędu (np. 16 punktowa IFFT). Uzyskane w ten sposób oszacowania PDF, w postaci kilkuelementowego szeregu funkcyjnego mikstury gaussowskiej - są następnie polepszane poprzez zastosowanie rekurencyjnych metod aproksymacji jak np. algorytmu Expectation - Maximization (EM). Efektem końcowym pracy dyplomowej powinno być opracowanie kilku algorytmów estymacji PDF procesu α- stabilnego, wykorzystujących algorytm szybkiej transformaty FFT łatwych do implementacji w środowisku procesorów sygnałowych. 1. Badania literaturowe 2. Praktyczna aplikacja wyselekcjonowanych metod obliczania PDF w środowisku Matlab 3. Analiza uzyskanych rezultatów 1. Miller S., Childers D.: Probability and random processes, ELSEVIER

8 Cisowski K.: Parametryczny detektor zakłóceń impulsowych sygnałów fonicznych wykorzystujący ukryty model Markowa. Zeszyty naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej, Technologie Informacyjne Tom 15, Gdańsk 2008, str.: Cisowski K.: Two-stage method of impulsive noise detection for audio signals. Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering , nr 54, s M. Cybulski, Praca dyplomowa, 2012 KSA WETI PG, Detekcja zakłóceń impulsowych, w sygnałach muzycznych, w oparciu o lokalne oszacowania funkcji gęstości rozkładu prawdopodobieństwa sygnałów.

9 Tłumienie wysokoczęstotliwościowych zakłóceń wąskopasmowych z wykorzystaniem DSK zmiennoprzecinkowego procesora sygnałowego. Suppression of high frequency narrow band noise using DSK of floating point DSP. dr inż. Krzysztof Cisowski Celem pracy jest zaprojektowanie oraz zbudowanie prototypu urządzenia służącego do tłumienia wysokoczęstotliwościowych zakłóceń wąskopasmowych. Urządzenie to będzie wyposażone w zaprojektowane w ramach pracy słuchawki z wewnętrznym mikrofonem. Zadaniem opracowanych algorytmów będzie takie wysterowanie słuchawek aby w punkcie umieszczenia mikrofonów czyli wewnątrz małżowiny usznej nie było słychać zakłócenia. Zaprojektowane urządzenie będzie można stosować jako osobiste wyposażenie osób pracujących w warunkach występowania silnego hałasu wąskopasmowego. Przykładowymi odbiorcami układu mogą być np. stomatolodzy narażeni na hałas wiertarki dentystycznej. Układ elektroniczny zostanie zrealizowany przy wykorzystaniu DSK procesora sygnałowego TMS320C6713, TMS320C672X lub OMAP- L138 firmy Teksas Instruments 1. Zbudowanie słuchawek z wewnętrznym mikrofonem 2. Opracowanie algorytmu tłumienia wysokoczęstotliwościowych zakłóceń wąskopasmowych 3. Budowa interfejsu użytkownika. 4. Testy działania algorytmu. 5. Analiza uzyskanych rezultatów 1. S.M.. Kuo, D. R. Morgan : Active noise control system, J.Wiley M. Niedźwiecki, M. Meller,: SONIC Self-optimizing narrowband interference canceler:comparison of two frequency tracking strategies, th IEEE International Conference on Control and Automation Xiamen, China, June 9-11, 2010, s Dokumentacja zestawu uruchomieniowego Spectrum Digital TMS320C6713 DSP STARTER KIT 4. Dokumentacja zestawu uruchomieniowego Zoom OMAP-L138 experimenter Kit firmy Teksas Instruments. 5. R. Chassaing and D. Reay: Digital Signal Processing and Applications with the C6713 and C6416 DSK, Wiley-Interscience Kamil Stawiarski, Praca dyplomowa, 2015 KSA WETI PG, Zastosowanie DSK procesora sygnałowego Texas Instruments z serii C6000 do tłumienia wysokoczęstotliwościowych zakłóceń wąskopasmowych. Narzędzia programistyczne: TI Code Composer Studio, MATLAB, MS Visual Studio.

10 Temat projektu/pracy dyplomowej inżynierskiej (jęz. pol.) Temat projektu/pracy dyplomowej inżynierskiej (jęz. ang.) lub 2 Zastosowanie DSK procesora sygnałowego TMS320C672x do budowy prototypu polifonicznego instrumentu klawiszowego Application of DSK of TMS320C672x DSP for designing prototype of polyphonic keyboard instrument Dr inż. Krzysztof Cisowski Zaprojektowanie i budowa prototypu polifonicznego instrumentu klawiszowego w oparciu o zestaw uruchomieniowy Professional Audio Development Kit firmy LYRTECH (PADK) procesora sygnałowego TMS320C6727 oraz klawiaturę z interfejsem USB MIDI. W projekcie zostaną wykorzystane duże możliwości obliczeniowe tego typu procesora (dedykowanego do zastosowań audio) oraz urządzenia peryferyjne zainstalowane na płycie PADK (24 bitowe przetworniki C/A oraz interfejs MIDI). W projektowanym układzie powinna istnieć możliwości swobodnego kształtowania brzmień generowanych dźwięków między innymi poprzez regulację obwiedni widma sygnałów, stąd konieczne będzie opracowanie interfejsu użytkownika dla współpracującego z układem komputera PC. 1. Opracowanie i implementacja na procesorze sygnałowym algorytmów generowania wielotonów harmonicznych i dźwięków szumowych. 2. Opracowanie metod sterowania barwą generowanych dźwięków - transjenty, kształt obwiedni widma. 3. Realizacja interfejsu użytkownika. 1. Dokumentacja zestawu uruchomieniowego PADK. 2. U. Zoelzer, Digital audio signal processing, Wiley W. Butryn: Dźwięk cyfrowy, WKŁ Warszawa S. Orfaniidis: Introduction to signal processing, Prentice Hall elektronicznyc_instrumentow_muzycznych_przeglad_wybranych_ metod_syntezy_dzwieku 9. Narzędzia programistyczne: MATLAB, TI Code Composer Studio 6.0, MS Visual Studio. Temat zarezerwowany

11 Zastosowanie DSK procesora sygnałowego Texas Instruments OMAP-L138 do budowy uniwersalnego modułu diagniostycznopomiarowego Application of the DSK Texas Instruments OMAP-L138 signal processor to construction of a universal diagnostic-measurement module dr inż. Krzysztof Cisowski Celem pracy jest zaprojektowanie oraz zbudowanie prototypu uniwersalnego modułu pomiarowego służącego do zbierania i wstępnej analizy sygnałów cyfrowych pochodzących z wybranego zbioru czujników pomiarowych (temperatury, ciśnienia, drgań, położenia itp.). Zaprojektowany układ będzie wykorzystywał zestaw uruchomieniowy dwurdzeniowego procesora sygnałowego Zoom OMAP-L138 experimenter Kit firmy Teksas Instruments wyposażonego w procesor sygnałowy TMX320C6748 DSP oraz procesor ARM9EJ-S RISC MPU. Możliwe są dwa warianty pracy układu: 1. wykorzystanie pierwszej z wymienionych jednostek liczących do wstępnej obróbki oraz analizy mierzonych sygnałów, podczas gdy drugi układ zajmie się zarządzaniem oraz komunikacją modułu z otoczeniem poprzez wbudowane łącze ethernetowe; 2. procesor sygnałowy zostanie wykorzystany zarówno do obróbki sygnałów jak i do komunikacji z otoczeniem. Urządzenie pomiarowe będzie zdalnie sterowane z serwera, na którym umieszczone zostanie główne oprogramowanie systemu diagnosyczno-pomiarowego. Celem pracy dyplomowej jest również zaimplementowanie do opracowanego sytemu zaawansowanych algorytmów obróbki sygnałów takich jak np. filtracja adaptacyjna, sieci neuronowe, segmentacja i klasyfikacja sygnałów itp. 1. Opracowanie algorytmów komunikacji wybranych czujników z modułem pomiarowym (protokoły I2C lub SPI) oraz ethernetowej komunikacji procesora z serwerem systemu pomiarowego. 2. Budowa interfejsu użytkownika. 3. Opracowanie zestawu wybranych algorytmów wstępnej obróbki sygnałów. 4. Testy działania algorytmów z wykorzystaniem sygnałów pozyskanych za pomocą czujników współpracujących z systemem pomiarowym. 5. Analiza uzyskanych rezultatów 1. ŻÓŁTOWSKI B., CEMPEL C. (red.): Inżynieria Diagnostyki Maszyn, praca zbiorowa., PTDT ITE PIB Radom, Warszawa, Bydgoszcz, Radom Dokumentacja zestawu uruchomieniowego Zoom OMAP- L138 experimenter Kit firmy Teksas Instruments. 3. KRYSIAK K.: Sieci komputerowe. Kompendium, HELION Tomasz P. Zieliński, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań, W.K.Ł

12 Liczba wykonawców 2 4. S. Haykin Adaptive filter, Prentice Hall, M. Łomot, Praca dyplomowa, 2012 WETI PG, Badanie zmian pola akustycznego do diagnostyki urzadzen lub wykrywania nieporzadanych cech obiektów monitorowanych. 7. K. Pupowski, P. Kira, Praca dyplomowa 2012 WETI PG Uniwersalny moduł kontrolno-pomiarowy 8. D Łukwiński, Praca Dyplomowa 2011 WETI PG, Szkieletowy system diagnostyczny z rozproszonymi czujnikami Narzędzia programistyczne: TI Code Composer Studio, MATLAB, MS Visual Studio.

13 System antykolizyjny dla robotów przemysłowych Anti-collision system for industrial robots dr inż. Piotr Fiertek Rozbudowa powstałego w ramach projektu grupowego i pracy magisterskiej systemu antykolizyjnego dla robotów przemysłowych znajdujących się w laboratorium współpracy robotów przemysłowych. Działanie systemu antykolizyjnego polega na ciągłym monitorowaniu położenia manipulatorów robotów i sprawdzania możliwości wystąpienia kolizji między manipulatorami robotów i otoczeniem. W momencie wykrycia potencjalnej kolizji obwody bezpieczeństwa są odcinane i roboty są zatrzymywane. W ramach pracy magisterskiej należy przejrzeć powstałe oprogramowanie i rozszerzyć jego funkcjonalność. Istnieje możliwość napisania od początku własnego oprogramowania z wykorzystaniem kluczowych elementów z istniejącego już systemu oraz zaprojektowanie nowej płytki drukowanej dla układu elektronicznego wyłączającego główny obwód bezpieczeństwa. 1. Zapoznanie się z istniejącym systemem antykolizyjnym 2. Opanowanie obsługi robotów Kawasaki i Mitsubishi 3. Opracowanie komunikacji z robotami Kawasaki i Mitsubishi 4. Poprawienie modelowania robotów oraz zwiększenie funkcjonalności systemu poprzez modelowanie przemieszczenia obiektów (operacja chwytania elementów i ich pozostawiania w innym miejscu) 5. Rozbudowa edytora trójwymiarowych modeli robotów i ich otoczenia 6. Opracowanie nowej komunikacji z robotami, służącej do zbierania informacji o aktualnym stanie osi robotów. 7. Opracowanie nowych algorytmów predykcji położenia manipulatora robota. 8. Opracowanie dokumentacji 1. Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar Dokumentacja do robotów Kawasaki i Mitsubishi Liczba wykonawców Wymagana jest bardzo dobra umiejętność programowania w C++ oraz bardzo dobra znajomość matematyki

14 Utworzenie trójwymiarowego modelu obiektu za pomocą robota wyposażonego w kamerę 3D Creation of a three-dimensional object model using a robot equipped with a 3D camera. dr inż. Piotr Fiertek Opracować program na komputer PC oraz program sterujący robotem przemysłowym Kawasaki lub Mitsubishi, realizujący odtworzenie trójwymiarowego modelu obserwowanej sceny. Robot jest wyposażony w kamerę cyfrową oraz linijkę laserową z których można zbudować kamerę 3D. Po zeskanowaniu obiektu należy z otrzymanej chmury punktów utworzyć trójwymiarowy model skanowanego obiektu. 1. Napisanie programu uruchamianego na robocie, realizującego ustawienie kamery w zadanym położeniu i przesłanie położenia kamery do komputera PC. 2. Implementacja komunikacji między komputerem PC a robotem przemysłowym. 3. Wykorzystanie funkcji otwartej biblioteki OpenCV do kalibracji kamery i linijki laserowej. 4. Napisanie funkcji przetwarzania obrazu, realizujących rozpoznanie na obrazie linii laserowej. 5. Zamiana otrzymanej chmury punktów na trójwymiarowy model obiektu. 1. Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar Dokumentacja do robotów Kawasaki i Mitsubishi 3. W. K. Pratt, Digital Image Processing, Wiley 2007 Liczba wykonawców Wymagana dobra znajomość programowania w C++; bardzo dobra znajomość matematyki

15 Automatyczny system kalibracji kamery zamontowanej na robocie przemysłowym Automatic camera calibration system dr inż. Piotr Fiertek Celem pracy jest utworzenie automatycznego systemu kalibracji kamery zamocowanej na ramieniu robota. Praca systemów wizyjnych, sterujących pracą zrobotyzowanych stanowisk produkcyjnych nie jest możliwa bez przeprowadzenia precyzyjnej kalibracji kamery. Kalibracja kamery, prócz określenia położenia i orientacji samej kamery względem flanszy robota, obejmuje również wyznaczenie jej parametrów wewnętrznych, takich jak kąty widzenia kamery w osi x i y oraz parametry określające dystorsję obrazu. Praca dyplomowa powinna zakończyć się opracowaniem i implementacją kilku alternatywnych algorytmów kalibracji kamery oraz porównaniem otrzymanych wyników. 1. Opanowanie obsługi robota przemysłowego. 2. Przechwytywanie obrazu z kamery. 3. Opracowanie i implementacja algorytmów przetwarzania obrazu. 4. Opracowanie i implementacja algorytmu kalibracji kamery 1. Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar Tadeusiewicz R., Korohoda P., "Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów" 3. Gonzales R.C., Woods R. E., "Digital Image Processing" 4. Dokumentacja do robotów Kawasaki i Mitsubishi Liczba wykonawców Wymagana jest bardzo dobra umiejętność programowania w C++ oraz bardzo dobra znajomość matematyki

16 Budowa mapy otoczenia robota mobilnego w środowisku symulacyjnym Construction of a mobile robot's environment map in a simulation environment dr inż. Piotr Fiertek Praca polega na rozbudowie istniejącego symulatora robotów mobilnych. Pierwotnie symulator powstał do symulacji gry robotów w piłkę (liga MiroSot FIRA). Wyposażony jest w moduł wizualizacji gry (OpenGL). Z czasem symulator został rozbudowany o możliwość umieszczenia na boisku dodatkowych obiektów (ściany, skrzynie) dzięki czemu możliwe jest realizowanie zadań polegających na pokonywaniu labiryntów oraz np. współpraca robotów polegająca na przepchnięciu większej skrzyni. Programy sterujące robotami mogą być dołączane do symulatora jako biblioteki DLL lub też działać jako oddzielne programy, komunikujące się z serwerem symulacji za pomocą protokołu UDP. Rozbudowa symulatora ma polegać na dodaniu funkcjonalności polegającej na symulacji działania sonaru lub lidaru, zwracającego odległości pomiędzy robotem a najbliższymi przeszkodami. Wygenerowane dane powinny być następnie wysyłane do programu sterującego robotem. Na podstawie danych pochodzących jedynie z symulowanego sonaru należy tak sterować robotem aby odtworzyć mapę środowiska w którym porusza się robot. Środowisko symulacyjne powinno zapewnić możliwość dodania zakłóceń i szumów do sygnałów pochodzących z modelowanych czujników. 1. Zapoznanie się z istniejącym symulatorem robotów FIRA 2. Dodanie do symulatora funkcjonalności polegającej na modelowaniu sonarów lub lidarów i wysyłanie wygenerowanych danych do programów sterujących robotami. 3. Napisanie programu sterującego robotem, którego zadaniem jest eksploracja otoczenia robota i budowa mapy 2D 4. Symulator powstał w środowisku Builder 6.0, możliwe, że konieczna będzie migracja kodu symulatora do innego środowiska, np. Visual Studio. 1. Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar 2000 Liczba wykonawców Dobra znajomość programowania w c++

17 Segmentacja obrazów 3D tomografu komputerowego płuc Segmentation of 3D image. dr inż. Piotr Fiertek Celem pracy jest przetworzenie obrazów 3D płuc pochodzących z tomografu komputerowego. Jest to część większego projektu polegającego na sprawdzeniu występowania guzów w płucach. W ramach pracy magisterskiej powinien być zrealizowany etap polegający na wydobyciu z obrazu 3D obrazu płuc oraz obrazu całego drzewa oskrzelowego. Dobrze byłoby, gdyby praca zakończyła się wygenerowaniem i prezentacją modelu 3D wyekstrahowanego drzewa oskrzelowego. Ze względu jednak na czasochłonność tego zadania, wygenerowanie modelu 3D nie jest niezbędne. Ze względu na długi czas przetwarzania obrazów 3D, preferowane jest wykonywanie części obliczeń na GPU (filtrowanie obrazu, operacje dylatacji, erozji itp.). 1. Odczyt i wyświetlenie obrazów 3D (na jednym obrazie przekrój poziomy oraz dwa przekroje pionowe) 2. Implementacja algorytmów przetwarzania obrazów 2D i 3D 1. Thinking in C++, Bruce Eckel, January 13, Digital Image Processing, William K. Pratt, Dokumentacja do OpenCL 4. CUDA w przykładach. Wprowadzenie do ogólnego programowania procesorów GPU, Janson Sanders, Edward Kandrot, 2012 Liczba wykonawców Podstawowa wiedza o przetwarzaniu obrazu, dobra znajomość programowania w c++, Proponowane środowisko pracy: QT lub Visual Studio

18 - Budowa drona inspekcyjnego wyposażonego w kamerę Construction of an inspection drone. dr inż. Piotr Fiertek Celem pracy jest zbudowanie drona inspekcyjnego wyposażonego w kamerę. Zakłada się wykorzystanie gotowych komponentów. Głównym zadaniem jest integracja podzespołów i wykonanie oprogramowania drona, zapewniające stabilizację lotu pojazdu oraz przesyłanie obrazu do konsoli sterującej. Konstrukcja konsoli sterującej będzie musiała być wykonana samodzielnie. 1. Wyspecyfikowanie podzespołów, z których ma być zbudowany dron. 2. Zmontowanie podzespołów: drona i konsoli sterującej. 3. Opracowanie i implementacja komunikacji pomiędzy dronem i konsolą sterującą. 4. Opracowanie sterowania dronem, zapewniające stabilny lot pojazdu. 5. Wykonanie testów funkcjonalnych. 1. Thinking in C++, Bruce Eckel, January 13, Design and control of quadrotors with application to autonomous flying, Samir Bouabdallah, Lausanne, EPFL Sterowanie obiektami latającymi, Jan Gruszecki, Stanisław Grochmal, Rzeszów, Make: drony dla początkujących, Terry Kilby, Belinda Kilby, przekład Maria Chaniewska, Warszawa, 2016 Liczba wykonawców 2 Temat zarezerwowany System nawigacyjny robota bazujący na danych z wielu czujników Robot's navigation system based on data from multiple sensors Dr. Inż. Piotr Kaczmarek Wykonanie systemu nawigacyjnego dla robota mobilnego z wykorzystaniem danych z wielu czujników. 1. Wybór platformy robota mobilnego 2. Wybór układu sterującego (dopuszczalne gotowe platformy typu Arduino lub Raspberry PI) 3. Projekt układu pomiarowego uwzględniającego dane z co najmniej dwóch rodzajów czujników 4. Implementacja algorytmów określających położenie robota 5. Testy wykonanego systemu. J. Craig Wprowadzenie do robotyki, WNT J. Raol Multi-sensor data fusion with Matlab, CRC Press Temat zarezerwowany

19 Sterownik klimatyzacji stanowisko lagoratoryjne Air conditioning controller lab stand Dr. Inż. Piotr Kaczmarek Opracowanie stanowiska laboratoryjnego na potrzeby laboratorium inteligentnych budynków 1. Opracowanie koncepcji stanowiska 2. Wykonanie projektu 3. Wykonanie stanowiska 4. Opracowanie dokumentacji wraz z instrukcją laboratoryjną. Bernard Zawada.: Układy sterowania w systemach wentylacji i klimatyzacji. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa, Zaawansowany sterownik temperatury sauny Advanced sauna temperature controller dr inż. Piotr Kaczmarek Opracowanie układu sterującego temperaturą powietrza w saunie z zastosowaniem zaawansowanych algorytmów regulacji temperatury. 1. Określenie algorytmów sterujących pracą pieca sauny 2. Opracowanie i wykonanie układu elektronicznego regulatora 3. Opracowanie i implementacja algorytmów sterowania 4. Opracowanie i implementacja wybranych algorytmów 5. Testy urządzenia 1. Söderström T., Stoica P., Identyfikacja systemów, PWN Landau, I.D., Lozano, R., M'Saad, M., Karimi, A. Adaptive Control Algorithms, Analysis and Applications, Springer Adamski, M., Karatkevich, A, Wegrzyn, M. Design of Embedded Control Systems, Springer 2005

20 Adaptacyjny, regulator temperatury powietrza bazujący na metodach sztucznej inteligencji Adaptive air temperature controller based on artificial intelligence dr inż. Piotr Kaczmarek Opracowanie i wykonanie adaptacyjnego regulatora temperatury powietrza w modelu pomieszczenia opartego na logice rozmytej 1. Zapoznanie się z modelem pomieszczenia 2. Opracowanie i wykonanie części sprzętowej regulatora 3. Opracowanie modelu matematycznego pomieszczenia 4. Projekt i badania symulacyjne regulatora rozmytego 5. Weryfikacja wyników badań na rzeczywistym obiekcie 1. Driakov D., Hellendoorn F., Reinfrank M., Wprowadzenie do sterowania rozmytego WNT, Warszawa 1996 Modelowanie i symulacja wielowymiarowego kanału radaru na platformie ruchomej Modeling and simulation of multivariate moving-platform radar channel dr hab. inż. Michał Meller Celem pracy jest opracowanie i implementacja modelu matematycznego kanału radarowego przy założeniu zlokalizowania radaru na platformie ruchomej. Należy zamodelować system wykorzystujący szyk anten odbiorczych w konfiguracji monostatycznej i bistatycznej. 1. Przegląd źródeł literaturowych 2. Opracowanie modelu matematycznego systemu w konfiguracji monostatycznej. 3. Opracowanie modelu matematycznego systemu w konfiguracji bistatycznej. 4. Implementacja obu modeli w środowisku symulacyjnym. J.R. Lievsay, N. Goodman, Modeling Three-Dimensional Passive STAP with Heterogeneous Clutter and Pulse Diversity Waveform Effects, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 54, no. 2, pp , Potencjalna możliwość zatrudnienia w grancie badawczym i uzyskania stypendium

21 Adaptacyjna estymacja systemów o współczynnikach zmieniających się w sposób okresowy Adaptive estimation of cyclostationary systems dr hab. inż. Michał Meller Opracowanie, implementacja i weryfikacja symulacyjna estymatorów systemów, których współczynniki zmieniają się w sposób okresowy. 1. Opracowanie i implementacja estymatora opartego na metodzie ważonych najmniejszych kwadratów 2. Opracowanie metody adaptacji współczynników ważących 3. Opracowanie metod oceny częstotliwości i struktury modelu 4. Weryfikacja symulacyjna opracowanych estymatorów. M. Niedźwiecki, P. Kaczmarek, Identification of quasi-periodically varying systems using the combined nonparameteric/parametric approach, IEEE Transactions on Signal Processing, vol. 53, no. 12, 2005 Sterowanie predykcyjne z kryterium jakości opartym o normę L1 L 1 -norm-based model predictive control dr hab. inż. Michał Meller Celem pracy jest implementacja sterownika predykcyjnego wykorzystującego kryterium jakości oparte o normę L Zapoznanie z wybranymi algorytmami sterowania predykcyjnego 2. Sformułowanie zagadnienia sterowania i wyrażenie go jako problem programowania liniowego 3. Implementacja prawa sterowania i jego weryfikacja symulacyjna. S. Boyde, L. Vandenberghe, Convex Optimization, Cambridge Univesity Press, 2004.

22 Ostrożne sterowanie predykcyjne oparte o podejście minimax Cautious predictive control using minimax approach dr hab. inż. Michał Meller Celem pracy jest opracowanie ostrożnego sterownika predykcyjnego wykorzystującego model nieparametryczny, np. odpowiedź skokową. W sformułowaniu problemu należy założyć niepewność modelu, a kryterium jakości sterowania sformułować jako zagadnienie minimax. 1. Zapoznanie z wybranymi algorytmami sterowania predykcyjnego 2. Sformułowanie zagadnienia sterowania i opracowanie metody jego rozwiązywania 3. Implementacja prawa sterowania i jego weryfikacja symulacyjna. S. Boyde, L. Vandenberghe, Convex Optimization, Cambridge Univesity Press, Rozpoznawanie widm JEM Recognition of JEM spectra dr hab. inż. Michał Meller Celem pracy jest opracowanie metody automatycznego rozpoznawania widm JEM (jet engine modulation). 1. Zapoznanie z literaturą dotyczącą modelowania i klasyfikacji widm JEM 2. Implementacja wybranego algorytmu estymacji 3. Symulacyjna weryfikacja skuteczności rozpoznawania widm JEM. Bell, M. R. and R. A. Grubbs, JEM modeling and measurement for radar target identification, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 29, No. 1, pp , S.H. Kim, Ch.H Kim, D.Y Chae, S.I. Lee, Target Classification from JEM Signal Using Frequency Masking, Progress In Electromagnetics Research M, Vol. 53, pp , 2017

23 Sprzętowy interfejs umożliwiający sterowanie zestawu laboratoryjnego MAB-94 a minikomputerem Raspberry PI 2. Hardware interface aimed to control lab set MAB-94 from minicomputer RPI2. Marcin Pazio Celem pracy jest budowa interfejsu umożliwiającego współpracę zestawu MAB-94 z minikomputerem RPI2, oraz utworzenie odpowiedniego oprogramowania testującego. W ramach pracy należy wykonać kilka (2..3) egzemplarzy interfejsu. Oczekiwany jest wysoki standard techniczny wykonania. Ponadto ma powstać dokumentacja umożliwiająca wykonanie kolejnych interfejsów. - budowa sprzęgu sprzętowego między minikomputeremrpi2 a zestawem MAB-94; - podstawowe oprogramowanie (sterowniki) umożliwiające dostęp do funkcji MAB-94 z poziomu RPI2; Liczba wykonawców 1. Dokumentacja komputera RaspberryPi 2. Dokumentacja zestawu MAB-94. Stanowisko do badania diod i tyrystorów. SCR testing kit. Marcin Pazio Celem pracy skonstruowanie urządzenia (urządzeń) pozwalających na badanie podstawowych charakterystyk półprzewodnikowych elementów typu tyrystor i triak. - projekt i realizacja urzadzenia; - wybór elementów towarzyszących (oscyloskop, miernik itp. 1. Januszewski S., Świątek H. Diody i tyrystory w pytaniach i odpowiedziach, 2. Tietze U.h, Schenk C. Układy Półprzewodnikowe Liczba wykonawców

24 Lokalizacja obszarów zawierających litery w obrazach scen naturalnych z wykorzystaniem splotowych sieci neuronowych. Localization of letter-containing regions in natural scene images using convolutional neural networks. Marcin Pazio Celem pracy skonstruowanie algorytmu wykorzystującego splotowe sieci neuronowe do lokalizacji liter na zdjęciach. - utworzenie programu dodającego litery do obrazów scen naturalnych i generującego metaplik z opisem lokalizacji tych liter; - implementacja i wytrenowanie sieci neuronowej; - przeprowadzenie testów na obrazach zawierających zarejestrowane litery. 7. R. Jain, R. Kasturi i B. G. Schunck, Machine vision, McGraw- Hill, Richard O. Duda, Peter E. Hart, David G. Stork, Pattern Classification, John Wiley & Sons, 2001 Liczba wykonawców Liczba wykonawców 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. 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

25 Liczba wykonawców Implementacja segmentacji obrazów barwnych z wykorzystaniem metody MSER. Color image MSER based segmentation implementation. Marcin Pazio Implementacja algorytmu MSER do segmentacji obrazów barwnych jako wstępnego etapu przetwarzania obrazu dla algorytmów wyszukujących napisy. Opracowanie, implementacja i przeprowadzenie testu algorytmu. 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

26 System sterowania robota z wykorzystaniem komputera PC Robot control system based on a PC computer dr inż. Paweł Raczyński Celem pracy jest opracowanie stanowiska laboratoryjnego ilustrującego problemy programowe związane z wykorzystaniem do sterowania robota (manipulatora) z wykorzystaniem komputera PC. Dostępny jest obiekt sterowania RRR o trzech stopniach swobody w kiścią o kolejnych trzech stopniach swobody oraz z systemem transportowym w postaci transportera taśmowego. System wyposażony jest w interfejs analogowy. Należy opracować sprzęg cyfrowy pozwalający na sterowanie elementów robota z poziomu komputera PC za pośrednictwem łącza USB oraz odpowiedniego oprogramowania tworzącego bibliotekę elementarnych operacji robota (ruchy poszczególnych członów, chwytanie przedmiotów, sterowanie systemem transportowym. 1.opracowanie koncepcji ćwiczenia laboratoryjnego; 2.opracowanie interfejsu łączącego zespół modułów z komputerem PC wykorzystujący interfejs USB; 3.opracowanie szkieletowego oprogramowania w języku C; 4.opracowanie instrukcji laboratoryjnej; 5.opracowanie zestawu przykładowych ćwiczeń; 6.opracowanie ćwiczenia demonstracyjnego. 1. Dokumentacja zestawu laboratoryjnego; 2. Dokumentacja techniczna i podręczniki programowania wybranych zasobów sprzętowych.

27 magisterskiej Tytuł w j. angielskim Oszacowanie maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia eksploatacji zbiornika ciśnieniowego na podstawie skanowania ultradźwiękowego jego ścian Estimation of the maximum allowable operating pressure of the pressure vessel based on ultrasonic scanning of its walls Dr inż. Paweł Raczyński Opracowanie oprogramowania umożliwiającego analizę i wizualizację geometrii ubytków ścianek zbiornika ciśnieniowego na podstawie skaningu ultradźwiękowego oraz oszacowanie ryzyka jego eksploatacji w świetle normy ASME B31G. 1. opracowanie algorytmów odtwarzających geometrię ubytku ścianki zbiornika; 2. opracowanie algorytmów wizualizacji 2D i 3D geometrii analizowanego środowiska; 3. opracowanie algorytmu oceny wpływu ubytku na maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze; 4. implementacja oprogramowania. 1. Dokumentacja danych źródłowych; 2. Norma ASME B31G; 3. Podręczniki programowania. Dostępne zestawy zweryfikowanych danych pomiarowych

28 System nawigacji robota inspekcyjnego Navigation system for inspection robot Dr inż. Paweł Raczyński Robot inspekcyjny porusza się w środowisku wykluczającym nawigację na podstawie kontaktu ze środowiskiem zewnętrznym. Jest wyposażony w nawigację inercyjną oraz możliwość weryfikacji pozycji w wybranych punktach kontrolnych przestrzeni roboczej. Celem pracy jest opracowanie algorytmów wyznaczających trójwymiarową trajektorię robota oraz pozwalających na transformację współrzędnych punktów leżących na trajektorii do systemu odniesienia WGS84 (GPS). Ostateczny efektem jest naniesienie trajektorii robota na ortofotomapy (np. GOOGLE MAPS). Nawigacja prowadzona jest off line na podstawie zarejestrowanych danych. 1. opracowanie algorytmów nawigacji inercyjnej na podstawie danych z IMU (Inertial Measurement Unit); 2. opracowanie algorytmów korekty trajektorii na podstawie znanych współrzędnych punktów kontrolnych; 3. opracowanie algorytmów transformacji współrzędnych lokalnych tłoka do systemu WGS84; 4. opracowanie algorytmów nałożenia trajektorii na ortofotomapę; 5. programowa implementacja systemu na platformę komputera PC. 1. Dokumentacja sprzętu nawigacyjnego; 2. Zasady nawigacji inercyjnej. Dostępne są bogate zbiory danych pomiarowych oraz materiałów porównawczy umożliwiający weryfikację opracowanych algorytmów

29 System pozycjonowania robota inspekcyjnego na podstawie emitowanych przez niego sygnałów akustycznych i elektromagnetycznych The positioning system of the inspection robot based on the acoustic and electromagnetic signals it emits Dr inż. Paweł Raczyński Poruszający się w przestrzeni roboczej pojazd jest źródłem hałasu oraz pola elektromagnetycznego o określonej częstotliwości. Lokalizator dokonuje pomiaru parametrów sygnałów akustycznego i elektromagnetycznego i na tej podstawie wyznacza kierunek w jakim znajduje się robot. Poruszając się wraz z lokalizatorem możliwe jest zlokalizowanie robota lub też umieszczając lokalizator w określonym punkcie możemy określić moment maksymalnego zbliżenia się poruszającego się robota do lokalizatora. 1. opracowanie koncepcji układów pomiarowych lokalizatora; 2. opracowanie modułu obliczeniowego lokalizatora (np. mikrokontroler lub telefon komórkowy); 3 opracowanie algorytmów pracy lokalizatora; 4. implementacja programowa lokalizatora na wybraną platformę sprzętową. 1. Dokumentacja sprzętu lokalizatora; 2. Dokumentacja techniczna i podręczniki programowania wybranych zasobów sprzętowych. Dostępne są czujniki pomiarowe oraz źródło sygnału elektromagnetycznego zamontowanego na robocie

30 Środowisko umożliwiające symulację współpracy grupy robotów mobilnych Environment to simulate the cooperation of a group of mobile robots Dr inż. Paweł Raczyński Opracowanie środowiska programowego umożliwiającego symulację współpracy grupy robotów. Symulacja powinna uwzględniać kinematykę robotów, ich funkcji postrzegania środowiska (czujniki) oraz komunikacji wzajemnej. Opracowany program powinien umożliwiać wizualizację obszaru roboczego wraz z poruszającymi się robotami. 1. opracowanie biblioteki funkcji umożliwiających symulację pojedynczego robota tj. jego kinematyki, sensoryki i mechanizmów komunikacji 2. opracowanie środowiska graficznego umożliwiającej wizualizację zachowania się robotów na definiowalnej przez użytkownika arenie 3. opracowanie systemu niezależnego sterowania dwoma grupami robotów 4. opracowanie algorytmów sterowania grupą robotów w wariantach z istnieniem lub brakiem łączności wzajemnej 1. Podręczniki z zakresy modelowania i symulacji 2. Materiały dotyczące robotów mobilnych Przykładem podobnego rozwiązania jest symulator robotów FIRA

31 Oprogramowanie do modelowania kształtu rurociągu na podstawie badania robotem inspekcyjnym Pipe shape modeling software based on an inspection robot Dr inż. Paweł Raczyński Opracowanie oprogramowania umożliwiającego analizę i wizualizację efektów działania robota inspekcyjnego służącego do badania geometrii rurociągów magistralnych 1. opracowanie algorytmów odtwarzających geometrię środowiska pracy robota na podstawie wielośladowego pomiaru odległości 2. opracowanie algorytmów wizualizacji 2D i 3D geometrii analizowanego środowiska 3. implementacja oprogramowania 1. Podręczniki z zakresu podstaw modelowania i grafiki komputerowej 2. Dokumentacja systemu robota inspekcyjnego

32 Cyberbezpieczeństwo w robotyce mobilnej Security in mobile robotics dr inż. Stanisław Raczyński Cyberbezpieczeństwo stanowi szybko rosnącą potrzebę w systemach cyber-fizycznych i jedno z największych wyzwań IoT w 2019 roku. Odporność na szkodliwe i złośliwe działania osób trzecich jest dostrzegane również w robotyce mobilnej, w szczególności w przemyśle motoryzacyjnym. Celem tego projektu jest opracowanie demonstratora współczesnych metod zabezpieczania na przykładzie robota mobilnego, w oparciu o takie technologie jak ROS2 i SROS2, DDS/RTPS, RTI, a także sprzętowe moduły bezpieczeństwa (HSM). 1. Badania literaturowe. 2. Definicja zakresu demonstratora. 3. Realizacja demonstratora. 4. Promocja projektu. 5. Opracowanie dokumentacji projektowej. Huawei. IoT Security whipepaper _paper_2018_v2_en.pdf

33 Planowanie ścieżki dla nieholonicznego robota w wielowymiarowej przestrzeni konfiguracyjnej Motion planning for a non-holonomic robot in multidimensional configuration space dr inż. Stanisław Raczyński Celem pracy jest zbudowanie robota a następnie wykorzystanie metod z rodziny RRT (np. RRT*) do planowania ścieżek robotów nieholonomicznych z ograniczeniami kinematycznymi lub rozbudowaną dynamiką. Takimi robotami są np. ciężarówka z przyczepą, driftujący samochód. Planowanie trasy dla takiego robota w przypadku np. parkowania lub pokonywania zakrętu z poślizgiem kontrolowanym, jest nietrywialne i wymaga zaplanowania ścieżki w przestrzeni konfiguracyjnej, której wymiarowość może sięgać 9 lub więcej wymiarów. W takich przypadkach wydajnym obliczeniowo podejście jest stochastyczne planowa ścieżek, np. RRT*. Implementacja może opierać się o middleware ROS (Robot Operating System) i symulacje w Gazebo. Temat wpisuje się w obecny trend autonomicznych pojazdów i ciężarówek. 1. Przegląd literatury 2. Opracowanie modelu kinematycznego i dynamicznego robota. 3. Przygotowanie symulacji w Gazebo. 4. Implementacja metod planowania ścieżki robota. 5. Opracowanie wyników i porównanie metod. 6. Promocja projektu. 7. Testowanie i dopracowanie.

34 Demonstracja Amazon Web Services RoboMaker Amazon Web Services RoboMaker demonstration dr inż. Stanisław Raczyński Celem pracy jest demonstracja nowych możliwości, jakie otwierają platformy chmurowe *aas w robotyce mobilnej na przykładzie nowej usługi RoboMaker oferowanej przez największego dostawcę usług chmurowych Amazon (AWS). 1. Badania literaturowe. 2. Opracowanie demonstratora platformy RoboMaker w oparciu o symulator Gazebo i system ROS2. 3. Promocja projektu. 4. Opracowanie dokumentacji projektowej.

35 Uczenie głębokie w SLAMie wizyjnym Deep learning in visual SLAM dr inż. Stanisław Raczyński Wizyjny SLAM służy do realizacji jednoczesnego mapowania otoczenia i lokalizacji w nim robota mobilnego. SLAM rzadki składa się z backendu w postaci filtracji stochastycznej (np. EKF, filtr cząsteczkowy) oraz frontendu przetwarzającego obraz i wykrywającego w nich cechy charakterystyczne (np. SURF, ORB). Takiemu wykrywaniu cech w sposób rzemieślniczy przeciwstawia się ruch uczenia głębokiego, które pozwala na samodzielne uczenie się optymalnej reprezentacji danych. Celem tego projektu jest demonstracja działania SLAMu wizyjnego opartego o głębokie lokalne cechy: DF-SLAM i porównanie go z popularnym rzemieślniczym podejściem takim jak ORB-SLAM2. 1. Badania literaturowe. 2. Zebranie nagrań rozwojowych. 3. Implementacja DF-SLAM w oparciu o literaturę. 4. Ocena jakości działania DF-SLAM i porównanie z ORB-SLAM2 lub innym. 5. Promocja projektu. 6. Opracowanie dokumentacji projektowej. Rong Kang, Jieqi Shi, Xueming Li, Yang Liu, Xiao Liu, "DF-SLAM: A Deep-Learning Enhanced Visual SLAM System based on Deep Local Features"

36 Uczenie ze wzmocnieniem w problemie VRP Reinforcement learning for the VRP problem dr inż. Stanisław Raczyński Vehicle routing problem, czyli problemu optymalizacji tras wielu pojazdów, w praktyce nie da się rozwiązać dokładnie, czyli sprawdzając wszystkie możliwe kombinacje tras jest to problem NP-trudny. Niedawno do rozwiązania tego problemu zaproponowano podejście oparte na uczeniu ze wzmocnieniem, które ma oferować lepsze przeszukiwanie drzewa kombinacji. Celem tego projektu jest zaimplementowanie takiego rozwiązania dla problemu CVRP-TW pojawiającego się w mleczarniach zbierających mleko od wielu indywidualnych rolników. 6. Badania literaturowe. 7. Przygotowanie danych (dostarcza opiekun). 8. Opracowanie algorytmu optymalizacyjnego z uwzględnieniem realistycznych ograniczeń. 9. Ocena jakości optymalizacji i porównanie z działaniem OR- TOOLS. 10. Opracowanie dokumentacji projektowej. Mohammadreza Nazari, Afshin Oroojlooy, Lawrence V. Snyder, Martin Takáč, "Reinforcement Learning for Solving the Vehicle Routing Problem".