eti.pg.edu.pl · Web viewOpracować program na komputer PC oraz program sterujący robotem...

Temat pracy dyplomowej magisterskiejw języku polskim (20170605)

http://eti.pg.edu.pl/katedra-systemow-automatyki/prace-dyplomowe

1.Temat pracy dyplomowej magisterskiej (jęz. pol.)

Algorytm do redukcji zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań dźwiękowych (sygnały mowy)

Temat pracy dyplomowej magisterskiej (jęz. ang.)

Digital audio restoration algorithm: elimination of clicks from archive speech signals

Opiekun pracy dr inż. Marcin CiołekKonsultant pracyCel pracy Celem pracy jest implementacja algorytmu do redukcji

zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagraniach dźwiękowych (sygnały mowy). Proponowany algorytm pozwala na uzyskanie wysokiej jakości zrekonstruowanego sygnału.

Zadania do wykonania 1. Zapoznanie się z problemem eliminacji zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych – przegląd literatury.2. Implementacja algorytmu do redukcji zakłóceń impulsowych.3. Przeprowadzenie testów symulacyjnych i odsłuchowych.

Źródła 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) 1046 –1059

2. 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: 10.1109/TSP.2017.2692740, 2017.

3. Marcin Ciołek „Usuwanie zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych”, Rozprawa Doktorska, Politechnika Gdańska, 2017.

Liczba wykonawców 1-2Uwagi Wymagana podstawowa znajomość środowiska MATLAB oraz

umiejętność programowania w języku C++.

1


Algorytm do redukcji zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań dźwiękowych (stereofoniczne sygnały foniczne)


Digital audio restoration algorithm: elimination of clicks from archive stereophonic audio signals

Opiekun pracy dr inż. Marcin CiołekKonsultant pracyCel pracy Celem pracy jest implementacja algorytmu do redukcji

zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań dźwiękowych (stereofoniczne sygnały foniczne). Proponowany algorytm pozwala na uzyskanie wysokiej jakości zrekonstruowanego sygnału fonicznego.

Zadania do wykonania 1. Zapoznanie się z problemem eliminacji zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych.2. Implementacja algorytmu do redukcji zakłóceń impulsowych.3. Przeprowadzenie testów symulacyjnych oraz testów odsłuchowych.

Źródła 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) 970 – 981.

2. 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: 10.1109/TSP.2017.2692740, 2017.

3. Marcin Ciołek „Usuwanie zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych”, Rozprawa Doktorska, Politechnika Gdańska, 2017.



2


Algorytm do redukcji szumu szerokopasmowego z archiwalnych nagrań dźwiękowych


Digital audio restoration algorithm: elimination of a wideband noise from archive audio signals

Opiekun pracy dr inż. Marcin CiołekKonsultant pracyCel pracy Celem pracy jest implementacja algorytmu do redukcji szumu

szerokopasmowego z archiwalnych nagrań dźwiękowych. Proponowany algorytm pozwala na uzyskanie wysokiej jakości zrekonstruowanego sygnału fonicznego.

Zadania do wykonania 1. Zapoznanie się z problemem rekonstrukcji archiwalnych nagrań fonicznych.2. Implementacja algorytmu do redukcji szumu szerokopasmowego.3. Przeprowadzenie testów symulacyjnych oraz testów odsłuchowych.

Źródła 1. M. Ruhland, J. Bitzer, M. Brandt, and S. Goetze,“Reduction of Gaussian, supergaussian, and impulsivenoise by interpolation of the binary mask residual,”IEEE/ACM Transactions on Audio, Speech, and LanguageProcessing, vol. 23, no. 10, pp. 1680 – 1691, 2015

2. J. Nuzman, “Audio restoration: An investigationof digital methods for click removal and hiss reduction”,University of Maryland, Institute for AdvancedComputer Studies, 2004 [Online]. Available:www.github.com/jnuzman/audio-restoration-2004, lastseen in August 2016




Projekt i budowa robota kroczącego.


The design and construction of a walking robot.

Opiekun pracy dr inż. Marcin CiołekKonsultant pracyCel pracy Projekt i budowa robota kroczącego. Zapewnienie

możliwości chodu do przodu, do tyłu oraz do boku.Zadania do wykonania 1. Budowa robota.

2. Wykonanie projektu elektroniki3. Implementacja algorytmu sterującego robotem.4. Przeprowadzenie testów działania robota.

Źródła Krzysztof Tchoń, Alicja Mazur, Robert Hossa, Ignacy Dulęba, Robert Muszyński, „MANIPULATORY I ROBOTY MOBILNE. Modele, planowanie ruchu, sterowanie”, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ Warszawa 2000

Liczba wykonawców 1-2Uwagi

3


Zastosowanie algorytmu FxLMS do tłumienia zakłóceń szerokopasmowych w dukcie akustycznym


Application of FxLMS algorithm for attenuation of broadband noise in acoustic duct

Opiekun pracy dr inż. Krzysztof CisowskiKonsultant pracyCel pracy Celem pracy jest projekt oraz realizacja w oparciu o

DSK procesora sygnałowego Texas Instruments TMS320C6713 lub TMS320C6748/OMAP-138 laboratoryjnego systemu służącego do tłumienia w wylocie duktu akustycznego, szumu szerokopasmowego wytwarzanego przez wentylator systemu klimatyzacyjnego. Proponowany algorytm FxLMS wymaga oprócz pomiaru tzw. sygnału błędu (na końcu duktu), pomiaru sygnału w bezpośrednim sąsiedztwie źródła zakłóceń – sygnału referencyjnego. W proponowanym rozwiązaniu pomiar ten odbywać się będzie za pomocą akcelerometru (zamiast mikrofonu) co pozwoli zredukować efekt niekorzystnego sprzężenia zwrotnego z wyjścia systemu do miejsca pomiaru sygnału referencyjnego. W pracy zostanie wykorzystany istniejący w Katedrze Systemów Automatyki model systemu wentylacyjnego.

Zadania do wykonania 1. Opracowanie i implementacja na DSK TMS320C6713 lub TMS320C6748/OMAP-138 oprogramowania FxLMS.2. Przeprowadzenie badań własności opracowanego systemu z wykorzystaniem TI Code Composer Studio.3. Realizacja na komputerze PC interfejsu użytkownika służącego do sterowania parametrami algorytmu w czasie rzeczywistym oraz wizualizacji danych i uzyskanych rezultatów.

Źródła 1. Design of active noise control systems with the TMS320 family, Application Report, Texas Instruments SPRA042.2. NIEDŹWIECKI MACIEJ, MELLER MICHAŁ: A new approach to active noise and vibration control – Part I: the known frequency case, IEEE Transaction on Signal Processing, Vol. 57, No. 9, str. 3373-3386.3. R. Chassaing and D. Reay: Digital signal processing and applications with the C6713 and C6416 DSK, Wiley-Interscience 2008.4. D. Reay: Digital signal processing and applications with the OMAP-L138 eXperimenter, John Wiley & Sons, New Jersey 2012.5. Szymon Scharmach, Praca dyplomowa KSA WETiI PG, Systemy aktywnego tłumienia zakłóceń w dukcie akustycznym.6. Rafael Cierpka, Praca dyplomowa inżynierska KSA WETiI PG, Active noise control in a standard HVAC duct.

Liczba wykonawców 1Uwagi Narzędzia programistyczne: TI Code Composer Studio, MATLAB,

MS Visual Studio.

4


Wyznaczanie lokalnych ocen funkcji gęstości rozkładu prawdopodobieństwa sygnałów fonicznych


Determination of local estimates of probability density function of audio signals.

Opiekun pracy dr inż. Krzysztof CisowskiKonsultant pracyCel pracy 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.

Zadania do wykonania 1. Badania literaturowe2. Praktyczna aplikacja wyselekcjonowanych metod obliczania PDF w środowisku Matlab3. Analiza uzyskanych rezultatów

Źródła 1. Miller S., Childers D.: Probability and random processes, ELSEVIER 20042. 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.: 195-2003. Cisowski K.: Two-stage method of impulsive noise detection for audio signals. Poznan University of Technology Academic

5

Journals. Electrical Engineering. - 2007, nr 54, s. 17-24.4. M. Cybulski, Praca dyplomowa, 2012 KSA WETI PG, Detekcja zakłóceń impulsowych, w sygnałach muzycznych, w oparciu o lokalne oszacowania funkcji gęstości rozkładu prawdopodobieństwa sygnałów.

Liczba wykonawców 1Uwagi

7.Temat pracy dyplomowej

magisterskiej (jęz. pol.)

Tłumienie wysokoczęstotliwościowych zakłóceń wąskopasmowych z wykorzystaniem DSK zmiennoprzecinkowego procesora sygnałowego .


Suppression of high frequency narrow band noise using DSK of floating point DSP.

Opiekun pracy dr inż. Krzysztof CisowskiKonsultant pracyCel pracy 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

Zadania do wykonania 1. Zbudowanie słuchawek z „wewnętrznm” mikrofonem2. Opracowanie algorytmu tłumienia wysokoczęstotliwościowych zakłóceń wąskopasmowych3. Budowa interfejsu użytkownika.4. Testy działania algorytmu.5. Analiza uzyskanych rezultatów

Źródła 1. S.M.. Kuo, D. R. Morgan : Active noise control system, J.Wiley 1996.

2. M. Niedźwiecki, M. Meller,: SONIC – Self-optimizing narrowband interference canceler:comparison of two frequency tracking strategies, 2010 8th IEEE International Conference on Control and Automation Xiamen, China, June 9-11, 2010, s. 1892-1896.

3. 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 2008.

6. Kamil Stawiarski, Praca dyplomowa, 2015 KSA WETI PG, Zastosowanie DSK procesora sygnałowego Texas Instruments z serii C6000 do tłumienia wysokoczęstotliwościowych zakłóceń wąskopasmowych.

Liczba wykonawców 1Uwagi Narzędzia programistyczne: TI Code Composer Studio, MATLAB, MS

Visual Studio.

6


Zastosowanie DSK procesora sygnałowego TMS320C55xx do budowy uniwersalnego modułu diagniostyczno-pomiarowego


Application of DSK of TMS320C55xx DSP for designing of universal measurement and diagnostic unit

Opiekun pracy dr inż. Krzysztof CisowskiKonsultant pracyCel pracy 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 stałoprzecinkowego procesora sygnałowego TMDX5515EZDSP. Układ DSP zajmował się będzie zarówno wstępną obróbką i analizą mierzonych sygnałów oraz komunikacją modułu z otoczeniem poprzez dobudowane łącze ethernetowe (lub istniejący port USB). Urządzenie pomiarowe będzie zdalnie sterowane z serwera (lub komputera PC), na którym umieszczone zostanie główne oprogramowanie systemu diagnostyczno-pomiarowego. Zbudowany układ będzie również mógł współpracować z innymi rozproszonymi systemami pomiarowymi opracowywanymi w ramach aktualnie wykonywanych prac dyplomowych.Celem pracy dyplomowej jest zaimplementowanie do opracowanego sytemu zaawansowanych algorytmów obróbki sygnałów takich jak np. filtracja adaptacyjna, sieci neuronowe, segmentacja i klasyfikacja sygnałów itp.

Zadania do wykonania

1. Zaprojektowanie i realizacja łącza ethernetowego dla modułu DSK procesora.2. Opracowanie zestawu wybranych algorytmów obróbki sygnałów.3. Budowa interfejsu użytkownika.4. Testy działania algorytmów z wykorzystaniem sygnałów pozyskanych za pomocą wybranych czujników współpracujących z systemem pomiarowym.5. Analiza uzyskanych rezultatów

Źródła 1. ŻÓŁTOWSKI B., CEMPEL C. (red.): Inżynieria Diagnostyki Maszyn, praca zbiorowa., PTDT ITE PIB Radom, Warszawa, Bydgoszcz, Radom 2004.2. Dokumentacja zestawu DSK: TMS320C5515 eZdsp USB Stick (TMDX5515EZDSP).3. KRYSIAK K.: Sieci komputerowe. Kompendium, HELION 2003.4. S. Haykin Adaptive filters6. M. Łomot: Praca dyplomowa, 2009 WETI PG, Badanie zmian pola akustycznego do diagnostyki urządzeń lub wykrywania niepożądanych cech obiektów monitorowanych.7. K. Pupowski, P. Kira, Praca dyplomowa 2012 WETI PG Uniwersalny moduł kontrolno-pomiarowy8. D Łukwiński, Praca Dyplomowa 2011 WETI PG, Szkieletowy system diagnostyczny z rozproszonymi czujnikami

Liczba wykonawców

2

Uwagi Narzędzia programistyczne: TI Code Composer Studio, MATLAB, MS Visual Studio.

9.Temat pracy Cyfrowy wielofunkcyjny efekt gitarowy zaprojektowany z 7

dyplomowej magisterskiej (jęz. pol.)

wykorzystaniem mikrokontrolera ARM lub AVR


Digital multifunctional guitar effect designed using an ARM or AVR microcontroller

Opiekun pracy Dr inż. Krzysztof CisowskiKonsultant pracyCel pracy Celem pracy jest zaprojektowanie oraz fizyczna realizacja

wielofunkcyjnego efektu gitarowego opartego o mikrokontroler ARM lub AVR. Układ powinien realizować podstawowe efekty gitarowe oraz umożliwiać zmianę ich parametrów podczas gry na instrumencie.Urządzenie powinno być wyposażone w interfejs pozwalajacy na sterowanie układem w czasie rzeczywistym.

Zadania do wykonania 1. Zaprojektowanie układu elektronicznego2. Implementacja algorytmów realizujących podstawowe efekty gitarowe na wybranym mikrokontrolerze.3. Opracowanie interfejsu użytkownika umożliwiającego zmianę efektów wraz z ich parametrami podczas gry na instrumencie.

Źródła 1. Udo Zölzer, DAFX: Digital Audio Effects, 2nd Edition, Wiley & Sons, Inc., 2011,2. Sophocles J. Orfanidis. Introduction to Signal Processing, Rutgers University, 2010.3. R. Chassaing, D. Reay, Digital Signal Processing and Applications with the C6713 and C6416 DSK, Wiley& Sons, Inc., 2008,4. Sikora, R: Guitar Effects using Texas Instruments C5510 and C6713 DSP, http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/76035. A. Pawluczuk, Sztuka programowania mikrokontrolerów AVR, CZ 1 i 2, BTC 2007.6. M. Galewski, STM32. Aplikacje i ćwiczenia w języku C, BTC 2011.

Liczba wykonawców 1Uwagi Brak

8


System automatycznej kalibracji palnika oraz chwytaka robota za pomocą zewnętrznego systemu wizyjnego.


Automated robot tool calibration using external vision system

Opiekun pracy dr inż. Piotr FiertekKonsultant pracyCel pracy Celem pracy dyplomowej jest napisanie oprogramowania

realizującego kalibrację palnika oraz chwytaka robota za pomocą zewnętrznego systemu wizyjnego składającego się z ortogonalnie umieszczonych kamer. W pracy należy skorzystać z gotowego kalibratora, składającego się z dwóch kamer wysokiej rozdzielczości oraz dwóch oświetlaczy diodowych zapewniających odpowiednie oświetlenie obiektu (palnika robota).W ramach pracy należy zrealizować komunikację z robotem firmy MITSUBISHI i KAWASAKI, przechwycenie i przetworzenie otrzymanego z kamery obrazu oraz implementację algorytmu kalibracji narzędzia.

Zadania do wykonania 1. Napisanie programu sterującego robotem KAWASAKI i MITSUBISHI

2. Implementacja komunikacji z robotami3. Przechwycenie obrazu z obu kamer kalibratora4. Obróbka obrazu w celu wydobycia informacji o położeniu

końcówki narzędzia w układzie współrzędnym kalibratora.5. Opracowanie i implementacja algorytmu kalibracji

narzędzia robota6. Przeprowadzenie testów sprawdzających dokładność

kalibracji narzędzia (dokładność i powtarzalność zaproponowanego procesu kalibracji narzędzia)

Źródła 1. Horton I, "Beginnig Visual C++ 2008"2. Tadeusiewicz R., Korohoda P., "Komputerowa analiza i

przetwarzanie obrazów"3. Gonzales R.C., Woods R. E., "Digital Image Processing"4. Angeles J., „Fundamentals of Robotic Mechanical Systems”5. Dokumentacja do robotów Kawasaki i Mitsubishi

Liczba wykonawcówUwagi Wymagana jest bardzo dobra umiejętność programowania w

C++, oraz dobra znajomość matematyki.

9


System wizyjny sterujący zrobotyzowanym systemem sortowania obiektów


Vision control system using in robotic sorting workstation

Opiekun pracy dr inż. Piotr FiertekKonsultant pracyCel pracy Opracowanie programu na komputer PC oraz program

sterujący robotem przemysłowym Kawasaki, realizującym wyszukanie i identyfikację elementów znajdujących się w polu widzenia kamery przemysłowej. Znalezione elementy są następnie pobierane przez robota i odkładane do właściwej przegrody. Temat pracy magisterskiej koncentruje się przede wszystkim na identyfikacji obiektów na obrazie, w związku z czym rozpoznawane obiekty będą się różniły między sobą w niewielkim stopniu (jakimś istotnym szczegółem). Powstały system poza zadaniem rozróżnienia między sobą różnych klas obiektów, powinien umożliwiać identyfikację obiektów wadliwych (wyszukiwanie odchyleń do wzorcowego obrazu badanego obiektu).

Zadania do wykonania 1. Napisanie programu uruchamianego na robocie, realizującego rozkazy otrzymywane od komputera PC (dojazd narzędzia do zadanego położenia, pobranie elementu, odłożenie elementu).

2. Implementacja komunikacji między komputerem PC a robotem przemysłowym.

3. Napisanie programu na PC (C++ lub C#) realizującego akwizycję obrazu.

4. Opracowanie i implementacja algorytmów przetwarzania sygnału wizyjnego realizującego postawione cele – wyszukanie i identyfikacja na obrazie szukanych obiektów.

5. Wykorzystanie informacji pochodzących z systemu wizyjnego do sterowania robotem przemysłowym.

6. Utworzenie dokumentacji programu.Źródła 1. Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar 2000

2. Dokumentacja do robotów Kawasaki i Mitsubishi1. W. K. Pratt, Digital Image Processing, Wiley 20072. Tadeusiewicz R., Korohoda P., "Komputerowa analiza i

przetwarzanie obrazów"3. Gonzales R.C., Woods R. E., "Digital Image Processing"

Liczba wykonawcówUwagi Wymagana dobra znajomość programowania w C++

10


Rozbudowa systemu antykolizyjnego dla robotów przemysłowych


Anti collision system for industrial robots

Opiekun pracy dr inż. Piotr FiertekKonsultant pracyCel pracy 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.

Zadania do wykonania 1. Zapoznanie się z istniejącym systemem antykolizyjnym2. Opanowanie obsługi robotów Kawasaki i Mitsubishi3. Opracowanie komunikacji z robotami Kawasaki i Mitsubishi4. 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 otoczenia6. 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

Źródła 1. Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar 20002. Dokumentacja do robotów Kawasaki i Mitsubishi

Liczba wykonawcówUwagi Wymagana jest bardzo dobra umiejętność programowania w

C++ oraz bardzo dobra znajomość matematyki

11


Odtworzenie trójwymiarowego modelu obiektu za pomocą robota wyposażonego w kamerę cyfrową i linijkę laserową


Reproduction of a three-dimensional object model by using a robot equipped with a digital camera and laser line

Opiekun pracy dr inż. Piotr FiertekKonsultant pracyCel pracy 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.

Zadania do wykonania 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.

Źródła 1. Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar 20002. Dokumentacja do robotów Kawasaki i Mitsubishi3. W. K. Pratt, Digital Image Processing, Wiley 2007

Liczba wykonawcówUwagi Wymagana dobra znajomość programowania w C++; bardzo

dobra znajomość matematyki


Oprogramowanie do symulacji pracy central klimatyzacyjnych


Software for air handling unit simulation

Opiekun pracy dr inż. Piotr KaczmarekKonsultant pracyCel pracy Opracowanie oprogramowania do symulacji wybranych

konfiguracji central klimatyzacyjnych z układami odzysku ciepłaZadania do wykonania 1. Opracowanie założeń dla oprogramowania

2. Wybór środowiska programistycznego3. Opracowanie modeli matematycznych wybranych komponentów centrali4. Wykonanie oprogramowania5. Wykonanie dokumentacji

Źródła 1. Brodowicz K. „Teoria wymienników ciepła i masy” PWN, Warszawa 19822. Trott A.R., Welch T.C. „Refrigeration and Air Conditioning” Butterworth-Heinemann 2000


12


Oprogramowanie do testów algorytmów sterowania pracą central klimatyzacyjnych


Software for testing air handling unit control algorithms

Opiekun pracy dr inż. Piotr KaczmarekKonsultant pracyCel pracy Opracowanie oprogramowania do testowania algorytmów

sterowania pracą central klimatyzacyjnychZadania do wykonania 1. Opracowanie założeń dla oprogramowania

2. Wybór środowiska programistycznego3. Wykonanie oprogramowania4. Wykonanie dokumentacji

Źródła 1. Zawada B. „Układy sterowania w systemach wentylacji i klimatyzacji” OWPW, Warszawa 20062. Trott A.R., Welch T.C. „Refrigeration and Air Conditioning” Butterworth-Heinemann 2000



Adaptacyjny regulator temperatury oparty na algorytmach predykcyjnych


Adaptive temperature controller based on predictive algorithms

Opiekun pracy dr inż. Piotr KaczmarekKonsultant pracyCel pracy Opracowanie i wykonanie adaptacyjnego regulatora

temperatury opartego na sterowaniu predykcyjnymZadania do wykonania 1. Wybór obiektu sterowania

2. Opracowanie i wykonanie części sprzętowej regulatora3. Opracowanie modelu matematycznego obiektu4. Projekt i badania symulacyjne regulatora

Źródła 1. Tajewski P. „Advanced control of industrial processes” Springer, Londyn 2007


13


Adaptacyjny regulator temperatury oparty na algorytmach sztucznej inteligencji


Adaptive temperature controller based on artificial intelligence algorithms


temperatury opartego na metodach sztucznej inteligencji (sieci neuronowe lub logika rozmyta)

Zadania do wykonania 1. Wybór obiektu sterowania2. Opracowanie i wykonanie części sprzętowej regulatora3. Opracowanie modelu matematycznego obiektu4. Projekt i badania symulacyjne regulatora

Źródła 1. S. Osowski: „Sieci neuronowe w ujęciu algorytmicznym”.Liczba wykonawców 1Uwagi


Oprogramowanie do symulacji pracy central klimatyzacyjnych


Software for air handling unit simulation

Opiekun pracy dr inż. Piotr KaczmarekKonsultant pracyCel pracy Opracowanie oprogramowania do symulacji wybranych

konfiguracji central klimatyzacyjnych z układami odzysku ciepłaZadania do wykonania 1. Opracowanie założeń dla oprogramowania

2. Wybór środowiska programistycznego3. Opracowanie modeli matematycznych wybranych komponentów centrali4. Wykonanie oprogramowania5. Wykonanie dokumentacji

Źródła 1. Brodowicz K. „Teoria wymienników ciepła i masy” PWN, Warszawa 19822. Trott A.R., Welch T.C. „Refrigeration and Air Conditioning” Butterworth-Heinemann 2000


14


Oprogramowanie do testów algorytmów sterowania pracą central klimatyzacyjnych


Software for testing air handling unit control algorithms

Opiekun pracy dr inż. Piotr KaczmarekKonsultant pracyCel pracy Opracowanie oprogramowania do testowania algorytmów

sterowania pracą central klimatyzacyjnychZadania do wykonania 1. Opracowanie założeń dla oprogramowania

2. Wybór środowiska programistycznego3. Wykonanie oprogramowania4. Wykonanie dokumentacji

Źródła 1. Zawada B. „Układy sterowania w systemach wentylacji i klimatyzacji” OWPW, Warszawa 20062. Trott A.R., Welch T.C. „Refrigeration and Air Conditioning” Butterworth-Heinemann 2000



Adaptacyjny regulator temperatury oparty na algorytmach predykcyjnych


Adaptive temperature controller based on predictive algorithms


temperatury opartego na sterowaniu predykcyjnymZadania do wykonania 1. Wybór obiektu sterowania

2. Opracowanie i wykonanie części sprzętowej regulatora3. Opracowanie modelu matematycznego obiektu4. Projekt i badania symulacyjne regulatora

Źródła 1. Tajewski P. „Advanced control of industrial processes” Springer, Londyn 2007


15


Adaptacyjny regulator temperatury oparty na algorytmach sztucznej inteligencji


Adaptive temperature controller based on artificial intelligence algorithms


temperatury opartego na metodach sztucznej inteligencji (sieci neuronowe lub logika rozmyta)

Zadania do wykonania 1. Wybór obiektu sterowania2. Opracowanie i wykonanie części sprzętowej regulatora3. Opracowanie modelu matematycznego obiektu4. Projekt i badania symulacyjne regulatora

Źródła 1. S. Osowski: „Sieci neuronowe w ujęciu algorytmicznym”.Liczba wykonawców 1Uwagi


Sterowanie predykcyjne wahadłem odwróconym


Predictive control of inverted pendulum

Opiekun pracy dr hab. inż. Michał MellerKonsultant pracyCel pracy Celem pracy jest implementacja i uruchomienie wybranego algorytmu

sterowania predykcyjnego wahadłem odwróconym.Zadania do wykonania

1. Wykonanie płytki umożliwiającej sprzęgnięcie obiektu sterowania z mikrokontrolerem.2. Opracowanie modelu matematycznego obiektu.3. Implementacja wybranego algorytmu sterowania predykcyjnego.4. Uruchomienie sterownika.

Źródła 1. A. Niederliński, J. Mościński, Z. Ogonowski, Regulacja adaptacyjna, PWN 1985

Liczba wykonawców

1

Uwagi Możliwość wypożyczenia obiektu sterowania.

16


Wielokanałowe tłumienie drgań


Multichannel vibration control

Opiekun pracy dr hab. inż. Michał MellerKonsultant pracyCel pracy Celem pracy jest implementacja i uruchomienie układu

wielokanałowego tłumienia drgań wykorzystującego algorytm FX-LMS.

Zadania do wykonania 1. Uruchomienie zestawu PADK.2. Opracowanie oprogramowania pozwalającego na identyfikację obiektu sterowania.3. Implementacja wielokanałowego algorytmu FX-LMS w zestawie PADK.4. Uruchomienie algorytmu sterowania.

Źródła 1. S. M. Kuo, D. Moran, Active Noise Control: Algorithms and DSP Implementations, Wiley 1996.

Liczba wykonawców 1Uwagi Obiekt sterowania dostępny w laboratorium EA 223


Wygładzanie stanu nieliniowych układów dynamicznych za pomocą kubaturowego filtru wygładzającego


State smoothing of nonlinear dynamic systems using cubature Kalman filter

Opiekun pracy dr hab. inż. Michał MellerKonsultant pracyCel pracy Implementacja kubaturowego filtru wygładzania w

zastosowaniu do oceny stanu początkowego obieku podążającego po trajektorii balistycznej.

Zadania do wykonania 1. Zamodelowanie obiektu (pocisku) podążającego po trajektorii balistycznej.2. Implementacja kubaturowego filtru wygładzającego.3. Ocena dokładności estymacji stanu poczatkowego w przypadkach użycia.

Źródła 1. I. Arasaratnam, S. Haykin, Cubature Kalman Smoothers, Automatica, vol. 47, pp. 2245-2250, 2011.2. R.L. McCoy, Modern Exterior Ballistics, Schiffer Publishing, 2012.

Liczba wykonawców 1Uwagi Temat w całości symulacyjny

17


Algorytmy cyfrowego formowania wiązki w 8-kanałowym radarze na pasmo X


Digital beamforming for 8-channel X-band radar system.

Opiekun pracy dr hab. inż. Michał MellerKonsultant pracyCel pracy Opracowanie podstawowych algorytmów cyfrowego

formowania wiązek oraz wyznaczania azymutu celów, wykorzystując dane pomiarowe z radaru opracowanego przez SIRC sp. z o.o.

Zadania do wykonania 1. Implementacja algorytmu cyfrowego formowania wiązek w azymucie.2. Implementacja algorytmu monoimpulsowego pomiaru azymutu celu.3. Przetestowanie zaimplementowanych algorytmów na rzeczywistych danych pomiarowych.

Źródła 1. M. Skolnik, Introduction to radar systems, McGraw-Hill, 2001.

Liczba wykonawców 1Uwagi Temat zewnętrzny, zarezerwowany. Możliwość wydania

tematu warunkowana podpisaniem umowy z Wydziałem/Katedrą.


Przetwarzanie sygnałów radaru monoimpulsowego w paśmie X dla systemu Sense-And-Avoid


Monopulse X-band radar signal processing for Sense-And-Avoid system.

Opiekun pracy dr hab. inż. Michał MellerKonsultant pracyCel pracy Praca polegać będzie na przeprowadzeniu eksperymetów

pracy radaru zamontowanego na dronie. Radar ma być wykorzystany do celu tzw. Sense-And-Avoid - wykrywania celów i unikania potencjalnych kolizjiz przeszkodami.

Zadania do wykonania 1. Zapoznanie z zasadą pracy radaru FMCW.2. Implementacja algorytmu monoimpulsowej oceny kąta lub algorytmu dopplerowskiego wyostrzania wiązki.4. Ocena zaimplementowanych algorytmów pod kątem skuteczności wykrywania przeszkód i oceny ich położenia w przestrzeni wokół drona.

Źródła 1. M. Skolnik, Introduction to radar systems, McGraw-Hill, 2001.

Liczba wykonawców 1Uwagi Temat zewnętrzny, zarezerwowany. Możliwość wydania

tematu warunkowana podpisaniem umowy z Wydziałem/Katedrą.

18


Środowisko do przetwarzania sekwencji obrazów DICOM.


DICOM image processing environment.

Opiekun pracy Marcin PazioKonsultant pracyCel pracy Celem pracy skonstruowanie środowiska do przetwarzania

obrazów pozyskiwanych w wyniku badań tomokomputerowych. Środowisko może mieć postać zbioru bibliotek oraz przykładowych algorytmów (w VC2015).

Zadania do wykonania - zaimplementowanie algorytmów odczyt i wizualizację skanów tomokomputerowych;- opracowanie przykładowych algorytmów przetwarzania (segmentacja, filtracja szumów itp.).

Źródła 1. Dokumentacja formatu DICOM,2. Dokumentacja biblioteki gdcm,3. Digital Image Processing, Rafael C. Gonzalez, Richard E. Woods

Liczba wykonawcówUwagi


Interfejs programowy i sprzętowy umożliwiający sterowanie zestawu laboratoryjnego MAB-94 a minikomputerem Raspberry PI 2.


Software and hardware interface aimed to control lab set MAB-94 from minicomputer RPI2.

Opiekun pracy Marcin PazioKonsultant pracyCel pracy Celem pracy jest budowa interfejsu umożliwiającego

współpracę zestawu MAB-94 z minikomputerem RPI2, oraz utworzenie odpowiedniego oprogramowania testującego. Zestaw MAB jest wyposażony m.in. w wyświetlacz 7-segmentowy, silnik krokowy, enkoder itp.

Zadania do wykonania - budowa sprzęgu sprzętowego między minikomputeremRPI2 a zestawem MAB-94;- oprogramowanie (sterowniki) umożliwiające dostęp do funkcji MAB-94 z poziomu RPI2;- oprogramowanie powinno wykorzystywać zarówno standardowe mechanizmy systemowe, jak i zaimplementowane w ramach projektu elementy RT systemu operacyjnego.

Źródła 1. Dokumentacja komputera RaspberryPi2. Dokumentacja zestawu MAB-94.


19


Śledzenie obiektów w przestrzeni za pomocą stereowizji.


Tracking objects in space using stereoscopic imaging.

Opiekun pracy Marcin PazioKonsultant pracyCel pracy Celem pracy skonstruowanie urządzenia pozwalającego na

śledzenie wstępnie wybranych obiektów za pomocą obrazów pozyskanych z pary kamer. Algorytmy powinny działać w czasie rzeczywistym, i powinny być zaimplementowane na popularnych minikomputerach jednopłytkowych (np. Raspberry PI). Algorytm ma dostarczać informację o odległości śledzonego obiektu od wybranego punktu w przestrzeni.

Zadania do wykonania - zaimplementowanie algorytmów pozwalających na śledzenie obiektów w przestrzeni;- przeprowadzenie testów dokładności i szybkości

Źródła 1. Dokumentacja komputera RaspberryPi,2. Current Advancements in Stereo Vision, Edited by Asim Bhatti, ISBN 978-953-51-0660-9



Implementacja jądra czasu rzeczywistego XENOMAI dla systemu Raspbian minikomputerów Raspberry Pi 2.


XENOMAI real time kernel implementation for Raspberry Pi 2 minicomputer systems.

Opiekun pracy Marcin PazioKonsultant pracyCel pracy Celem pracy jest implementacja jądra czasu rzeczywistego

XENOMAI dla systemu Raspbian minikomputerów Raspberry Pi 2.

Zadania do wykonania - zaimplementowanie systemu dla platformy docelowej;- opracowanie przykładowych algorytmów testowych i demonstracyjnych (porównujących ze standardowymi mechanizmami systemu Linux).

Źródła 1. Dokumentacja minikomputera RPI2,2. Dokumentacja Systemu XENOMAI.


20

https://www.intechopen.com/books/editor/current-advancements-in-stereo-vision

https://www.intechopen.com/books/editor/current-advancements-in-stereo-vision


Dynamiczny pomiar masy z wykorzystaniem identyfikacji metodami podprzestrzeni.


Dynamic mass measurement using subspace identification.

Opiekun pracy dr inż. Przemysław Pietrzak

Konsultant pracy

Cel pracy Implementacja algorytmu ważenia dynamicznego opartego o technikę identyfikacji metodami podprzestrzeni oraz eksperymentalna weryfikacja dokładności wyników ważenia dynamicznego uzyskanych z wykorzystaniem ww. metody.

Zadania do wykonania 1. Implementacja algorytmu w języku Python (względnie środowisko Matlab).2. Prace eksperymentalne polegające na realizacji serii ważeń testowych obiektów o znanej masie.3. Dobór optymalnego rzędu algorytmu oraz ocena wrażliwości uzyskanych rozwiązań.

Źródła 1. I. Markovsky, „Comparision of Adaptive and Model-Free Methods for Dynamic Measurement”, IEEE Signal Processing Letters, Vol. 22, No. 8, pp. 1094-1097, 2015.2. I. Markovsky, „An Application of System Identification in Metrology”, Control Engineering Practice, Vol. 43, pp. 85-93, 2015.

Liczba wykonawców 1

Uwagi W realizacji pracy pomocna będzie znajomość języka Python.

21


Filtr SOI jako prosty model ważenia dynamicznego - studium przypadku.


FIR filter as a simple model of the dynamic weighing - case study.


Konsultant pracy

Cel pracy Opracowanie rodziny modeli o skończonej odpowiedzi impulsowej (SOI) charakteryzujących odpowiedź wagi dynamicznej w stanie ustalonym dla obiektów o zadanych wymiarach geometrycznych i różnych rozkładach masy.

Zadania do wykonania 1. Prace eksperymentalne polegające na realizacji serii ważeń testowych obiektów o zadanym rozkładzie masy i wymiarach geometrycznych. Obiekty te należy wydrukować przy użyciu drukarki 3D.2. Dla każdego z obiektów synteza modelu SOI z wykorzystaniem metody najmniejszych kwadratów.3. Analiza uzyskanych wyników.

Źródła 1. M. Niedźwiecki, P. Pietrzak, "High-Precision FIR-Model-Based Dynamic Weighing System," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 65, no. 10, pp. 2349-2359, 2016.


Uwagi Realizacja pracy wymaga umiejętności projektowania prostych modeli 3D przy pomocy oprogramowania komputerowego oraz obsługi drukarki 3D.

22


Filtr adaptacyjny do ważenia dynamicznego z wstępnie przygotowanym sygnałem pomiarowym.


Adaptive filter for dynamic weighing with prefiltered measurement signal.


Konsultant pracy

Cel pracy Optymalizacja parametrów układu odpowiedzialnego za wstępną filtrację sygnału pomiarowego wagi dynamicznej oraz eksperymentalna weryfikacja dokładności wyników ważenia dynamicznego uzyskanych z oraz bez zastosowania filtracji wstępnej.

Zadania do wykonania 1. Implementacja algorytmu w języku Python (względnie środowisko Matlab).2. Prace eksperymentalne polegające na realizacji serii ważeń testowych obiektów o znanej masie.3. Optymalizacja parametrów filtra wstępnego.4. Analiza uzyskanych wyników.

Źródła M. Niedźwiecki, M. Meller, P. Pietrzak, „System identification based approach to dynamic weighing revisited”, Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 80, pp. 582-599, 2016.


Uwagi W realizacji pracy pomocna będzie znajomość języka Python.

23


Oprogramowanie do przechowywania i organizacji dużych ilości danych z wykorzystaniem formatu HDF5.


Software package to store and organize large amounts of data using HDF5 format.


Konsultant pracy

Cel pracy Rozbudowa (na bazie istniejącego rozwiązania - projekt jest rozwijany w serwisie github) modułu Pythona umożliwiającego organizację i przechowywanie dużych ilości danych z wykorzystaniem formatu HDF5 (poprzez moduł h5py).

Zadania do wykonania 1. Rozbudowę istniejącego rozwiązania o możliwość stosowania mechanizmu linków zewnętrznych (HDF5 external links).2. Wprowadzenie i optymalizacja mechanizmu automatycznej kompresji danych.3. Umożliwienie importowania do systemu dwóch zasobów o tej samej nazwie, o ile odnoszą się do dwóch różnych plików HDF5 (wymaga to gruntownej przebudowy istniejącego algorytmu).4. Umożliwienie obsługi wbudowanych obiektów Pythona typu listy, krotki, słowniki, zbiory, etc.5. Integracja z systemem ROS (opcjonalnie).

Źródła 1. Projekt jest rozwijany pod adresem https://github.com/przemyslawpietrzak/workspace, w serwisie dostępny jest również opis api modułu.2. Dokumentacja do modułów NumPy oraz h5py .


Uwagi Realizacja pracy wymaga dobrej znajomości języka Python.

24

https://github.com/przemyslawpietrzak/workspace


System sterowania z wykorzystaniem komputera PC


Control system based on a PC computer

Opiekun pracy dr inż. Paweł RaczyńskiKonsultant pracyCel pracy Celem pracy jest opracowanie stanowiska laboratoryjnego

ilustrującego problemy programowe związane z wykorzystaniem do sterowania komputera PC. Dostępny jest obiekt sterowania złożony z szeregu modułów (przetworniki A/C i C/A, silnik krokowy, klawiatura itp.), które poprzez oprogramowanie pozwalają na tworzenie różnego rodzaju prostych urządzeń.


1.opracowanie koncepcji ćwiczenia laboratoryjnego;2.opracowanie szkieletowego oprogramowania w języku C;3.opracowanie interfejsu łączącego zespół modułów z komputerem PC wykorzystujący interfejs USB;4.opracowanie instrukcji laboratoryjnej;5.opracowanie zestawu przykładowych ćwiczeń;6.opracowanie ćwiczenia demonstracyjnego.

Źródła 1. Dokumentacja zestawu laboratoryjnego;2. Dokumentacja techniczna i podręczniki programowania wybranych zasobów sprzętowych.


36.Temat pracy dyplomowejmagisterskiej

Ocena ryzyka eksploatacji zbiornika ciśnieniowego na podstawie skanowania ultradźwiękowego.

Tytuł w j. angielskim

Exploitation of a pressure vessel risk evaluation based on ultrasound skanning.

Opiekun pracy Dr inż. Paweł RaczyńskiKonsultant pracyCel pracy 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.


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.Źródła 1. Dokumentacja danych źródłowych;

2. Norma ASME B31G;3. Podręczniki programowania.

Liczba wykonawców

1

Uwagi Dostępne zestawy zweryfikowanych danych pomiarowych

25

37.Temat pracy dyplomowej

magisterskiej (jęz. pol.)

System nawigacji robota inspekcyjnego


The inspection robot navigation system

Opiekun pracy Dr inż. Paweł RaczyńskiKonsultant pracyCel pracy 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.

Zadania do wykonania 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.

Źródła 1. Dokumentacja sprzętu nawigacyjnego;2. Zasady nawigacji inercyjnej.

Liczba wykonawców 1Uwagi Dostępne są bogate zbiory danych pomiarowych oraz

materiałów porównawczy umożliwiający weryfikację opracowanych algorytmów

38.Temat pracy dyplomowejmagisterskiej

System detekcji i lokalizacji robota inspekcyjnego do badania rurociągów

Tytuł w j. angielskim Smart pig tracking systemOpiekun pracy dr inż. Paweł RaczyńskiKonsultant pracyCel pracy Opracowanie oprogramowania umożliwiającego detekcję i

lokalizację robota inspekcyjnego na podstawie analizy sygnałów elektromagnetycznego i akustycznego emitowanego przez robot inspekcyjny. Przewidziano dwa tryby pracy: detekcję czasu trawersu robota przez nieruchomy detektor oraz lokalizacja unieruchomionego robota przez poruszający się detektor. Dostępny jest sprzęt detektora oraz jego dokumentacja.

Zadania do wykonania 7. Opracowanie algorytmów detekcji maksimum sygnału elektromagnetycznego;

8. Opracowanie algorytmów detekcji maksimum sygnału akustycznego;

9. Opracowanie programowej implementacji opracowanych algorytmów;

10. Opracowanie interfejsu użytkownika uwzględniającego łączność z systemem za pomocą łącza USB i łącza

26

radiowego;11. Opracowanie oprogramowania komputera nadrzędnego

(PC)Opracowanie dokumentacji.Źródła 1. Podręczniki fizyki;

2. Dokumentacja sprzętu detektora;3. Dane katalogowe stosowanych komponentów

elektronicznych;4. Dokumentacja oprogramowania narzędziowego.



Mobilny lokalizator źródeł sygnałów akustycznych i elektromagnetycznych


Mobile locator of acoustic and electromagnetic signal sources

Opiekun pracy Dr inż. Paweł RaczyńskiKonsultant pracyCel pracy 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.

Zadania do wykonania 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.

Źródła 1. Dokumentacja sprzętu lokalizatora;2. Dokumentacja techniczna i podręczniki programowania wybranych zasobów sprzętowych.

Liczba wykonawców 1Uwagi Dostępne są czujniki pomiarowe oraz źródło sygnału

elektromagnetycznego zamontowanego na robocie

27


System analizy wad ścianek rurociągu na podstawie skanowania ultradźwiękowego


Pipeline wall fault analysis system based on ultrasonic scanning

Opiekun pracy dr inż. Paweł RaczyńskiKonsultant pracy dr inż. Jacek Lebiedź, dr inż. Jerzy DembskiCel pracy Celem pracy jest opracowanie oprogramowania

umożliwiającego wizualizację geometrii przestrzennej rurociągu stalowego z wadami typu ubytki materiału z wykorzystaniem zasobów Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej (LZWP) uzyskanej techniką skanowania ultradźwiękowego wykonanego przez robota inspekcyjnego. Drugim zasadniczym celem pracy jest opracowanie i implementacja algorytmów umożliwiających detekcję, klasyfikację oraz identyfikację parametrów geometrycznych wykrytych wad. Dostępne są bardzo bogate zbiory danych inspekcyjnych.

Zadania do wykonania 1. opracowanie interfejsu umożliwiającego import danych pochodzących z robota skanującego;

2. opracowanie algorytmów wizualizacji trójwymiarowej skanowanego obiektu oraz ich implementacja z wykorzystaniem zasobów LZWP;

3. opracowanie i implementacja algorytmów detekcji ubytków metalu ścianki rurociągu oraz ich klasyfikacji i wyznaczenia wymiarów geometrycznych;

4. implementacja algorytmów w postaci pakietu programowego;

5. weryfikacja algorytmów i testy oprogramowania.Źródła 1. Dokumentacja zapisu wyników skanowania rurociągu;

2. Kryteria klasyfikacji defektów ścianki rurociągu;3. Sklasyfikowane i zweryfikowane dane.

Liczba wykonawców 1-2Uwagi Bliższe informacje na temat LZWP można znaleźć:

Jacek Lebiedź: Wyposażenie i zastosowania Laboratorium Zanurzonej Wizualizacji Przestrzennej. Elektronika - konstrukcje, technologie, zastosowania, nr 7/2016, str. 28-32. http://eti.pg.edu.pl/documents/29910326/45265372/Elektronika2016.pdf .oraz pod adresem: http://eti.pg.edu.pl/lzwp .

28

41.Temat w języku polskim

ĐApp

Temat w języku angielskim

ĐApp

Opiekun pracy dr inż. Stanisław RaczyńskiKonsultant pracy —Cel pracy Idea aplikacji zdecentralizowanych (ang. ĐApp = decentralized application)

powstała pod koniec 2016. roku w społeczności zdecentralizowanych kryptowalut (por. Bitcoin). Đaplikacje buduje się na bazie inteligentnych kontraktów (ang. smart contracts), które w praktyce z kolei pojawiły się niespełna rok wcześniej wraz z powstaniem kryptowaluty Ethereum [1,2]. Inteligentne kontrakty to kryptograficzne protokoły (programy), które wykonywane są przez sieć użytkowników kryptowaluty opartej o łańcuch bloków transakcji (ang. blockchain). Zapewnia to decentralizację przechowywania danych i wykonywania na nich programów. W efekcie kontrola nad aplikacją nie jest skupiona w jednych rękach, a rozproszona na obiektywną sieć bloków transakcji, a samej đaplikacji nie ma możliwości zatrzymania inaczej niż przez zatrzymanie całej sieci (por. kryptoanarchizm, libertarianizm, anarchokapitalizm).

Celem projektu będzie napisanie i uruchomienie prostej đaplikacji, takiej jak np.:

● zdecentralizowana loteria, w której całość wirtualnej kryptowaluty pochodzącej z zakupu losów przeznaczana jest na wygrane (bez prowizji dla organizatora);

● prosty zdecentralizowany serwis mikrobloggingowy bez nadzoru nad treścią;

● crowdsourcingowy system oceniania studenckich projektów.

Zadania 1. Analiza materiałów w zakresie: funkcja haszująca, łańcuch bloków traksakcji, kryptowaluta, smart contracts, proof-of-work, proof-of-stake, Bitcoin, Ethereum, GPGPU.

2. Uruchomienie prywatnego, testowego łańcucha bloków transakcji [4], w którym rozwijana będzie đaplikacja.

29

3. Uruchomienie đaplikacji „Hello world” [3].4. Przygotowanie i uruchomienie đaplikacji realizującej wybrane

zadaniu.5. Przygotowanie raportu.

Literatura 1. TechCrunch. “Vapor No More: Ethereum Has Launched.” Aug 1, 2015. https://techcrunch.com/2015/08/01/vapor-no-more-ethereum-has-launched/

2. State of the ĐApps. http://dapps.ethercasts.com/3. https://www.ethereum.org/greeter 4. https://souptacular.gitbooks.io/ethereum-tutorials-and-tips-by-

hudson/content/private-chain.html

Liczba wykonawców 1–2

Uwagi


Profil ładowania i klasyfikacja samochodu elektrycznego na podstawie pomiarów elektrycznych


Charging profile and electric vehicle classification based on electric energy meter readings

Opiekun pracy dr inż. Stanisław RaczyńskiKonsultant pracy —Cel pracy Obserwacja parametrów elektrycznych energii konsumowanej przez

obciążenie, zwłaszcza z dużą częstotliwością, pozwala na bezinwazyjne rozpoznanie i monitorowanie urządzenia i jego stanu (ang. non-intrusive load monitoring = NILM) — patrz ilustacje poniżej.

30

Celem tego projektu będzie przeprowadzenie eksperymentów polegających na zebraniu i eksploracyjnej analizie danych (ang. exploratory data analysis = EDA) pomiarowych pochodzących z ładowania różnych pojazdów elektrycznych (EV), zarejestrowanych z jak najwyższą częstotliwością próbkowania.

Zadania 1. Rejestracja pomiarów (prąd, napięcie, moc czynna i bierna) z dużą częstotliwością podczas ładowania różnych pojazdów elektrycznych z różną mocą, z wykorzystaniem niskomocowych (wolnych) ładowarek prądem przemiennym w zakresie od 3,7 do 22 kW.

2. EDA: wizualizacja, analiza widmowa (np. DFT, transformata falkowa), klasteryzacja (np. SVM) itd.

3. Opracowanie profili ładowania różnych EV w różnych warunkach.4. Wyliczenie wektorów cech (lub użycie uczenia głębokiego) i

klasyfikacja profili.5. Opracowanie wyników i przygotowanie dokumentacji projektowej.

Literatura 1. Materiały opiekuna.


Uwagi Projekt może być przeprowadzony przy współpracy z gdańską firmą produkującą ładowarki samochodów elektrycznych Enelion.


Inteligentne wydobywanie kryptowaluty w systemach IaaS


Smart cryptocurrency mining using IaaS solutions

Opiekun pracy dr inż. Stanisław RaczyńskiKonsultant pracy —Cel pracy Celem projektu jest opracowanie systemu wydobywania kryptowalut w

oparciu o zasoby chmurowe w usłudze IaaS (ang. infrastructure as a service) oferowane w systemie aukcyjnym (np. spot pricing w Amazon Web Services). Algorytm zarządzający uwzględniałby aktualne kursy kryptowalut i dobierałby licytowane ceny zasobów pozwalające na maksymalizację zysku.

31

Zadania 1. Przegląd literatury w zakresie kryptowalut: Bitcoin, Ethereum, łańcuch bloków transakcji, GPGPU, funkcja haszująca, IaaS, cloud computing, AWS, Microsoft Azure.

2. Analiza przebiegu cen zasobów obliczeniowych i kryptowalut.3. Opracowanie matematycznych podstaw transakcji.4. Projekt algorytmu inwestującego.5. Uruchomienie klienta wybranych sieci kryptowalutowych (np. Geth) w

AWS EC2.6. Eksperymenty z danymi historycznymi (symulowanie inwestycji) i

opracowanie wyników.7. Analiza rentowności w zestawieniu z samodzielnym wydobywaniem

oraz wydobywaniem kontraktowym.8. Przygotowanie dokumentacji projektowej.

Literatura 1. Materiały opiekuna.


Uwagi

32


Analiza surowych danych pomiarowych EEG


Raw EEG sensor data analysis

Opiekun pracy dr inż. Stanisław RaczyńskiKonsultant pracy —Cel pracy Celem projektu jest wykorzystanie zestawu Emotiv EPOC+ oraz Emotiv

SDK do zarejestrowania wielokanałowego sygnału EEG i podjęcie próby jego analizy.

Zadania 1. Zapoznanie się z dokumentacją urządzenia i uruchomienie SDK.2. Zaplanowanie eksperymentów, w których aktywowany będzie

wybrany obszar kory mózgowej (np. kora ruchowa).3. Rejestracja danych eksperymentalnych.4. Analiza danych z wykorzystaniem metod wielokanałowego

przetwarzania sygnałów (np. NMF, ICA) w wysokopoziomowym środowisku obliczeniowym (np. Matlab/Octave, R, Julia, Python). Opracowanie skutecznego algorytmu analizy.

5. Przygotowanie wersji algorytmu działającej w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem API Emotiv SDK (np. w Pythonie).

6. Eksperymenty z wizualizacją i sterowaniem obiektem w czasie

33

rzeczywistym (biofeedback).7. Opracownie wyników i przygotowani dokumentacji projektowej.

Literatura 1. Dokumentacja zestawu EPOC+ i pakietu Emotiv SDK.2. Materiały opiekuna.

Liczba wykonawców 1–2

Uwagi


V2G


V2G

Opiekun pracy dr inż. Stanisław RaczyńskiKonsultant pracy —Cel pracy Celem projektu będzie komunikacja między samochodem elektrycznym (EV

lub PHEV), ładowarką (EVSE) a siecią energetyczną z wykorzystaniem komunikacji elektroenergetyczną siecią rozdzielczą (ang. powerline communication = PLC), określana zbiorczym terminem V2G (ang. vehicle-to-grid communication). Komunikacja V2G jest jedną z technologii umożliwających (ang. enabling technologies) potrzebnych do opracowania inteligentnej sieci energetycznej (ang. smart grid) współpracującej z infrastrukturą ładującą i właścicielami samochodów w celu balansowania obciążenia sieci (ang. grid load balancing) poprzez magazynowanie nadwyżki energetycznej w akumulatorach podłączonych do sieci EV i odkupywanie jej w momencie gdy popyt energetyczny gwałtownie wzrasta. Balansowanie obciążenia sieci staje się palącym problemem z uwagi na wzrost podaży energii pochodzącej z odnawialnych źródeł energii oraz zmiany w stylu życia. Ilustruje to poniższa „krzywa kaczkowa” przedstawiająca dobowe zapotrzebowanie na energię elektryczną w Kalifornii.

34

Wykorzystany zostanie standard ISO 15118, którego warstwa fizyczna oparta jest z kolei na technologii o komercyjnej nazwie HomePlug Green PHY (ISO 15118-3, por. dostępne obecnie komercyjne systemy PLC LAN).

Zadania 1. Zapoznanie się z dokumentacją standardu ISO 15118.2. Zapoznanie się z dokumentacją zestawu rozwojowego ISO 15118

35

(terminal EV i terminal EVSE).3. Integracja modułów ISO 15118 z wybraną platformą rozwojową (np.

minikomputer Raspberry Pi 3, Arduino) i przygotowanie testów jednostkowych.

4. Zaprojektowanie i przeprowadzenie eksperymentów z komunikacją PLC między EV, EVSE i aplikacją użytkownika (odbiornikiem wewnątrz HAN).

5. Zebranie i opracowanie wyników.6. Przygotowanie dokumentacji projektowej.

Literatura 1. HomePlug. „GreenPHY 1.1: The Standard for Smart Grid Powerline Communications.” 3 October 2012. Dostępne online.

2. Materiały opiekuna.

Uwagi

46.Temat w języku polskim Układ do rejestracji i analizy zmian parametrów fizjologicznych osób przebywających w komorze barycznej

Temat w języku angielskim A system for registration and analysis of changes of physiological parameters of persons staying in the barometric chamber.

Opiekun pracy dr inż. Stefan SieklickiKonsultant pracy prof. dr hab. med. Janusz SiebertCel pracy Opracowanie sposobu rejestracji i analizy zmian parametrów

fizjologicznych osób przebywających w komorze barycznejZadania Do zadań dyplomanta będzie należało:

1. Dokonanie rejestracji wybranych parametrów istniejącego stanu fizjologicznego.2. Opracowanie i uruchomienie systemu analizy pozwalającego na uzyskanie danych o zmianach parametrów fizjologicznych osób przebywających w komorze hiperbarycznej lub barycznej

Literatura hiperbaria.wroc.pl , www.automatyka.siemens.pl/solutionandproducts_ia/11105.htmwww.mpl.pl/, www.eduteka.pl/temat/Komora-baryczna

Uwagi W pracy należy opracować system rejestracji zmiany wybranych parametrów fizjologicznych w czasie użytkowania komór barycznych i uruchomić system analizy pozwalający na uzyskanie informacji o zmianach parametrów atmosfery w komorze. Działanie komory barycznej ma wpływ na poprawę parametrów fizjologicznych i warto przeprowadzić analizę zmian wskutek działania komory.

36

47.Temat w języku polskim Określenie położenia kończyny na podstawie analizy sygnałów elektrycznej aktywności mięśniowej (EMG).

Temat w języku angielskim Limb position determination based on electro-myography (EMG) signal analysis

Opiekun pracy dr inż. Stefan SieklickiKonsultant pracy prof. dr hab. med. Janusz Siebert, dr inż. Wiktor Sieklicki (Wydz.

Mechaniczny)Cel pracy Zaprojektowanie i zbudowanie wzmacniacza sygnałów EMG o 6

kanałach wejściowych, który będzie realizował rejestrację sygnałów EMG a następnie będzie przekazywał dane do komputera PC celem późniejszej analizy. Zadaniem systemu ma być ustalenie położenia wybranej kończyny człowieka na podstawie zarejestrowanych sygnałów.

Zadania 1. Zaprojektowanie i zbudowanie wzmacniacza o 6 kanałach wejściowych z możliwością rejestracji i eksportu przebiegów sygnałów mierzonych do komputera PC w czasie rzeczywistym lub ich późniejszego eksportu do komputera PC,2. Napisanie programu interpretującego bieżący sygnał EMG na podstawie zarejestrowanych przebiegów w wybranych kanałach i na tej podstawie, określenia aktualnego położenia kończyny człowieka.

Literatura www.analizaruchu.awf.wroc.pl/materialy/abcemg.pdf

Uwagi

48.Temat w języku polskim Adaptacyjny system sterowania protezą dłoni.

Temat w języku angielskim Adaptive control of a hand prosthesis.

Opiekun pracy dr inż. Stefan SieklickiKonsultant pracy dr inż. Wiktor Sieklicki (Wydz. Mechaniczny)Cel pracy Zaprojektować system realizujący sterowanie adaptacyjne dwoma

cięgnami dla każdego z pięciu palców protezy dłoni i zbudować układ sterujący i napędowy dla palca wskazującego oraz kciuka.

Zadania Zaprojektować układ sterowania dla napędu protezy dłoni składającej się z pięciu palców i stawów analogicznie funkcjonujących do ludzkiej dłoni. Zbudować układ sterujący i napędowy dla palca wskazującego oraz kciuka.

Układ napędowy powinien zostać oparty na cięgnowym systemie o jednym cięgnie podnoszącym palec oraz jednym cięgnie opuszczającym palec napędzanymi silnikami elektrycznymi. Należy zweryfikować możliwość zastosowania pojedynczego silnika dla realizacji ruchu obustronnego każdego palca. Sterowanie powinno zostać oparte na systemie procesorowym Arduino. W projekcie należy uwzględnić tryb działania, w którym palce protezy przemieszczane są przez system napędowy bez

37

zewnętrznego oporu, tryb w którym zewnętrzna siła przeciwdziała zaciskaniu (palce zaciskają się na elastycznym/sztywnym przedmiocie ) lub podnoszeniu palców (duże opory ruchu), tryb w którym palce przemieszczane są w skutek działania zewnętrznej siły przyłożonej do palców a układ napędowy nie stawia przy tym oporów, oraz możliwość definiowania scenariuszy ruchu palców.

Program zarządzający ustawieniami systemu powinien dawać możliwość ustawiania parametrów działania systemu oraz zapisywania przebiegu ruchu w czasie z poziomu programu komputerowego napisanego na komputer klasy PC.

Literatura [1] R. Isermann: Digital Control Systems. 1989[2] Jerzy Brzózka, Regulatory i układy automatyki, Warszawa 2004, Wydawnictwo Mikom, ISBN 83-7279-380-8.[3] N.S. Nise, Control Systems Engineering, Wiley, 2010.[4] R.C. Dorf, R.H. Bishop, Modern Control Systems, Prentice Hall, 2008.[5] J. Nowakowski "Podstawy automatyki" skrypt PG

Uwagi W pracy należy się skupić na systemie sterowania i układzie napędowym a nie na konstrukcji protezy. Układ mechaniczny palców powinien na wstępie pracy zostać uzgodniony z prowadzącym dyplom aby dalsze działania mogły odnosić się głownie do napędu protezy.

49.Temat w języku polskim Określenie położenia kończyny na podstawie analizy sygnałów elektrycznych z akcelerometrów.

Temat w języku angielskim Limb position determination based on an analysis of electrical signals from accelerometers.

Opiekun pracy dr inż. Stefan SieklickiKonsultant pracy dr inż. Wiktor Sieklicki (Wydz. Mechaniczny)Cel pracy Zaprojektowanie i zbudowanie systemu rejestracji sygnałów celem

wykorzystania tych sygnałów do ustalenia położenia kończyn.Zadania Zaprojektowanie i zbudowanie układu pomiarowego na bazie

akcelerometrów i sterowanego układem mikroprocesorowym,2. Zaprojektowanie i zbudowanie wzmacniacza o odpowiedniej ilości kanałów wejściowych do tego aby można było na podstawie mierzonych sygnałów identyfikować położenie kończyn.

Literatura http://www.dbc.wroc.pl/Content/4083/Synergizm_miesniowww.analizaruchu.awf.wroc.pl/materialy/abcemg.pdfwww.analizaruchu.awf.wroc.pl/materialy/abcemg.pdf

Uwagi

38

50.Temat w języku polskim Układ do regulacji ciśnienia w komorze barycznej

Temat w języku angielskim A system for regulating the pressure in the barometric chamber

Opiekun pracy dr inż. Stefan SieklickiKonsultant pracy prof. dr hab. med. Janusz Siebert , dr inż. Piotr Kaczmarek PG

ETI KSACel pracy Opracowanie układu generatora zmiennego ciśnienia w komorze

barycznej .Zadania Do zadań dyplomanta będzie należało:

1. Analiza parametrów istniejących urządzeń sterowania ciśnieniem w komorze barycznej2. Opracować projektu i zbudowanie układu automatycznego regulatora zmiennych ciśnień w pomieszczeniu zwanym komorą baryczną.

Literatura www.mpl.pl/, www.eduteka.pl/temat/Komora-barycznawww.ceneo.pl/regulator+cisnieniawww.pneumat.com.pl , https://www.festo.com/cat/pl_pl

Uwagi W pracy należy opracować system programowalnego układu generatora zmiennych ciśnień w komorze barycznej w zakresie od 1,0 do 1,7at

39

eti.pg.edu.pl · Web viewOpracować program na komputer PC oraz program sterujący robotem...

Documents

Transcript of eti.pg.edu.pl · Web viewOpracować program na komputer PC oraz program sterujący robotem...