Bachelor's Thesis

Automatic Construction of a Terrain Map by a Drone

Final Thesis 6.69 MB

Author of thesis: Bc. Tomáš Zaviačič

Acad. year: 2022/2023

Supervisor: doc. Ing. Vítězslav Beran, Ph.D.

Reviewer: Ing. Daniel Bambušek

Abstract:

The thesis describes a tool for the auto-creation of a map of an area mapped by a drone. The mapping is done by systematically taking aerial images of the Earth’s surface. The acquired images are then processed using the proposed methods discussed in this thesis. The first method is based on positional metadata in each image and the remaining two procedures perform image analysis using computer vision algorithms. These methods are implemented as a Python code utilizing the OpenCV library, Numpy and Exif. During the experiments, the proposed methods were applied to the custom datasets. The input to the tool is the images, which are processed using one of the proposed methods to produce the output map.

Keywords:

image processing, computer vision, image stitching, mapping

Date of defence

12.06.2023

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm B.

Topics for thesis defence

  1. Co vše by bylo potřeba Vašemu řešení přidat, aby bylo lépe využitelné v praxi?
  2. Jste nějak algoritmicky schopen řídit trasu dronu?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

prof. Dr. Ing. Pavel Zemčík, dr. h. c. (předseda)
doc. Ing. Lukáš Burget, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Matoušek, Ph.D., M.A. (člen)
doc. Mgr. Lukáš Holík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Martínek, Ph.D. (člen)

Pan Zaviačič řešil své téma spojování obrazů pořizovaných dronem aktivně a se zaujetím. Téma se pro něj postupně ukázalo jako náročnější a postup řešení se zpomalil. I přes nesnáze si ale udržel pečlivý a pracovitý přístup, opakovaně konzultoval postup a dílčí výsledky své práce a ujasňoval si nové znalosti v oblasti zpracování obrazu a udělal tak velký posun ve svém vzdělání a zkušenostech.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Náročnost zadání spočívá v nutnosti nastudování a používání zcela nové problematiky zpracování obrazu, která není nikde v rámci bakalářského studia pokryta. Dosažené realizační výsledky jsou průměrné kvality. Výrazně lepší výsledky vnímám v rozvoji studenta v dané problematice a získaných vědomostí a zkušeností.

Práce s literaturou

Student byl velmi aktivní při vyhledávání studijních pramenů. Oceňuji, že se věnoval studiu i relevantních materiálů v oblasti snímkování povrchu země, především ortofotografii, ačkoliv se v realizaci zaměřil  především na metody zpracování obrazu pro spojování fotografií.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Student přistupoval k řešení projektu aktivně a se zájmem. Řešil problematiku v širším kontextu, ale ukázalo se, že nové téma zpracování obrazu je náročnější, než se očekávalo. Student se tak více zaměřil na praktické úkoly a studiu základních metod zpracování obrazu a v aktivitě nepolevil, přestože téma pro něj bylo náročné. Na pravidelné konzultace býval pečlivě připraven. Student byl také samostatný a aktivní při zajišťování vlastních experimentální dat.

Aktivita při dokončování

Získávání potřebných znalostí a zkušeností bylo pomalejší, než se zprvu zdálo, což se odrazilo i na rychlosti postupu při praktické realizaci. Technická zpráva byla ovšem zpracovávána průběžně a její obsah byl opakovaně konzultován.

Publikační činnost, ocenění
Points proposed by supervisor: 85

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Daniel Bambušek

Pan Zaviačič vytvořil 3 různé metody pro tvorbu mapy z fotografií pořízených dronem, které vyhodnotil na vlastních datových sadách. Pro využití v praxi by bylo potřeba řešení ještě zlepšit, naproti tomu je třeba vzít v potaz náročnost zadání a kvalitně sepsanou technickou zprávu.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Náročnost zadání

Evaluation level: obtížnější zadání

Zadání hodnotím jako obtížnější, neboť jeho zvládnutí vyžaduje pochopení a využití metod zpracování obrazu, které dalece přesahují rámec bakalářského studia.

Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: splňuje pouze minimální požadavky

Text práce obsahuje 40,5 normostran textu a odhadem 12 normostran obrázků. S celkovým počtem 52,5 se tak téměř blíží obvyklému rozmezí.

Prezentační úroveň technické zprávy

Technická zpráva je pochopitelná a jednotlivé kapitoly na sebe logicky navazují. Rezervu vidím v chybějícím popisu existujících řešení a vymezení se vůči nim. Problematiku jistě již někdo řešil a řeší a komerčních produktů bude spousta.

78
Formální úprava technické zprávy

Technická zpráva obsahuje minimální množství gramatických chyb a překlepů. Po typografické stránce prakticky nemám co vytknout.

90
Práce s literaturou

Autor cituje celkem 20 zdrojů, z toho 13 literárních a 7 online. K dokonalosti mohly být některé online zdroje nahrazeny přímo odbornými publikacemi, ze kterých tyto online zdroje často pouze přejímají.

80
Realizační výstup

Autor navrhl a implementoval 3 různé přístupy tvorby mapy z fotografií pořízených dronem. Tyto vyhodnotil na vlastních datových sadách. Výsledné řešení má sice své limity a k dokonalosti mu ještě kousek chybí, naproti tomu je třeba ocenit uchopený rozsah již tak náročného zadání. Zdrojové soubory jsou přehledné a příkladně komentované.

78
Využitelnost výsledků

Výsledné řešení může posloužit jako dobrý základ pro další rozvoj práce a následné nasazení v praxi.

Topics for thesis defence:
  1. Co vše by bylo potřeba Vašemu řešení přidat, aby bylo lépe využitelné v praxi?
Points proposed by reviewer: 80

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová