Master's Thesis

Automatic Determination of Positioning System Devices Coordinates from Point Cloud Data

Final Thesis 9.2 MB

Author of thesis: Ing. Michal Bucher

Acad. year: 2022/2023

Supervisor: Ing. Václav Šimek

Reviewer: doc. Ing. Zdeněk Vašíček, Ph.D.

Abstract:

Thesis describes the problem and solution of detecting anchors of localization systems and evaluating anchor position in 3D space. Position system from Sewio Networks s. r. o. requires position in 3D space for individual anchors. These anchors then gather informations about the position of individual tags in their range. The work describes some commonly used technologies for object detection and 3D data reconstruction. Compares the existing solutions in context of this work. Based on the results chooses one approach and implements it. Final gathered data with implementation are compared with real existing measurements used in the RTLS Sewio Networks s. r. o. system.

Keywords:

LIDAR, RGBd, Camera, UWB, Point cloud, Computer vision, Object detection, Localization

Date of defence

19.06.2023

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. V sekci 5.3 popisujete, že jste využil techniku aplikovanou při vytváření krabicových grafů. Nebylo by vhodnější uvést, že se jednalo o filtrování odlehlých bodů, které leží mimo druhý a třetí kvartil? Jak filtrace probíhala - v každé ose samostatně?
  2. Nasadí se váš projekt do reálného prostředí?
  3. Je ve vašem projektu možnost zpětné vazby?
  4. Jaký problém váš projekt řeší?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Information Technology and Artificial Intelligence (MITAI)

Specialization

Application Development (NADE)

Composition of Committee

doc. RNDr. Pavel Smrž, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. František Zbořil, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Lukáš Holík, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Smrčka, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Polčák, Ph.D. (člen)
Ing. Matěj Grégr, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Václav Šimek

Bohužel kvůli absenci vzájemné komunikace, chybějícímu průběžnému sdílení informací o postupu prací na projektu a nemožnosti ovlivnit výslednou podobu technické zprávy díky jejímu dokončování na poslední chvíli navrhuji i přes jinak velmi solidní realizační výstup a celkovou obtížnost řešeného zadání souhrnné hodnocení stupněm C - dobře,  75 bodů.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

V případě této diplomové práce se jedná o firemní zadání připravené ve spolupráci se společností Sewio. Cílem projektu je návrh a realizace řešení pro automatické určení pozice klíčových prvků lokalizačního systému Sewio na základě zpracování prostorových dat pocházejících ze skenování instalačních prostor. Určení pozic zmiňovaných klíčových prvků či kotev je nezbytné pro získaní spolehlivých lokalizačních údajů.

Zadání bych si dovolil označit za náročnější, kdy je třeba se seznámit s technikami prostorového či 3D skenování prostor a následně metodami zpracování takto získaných dat. Z pohledu zadání této diplomové práce bylo klíčové navrhnou a implementovat algoritmus, který zajišťuje naznačenou funkcionalitu. Dle informací z firmy Sewio a taktéž na základě informací prezentovaných v technické zprávě bych zadání považoval za splněné v celém svém rozsahu.

Práce s literaturou

Potřebné informační zdroje si student zajišťoval vlastními silami, případně ve spolupráci s odborným konzultantem ze společnosti Sewio. Díky dokončování technické zprávy na poslední chvíli však se mnou nebyl jejich konečný výběr blíže konzultován. Nicméněz pohledu zaměření projektu konstatuji, že je výběr literatury poměrně solidní a pokrývá všechny potřebné aspekty.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Bohužel vzájemná komunikace se v rámci zimního semestru omezila na období kolem registrace zadaní diplomové práce. V letním semestru pak byla komunikace se studentem intenzivnější přibližně v období měsíc před odevzdáním projektu.

Jedná se sice o firemní zadání, kdy bych apriori předpokládál zejména intenzivní komunikaci s odborným konzultantem ve firmě, k čemuž dle mě dostupných zpráv skutečně došlo. Nicméně coby vedoucí projektu jsem mohl být ze strany studenta informován v pravidelných intervalech přinejmenším o aktuálním stavu řešení.

Aktivita při dokončování

Dle informací ze společnosti Sewio byl samotný realizační výstup ve svojí prvotní podobě dokončen s notným předstihem oproti stanovenému termínu odevzdání. Následně probíhaly již jen drobné úpravy a doladění některých parametrů. Díky tomu vzniklo řešení, které vyhovuje stanoveným požadavkům a je možné jej nasadit v praxi.

To stejné se však nedá říci o vlastní technické zprávě, jejíž dokončování probíhalo doslova na poslední chvíli. Navíc její odevzdávaná verze mi nebyla předložena ke kontrole, díky čemuž nebylo možno ovlivnit případné nedostatky a provést odpovídající korekce.

Publikační činnost, ocenění

Kromě vlastní technické zprávy mi není ve spojitosti s touto diplomovou prací znám vznik žádných přidružených publikačních výstupů či zisk souvisejících ocenění. 

Points proposed by supervisor: 75

Grade proposed by supervisor: C

Z hlediska kvality technické zprávy, realizačního výstupu i dosažených výsledků hodnotím práci velmi kladně a i přes drobné nedostatky navrhuji souhrnné hodnocení stupněm A.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Náročnost zadání

Evaluation level: obtížnější zadání

Cílem práce bylo navrhnout systém pro automatickou lokalizaci specifických objektů v rámci neznámého prostoru. S ohledem na charakter práce a současný stav technologií považuji zadání za mírně obtížnější, neboť jeho splnění vyžadovalo nemalé úsilí.

Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: je v obvyklém rozmezí

Prezentační úroveň technické zprávy

Technická zpráva se skládá ze sedmi kapitol, které na sebe navazují  a celkově tvoří logický celek. Práce je psána srozumitelným a lehce čitelným jazykem. Jak teoretická tak i praktická část obsahují nezbytné množství informací pro pochopení problematiky či reimplementaci. Praktická část je doplněna o podrobné experimentální vyhodnocení navrženého systému. Dojem mírně kazí sekce 5.3, kde je použit velmi laický popis způsobu filtrace odlehlých dat.

90
Formální úprava technické zprávy

Celkově práce působí velmi čistě. Dojem kazí drobné množství překlepů v textu - např. "povrch objetu".

80
Práce s literaturou

Výběr studijních pramenů odpovídá řešené problematice. Jedná se o odborné publikace týkající se zpracování obrazu a online zdroje s dokumentací k použitým technologiím.

Převzaté prvky jsou v textu řádně odlišeny od vlastních výsledků.

100
Realizační výstup

Realizačním výstupem je projekt obsahující zdrojové kódy mobilní aplikace pro iOS napsané v jazyce SWIFT. Projekt využívá technik OOP a je členěn do několika samostatných souborů. Celkově hodnotím realizační výstup jako kvalitní. Implementace však z velké míry využívá funkcionalitu implementovanou v rámci knihovny ARKit (získání AR dat) a Vision (detekce QR kódů).

Součástí programového řešení je README s popisem struktury projektu a návodem popisujícím způsob překladu. Dále je k dispozici i záznam z reálného použití.

90
Využitelnost výsledků

Aplikace byla použita k ověření konceptu a bude sloužit jako základ pro další rožíření u něhož se předpokládá využití v praxi.

Topics for thesis defence:
  1. V sekci 5.3 popisujete, že jste využil techniku aplikovanou při vytváření krabicových grafů. Nebylo by vhodnější uvést, že se jednalo o filtrování odlehlých bodů, které leží mimo druhý a třetí kvartil? Jak filtrace probíhala - v každé ose samostatně?
Points proposed by reviewer: 90

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová