Master's Thesis

Platform for HIL testing of sensoric applications

Final Thesis 3.21 MB

Author of thesis: Ing. Jakub Július Šmýkal

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Tomáš Kašpárek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jiří Hanák, Ph.D.

Abstract:

The goal of this thesis is to study, design and implement a platform, that could be used for testing of sensoric application. It should be capable of running both software-in-the-loop and hardware-in-the-loop simulations. The platform’s purpose is to interconnect various modules, from different types of sensors, both simulated ones and real hardware implementations, to simulation environments, controller and visualization modules. This enables the platform to collect sensoric data, which can be then used either for direct vehicle control or for further analysis of the sensor characteristics.

Keywords:

simulation, hardware-in-loop, software-in-loop, sensor, camera, LiDAR, controller, autonomous vehicle, spacecraft, JSBSim, Blender, Godot, Beresheet mission, Moon lander

Date of defence

22.06.2026

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. Jak byly určeny váhové koeficienty pro nákladovou funkci?
  2. Čím je způsoben značný rozptyl měřených hodnot v HIL simulaci u senzoru L515 (obrázek 9.4) při uvážení přesnosti měření senzoru?
  3. Jak by se vaše práce vypořádala s velmi členitým povrchem?

Language of thesis

English

Faculty

Fakulta informačních technologií

Department

Department of Computer Graphics and Multimedia

Study programme

Information Technology and Artificial Intelligence (MITAI)

Specialization

Cyberphysical Systems (NCPS)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Jaroš, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Zdeněk Vašíček, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Ondřej Lengál, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Novák, Ph.D. (člen)
Ing. Josef Strnadel, Ph.D. (člen)
Ing. Vladimír Bartík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Tomáš Kašpárek, Ph.D.

Oceňuji komplexní pohled na problematiku návrhu testování senzorických aplikací. Výsledný framework podpoří další práce v těchto oblastech v navazujících výzkumných i komerčních projektech.

Evaluation criteria Verbal classification
Information about assignment

Práce měla za úkol připravit framework pro další vývoj různých senzorických aplikací. Cílem bylo spojit přístupy modelování a simulace čistě v SW s využitím fyzikální simulace na bázi HIL. Navržené řešení umožňuje podporu budoucích projektů senzorických aplikací.
Activity during solution, consultations, communication

Práce byla dokončena včas.
Publication activity, awards
Work with literature

Student byl schopen samostatně a aktivně vyhledávat vhodné a užitečné studijní materiály a pracovat s nimi.
Activity during solution, consultations, communication

Práce na projektu byla prováděna průběžně. Student zvládl první část práce realizovat na dálku během studia v rámci Erasmus ve Finsku.
Points proposed by supervisor: 80

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Jiří Hanák, Ph.D.

Autor ve své práci popsal sondu Beresheet a aspekty pro přistání na Měsíci. Dále se věnoval přístupům k testování senzorů se zaměřením na senzory umožňující detekovat vzdálenost. V jádru práce autor popisuje navrhovanou platformu, s níž provedl SIL a HIL testování senzorů simulující přistání na Měsíci.

Evaluation criteria Verbal classification Points Max. points
The extent to which the requirements of the assignment have been met

Evaluation level: assignment fulfilled

Všechny body zadání byly splněny.
Extent of the technical report

Evaluation level: is within the usual extent

Práce má od Úvodu po Závěr 57 stran a jednu stranu přílohy, tedy je v obvyklém rozmezí pro diplomovou práci.
Presentation level of the technical report

Autor na úvod popisuje použití senzorů ve vesmírných misích, obzvláště při přistání na Měsíci. Teprve poté se autor věnuje hlavní náplní práce – ověřování senzorů, přičemž rozboru navrhované platformy se věnuje až v sedmé kapitole. Práce se vyznačuje zvýšenou mírou členění, což vede na dvoustránkové kapitoly.

 75 100
Formal preparation of a technical report

Práce je napsána anglicky, jazykově a typograficky s patrným množstvím chyb, například střídání přítomného a minulého času.

 80 100
Work with literature

Autor uvedl 39 informačních zdrojů, vesměs relevantních k tématu práce.

 85 100
Realisation output

Autor navrhl a implementoval funkční platformu pro SIL a HIL testování senzorů na bázi modulů. Její funkčnost ověřil s využitím robotického ramene KUKA.

 80 100
Usability of results

V rámci práce byla vytvořena platforma, která propojuje dostupný SW do celku umožňující provádět SIL a HIL testování senzorů. Platforma dále obsahuje řídicí modul pro simulaci kontrolovaného přistání na Měsíci, což lze využít při plánování a testování misí. 
The difficulty of the assignment

Evaluation level: moderately difficult assignment

Náročnost zadání je v obvyklých mezích pro diplomovou práci.
Topics for thesis defence:
  1. Jak byly určeny váhové koeficienty pro nákladovou funkci?
  2. Čím je způsoben značný rozptyl měřených hodnot v HIL simulaci u senzoru L515 (obrázek 9.4) při uvážení přesnosti měření senzoru?
Points proposed by reviewer: 80

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová