Bachelor's Thesis

Robotické třídění objektů podle barvy

Final Thesis 18.56 MB

Author of thesis: Bc. Patrik Čontofalský

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Michal Kapinus, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jakub Liška

Abstract:

This thesis deals with the integration of a color and infrared sensor of the Dobot Magician robotic arm into the ARCOR2 framework through a new object type — an extended conveyor belt. The main objective is to enable dynamic picking and sorting of objects from a conveyor belt based on their reliable detection, which is used to determine the grasping position and subsequently classify the objects according to their color.

The solution is designed as a multi-layered architecture. The lowest layer communicates
directly with the sensors, enabling their control and data acquisition. The higher layer
provides a REST interface and implements the processing logic.

The proposed solution was tested in a simulated scenario. The experimental results
confirm the functionality of the implemented system and demonstrate its potential for
practical applications.

Keywords:

ARCOR2, Dobot, Dobot Magician, robotic sorting, color sensor, infrared sensor, conveyor belt, robot, sorting, RGB, RGB detection, quaternion, REST API, stepper motor, PyDobot, AREditor, dynamic picking, position prediction, Wireshark, packet

Date of defence

19.06.2026

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. Bolo by možné v navrhnutom riešení nahradiť originálne senzory Dobot iným hardvérom, napríklad lacnejším alebo presnejším senzorom od iného výrobcu?
  2. Máte záujem pokračovať v rozvoji frameworku ARCOR2 aj v budúcnosti, napríklad v rámci diplomovej práce?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

prof. Dr. Ing. Jan Černocký (předseda)
doc. Ing. Vojtěch Mrázek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Aleš Smrčka, Ph.D. (člen)
Ing. Matěj Grégr, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Milet, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Michal Kapinus, Ph.D.

Postup v práci pana Čontofalského byl příkladný. Svoji práci průběžně konzultoval, aktivně přicházel s nápady na další postup a výsledek dotáhnul do použitelné podoby, jež může být dále využívána v rámci projektu ARCOR2.

Evaluation criteria Verbal classification
Information about assignment

Zadání rozšiřuje možnosti systému ARCOR2 o využití dodatečných senzorů pro řízení robotického programu. Zadání hodnotím jako průměrně obtížné. Výsledek práce umožňuje dynamické odebírání objektů z dopravníkového pásu a jejich třídění dle barvy. 

Work with literature

Autor si literaturu vyhledával převážně samostatně.

Activity during solution, consultations, communication

Autor byl aktivní po celou dobu řešení práce. Dodržoval dohodnuté termíny, na konzultace docházel řádně připraven a v robotické laboratoři pravidelně představoval vedoucímu postup svého řešení. Autor se musel vyrovnat s řadou problémů vyplývajících z nutnosti integrace nových senzorů do existujícího komplexního systému ARCOR2.

Activity during completion

Jak aplikační řešení, tak technická zpráva byly dokončeny včas, obojí bylo řádně konzultováno a poznámky vedoucího byly zapracovány.

Publication activity, awards
Points proposed by supervisor: 90

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jakub Liška

Práca predstavuje funkčné a prakticky využiteľné rozšírenie frameworku ARCOR2 o dynamické triedenie objektov podľa farby pomocou robotického ramena Dobot Magician. Autor preukázal schopnosť zorientovať sa vo viacerých technologických vrstvách a samostatne vyriešil aj nepresnosti v dokumentácii pomocou spätnej analýzy komunikačného protokolu. Celkový dojem mierne kazí neúplná dokumentácia kódu, minimálne automatizované testovanie a niektoré formálne nedostatky v technickej správe.

Prácu hodnotím stupňom B, 85 bodov.

Evaluation criteria Verbal classification Points
The difficulty of the assignment

Evaluation level: moderately difficult assignment

Zadanie hodnotím ako primerane náročné. Študent sa musel zorientovať v problematike robotických ramien, nízkoúrovňovej komunikácie so zariadeniami, návrhu manipulačnej metódy a integrácie do existujúceho frameworku ARCOR2.

Presentation level of the technical report

Logická štruktúra práce je prehľadná a kapitoly na seba prirodzene nadväzujú. Rozsahy jednotlivých častí sú celkovo vyvážené a text je zrozumiteľný. Drobné rezervy vidím v tom, že interpretácia výsledkov v kapitole testovania mohla byť mierne detailnejšia a štruktúrovanejšia.

82
Formal preparation of a technical report

Typografická úprava je na solídnej úrovni, formátovanie je konzistentné a obrázky sú prehľadne začlenené do textu. Popisky tabuliek sú umiestnené pod tabuľkami namiesto štandardnej polohy nad nimi a v zozname obrázkov autor nevyužil skrátené názvy v LaTeXu, čo spôsobuje, že zoznam obsahuje celé dlhé popisy. Jazyková stránka je miestami neformálna, v texte sa objavujú hovorové výrazy a nie vždy vyhovujúce vetné konštrukcie, pričom autor na viacerých miestach používa prvú osobu namiesto trpného rodu. Napriek týmto výhradám je práca celkovo pomerne dobre napísaná a číta sa plynulo.

75
Realisation output

Implementačný výstup práce je funkčný a architektonicky rozumný. Rozšírenie frameworku ARCOR2 o podporu IR a farebného senzora prirodzene zapadá do existujúceho objektového modelu systému a autor musel spätnou analýzou komunikácie cez Wireshark samostatne zistiť skutočné parametre komunikačného protokolu, keďže dostupná dokumentácia bola v niektorých miestach nepresná. Dokumentácia kódu je neúplná a testovanie je minimálne, pričom nepokrýva senzory ani logiku dynamického uchopenia. Validácia prebehla prostredníctvom troch manuálnych testovacích scenárov pri rôznych rýchlostiach pásu, výsledky sú vizualizované grafmi úspešnosti. Použité open-source knižnice sú využité v súlade s ich licenčnými podmienkami.

87
Usability of results

Práca má prevažne kompilačný charakter, keďže autor vychádza zo známych postupov a technológií a rozširuje existujúci framework ARCOR2 o podporu ďalších funkcií. Výsledky práce sú prakticky využiteľné už v súčasnej podobe a do budúcna môžu slúžiť ako základ pre ďalšie rozšírenia frameworku ARCOR2.

The extent to which the requirements of the assignment have been met

Evaluation level: assignment fulfilled

Všetkých šesť bodov zadania bolo splnených.

Extent of the technical report

Evaluation level: is within the usual extent

Predložená technická správa dosahuje približne 68 normostán, čo sa nachádza v obvyklom rozmedzí 60–80 normostán. Rozsah je primeraný obsahu práce.

Work with literature

Výber zdrojov zodpovedá téme práce. Autor čerpá z oficiálnej dokumentácie použitých technológií (Dobot Communication Protocol, PyDobot, ARCOR2), čo je pri implementačne zameranej práci tohto typu primeraný a opodstatnený prístup. Prevzaté prvky sú riadne odlíšené od vlastných výsledkov, citačná etika je dodržaná a bibliografické citácie sú úplné. Počet 16 zdrojov je však na hranici prijateľného minima pre tento typ práce a chýba širší kontext z odbornej literatúry, ktorý by riešenie zasadil do rámca podobných prác v oblasti robotiky a integrácie senzorov.

80
Topics for thesis defence:
  1. Bolo by možné v navrhnutom riešení nahradiť originálne senzory Dobot iným hardvérom, napríklad lacnejším alebo presnejším senzorom od iného výrobcu?
  2. Máte záujem pokračovať v rozvoji frameworku ARCOR2 aj v budúcnosti, napríklad v rámci diplomovej práce?
Points proposed by reviewer: 85

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová