Přístupnostní navigace
E-application
Search Search Close
Master's Thesis
Author of thesis: Ing. Vojtěch Blažík
Acad. year: 2025/2026
Supervisor: prof. Ing. Adam Herout, Ph.D.
Reviewer: doc. Ing. Vítězslav Beran, Ph.D.
This thesis deals with the automatic creation of a vegetation model for rally racing simulator tracks using computer vision methods. The proposed tool makes it possible to reconstruct a basic vegetation scene together with the camera trajectory from a video recording of a real route and several reference geographic coordinates. Unlike classical approaches to 3D reconstruction, it provides the output in the form of editable objects in Blender, which can be easily modified, moved, or replaced. The core of the tool combines camera motion reconstruction, monocular metric depth estimation, and object detection using a YOLO model trained on vegetation. Testing showed that the localization accuracy is usable, but the overall plausibility of the resulting scene still leaves room for improvement. The thesis concludes that automatically generated vegetation can significantly facilitate the work of track modelers, although it is still far from fully replacing manual work.
racing simulator, vegetation, tree, track, video, computer vision, detection, tracking, triangulation, generation, monocular depth estimation, segmentation, structure from motion, YOLO, ByteTrack, COLMAP, Depth Anything V2, SAM3, reconstruction, camera movement, 3D model, 3D scene, Blender, addon, Python
Date of defence
23.06.2026
Result of the defence
Defended (thesis was successfully defended)
Grading
D
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 D.
Topics for thesis defence
Language of thesis
Czech
Faculty
Fakulta informačních technologií
Department
Department of Computer Graphics and Multimedia
Study programme
Information Technology and Artificial Intelligence (MITAI)
Specialization
Application Development (NADE)
Composition of Committee
prof. RNDr. Alexandr Meduna, CSc. (předseda) doc. RNDr. Jitka Kreslíková, CSc. (místopředseda) Ing. Vladimír Bartík, Ph.D. (člen) Ing. Jiří Hynek, Ph.D. (člen) Ing. Jan Pluskal, Ph.D. (člen) Ing. Marta Jaroš, Ph.D. (člen)
Supervisor’s reportprof. Ing. Adam Herout, Ph.D.
Zadaný problém byl značně obtížný a cílem bylo prozkoumávat možnosti různých modelů a nástrojů počítačového vidění a navrhnout možnosti řešení zadaného problému. Řešitel se při své práci mnohému naučil a diplomová práce nabídla možnosti dalšího pokračování.
Zadání vzešlo z iniciativy řešitele a bylo hodně ambiciózní. Rekonstrukce vegetace je značně obtížný úkol a cílem práce bylo prozkoumávat dostupné možnosti a formulovat doporučení pro případný budoucí produkční systém, který by rekonstrukci vegetace kolem silnice maximálně automatizoval (byť plná automatizace patrně není v současnosti možná).
Práce byla dokončena v poklidu a včas a technická zpráva byla konzultována.
N/A
Řešitel se musel seznámit s množstvím komplexních řešení v oblasti počítačového vidění, experimentovat s nimi a hledat schůdnou cestu.
Řešitel pracoval poměrně aktivně po oba semestry řešení. Během řešení se musel postupně seznamovat s možnostmi a omezeními různých nástrojů a technik počítačového vidění. Na konzultace docházel pravidelně a celkově odvedl množství práce.
Grade proposed by supervisor: B
Reviewer’s reportdoc. Ing. Vítězslav Beran, Ph.D.
Vojtěch Blažík splnil zadání a obeznámil se s problematikou tvorby 3D modelů automobilových závodních tratí i s potřebnými metodami pro detekci objektů a 3D rekonstrukci ze sekvence obrazových snímků. Z pohledu počítačového vidění je však studium povrchní a navržená metoda má základní charakter, přičemž dílčí odborná či technická témata nabízela prostor pro hlouběji zpracované řešení. Pozitivně hodnotím přídavný modul do Blenderu pro praktické využití výsledků rekonstrukce.
Evaluation level: assignment fulfilled
Navržené řešení kombinuje model YOLO pro detekci dvou typů vegetace s odhadem hloubkové mapy z monokulárního snímku, přičemž syntézou těchto výstupů generuje odhady 3D poloh objektů a jejich typu. Autor tedy k řešení zvolil přímočarý a základní postup, což lze hodnotit s ohledem na obtížnost úlohy jako rozumné rozhodnutí. V žádném konkrétním aspektu úlohy ale nejde do hloubky, dílčí problémy jsou řešeny spíše triviálně, a tak zajímavé výzvy nejsou využity.
Přínosem a praktickým výstupem práce je implementace přídavného modulu do programu Blender, který slouží k názorné vizualizaci výsledků a jejich dalšímu využití při modelování.
Evaluation level: meets the minimum requirements only
Rozsah technické zprávy sice splňuje minimální požadavky, text je ale řídký a povětšinou informačně málo přínosný. Autor přistupuje ke studiu i návrhu spíše implementačně, přičemž metodický přístup mohl být u diplomové práce lépe uchopen a prezentován. Zadání přitom nabízelo řadu konkrétních témat, kde bylo možné jít více do hloubky a prokázat schopnost řešení metodických i technických problémů. Prostor pro zlepšení se nabízel například ve fúzi výsledků různých analytických modelů, jako je 3D rekonstrukce, detekce objektů, odhad hloubky a sledování a agregace výsledků v čase, nebo v detailnějším vyhodnocení metody za využití syntetických dat a specifických metrik pro přesnost rekonstrukce blízkých stromů. Autor mohl některá z těchto odborných témat lépe využít k prokázání hlubšímu porozumění dané problematice.
Způsob prezentace informací v textové části bohužel vykazuje závažné nedostatky a v mnoha ohledech je spíše podprůměrná. Nabyté znalosti i samotný návrh řešení jsou podány velmi povrchně, často nepřesně, vágně a nezřídka až chybně. Text nešťastně kombinuje obecný metodický popis s konkrétními zdrojovými kódy a implementačními detaily, přičemž autor často staví popisy náročných algoritmických postupů vedle úplných banalit. Celková prezentace informací tak neprokazuje hlubší porozumění řešené problematice.
Zásadní výhrady mám k samotnému návrhu, kde je výběr metod a postupů víceméně nezdůvodněn. V práci chybí jakákoliv hlubší diskuse nad klíčovými architektonickými rozhodnutími – například proč bylo zvoleno SfM (Structure from Motion) a nikoliv SLAM, nebo proč autor zpracovává video pouze při frekvenci 6 FPS namísto využití vyšší frekvence ke zlepšení výsledků. Z metodického hlediska je rovněž nepochopitelné, proč jsou opakované detekce objektů jednoduše zahazovány namísto jejich statistické agregace v čase.
Odbornou úroveň práce dále snižuje řada formálních a faktických prohřešků. V textu se objevují nevysvětlené názvy (např. u popisu trénování), autor zmiňuje a využívá metody bez uvedení patřičných referencí (např. korekce vad optické soustavy) a v rovnicích se vyskytují chyby, jako např. ztracená proměnná lambda v definici modelu dírkové kamery. Tyto nedostatky výrazně oslabují metodickou hodnotu celé práce.
Formální úprava práce je standardní pro odborný text a z jazykového hlediska je v pořádku, přičemž úroveň odborného jazyka je průměrná.
Výběr studijních pramenů je relevantní a vhodně pokrývá potřebná témata řešené problematiky. Autor se však v práci vůbec neopírá o doporučenou literaturu ze zadání, což v textu nijak nevysvětluje, přičemž její využití ke studiu by mohlo přinést hlubší porozumění zkoumané problematice. Z formálního hlediska by bylo vhodnější méně metodické zdroje, jako jsou manuály, softwarová dokumentace, blogové příspěvky, konkrétní produkty či hardwarová zařízení, uvádět spíše v poznámkách pod čarou než přímo v hlavním seznamu literatury.
Předložené řešení je koncepčně rozděleno na dvě hlavní části. První z nich je detekční a rekonstrukční pipeline, kterou tvoří řada provázaných skriptů v jazyce Python. Ty zajišťují orchestraci a spouštění externích analytických nástrojů nad daty a následný výpočet 3D polohy vegetace pomocí základní 3D projekce. Programové řešení v této části spočívá převážně v manipulaci s adresáři, soubory a transformaci dat mezi jednotlivými mezikroky. V rámci této fáze autor rovněž připravil vlastní dataset a provedl dotrénování detekčního modelu YOLO. Druhou částí řešení je nově vytvořený přídavný modul (add-on) pro 3D modelovací nástroj Blender. Tento modul disponuje vlastním grafickým uživatelským rozhraním (GUI) pro nastavení parametrů, importuje získané výsledky detekce a automaticky generuje odpovídající 3D objekty vegetace včetně trajektorie pohybu kamery a další podpůrné vizualizace.
Zatímco samotná implementace vykazuje funkční výsledky, kapitola věnovaná vyhodnocení rekonstrukce je bohužel velmi slabá. Autor sice v textu definuje určité požadavky (např. na přesnost lokalizace), avšak jakékoliv objektivní či kvantitativní vyhodnocení chybí a celá validace zůstává primárně na subjektivní úrovni. Autor v diskusi sice pojmenovává relevantní komplikace a problémy, které v průběhu řešení nastaly, ty však byly ve většině případů řešitelné. Absence exaktních metrik a důslednějšího testování tak výrazně snižuje vědeckou hodnotu této části práce.
Vzhledem k výše uvedenému má předložené dílo kompilativní charakter. Výsledná základní rekonstrukce vegetace a trajektorie pohybu kamery je v praxi pravděpodobně využitelná v podobě tzv. „scaffoldingu“ při manuální tvorbě 3D modelu závodní tratě.
Evaluation level: more difficult assignment
Zadání projektu zaměřené na detekci a lokalizaci vegetace v okolí vozovky ze záznamu z kamery z vozidla představuje velmi náročnou úlohu. Práce s obrazovými daty je komplikovaná kvůli měnícím se světelným podmínkám a rozmazání snímků. Samotná detekce je náročná pro velkou různorodost objektů vegetace a proces sledování komplikuje vysoká míra překrytí a vzájemná podobnost objektů.
Grade proposed by reviewer: D
Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová