Bachelor's Thesis

Design of drone control via optical fiber

Final Thesis 11.58 MB Appendix 6.66 MB

Author of thesis: Bc. Marek Dřínovský

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jan Králík, Ph.D.

Reviewer: Ing. Michael Šulc

Abstract:

This bachelor’s thesis deals with the design of a drone control system using optical fiber.
The aim of this work is to create a communication solution enabling reliable bidirectional
transmission of control commands and video data over distances of up to 1000 m. The
thesis includes a review of existing hardware and software solutions for communication
in mobile robotics, with a focus on data transmission via optical fiber. Based on this
analysis, the communication structure and individual system units on both the operator
and vehicle side are proposed.

Keywords:

drone, optical fiber, drone control, remote control, tethered system

Date of defence

12.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Při obhajobě student nejprve prezentoval svou bakalářskou práci, následně byly přečteny posudky a student odpovídal na dotazy oponenta. Poté členové komise položili následující otázky: - Zmiňoval jste problém s rušením na dvou napěťových úrovních. Byly tyto úrovně galvanicky oddělené? - Jak probíhal proces přípravy optického vlákna pro osazení do konektoru? - Jaká je dostupnost jednotlivých komponent v rámci Evropské unie? Na závěr byla obhajoba hodnocena jako výborná.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Mechatronics (B-MET-P)

Composition of Committee

doc. Ing. František Šebek, Ph.D. (předseda)
Ing. Petr Procházka, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Petr Krejčí, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Švancara, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Králík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jan Králík, Ph.D.

Pan Dřínovský se ve své práci zabýval řízením dronu přes optické vlákno. V první části práce se zabýval shrnutím současného stavu poznání, které je však relativně strohé z důvodu doposud primárního způsobu využití armádou. V rámci práce pak student vytvořil řídící jednotky, které obsahují i funkcionality navíc oproti zadání práce, třeba možnost redundantního řízení. V rámci práce se student zabýval i problémy práce se samotným optickým vláknem, jako je jeho návin a zapojení. Finální verzi otestoval v rámci několika letů.

Po formální stránce práci nemám co vytknout. Studen na práci pracoval aktivně a samostatně. Také docházel pravidelně na konzultace, aby se ujistil že jeho postup je správný. Práce je na velmi vysoké úrovni, doporučuju ji k obhajobě a navrhuji ji na hodnocení za A, tedy výborně
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Michael Šulc

Student se ve své bakalářské práci zabývá návrhem systému pro řízení dronu prostřednictvím optického vlákna. Cílem práce bylo navrhnout komunikační řešení umožňující obousměrný přenos řídicích povelů, telemetrických dat a obrazového přenosu mezi bezpilotním prostředkem a pozemní stanicí. Součástí řešení byl návrh komunikační struktury, integrace jednotlivých hardwarových a softwarových komponent a ověření funkčnosti systému na reálné testovací platformě.

V úvodní části práce autor zpracoval rešerši zaměřenou na principy optické komunikace, vlastnosti optických vláken a současná řešení využívající přenos dat po optickém vlákně v oblasti mobilní robotiky a bezpilotních prostředků. Rešeršní část poskytuje potřebný přehled o řešené problematice a vytváří vhodný základ pro následný návrh systému.

Praktická část práce je věnována návrhu a realizaci komunikačního systému založeného na využití optického vlákna, doprovodného počítače Raspberry Pi a prostředků platformy ArduPilot. Student navrhl architekturu systému, realizoval propojení jednotlivých komponent a ověřil funkčnost řešení na upravené testovací platformě.

Velmi kladně hodnotím skutečnost, že byl při návrhu kladen důraz na možné výpadky komunikačních kanálů a že součástí řešení je i promyšlená záloha řízení. Tento přístup zvyšuje bezpečnost i praktickou použitelnost navrženého systému.

Popis testovací platformy se soustředí především na výslednou konfiguraci systému. Pro lepší přehlednost by bylo vhodné podrobněji odlišit původní vybavení dronu od komponent doplněných v rámci realizace práce. Experimentální ověření prokazuje funkčnost navrženého systému, nicméně podrobnější analýza parametrů komunikačního spojení by dále zvýšila vypovídací hodnotu dosažených výsledků.

Práce je logicky členěna, jednotlivé kapitoly na sebe navazují a text je doplněn vhodným množstvím obrázků, schémat a fotografií. Formální úroveň práce je velmi dobrá a text je zpracován přehledně a srozumitelně.

Předložená bakalářská práce je celkově na vysoké úrovni a student se při jejím řešení vypořádal s řadou technických výzev. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení výborně-A.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
Applicability of results in practice or theory A
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Topics for thesis defence:
  1. V kapitole 3.3.1 uvádíte, že Raspberry Pi 5 na rozdíl od Raspberry Pi 4 neobsahuje hardwarový H.264 enkodér. Jaké důvody vedly k volbě novější platformy i přes tuto nevýhodu?
  2. Jaká byla délka optického vlákna použitá při experimentálním ověření a byly provedeny testy i na větších vzdálenostech odpovídajících předpokládanému nasazení systému?
  3. Uvažoval jste o možnosti rozšíření systému o VR rozhraní, ve kterém by pohyb hlavy operátora určoval natočení kamery? Jaké změny by bylo nutné provést v navrženém systému?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová