Master's Thesis

Design and implementation of control software for monitoring a fleet of mobile robots

Final Thesis 3.84 MB

Author of thesis: Bc. Tomáš Meško

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D.

Reviewer: Ing. Ondřej Richter

Abstract:

This master's thesis presents the design and implementation of a multiplatform application WayPilot for monitoring and controlling a fleet of mobile robots. An initial analysis of existing systems identified recurring limitations, particularly the dependency on the ROS framework and dedicated server infrastructure. Based on this analysis, a three-layer architecture consisting of presentation, service, and data layers was proposed. The application is implemented using the Flutter framework, which enables maintaining a single codebase for both web and Android platforms. The MQTT protocol was selected for telemetry transfer, while WebSocket was chosen for video stream transmission. Configuration is stored in the Firebase Firestore cloud database with real-time synchronization across devices. The web version provides a configurable telemetry dashboard, while the Android version extends this functionality with direct robot control. System functionality was verified on a development ESP32 board with an accelerometer and subsequently on the physical Pavo 2 robot under laboratory conditions.

Keywords:

Flutter, Firebase Firestore, MQTT, WebSocket, robot fleet management, telemetry, multiplatform application, mobile robot

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Při obhajobě student nejprve prezentoval svoji diplomovou práci, následně byly přečteny posudky a student odpovídal na dotazy oponenta. Poté byly členy komise položeny následující otázky: Jakým způsobem jste ověřoval výsledky vaší práce? Jak byste řešil zabezpečení aplikace? Obhajoba byla komisí hodnocena jako dobrá.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Mechatronics (N-MET-P)

Composition of Committee

RNDr. Vladimír Opluštil (předseda)
doc. Ing. Robert Grepl, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Jiří Krejsa, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Radoslav Cipín, Ph.D. (člen)
Ing. Dalibor Červinka, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Bastl, Ph.D. (člen)
Ing. Peter Zavadinka, Ph.D. (člen)
doc. Ing. David Fojtík, Ph.D. (člen)

Předložená práce je věnována návrhu a realizaci systému pro diagnostiku a management flotily robotů v laboratořích. Student zpracoval aplikaci umožňující administraci a diagnostiku skupiny robotů s různými podvozky. Aplikace umožňuje realtime monitoring každého robota ve skupině a jako taková bude sloužit jako základ pro vývoj mobilních robotů v laboratoři bionispirované robotiky. Výhodou je také to, že je možné do aplikace zavést i profily uživatelů a tak zajistit přístup uživatelů k robotům dle zvolených práv.

Aplikace byla aktuálně úspěšně testována na dvounohých robotech PAWO a umožňuje tak uživatelsky přivětivý přistup k robotům v laboratoři.

Práce je co se týče praktického provedení zpracována na výborné úrovni a vzhledem k praktické využitelnosti navrhuji hodnocení známkou výborně A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Ondřej Richter

Diplomová práce pana Meška se zabývá návrhem a implementací řídicí a monitorovací aplikace pro mobilní roboty se zaměřením na přenos telemetrických dat a streamování videa v reálném čase.

V teoretické části se autor věnuje analýze existujících řešení, komunikačních protokolů a požadavků na navrhovaný systém. Jednotlivé technologie jsou vhodně porovnány z hlediska jejich vlastností, výhod i omezení. Teoretická část je zpracována na dobré úrovni a vytváří kvalitní základ pro praktickou realizaci.

Praktická část popisuje návrh architektury systému, výběr použitých frameworků a komunikačních protokolů i tvorbu konfigurovatelných profilů pro různé robotické platformy. Následně autor implementuje výsledné řešení ve frameworku Flutter včetně uživatelského rozhraní a modulů pro vizualizaci dat. Oceňuji rozsah implementovaného softwarového řešení.

Za hlavní nedostatek práce považuji stručně zpracovanou experimentální část. Vzhledem k zaměření práce bych očekával podrobnější vyhodnocení spolehlivosti přenosu dat, latence komunikace a kvality streamovaného videa, doplněné o statistické zpracování výsledků a grafickou prezentaci naměřených dat.

Práce splnila stanovené cíle a prokazuje vysokou úroveň inženýrských schopností autora. S ohledem na uvedené připomínky hodnotím práci klasifikačním stupněm B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání C
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Byly při návrhu a implementaci softwarové části využity některé návrhové vzory? Pokud ano, které a jaké přínosy jejich použití přineslo z hlediska rozšiřitelnosti výsledné aplikace? Pokud ne, které návrhové vzory by bylo vhodné v navrženém řešení použít?
  2. Jaká byla při testování v laboratorních podmínkách reálná latence přenosu video streamu a telemetrických dat? Je navržený systém vhodný a bezpečně použitelný i pro vzdálené řízení robota prostřednictvím externí sítě mimo lokální Wi-Fi?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová