Bachelor's Thesis

Robotic System for Automatic Macro Imaging and 3D Reconstruction

Final Thesis 5.48 MB Appendix 8.56 MB

Author of thesis: Šimon Kiripolský

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Ing. Radim Burget, Ph.D.

Reviewer: Ing. Martin Jonák, Ph.D.

Abstract:

Bachelor’s thesis deals with the design and implementation of an automated platform based on the parallel kinematics
of a Stewart platform. The aim of the solution was to create a functional system capable of controlling six linear actuators
that determine the spatial motion of the platform. The firmware for the control board was configured, the parameters
of the individual drives were implemented, a set of control macros was created, and their correct function was verified.
The integrated communication chain enables the system to be controlled from a computer through an application interface directly to the control board, which drives the stepper motors and allows the motion sequence to be synchronized with camera image acquisition. The analysis using calibration targets showed that replacing plastic joints with metal joints reduced
the average deviation during complex motion from 0.6032 mm to 0.3518 mm, representing an improvement of approximately 41.7%. The resulting system represents a functional prototype for automated image data acquisition suitable for 3D reconstruction of objects.

Keywords:

Stewart platform, 6DOF, control system, automation, stepper motor, Klipper firmware, linear actuator

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Otáyky komise a oponenta: V Tab. 3.3 „Plastové kĺby – komplexný pohyb v závislosti od rýchlosti pohybu“ uvádíte, že při vyšších rychlostech průměrná odchylka klesá. Čím může být tento jev způsoben? Jaké položky jsou započítány ve Vašem cenovém odhadu? Student obhájil bakalářskou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Telecommunications

Study programme

Telecommunication and Information Systems (BPC-TLI)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Mišurec, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Šilhavý, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Ondřej Šmirg, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Hanák, Ph.D. (člen)
Ing. Štěpán Miklánek, Ph.D. (člen)
Ing. Vojtěch Myška, Ph.D. (člen)
Ing. et Ing. Petr Musil (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Radim Burget, Ph.D.

Diplomant splnil všechny body zadání a odevzdal práci na velmi dobré úrovni. Velmi oceňuji, že si pro automatizované pořizování snímků zvolil hardwarově i softwarově náročnou Stewartovu platformu, což rozhodně není triviální inženýrský úkol. Student pracoval velmi samostatně, úspěšně implementoval složité matematické principy jejího řízení a navrhl funkční systém ovládaný z PC. K řešení přistupoval proaktivně a přicházel s vlastními nápady. Dosaženou přesnost a reprodukovatelnost polohování objektivně vyhodnotil a výsledky podrobil kvalitní diskusi. Práci jednoznačně doporučuji k obhajobě s hodnocením A (výborně). Points proposed by supervisor: 100

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Martin Jonák, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se věnuje návrhu, realizaci a testování funkčního řídicího systému pro polohovací plošinu založenou na principu Stewartovy platformy se šesti stupni volnosti. Student v rámci řešení úspěšně propojil teoretické poznatky z oblasti paralelní a inverzní kinematiky s jejich praktickou implementací. Práce pokrývá hardwarovou konfiguraci řídicí desky, nastavení firmwaru a řízení šesti lineárních aktuátorů s krokovými motory. Významnou částí vývoje bylo vytvoření nadřazených řídicích skriptů v jazyce Python, implementace vlastních G-code maker a integrace samostatné rotační osy určené pro otáčení snímaného předmětu. Student se rovněž zaměřil na softwarovou synchronizaci pohybů platformy s externím digitálním fotoaparátem a v závěru práce se věnoval objektivnímu vyhodnocení přesnosti polohování.

Práce je kompletní a logicky členěná. Studentovi vytýkám absenci odkazů na literaturu v úvodu práce a způsob uvádění citací, které jsou hromadně umisťovány až na konce odstavců. Dále jsou některá schematická znázornění platformy až příliš zjednodušená.

Celkově je však práce na výborné úrovni a doporučuji ji k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. V Tab. 3.3 „Plastové kĺby – komplexný pohyb v závislosti od rýchlosti pohybu“ uvádíte, že při vyšších rychlostech průměrná odchylka klesá. Čím může být tento jev způsoben?
Points proposed by reviewer: 95

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová