Bachelor's Thesis

Robotic Table Football

Final Thesis 34.05 MB Appendix 1.64 MB

Author of thesis: Jiří Větrovský

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Libor Veselý, Ph.D.

Reviewer: Ing. Matúš Kavec

Abstract:

This thesis focuses on the innovation of the hardware and software solution of the robotic table football by B&R. The main objective was to eliminate the shortcomings of the initial solution, which limited both the fluency and accuracy of the game. To improve ball detection, uniform lighting of the playing surface was ensured, and an interface for adjusting the camera's exposure time was created. Additionally, an interface for easy camera image calibration was implemented. When the ball is not visible, a newly designed algorithm is utilized to predict its position. Furthermore, the frame rate was increased from 60 to 100 frames per second due to more efficient camera triggering. In the area of drives, a new motor control method was implemented, enabling precise movement timing of both the rotational and linear axes. As a result, a set of new, more precise motion commands was created. These motion commands are utilized within a newly developed gameplay strategy. According to this strategy, each game axis switches between an offensive and a defensive mode. The defensive mode, referred to as shadow defense, positions the puppets to block the ball's path to the robot's goal as effectively as possible. The modifications eliminated game stalling, reduced the reaction time of the game axes, accelerated their movement, and improved the precision of the kicks.

Keywords:

Robotic table football, B&R, Automation Studio, machine vision, ball detection, motion control, game strategy, PLC

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student obhájil bakalářskou práci. Komise neměla žádné námitky k řešené práci. V průběhu odborné rozpravy student odpověděl na dotazy oponenta a doplňující dotaz z komise na proudový regulátor. V rámci obecné diskuse byl student dotázán, jakým způsobem profesionální hráči systém robotického fotbálku porazili a kde jsou limity a možnosti pro vylepšení systému.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Control and Instrumentation

Study programme

Automation and Measurement (BPC-AMT)

Composition of Committee

prof. Ing. Roman Prokop, CSc. (předseda)
prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Peter Honec, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Václav Jirsík, CSc. (člen)
doc. Ing. Václav Kaczmarczyk, Ph.D. (člen)
Ing. Stanislav Klusáček, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Libor Veselý, Ph.D.

Pan Jiří Větrovský se ve své bakalářské práci věnoval robotickému stolnímu fotbálku. Práce vznikala ve spolupráci se společností B + R automatizace s.r.o.
Zadání práce lze po teoretické stránce považovat za středně náročné, avšak z časového hlediska byla práce mimořádně náročná, protože rozsah a objem odvedené práce odpovídají spíše diplomové práci. Student musel proniknout do několika různých oblastí řízení a propojit je v jeden funkční celek.
Pan Jiří Větrovský si optimálně rozvrhl práci na celou dobu řešení dané problematiky, pracoval soustavně a svědomitě. Pravidelně informoval o plnění dílčích cílů.
Vypracovaná bakalářská práce je napsána v logickém sledu a splňuje požadavky zadání. Při jejím vypracování student, dle mého názoru, prokázal výborné odborné schopnosti. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení výborně A – 95 bodů. Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Matúš Kavec

Bakalárska práca sa zaoberá komplexnou úpravou robotického stolného futbalu (RSF) od spoločnosti B&R. Rozsah práce výrazne presahuje štandardné požiadavky bakalárskeho stupňa – práca obsahuje 104 strán hlavného textu a rozsiahle prílohy. Autor preukázal znalosti v oblastiach spracovania obrazu, riadenia pohonov a návrhu hernej stratégie. V prvej polovici práce sa autor venoval popisu aktuálneho stavu RSF, keďže na tento prípravok v minulosti vzniklo viacero BP/DP, na ktoré sa odkazuje v literatúre. V druhej polovici práce sa autor venuje popisu metód detekcie rýchlosti, polohy a smeru pohybu míčku po hracej ploche z kamerových snímok. Ďalej popisuje vytvorené herné stratégie a v závere práce autor uvádza možné rozšírenia RSF. Práca je rozdelená do logických blokov, ktoré na seba nadväzujú. Autor celkovo uvádza 43 zdrojov, z čoho väčšina sú spomínané BP/DP a odkazy na "B&R Automation Help", avšak autor neuvádza existujúce vedecké publikácie na danú problematiku.

Oceňujem grafické spracovanie obrázkov a grafov, ktoré sú prehľadné (okrem obr. 3.5) a v celej práci jednotné. Väčšina zavedených skratiek je riadne vysvetlená, avšak autor v práci používa anglicizmy, ktoré neboli riadne vysvetlené či neboli potrebné. V práci chýba kvantitatívne porovnanie jednotlivých výsledkov, či už herných stratégií alebo použitých metód detekcie míčku. Po obsahovej stránke práca spĺňa kvality bakalárskej práce a je na veľmi dobrej úrovni bez významných formálnych chýb.

Celkovo hodnotím prácu na veľmi dobrej úrovni a navrhujem hodnotenie 93 bodov - A. Topics for thesis defence:
  1. Prečo bola zvolená nespojitá expozičná doba (obr. 1.14)?
  2. V skecii 2.3 autor piopisuje zmenu riadenia polohy linearnej osi, kde uvádza že nový spôsob riadenia dosiahol rovnaký výsledok za kratší čas s použitiím menšej sily. Akým spôsobom umožnila zmena riadenia dosiahnutie takéhoto výsledku?
  3. Akým spôsoboom bola vyuzžitá extrapolácia polohy míčku vo finálnom algoritme? Aký je rozdiel vo vyśledku v prípade použitia rovníc 4.7 a 4.8?
Points proposed by reviewer: 93

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová