Master's Thesis

Automation of acoustic measurements in 3D space

Final Thesis 5.98 MB Appendix 10.26 MB

Author of thesis: Bc. Boris Pasch

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Zdeněk Havránek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Miloslav Richter, Ph.D.

Abstract:

This thesis deals with the issue of precise 3D sensor localization for the purposes of spatial acoustic measurements and noise source identification. Following a theoretical research of methods and definition of requirements for positioning accuracy, a market survey and a detailed metrological analysis of the PST Iris HD optical tracker are presented. The main contribution of the thesis is the successful design and implementation of the software integration of this tracker into the NI LabVIEW development environment using a Python Node. Finally, the functionality, stability, and accuracy of the entire proposed solution were experimentally verified on a reference linear stage.

Keywords:

Spatial acoustics, noise source identification, optical tracking, metrological verification, NI LabVIEW, software integration, PST Iris HD.

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student obhájil diplomovou práci. Komise neměla žádné námitky k řešené práci. V průběhu odborné rozpravy student odpověděl na dotazy: Co reprezentuje šum v tabulce 6.2? Jak funguje optický tracker?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Cybernetics, Control and Measurements (MPC-KAM)

Composition of Committee

prof. Ing. Rudolf Jalovecký, CSc. (předseda)
doc. Ing. Václav Kaczmarczyk, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jakub Dokoupil, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Havránek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Miroslav Jirgl, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Petyovský, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Zdeněk Havránek, Ph.D.

Diplomová práce se zabývá automatizací akustických měření ve 3D prostoru s využitím přesné lokalizace akustických senzorů pomocí optického trackeru PST Iris HD. Cílem práce bylo zpracovat přehled relevantních metod akustických měření, posoudit dostupné technologie pro 3D lokalizaci, ověřit metrologické parametry zvoleného trackeru a integrovat jeho polohová data do prostředí NI LabVIEW. Student v práci zpracoval literární průzkum metod prostorové akustiky, provedl průzkum trhu s lokalizačními systémy, podrobně se seznámil se systémem PST Iris HD a v praktické části ověřil jeho šum, stabilitu, přesnost a opakovatelnost. Na základě dostupného SDK následně realizoval softwarovou integraci do LabVIEW s využitím Python node a funkčnost navrženého řešení ověřil experimentálně na referenčním lineárním posuvu. Výsledkem práce je funkční softwarový řetězec využitelný jako základ pro další rozvoj automatizovaných prostorových akustických měření. Mohu konstatovat, že cíle diplomové práce byly splněny.
Rozsah práce odpovídá požadavkům na diplomovou práci a její členění je v logickém sledu. Kladně hodnotím zejména praktický realizační výstup, schopnost studenta samostatně nastudovat kombinovanou problematiku prostorové akustiky, optického sledování polohy, metrologického ověření a softwarové integrace měřicího systému. Po formální a jazykové stránce je práce na přijatelné úrovni, nicméně obsahuje dílčí rezervy. Některé části textu by si zasloužily pečlivější stylistickou úpravu a zejména hlubší kritické zhodnocení získaných výsledků. U metrologického vyhodnocení by bylo vhodné přehledněji oddělit vlastní naměřené závěry od obecného popisu metodiky a výrazněji uvést praktická omezení použitého řešení. Práce s literaturou je v přiměřeném rozsahu. Dle dostupných informací práce nevykazuje známky plagiátu.
Student pracoval převážně samostatně a v průběhu semestru pravidelné konzultace příliš nevyužíval. Ve větší míře začal konzultovat až v závěrečné fázi řešení, zejména při přípravě a realizaci experimentálních prací v laboratoři. Tento přístup svědčí o jeho samostatnosti, zároveň však omezil možnost průběžně korigovat některé části textu, metodiku vyhodnocení a prezentaci výsledků. Přesto student zadaný úkol dokončil, vytvořil funkční realizační výstup a prokázal potřebné odborné znalosti i schopnost prakticky řešit technický problém na rozhraní měřicí techniky, akustiky a softwarové integrace.
S ohledem na splnění zadání, praktický přínos práce a funkční realizační výstup, ale také s přihlédnutím k menší aktivitě při průběžných konzultacích a k dílčím rezervám ve formálním a analytickém zpracování, navrhuji hodnocení předložené práce stupněm velmi dobře B/84. Points proposed by supervisor: 84

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Miloslav Richter, Ph.D.



Prezentační úroveň zprávy je dobrá a její rozsah je 60 stránek. Formální i jazyková úroveň práce jsou velice dobré. V menší míře se vyskytly drobné překlepy či nepřehledné věty (6.1.4). V textu chybí odkazy na některé obrázky nebo tabulky (např. obr 2.1, tab 2.1). U tabulky 2.1 je termín „kritická tolerance“, která není v práci osvětlena. Text kapitol 3.4.X je prokládán čísly, patrně špatně formátovanými odkazy na literaturu. Vzorce 6.5, 6.6 jsou chybně, V této části mohl být experiment popsán lépe s návazností na použité indexy (i,j,l,M,N) a termíny (překrývající se termíny pokus, měření, série, vzorek, bod, pozice). Odkaz 23 nelze otevřít. Na tento zdroj je odkazován termín „artikulované rameno“, kdy by bylo vhodnější použít termín kloubové rameno. Naopak termín „mostová aplikace“ bylo vhodnější nepřekládat. Lepší překlad by si zasloužil i termín „chybový drát“.

V práci mi dosti vadí velice skromné používání grafů, vývojových diagramů a obrázků. V místech, kde by jejich použití značně zjednodušilo a zpřehlednilo text jsou složité popisné vysvětlivky. U testů (obr 6.7, …) měla být uvedena úplná pozice měřeného objektu vůči soustavě kamer, nejen vzdálenost, jelikož chyba je závislá na všech rozměrech.

V práci, zvláště v úvodních rešeršních kapitolách, pracuje student s literaturou, kterou odkazuje. Nalezené zdroje jsou pro práci relevantní a informace v nich obsažené dávají přehled o dané problematice.

Ve značné části textu student popisuje vlastní práci, kdy naplánoval a realizoval experimenty, které následně vyhodnotil. Zvolená koncepce i použité principy lze považovat za vhodné pro danou úlohu.

Student realizoval i SW řešení, které nebylo obtížné z hlediska množství kódu ale propojením různých modulů mezi sebou. Kód je na přiloženém CD.

Práce svědčí o magisterských schopnostech studenta. Topics for thesis defence:
  1. Jak byl realizován sledovaný objekt (str.33, 34)? Byl dodán nebo musel být vytvořen? Pokud byl vytvořen, jaké vlastnosti musí splňovat? Jak velké (v mm a pxl) jsou použité markery? Proč je volena tato velikost a jaký vliv má na měření?
  2. Jsou hodnoty tabulky 6.2 v souladu s dříve odvozenými velikostmi a trendy chyb? Jak lze výsledky této tabulky interpretovat?
Points proposed by reviewer: 81

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová