diplomová práce

Automatická kontrola pneumatik pomocí skenů jejich povrchu

Text práce 19.53 MB

Autor práce: Ing. Pavol Toth Vaňo

Ak. rok: 2023/2024

Vedoucí: doc. Ing. Michal Španěl, Ph.D.

Oponent: Ing. Zdeněk Materna, Ph.D.

Abstrakt:

Táto práca sa zaoberá automatickou detekciou defektov na behúni pneumatík pomocou ich hĺbkových snímok. V práci navrhnutý prístup nevyžaduje pre kontrolovanú pneumatiku jej bezchybnú referenciu. Prvým krokom je detekcia anomálií, ktorá prebieha pomocou tu predstavenej modifikácie metódy PatchCore využívajúcej opakovanie vzorov na kontrolovanej pneumatike. Následne sú s použitím hlbokých neurónových sietí Faster R-CNN a hlbokej Houghovej transformácie nájdené a odfiltrované anomálie tvorené špeciálnymi prvkami na pneumatike. Použitím navrhnutého prístupu dosiahla na pripravenej dátovej sade metrika average precision hodnotu 0,584. Najväčšou slabinou navrhnutej metódy je jej obmedzená schopnosť detekcie defektov s veľmi malou hĺbkou.

Klíčová slova:

detekcia anomálií, detekcia defektov, hĺbková snímka pneumatiky, vyrovnanie pneumatiky, interpolácia nenameraných hodnôt, PatchCore, Faster R-CNN, hlboká Houghova transformácia, template matching, Local Outlier Factor

Termín obhajoby

20.06.2024

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A.

Otázky k obhajobě

  1. Co chybí Vašemu řešení k možnému nasazení v praxi?
  2. Můžete okomentovat, co jste modifikoval? Jak velký rozsah byl rozsah modifikací?

Jazyk práce

slovenština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Informační technologie a umělá inteligence (MITAI)

Specializace

Matematické metody (NMAT)

Složení komise

prof. Ing. Tomáš Vojnar, Ph.D. (předseda)
Ing. Martin Hrubý, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Smrčka, Ph.D. (člen)
Dr. Ing. Petr Peringer (člen)
Ing. Radek Hranický, Ph.D. (člen)
Ing. Ondřej Lengál, Ph.D. (člen)

Pan Toth prozkoumal větší množství přístupů a navrhnul komplexní řešení pro obtížnou úlohu. V kontextu diplomové práce jeho výsledky považuji za výborné a stejně tak jsem maximálně spokojen i s jeho aktivním přístupem a snahou řešení dotáhnout co nejblíže reálnému nasazení.

Kritérium hodnocení Slovní hodnocení
Informace k zadání

Zadání vzniklo po dohodě se studentem a firmou Micro-Epsilon Inspection, s.r.o. a velmi volně navazuje na bakalářskou práci pana Totha, ve které se věnoval identifikaci znaků na hloubkovém snímku bočnice pneumatiky. Úlohu identifikace defektů na běhounu pneumatiky bez datové sady všech typů pneumatik a defektů považují za velmi obtížnou.

Požadované body zadání byly splněny. Výsledné řešení sice není dostatečné pro produkční prostředí, ale věřím, že prototyp je pro firmu velkým přínosem a přiblížením v reálném nasazení hlubokého učení pro automatickou kontrolu pneumatik.

Aktivita při dokončování

Technická zpráva byla dokončena včas a přiměřeně konzultována.

Publikační činnost, ocenění

Není známa.

Práce s literaturou

Student vyhledával a aktivně zkoušel potenciální metody pro řešení problému. Prozkoumal větší množství přístupů a své řešení nakonec postavil na metodě PatchCore (2022), kterou však modifikoval pro danou úlohu a doplnil o další části jako detekce problematických předělů a tzv. odvzdušňovacích ventilů.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Student pracoval intenzivně po oba semestry a během této doby odvedl nadstandardní množství kvalitní práce.

Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 95

Známka navržená vedoucím: A

Domnívám se, že pan Toth do řešení tohoto specifického zadání investoval mnoho energie. Výstupem je kvalitní řešení založené na důkladném studiu problematiky a pečlivém odborném přístupu.

Kritérium hodnocení Slovní hodnocení Body
Rozsah splnění požadavků zadání

Stupeň hodnocení: zadání splněno

Rozsah technické zprávy

Stupeň hodnocení: je v obvyklém rozmezí

Prezentační úroveň technické zprávy

Práce je vhodně členěná, rozsahy kapitol jsou přiměřené, jde o hutný odborný text.

95
Formální úprava technické zprávy

Po typografické stránce je práce v podstatě bez chyb, jazykovou stránku nedokáži posoudit.

95
Práce s literaturou

Práce správně cituje vhodné zdroje a v dostatečném množství, pouze [15] bych preferoval uvést jen jako poznámku pod čarou.

95
Realizační výstup

Výstupem je datová sada, skripty pro její zpracování, trénování detektorů a samotnou detekci, ale také vizualizační aplikace. Zdrojové kódy působí profesionálním dojmem, jsou dostatečně komentované. Ověřeny byly jak dílčí navržené algoritmy, tak i celkové řešení. Z textu pouze není zcela patrné, zda-li bylo dosaženo parametrů potřebných pro praktické nasazení.

95
Využitelnost výsledků

Jde o práci experimentální, výzkumnou, kdy student přizpůsobil či navrhl řadu algoritmů a ověřil jejich přínosnost pro řešení daného problému. Celkové řešení sestává z mnoha navazujících kroků a je velmi komplexní. Řešení má zřejmě potenciál pro využití v průmyslu.

Náročnost zadání

Stupeň hodnocení: značně obtížné zadání

Zadání hodnotím jako velmi obtížné - jde o otevřený problém z průmyslové praxe, pro který není k dispozici dostatek odborných publikací zabývajících se specificky tímto tématem. 

Výsledný počet bodů navržený oponentem: 95

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová