diplomová práce

Návrh vestavaného systému inteligentného vidění na platformě NVIDIA

Text práce 4.39 MB Příloha 14.21 MB

Autor práce: Ing. Filip Krivoklatský

Ak. rok: 2018/2019

Vedoucí: doc. Ing. Zdeněk Bradáč, Ph.D.

Oponent: doc. Ing. Jakub Arm, Ph.D.

Abstrakt:

Táto diplomová práca sa zaoberá návrhom vstavaného systému počítačového videnia na platforme Nvidia a prenosom existujúcej aplikácie na 3D detekciu objektov z platformy Windows do navrhnutého systému s operačným systémom Linux. Práca rieši návrh komunikačného rozhrania pre ovládanie systému a prenos obrazu z kamery po lokálnej sieti s využitím video kompresie. Pre zrýchlenie behu detekčného algoritmu sú výpočtovo náročné funkcie detekčného programu presunuté na GPU s využitím technológie CUDA. Na ovládanie celého systému vzdialene je navrhnutá ovládacia aplikácia s grafickým rozhraním pre platformu Windows.

Klíčová slova:

počítačové videnie, Nvidia Jetson TX2, CUDA, OpenCV, FLIR, kompresia videa, H.264, H.265, FFmpeg, GStreamer, TCP, UDP

Termín obhajoby

04.06.2019

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student obhájil diplomovou práci a úspěšně zodpověděl položené dotazy.

Jazyk práce

slovenština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Elektrotechnika, elektronika, komunikační a řídicí technika (EEKR-M1)

Studijní obor

Kybernetika, automatizace a měření (M1-KAM)

Složení komise

doc. Ing. Zdeněk Němec, CSc. (předseda)
prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Pavel Jura, CSc. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Bradáč, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Málek, CSc. (člen)
Ing. Jan Pásek, CSc. (člen)

Základem práce studenta byl návrh a realizace systému počítačového vidění na základě platformy firmy Nvidia. Student měl za úkol vyřešit propojení platformy Nvidia s PC a vytvořil plně funkční toolchain pro provozování počítačového vidění na této platformě v prostředí Linux. Student měl navrhnout i model komunikace mezi modulem Nvidia a nadřízeným PC přes rozhraní Ethernet. Jako zdroj dat měl student využít dodanou kameru. Toto zadání bylo vytvořeno pro firemní účely pro detekci objektů v prostory.
Student v rámci diplomové práce zprovoznil a oživil vývojový systém na Nvidia Jetson TX2 určený pro masivní paralelní zpracování dat na platformě Nvidia. Tento systém propojil s nadřízeným PC, dále sestavil a zprovoznil kompletní toolchain pro využívání této platformy. Student dále navrhnul a modifikoval detekční algoritmus počítačového vidění tak, aby využíval paralelní zpracování dat poskytované platformou Nvidia. Výsledkem diplomové práce je programové vybavení, které umožňuje detekovat a vyhodnotit polohu hledaného objektu ve scéně bez použití nadřízeného PC a to přímo v Nvidia Jatson TX2.
Student v rámci diplomové práce postupoval podle zadání práce, využíval konzultací jak vedoucího práce, tak zadavatelské firmy. Student si vhodně rozvrhnul pracovní činnosti a postupoval bez větších potíží. Všechny body zadání diplomové práce student splnil. Vlastní práce studenta je obsáhlá a na dobré úrovni. Student prokázal své inženýrské schopnosti a jeho diplomovou práci doporučuji k obhajobě. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 91

Známka navržená vedoucím: A

Úkolem pana Bc. Křivoklátského bylo navrhnout a realizovat vestavný systém inteligentního vidění na platformě NVIDIA. Autor se na začátku práce zaměřil na realizaci systému řešící úlohu detekce 3D objektů v prostoru s apriorní znalostí geometrického modelu daného objektu.

Realizace práce je z řemeslného hlediska na výborné úrovni. Text práce autor rozdělil do kapitol, které jsou logicky členěny a pokrývají všechny body zadání. Z práce je znát autorův zájem o dané téma, které je navíc aktuální, protože existuje tlak na vývoj levných a spolehlivých systémů v dané oblasti.

Mezi drobné výtky k textové práci řadím často opakující se formulace a vyšší výskyt nepodložených obecných tvrzení v literární rešerši. Dále např. vnoření podkapitoly se stejným názvem (viz kap. 4.4.2 a 4.4).

Očekávanými prostředky a nástroji, které autor v práci mohl z titulu zaměření studia také použít, jsou: výpočet nejistot (např. v kap. 5.3.3 při měření latence přenosu videa), vhodná optimální metoda pro vyhledávání nejlepší shody orientace objektu ve stavovém prostoru možných variant, či zautomatizování testů za účelem získání vyššího počtu naměřených dat.

Z práce plynou díky měření zajímavé výsledky. Pro srovnání by dle mého názoru bylo vhodnější vybrat zástupce z řady průmyslových zařízení. Z uvedeného srovnání navíc plyne fakt, že celkový čas dané operace je v celém měřeném rozsahu na vestavném systému s použitím CUDA technologie vyšší než na CPU platformě bez použití CUDA technologie. Vyvstává tedy otázka zda autor dosáhl zrychlení vykonání algoritmu, jak zamýšlel na začátku práce.

Práce splňuje všechny body zadání, doporučuji ji k obhajobě a navrhuji B (87b). Otázky k obhajobě:
  1. Jaký systém byste nakonec zvolil pro nasazení do reálného průmyslového provozu v dané aplikaci?
  2. Co vyvozujete z dosažených výsledků?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 87

Známka navržená oponentem: B

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová