diplomová práce

Detekce vad potisku

Text práce 31.79 MB Příloha 11.05 MB

Autor práce: Ing. Václav Boček

Ak. rok: 2019/2020

Vedoucí: Ing. Peter Honec, Ph.D.

Oponent: Ing. Ondřej Boštík

Abstrakt:

Tato práce se zabývá návrhem a realizací zařízení pro vizuální kontrolu potisku loga na propiskách. Ke snímání objektu je využito řádkové kamery. Řízení celé jednotky a zpracování pořízených dat zajišťuje mikropočítač Raspberry Pi 4, ke kterému je vytvořena rozšiřující deska pro ovládání periferií. Řízení jednotlivých prvků zařízení je implementováno v jazyku C++, algoritmy detekce v jazyku Python s využitím knihoven OpenCV a TensorFlow. Zařízení disponuje grafickým uživatelským rozhraním pro ovládání celého procesu kontroly. Na konci práce jsou uvedeny výsledky testu spolehlivosti celé kontrolní jednotky.

Klíčová slova:

Detekce vad, potisk propisek, řádková kamera, Raspberry Pi, zpracování obrazu,
OpenCV, Keras, neuronové sítě, GUI

Termín obhajoby

18.06.2020

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student obhájil diplomovou práci. Komise neměla žádné významné námitky k řešené práci. V průběhu odborné rozpravy odpověděl na dotazy oponenta, byla diskutována časová náročnost měření, zdůvodnil využití platformy Raspberry Pi a monochromatické kamery. Výtka komise směřovala k popisu os v jednom z grafů, tento graf byl během obhajoby vysvětlen.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

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

Studijní obor

Kybernetika, automatizace a měření (M1-KAM)

Složení komise

prof. Ing. Luděk Žalud, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Peter Honec, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Veselý, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Jílek, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Peter Honec, Ph.D.

Cílem práce bylo navrhnout kompletní systém snímání potisku na tužkách s následnou detekcí vad v potisku. Práce vychází z potřeb firmy Centropen a má ukázat realizovatelnost takového konceptu. Téma práce patří do kategorie středně obtížných s komplexní tématikou.
Student během řešení pracoval velmi samostatně. Pro realizaci si zvolil platformu Raspberry Pi, což ve spojení s line-scan kamerou nebylo jednoduché. Byť kamery Basler jsou pro tuto platformu oficiálně podporovány, není to běžné řešení a student musel věnovat velké úsilí už jen samotné integraci kamery do platformy Raspberry Pi.
Během řešení diplomové práce si musel student osvojit nejen samotnou platformu Raspberry Pi a line-scan kameru, ale také image processing, neuronové sítě, časování a triggerování světel, řízení motoru, vytvoření mechanického úchytu pro rotaci atd. Krásným příkladem inženýrské práce je návrh a odzkoušení řídících obvodů na nepájivém kontaktním poli (obrázek 4.17) a následné vytvoření řídící desky. V pájení má student rezervy, ale výsledek byl nakonec funkční.
Zajímavě student vyřešil snímání barevného obrazu pomocí ČB řádkové kamery a synchronizovaného RGB osvětlení. Dokonce vyřešil i korekci chromatické vady na jasových přechodech potisku.
Dokument je včetně teorie psán věcně, čtivě a se všemi formálními náležitostmi.
Celou práci považuji za pěkné inženýrské dílo, kterým diplomant prokázal své inženýrské schopnosti. Práci doporučuji k obhajobě s hodnocením A (95 b). Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 95

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
Ing. Ondřej Boštík

Pan Boček měl vypracovat diplomovou práci na téma detekce vad potisku. Student na přibližně 70 stranách textu shrnuje postup práce. Nejprve v teoretické části seznamuje čtenáře s metodami tisku, pokračuje průzkumem nových metod použitelných pro detekci vad a teoretickou část zakončuje podrobným seznámením se základy neuronových sítí. V této části by bylo možné studentovi vytknout snad jen občasný odklon od technického textu k populárně náučnému stylu, čímž je však na druhou stranu zvýšena čtivost práce.

V praktické části student nejprve popisuje sestavení snímacího pracoviště. Zde jako hlavní nedostatek vidím v chybějícím porovnání vybraných HW komponent s alternativami (hlavně výběr kamery, objektivu a osvětlení). Při výběru pohonu student porovnává jednotlivé typy (hlavně krokový motor vs. DC motor), který detailně diskutuje, ale následný výběr modelu motoru již opět chybí. Nutné však říct, že vybrané komponenty jsou použitelné. V práci by bylo vhodné ukázat návrh DSP pro řízení osvětlení a motoru. Student se však rozhodl jít metodou univerzálního plošného spoje.

Praktická část pokračuje kapitolami zaměřenými na sběr dat z pracoviště a detekcí vad textu. Vše je popsáno přehledně a k metodě nemám větších výhrad. Výsledkem je hotové a funkční testovací pracoviště.

Předložená práce je psaná čtivě, neobsahuje gramatické chyby ani překlepy. Pouze úvod se místy odklání od technické zprávy k populárně náučnému podání. Práce s literaturou je na dostatečné úrovni, v teoetickém úvodu jsou dokonce citovány současné vědecké práce na dané téma.

Dle předložené práce student vytvořil funční řešení daného problému a práci proto doporučuji k obhajobě. Hodnotím výborně/90 bodů. Otázky k obhajobě:
  1. Proč jste nenavrhnul DSP obvyklým způsobem a nenechal vyrobit desku na míru?
  2. Přemýšlel jste o možnosti měnit testované vzorky automatizovaným způsobem, aby bylo možné kontrolu provádět bez obsluhy operátora?
  3. Proč jste u augmentace dat využíval i natočení snímaného vzoru? Může tato situace v datech nastat?
  4. Jané výhody má vyhodnocení F1 score a ne accuracy?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 90

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová