V rámci diplomové práce byl navržen a sestrojen mechatronický systém, který třídí LEGO dílky na základě zpracované obrazové informace. Snímky kostek jsou pořizovány kamerou připojenou k PC. Činnost třídícího mechanismu a správnou klasifikaci jednotlivých dílků zajišťuje vytvořený ovládací program. Určování barvy a tvaru LEGO kostky se provádí na základě zpracování získaného obrazu a natrénovaného klasifikačního modelu neuronové sítě. Mechatroniský systém byl vytvořen ze stavebnice LEGO MINDSTORMS NXT.
V technické dokumentaci jsou představeny některé využívané segmentační procesy a metody strojového učení. Metoda podpůrných vektorů (SVM) a konvoluční neuronové sítě (CNN) byly v závěru práce podrobeny experimentům, aby se následně nejoptimálnější klasifikátor LEGO dílků implementoval do ovládacího programu. Byl zkoumán i vliv různé datové sady obrázků, které byly za tímto účelem vytvořeny a sloužily jako vstup pro učící se algoritmy.
Anotace v angličtině
This thesis includes design and build a mechatronic system that sorts LEGO pieces using image processing. Images are taken by a camera connected to a PC. The operation of the sorting mechanism and the correct classification of the individual pieces is ensured by the created control program. Determination of the color and shape of the LEGO cube is based on the processing of the acquired image and the trained model of the neural network.
The technical documentation presents some used segmentation processes and machine learning methods. SVM and CNN were experimented at the end of the work and the most optimal LEGO classifier was implemented into the control program. The influence of different sets of images on the learning algorithms was studied.
Klíčová slova
LEGO MINDSTORMS NXT, zpracování obrazu, strojové učení, SVM, CNN, segmentace obrazu
V rámci diplomové práce byl navržen a sestrojen mechatronický systém, který třídí LEGO dílky na základě zpracované obrazové informace. Snímky kostek jsou pořizovány kamerou připojenou k PC. Činnost třídícího mechanismu a správnou klasifikaci jednotlivých dílků zajišťuje vytvořený ovládací program. Určování barvy a tvaru LEGO kostky se provádí na základě zpracování získaného obrazu a natrénovaného klasifikačního modelu neuronové sítě. Mechatroniský systém byl vytvořen ze stavebnice LEGO MINDSTORMS NXT.
V technické dokumentaci jsou představeny některé využívané segmentační procesy a metody strojového učení. Metoda podpůrných vektorů (SVM) a konvoluční neuronové sítě (CNN) byly v závěru práce podrobeny experimentům, aby se následně nejoptimálnější klasifikátor LEGO dílků implementoval do ovládacího programu. Byl zkoumán i vliv různé datové sady obrázků, které byly za tímto účelem vytvořeny a sloužily jako vstup pro učící se algoritmy.
Anotace v angličtině
This thesis includes design and build a mechatronic system that sorts LEGO pieces using image processing. Images are taken by a camera connected to a PC. The operation of the sorting mechanism and the correct classification of the individual pieces is ensured by the created control program. Determination of the color and shape of the LEGO cube is based on the processing of the acquired image and the trained model of the neural network.
The technical documentation presents some used segmentation processes and machine learning methods. SVM and CNN were experimented at the end of the work and the most optimal LEGO classifier was implemented into the control program. The influence of different sets of images on the learning algorithms was studied.
Klíčová slova
LEGO MINDSTORMS NXT, zpracování obrazu, strojové učení, SVM, CNN, segmentace obrazu
Seznamte se s problematikou zpracování a rozpoznávání obrazu a s mechatronickou stavebnicí LEGO NXT.
Navrhněte a vytvořte komplexní mechatronický systém ze stavebnice LEGO NXT, který bude umožňovat třídění různých LEGO dílků na základě vyhodnocení obrazové informace.
Pro mechatronický systém naprogramujte ovládací program pro třídění dílků, který bude využívat algoritmy pro zpracování a rozpoznávání obrazu, kde budou využity především algoritmy pro rozpoznávání tvaru, velikosti a barvy.
Výsledný systém otestujte a upravte tak, aby byla minimalizována chyba špatného rozpoznání a zatřídění LEGO dílku
Zásady pro vypracování
Seznamte se s problematikou zpracování a rozpoznávání obrazu a s mechatronickou stavebnicí LEGO NXT.
Navrhněte a vytvořte komplexní mechatronický systém ze stavebnice LEGO NXT, který bude umožňovat třídění různých LEGO dílků na základě vyhodnocení obrazové informace.
Pro mechatronický systém naprogramujte ovládací program pro třídění dílků, který bude využívat algoritmy pro zpracování a rozpoznávání obrazu, kde budou využity především algoritmy pro rozpoznávání tvaru, velikosti a barvy.
Výsledný systém otestujte a upravte tak, aby byla minimalizována chyba špatného rozpoznání a zatřídění LEGO dílku
Seznam doporučené literatury
\renewcommand{\labelenumi}{[\arabic{enumi}]}
Boogaarts, M., et al: The LEGO MINDSTORMS NXT Idea Book: Design, Invent, and Build, In No Starch Press; 1 edition, ISBN 978-1593271503, 2007
Davies, E., R.: Machine Vision - Theory, Algorithms, Practicalities. Morgan Kaufmann Press. UK, ISBN 0-12-206093-8, 2005
Šonka, M., Hlaváč V., Boyle. R.: Image processing, analysis, and machine vision. 3rd ed. Toronto: Thomson, 829 s. ISBN 978-0-495-08252-1, 2008
Seznam doporučené literatury
\renewcommand{\labelenumi}{[\arabic{enumi}]}
Boogaarts, M., et al: The LEGO MINDSTORMS NXT Idea Book: Design, Invent, and Build, In No Starch Press; 1 edition, ISBN 978-1593271503, 2007
Davies, E., R.: Machine Vision - Theory, Algorithms, Practicalities. Morgan Kaufmann Press. UK, ISBN 0-12-206093-8, 2005
Šonka, M., Hlaváč V., Boyle. R.: Image processing, analysis, and machine vision. 3rd ed. Toronto: Thomson, 829 s. ISBN 978-0-495-08252-1, 2008
Přílohy volně vložené
1 DVD
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.