tematy projektu dyplomowego inżynierskiego 2021

1

Tematy projektu dyplomowego inżynierskiego 2021 Temat projektu/pracy dyplomowej inżynierskiej (jęz. pol.)

Usuwanie szumu szerokopasmowego z archiwalnych nagrań fonicznych.

Temat projektu/pracy dyplomowej inżynierskiej (jęz. ang.)

Elimination of wideband noise from archive audio signals.

Opiekun pracy Dr inż. Marcin Ciołek

Konsultant pracy

Cel pracy Celem pracy jest implementacja algorytmu usuwania szumu szerokopasmowego z archiwalnych nagrań fonicznych, w środowisku symulacyjnym MATLAB.

Zadania do wykonania 1. Implementacja algorytmu. 2. Przeprowadzenie testów symulacyjnych oceniających

skuteczność działania algorytmu. 3. Przeprowadzenie testów odsłuchowych.

4. Przygotowanie dokumentacji technicznej.

Źródła J. Nuzman, “Audio restoration: An investigation of digital methods for click removal and hiss reduction”, University of Maryland, Institute for Advanced Computer Studies, 2004 [Online]. Available: www.github.com/jnuzman/audio-restoration-2004, last seen in August 2016

Liczba wykonawców 2

Uwagi

Temat projektu/pracy dyplomowej inżynierskiej (jęz. pol.)

Projekt i budowa robota sprzątającego – odkurzacz

samojezdny z funkcją rozpoznawania komend głosowych


The design and construction of a cleaning robot with voice commands recognition


Konsultant pracy

Cel pracy Projekt i budowa robota sprzątającego – odkurzacz

samojezdny z funkcją rozpoznawania komend głosowych

Zadania do wykonania 1. Budowa robota.

2. Wykonanie projektu elektroniki.

3. Implementacja algorytmu sterującego robotem.

4. Implementacja zdalnego sterowania.

5. Implementacja algorytmu rozpoznawania komend głosowych

6. Przeprowadzenie testów działania systemu.

7. Przygotowanie dokumentacji technicznej.

Źródła Krzysztof Tchoń, Alicja Mazur, Robert Hossa, Ignacy Dulęba, Robert Muszyński, „MANIPULATORY I ROBOTY MOBILNE. Modele, planowanie ruchu, sterowanie”, Akademicka Oficyna Wydawnicza PLJ Warszawa 2000


Uwagi

2


Usuwanie zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych opartego na dwukierunkowej analizie sygnału.


Elimination of impulsive disturbances from archive audio signals using bidirectional audio signal processing


Konsultant pracy

Cel pracy Celem pracy jest implementacja algorytmu usuwania zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych, w środowisku symulacyjnym MATLAB.

Zadania do wykonania 1. Implementacja algorytmu usuwania zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych opartego na dwukierunkowej analizie sygnału.

2. Przeprowadzenie testów symulacyjnych oceniających skuteczność działania algorytmu.

3. Przeprowadzenie testów odsłuchowych. 4. Przygotowanie dokumentacji technicznej.

Źródła M. Ciołek, Usuwanie zakłóceń impulsowych z archiwalnych nagrań fonicznych, Rozprawa doktorska, Politechnika Gdańska 2017


Uwagi Wymagana podstawowa znajomość środowiska MATLAB

3


Zastosowanie DSK procesora sygnałowego TMS320C5515 do budowy polifonicznego instrumentu klawiszowego


Application of DSK of TMS320C5515 DSP for designing prototype of polyphonic keyboard instrument

Opiekun pracy Dr inż. Krzysztof Cisowski

Konsultant pracy

Cel pracy Zaprojektowanie i budowa prototypu polifonicznego instrumentu klawiszowego w oparciu o zestaw uruchomieniowy TMS320C5515 eZdsp USB Stick (TMDX5515EZDSP) oraz klawiaturę z interfejsem USB MIDI. W projekcie zostaną wykorzystane duże możliwości generowania wielotonów harmonicznych oraz sygnałów szumowych przez procesor TMS320C5515. Ważnym etapem pracy będzie podłączenie do płytki DSK za pomocą portu UART klawiatury z interfejsem USB MIDI. Konieczne będzie opracowanie odpowiedniego oprogramowania komunikacyjnego. W projektowanym układzie powinna istnieć możliwości swobodnego kształtowania brzmień generowanych dźwięków między innymi poprzez regulację obwiedni widma sygnałów, stąd konieczne będzie opracowanie interfejsu użytkownika dla współpracującego z układem komputera PC.

Zadania do wykonania 1. Podłączenie do płytki DSK klawiatury z interfejsem USB MIDI - opracowanie oprogramowania komunikacyjnego.

2. Opracowanie i implementacja na procesorze sygnałowym algorytmów generowania wielotonów harmonicznych i dźwięków szumowych.

3. Opracowanie metod sterowania barwą generowanych dźwięków - transjenty, kształt obwiedni widma.

4. Realizacja interfejsu użytkownika.

Źródła 1. Dokumentacja zestawu DSK: TMS320C5515 eZdsp USB Stick (TMDX5515EZDSP). 2. https://learn.sparkfun.com/tutorials/midi-tutorial/ 3. http://synthmuseum.com 4. http://www.synthzone.com/ 5. https://www.researchgate.net/publication/41649647_Historia_ elektronicznyc_instrumentow_muzycznych_przeglad_wybranych_metod_syntezy_dzwieku 6. https://www.researchgate.net/publication/263584068_MIDI_pl


Uwagi Narzędzia programistyczne: MATLAB, TI Code Composer Studio 6.0, MS Visual Studio.

4


Implementacja algorytmu FxLMS na procesorze sygnałowym z wykorzystaniem arytmetyki stałoprzecinkowej.


DSP processor implementation of FxLMS algorithm with application of fixed point arithmetic.


Konsultant pracy

Cel pracy Celem pracy jest projekt oraz realizacja w oparciu o DSK procesora sygnałowego Texas Instruments TMS320C5515 laboratoryjnego systemu służącego do tłumienia w wylocie duktu akustycznego, szumu szerokopasmowego wytwarzanego przez wentylator systemu klimatyzacyjnego. Proponowany algorytm FxLMS wymaga oprócz pomiaru tzw. sygnału błędu (na końcu duktu), pomiaru sygnału w bezpośrednim sąsiedztwie źródła zakłóceń – sygnału referencyjnego. W proponowanym rozwiązaniu pomiar ten odbywać się będzie za pomocą akcelerometru (zamiast mikrofonu) co pozwoli zredukować efekt niekorzystnego sprzężenia zwrotnego z wyjścia systemu do miejsca pomiaru sygnału referencyjnego. W pracy zostanie wykorzystany istniejący w Katedrze Systemów Automatyki model systemu wentylacyjnego.

Zadania do wykonania 1. Opracowanie i implementacja na DSK TMS320C5515 oprogramowania FxLMS.

2. Przeprowadzenie badań własności opracowanego systemu z wykorzystaniem TI Code Composer Studio 6.0.

3. Realizacja na komputerze PC interfejsu użytkownika służącego do sterowania parametrami algorytmu w czasie rzeczywistym oraz wizualizacji danych i uzyskanych rezultatów.

Źródła 1. Design of active noise control systems with the TMS320 family, Application Report, Texas Instruments SPRA042. 2. NIEDŹWIECKI MACIEJ, MELLER MICHAŁ: A new approach to active noise and vibration control – Part I: the known frequency case, IEEE Transaction on Signal Processing, Vol. 57, No. 9, str. 3373-3386. 3. Szymon Scharmach, Praca dyplomowa magisterska KSA WETI PG, „Systemy aktywnego tłumienia zakłóceń w dukcie akustycznym”, 2011. 4. Rafael Cierpka, Projekt dyplomowy inżynierski KSA WETI PG, „Active noise control in a standard HVAC duct”, 2012. 5. M. Gruba: Projekt dyplomowy inżynierski KSA WETI PG, Tłumienie zakłóceń szerokopasmowych z wykorzystaniem algorytmu FxLMS zaimplementowanego na stałoprzecinkowym procesorze sygnałowym TMS320C5515, 2018. 6. S.M. Kuo, B.H. Lee, W. Tian: Real-time digital signal processing : implementations and applications, Third Edition, Wiley 2013. 7. Dokumentacja zestawu DSK: TMS320C5515 eZdsp USB Stick (TMDX5515EZDSP).


Uwagi Narzędzia programistyczne: TI Code Composer Studio, MATLAB, MS Visual Studio.

5


Bezprzewodowy moduł przesyłania dźwięku


Wireless sound transmitting module


Konsultant pracy

Cel pracy Projekt i realizacja z wykorzystaniem dwóch dowolnych mikrokontrolerów systemu służącego do bezprzewodowej transmisji sygnałów audio pomiędzy klasycznym fonicznym zestawem odsłuchowym (wzmacniacz m.cz. i głośniki) a komputerem PC.

Zadania do wykonania a) Wybór technologii transmisji sygnałów. b) Wykonanie modułów, nadawczego i odbiorczego. c) Napisanie oprogramowania sterującego. d) Testy.

Źródła − M. Galewski STM32 Aplikacje i ćwiczenia w języku C z biblioteką HAL BTC 2019

− A. Pawełczuk Sztuka programowania mikrokontrolerów AVR - Podstawy BTC 2006


Uwagi Temat zarezerwowany


Model prostego paczkomatu.


Model of a simple parcel locker.

Opiekun pracy Dr inż. Piotr Fiertek

Konsultant pracy

Cel pracy Celem pracy jest wykonanie prostego modelu paczkomatu. Do sterowania paczkomatem należy zbudować terminal odczytujący kody QR i sterujący otwieraniem skrytek. Drugą częścią pracy jest wykonanie oprogramowania zarządzającego systemem paczkomatowym. System ten powinien przydzielać paczki do skrytki, generować kody QR dla odbiorców i wysyłać je do nich.

Zadania do wykonania 1. Określenie wymagań projektowych 2. Wykonanie makiety paczkomatu 3. Wykonania i oprogramowanie terminala paczkomatu 4. Wykonanie oprogramowania systemu paczkomatowego: - generowanie i rozsyłanie kodów QR - podpis elektroniczny danych zapisanych w kodzie QR

Źródła 1. Paul Horowitz, Sztuka elektroniki Tom 1-2, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności WKŁ, 2019

2. Francuz Tomasz, Język C dla mikrokontrolerów AVR: od podstaw do zaawansowanych aplikacji, Wydawnictwo Helion, 2011.

3. Bruce Eckel, Thinking In C++, Januar 2000


Uwagi Temat zarezerwowany: Al. G.

6


Robot grający w kreski (szewc)


Robot playing kreski (szewc)


Konsultant pracy

Cel pracy Opracować program na PC oraz program sterujący robotem przemysłowym Kawasaki, realizujący grę robota z człowiekiem. Do obserwacji pola gry oraz zapewnienia bezpieczeństwa gry należy wykorzystać urządzenie Kinekt 1.0. Kamera RGB służy do obserwacji pola gry, natomiast kamera głębi służy do kontroli wkroczenia gracza w przestrzeń zabronioną (obszar wokół robota, w momencie kiedy robot wykonuje ruch). Dzięki danym pochodzącym z kamery głębi ma być zapewnione zatrzymanie robota w momencie wkroczenia dowolnego obiektu w kontrolowany obszar. Powstałe oprogramowanie powinno umożliwić grę w kreski (szewc). Opis gry: Gra strategiczna polegająca na zamykaniu pól. Gracze na przemian stawiają kreski na krawędziach kratek. Ten, który jako ostatni wykona ruch zamykający pewien obszar, przejmuje go i cieniuje (lub w inny sposób oznacza) jako swoje terytorium. Gra toczy się do zacieniowania ostatniej wolnej kratki lub do momentu gdy jeden z graczy się podda, albo obaj się zgodzą skończyć grę i podliczyć punkty. Punkty uzyskuje się za każdą zamkniętą (zacieniowaną) kratkę. Przykładowy przebieg rozgrywki:

Zadania do wykonania 1. Akwizycja obrazu z kamery.

2. Przetwarzanie obrazu w celu wyznaczenia stanu gry. 3. Implementacja silnika gry w kreski. 3. Implementacja komunikacji z robotem przemysłowym. 4. Napisanie programu sterującego robotem.

Źródła 1. Dokumentacja do robotów Kawasaki

2. Thinking in C++, Bruce Eckel, January 13, 2000

3. Digital Image Processing, William K. Pratt, 2007


Uwagi Proponowane narzędzia programistyczne: Visual Studio, środowiska do programowania robotów przemysłowych

7


Robot budujący mapy 2,5D za pomocą triangulacyjnego czujnika odległości


2.5D map building by robot using a triangulation distance sensor


Konsultant pracy

Cel pracy Celem pracy jest napisanie oprogramowania realizującego skanowanie powierzchni przed robotem i utworzenie mapy 2,5 D zeskanowanego obszaru. Otrzymaną chmurę punktów należy zamienić na trójwymiarowy model składający się z siatki trójkątów. Do dyspozycji jest robot Mitsubishi znajdujący się w laboratorium współpracy robotów, wyposażony w triangulacyjny czujnik odległości.

Zadania do wykonania 1. Opracowanie kalibracji czujnika odległości 2. Napisanie oprogramowania uruchamianego na komputerze PC 3. Napisanie programu sterującego robotem 4. Zamiana otrzymanej chmury punktów na mapę 2,5 D składającą się z trójkątów.

Źródła 1. Dokumentacja do robotów Mitsubishi

2. Thinking in C++, Bruce Eckel, January 13, 2000


Uwagi Proponowane narzędzia programistyczne: Visual Studio, środowisko do programowania robotów przemysłowych


Przetwarzanie obrazów na GPU


Parallel image processing on the GPU unit


Konsultant pracy

Cel pracy Celem proponowanego tematu jest zapoznanie się z możliwością wykorzystania mocy obliczeniowych nowoczesnych kart graficznych do przetwarzania obrazów oraz implementacja algorytmów wykorzystujących przetwarzanie równoległe na procesorach kart graficznych GPU.

Zadania do wykonania 1. Opanowanie obsługi interfejsu CUDA lub OpenCL. 2. Zaimplementowanie podstawowych algorytmów przetwarzania

obrazu: filtry konwolucyjne, filtr medianowy, lokalne progowanie obrazu.

3. Implementacja bardziej złożonych algorytmów: segmentacja obrazu, eliminacja dystorsji obrazu.

4. Zamknięcie powstałych algorytmów w zbiór funkcji dostępnych w dowolnym programie w postaci biblioteki DLL.

5. Napisanie aplikacji demonstracyjnej, wykorzystującej opracowane algorytmy przetwarzania obrazu.

Źródła 1. Thinking in C++, Bruce Eckel, January 13, 2000 2. Digital Image Processing, William K. Pratt, 2007 3. CUDA w przykładach. Wprowadzenie do ogólnego

programowania procesorów GPU, Janson Sanders, Edward Kandrot, 2012

4. Przetwarzanie obrazów w czasie rzeczywistym za pomocą GPU, Praca magisterska, Kamil Rocki, 2008


Uwagi Znajomość podstaw przetwarzania obrazów, dobra znajomość programowania w C++

8


Skaner 3D – budowanie modeli 3D z zarejestrowanej chmury punktów


Scanner 3D – create 3D models from the registered points Cloud


Cel pracy Opracowanie i implementacja algorytmów zamieniających chmurę punktów, reprezentującą zeskanowany obiekt, na trójwymiarowy model obiektu przedstawiony w postaci zbioru trójkątów.

Zadania do wykonania 1. Wczytanie i wizualizacja obiektu przedstawionego w postaci chmury punktów.

2. Opracowanie algorytmów zamieniających chmurę punktów na zbiór trójkątów.

3. Implementacja opracowanych algorytmów w języku C++.

4. Trójwymiarowa wizualizacja otrzymanych wyników

Źródła 1. Bruce Eckel, „Thinking in C++”, Bruce Eckel, January 13, 2000


Uwagi Wymagana dobra znajomość programowania w C++, bardzo dobra znajomość matematyki


Samonastrajalny regulator PID wykorzystujący identyfikację opartą na metodzie najmniejszych kwadratów


Auto tuning PID controller using least squares identification method

Opiekun pracy Dr inż. Piotr Kaczmarek

Konsultant pracy

Cel pracy Opracowanie i wykonanie urządzenia (sterownika), który na podstawie wykonanych pomiarów dokona identyfikacji parametrów obiektu które mają posłużyć do zaprojektowania regulatora PID. Urządzenie można wykonać w oparciu o dostępne platformy sprzętowe (np. Arduino). Działanie urządzenia należy zaprezentować na wybranym obiekcie sterowania.

Zadania do wykonania 1. Wybór obiektu sterowania 2. Opracowanie założeń systemu 3. Wykonanie prototypu urządzenia

a. projekt i wykonanie obwodu drukowanego b. montaż urządzenia c. oprogramowanie sterownika d. oprogramowanie monitorujące na komputer PC e. obudowa

4. Testy urządzenia

Źródła Vladimir BobaJ, Marek Kubalclk, Marek Ulehla AUTO-TUNING OF DIGITAL PID CONTROLLERS USING RECURSIVE IDENTIFICATION IFAC Adaptive Systems in Control andSignal Processing, Budapest, Hungary, 1995


Uwagi

9


Model dynamicznego tłumika drgań wysokiego budynku


Model of dynamic vibration absorber of building


Konsultant pracy

Cel pracy Opracowanie i wykonanie makiety budynku umożliwiającej badanie możliwości wykorzystania dynamicznego tłumika w postaci wahadła do eliminacji drgań budynku. W ramach pracy należy wykonać również odpowiedni układ pomiarowy oraz wykonawczy. Część sterującą i pomiarową można wykonać w oparciu o dostępne platformy sprzętowe (np. Arduino).

Zadania do wykonania 1. Opracowanie projektu i wykonanie makiety budynku 2. Wykonanie części wykonawczej generującej drgania

budynku wraz z częścią sterującą 3. Zaprojektowanie i wykonanie układu pomiarowego

umożliwiającego automatyczną rejestrację drgań najwyższej kondygnacji.

4. Badania możliwości zastosowania wahadła jako dynamicznego tłumika drgań na drodze modeli matematycznych wykonanego urządzenia

5. Praktyczna weryfikacja uzyskanych wyników

Źródła Guskov A M, Panovko G Y, Van Bin C. Analysis of the Dynamics of a Pendulum Vibration Absorber. Journal of Machinery Manufacture and Reliability 2008; 37(4): 321–329.

Korenev B G, Reznikov L M. Dynamic vibration absorbers, theory and technical applications, John Wiley & Sons, 1993.


Uwagi Praca wymaga dobrej znajomości matematyki i teorii sterowania. Dodatkowo mile widziani są studenci mający doświadczenie w majsterkowaniu i dostęp do podstawowych narzędzi. W przypadku gdy uzyskane wyniki będą bardzo dobre istnieje możliwość kontynuowania projektu w formie pracy magisterskiej.


Samobalansujący robot wykorzystujący sterownik od obserwowanego stanu


Self-Balancing Robot using state space control based on observer


Konsultant pracy

Cel pracy W ramach pracy należy wykonać dwukołowego robota samobalansującego wykorzystującego obserwator stanu oraz sprzężenie od obserwowanego stanu. W projekcie należy zaimplementować obserwator stanu wykorzystujący dane pomiarowe pochodzące z kilku źródeł.

Zadania do wykonania 1. Zaprojektowanie i wykonanie części mechanicznej oraz napędowej robota.

2. Zaprojektowanie i wykonanie części sterującej obejmującej czujniki (enkodery + IMU), mikrokontroler oraz układy mocy sterujące silnikami.

3. Wyznaczenie modelu stanowego zbudowanego robota oraz identyfikacja parametrów tego modelu.

4. Opracowanie projektu obserwatora i regulatora oraz

10

weryfikacja projektu na drodze symulacji w Matlabie.

5. Implementacja algorytmów na mikrokontrolerze i testy robota.

Źródła Karl Johan °Aström, Richard M. Murray Feedback Systems An Introduction for Scientists and Engineers Jones, Joseph L.; Seiger, Bruce A.; Flynn, Anita M. Mobile Robots, Inspiration to Implementation CRC Press, 2019


Uwagi Praca wymaga dobrej znajomości matematyki i teorii sterowania – także w zakresie układów nieliniowych. Niezbędna będzie też umiejętność programowania mikrokontrolerów, projektowania obwodów drukowanych itp. Dodatkowo mile widziani są studenci mający doświadczenie w majsterkowaniu i dostęp do podstawowych narzędzi.


Projekt i budowa układu sterowania instalacją browarniczą


Design of controllers for brewery equipment


Konsultant pracy

Cel pracy Celem pracy jest zaprojektowanie i budowa układu sterowania dla instalacji browarniczej umożliwiającej produkcję brzeczki piwnej.

Zadania do wykonania 1. Zapoznanie się z zasadami produkcji piwa 2. Opracowanie algorytmów sterowania instalacją browarniczą 3. Zaprojektowanie i wykonanie sterownika wraz z oprogramowaniem. 4. Przygotowanie dokumentacji technicznej sterownika i obiektu sterowania 5. Przeprowadzenie testów

Źródła Karl Johan °Aström, Richard M. Murray Feedback Systems An Introduction for Scientists and Engineers




Projekt edukacyjnej linii produkcyjnej


Design of a production line model


Konsultant pracy

Cel pracy Celem pracy jest zaprojektowanie i budowa modelu linii produkcyjnej służącej do nauki programowania układów PLC.

Zadania do wykonania W ramach pracy należy przygotować schemat elektryczny rozdzielnicy sterującej linią, dobrać odpowiednie elementy układu elektrycznego (czujniki, zabezpieczenia, obwody bezpieczeństwa itp.), przygotować oprogramowanie na sterowniki PLC oraz dokonać uruchomienia linii.

Źródła Sałat R., Korpysz K., Obstawski P. Wstęp do Programowania Sterowników PLC, WKŁ, 2010



11


Automatyczna analiza sentymentu przy pomocy metod

głębokiego uczenia maszynowego


Deep learning-based sentiment analysis

Opiekun pracy Prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki

Konsultant pracy Mgr inż. Agnieszka Mikołajczyk – podwójna afiliacja: VOICELAB i Politechnika Gdańska

Cel pracy Celem pracy jest opracowanie i implementacja wybranych modeli głębokiego uczenia maszynowego do zadania klasyfikacji sentymentu (wydźwięku emocjonalnego) internetowych wpisów i komentarzy w języku polskim. Opracowane algorytmy zostaną wytrenowane na zbiorze danych z wpisami z Twittera, a następnie przetestowane na wybranym, oddzielnym korpusie. W celu łatwiejszej analizy wyników należy zaproponować wykorzystanie metod objaśnialnej sztucznej inteligencji.

Zadania do wykonania 1. Implementacja i trening wybranych modeli głębokiego uczenia maszynowego do klasyfikacji sentymentu. 2. Wybór najlepszego modelu i testy na dodatkowym zbiorze danych. 3. Wybór i implementacja wybranych metod objaśnialnej sztucznej inteligencji w celu zbadania wpływu słowa na predykcje końcową. 4. Analiza uzyskanych wyników.

Źródła Machine Learning Yearning, Andrew Ng

Zhang, Lei, Shuai Wang, and Bing Liu. "Deep learning for sentiment analysis: A survey." Wiley Interdisciplinary Reviews: Data Mining and Knowledge Discovery 8.4 (2018): e1253.

Interpretable Machine Learning, A Guide for Making Black Box Models Explainable. Christoph Molnar

Liczba wykonawców 3: Temat zarezerwowany – zgłoszony przez studentów, Michał L, Maciej R., Filip Ż.

Uwagi


Robot wykrywający sygnalizację świetlną przy pomocy metod uczenia maszynowego


Robot detecting traffic lights using machine learning methods

Opiekun pracy Prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki

Konsultant pracy Mgr inż. Krzysztof Dudziak

Cel pracy Celem pracy jest budowa robota, który na podstawie danych dostarczonych przez kamerę i algorytmów uczenia maszynowego, będzie w stanie w trakcie jazdy rozpoznać sygnalizator świetlny (lub jego zamiennik) i na podstawie aktualnego zestawu kolorów zadecydować o dalszym ruchu robota. Robot powinien reagować na sygnały świetlne jedynie z sygnalizatora (lub jego zamiennika) oraz ignorować pozostałe źródła sygnałów.

Zadania do wykonania 1. Budowa robota wyposażonego w kamerę oraz możliwość poruszania się z różną prędkością

2. Zgromadzenie potrzebnych danych 3. Zaprojektowanie i implementacja systemu rozpoznawania

sygnalizatora (lub jego zamiennika) jedynie przy pomocy kamery zamontowanej na robocie

4. Wykrycie zestawu kolorów odpowiadających sygnalizacji i zaprojektowanie i implementacja algorytmu zachowania

12

robota (czerwony – stop, zielony – kontynuować jazdę, żółty – zwolnić, czerwony i żółty – rozpocząć ruszanie).

5. Robot nie powinien wykrywać żadnych innych sygnałów świetlnych, niż te pochodzące od sygnalizatora oraz powinien dokonywać analizy w trakcie jazdy.

6. Przeprowadzenie testów i badań

Źródła 1. Machine Learning Yearning, Andrew Ng 2. Pattern Recognition and Machine Learning, Christopher

M. Bishop


Uwagi Temat projektu/pracy dyplomowej inżynierskiej (jęz. pol.)

System rozpoznający nuty oparty o sieć neuronową


Neural network based music note detection system

Opiekun pracy Prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki Konsultant pracy Mgr inż. Krzysztof Dudziak Cel pracy Celem pracy jest budowa systemu, który zarejestruje dane

dźwiękowe przy pomocy mikrofonu, wstępnie je przetworzy, a następnie przy pomocy zaprojektowanej i zaimplementowanej sieci neuronowej rozpozna konkretne nuty użyte w kompozycji.

Zadania do wykonania 1. Zgromadzenie danych 2. Implementacja systemu do rejestracji danych

dźwiękowych 3. Wstępne przetworzenie danych 4. Zaprojektowanie i implementacja sieci neuronowej do

detekcji nut 5. Przeprowadzenie testów i badań

Źródła 1. Machine Learning Yearning, Andrew Ng 2. Pattern Recognition and Machine Learning, Christopher

M. Bishop Liczba wykonawców 2 Uwagi


System rozpoznający nuty oparty o sieć neuronową


Neural network based music note detection system

Opiekun pracy Prof. dr hab. inż. Maciej Niedźwiecki Konsultant pracy Mgr inż. Krzysztof Dudziak Cel pracy Celem pracy jest budowa systemu, który zarejestruje dane

dźwiękowe przy pomocy mikrofonu, wstępnie je przetworzy, a następnie przy pomocy zaprojektowanej i zaimplementowanej sieci neuronowej rozpozna konkretne nuty użyte w kompozycji.

Zadania do wykonania Zgromadzenie danych

Implementacja systemu do rejestracji danych dźwiękowych

Wstępne przetworzenie danych

Zaprojektowanie i implementacja sieci neuronowej do detekcji nut

Przeprowadzenie testów i badań Źródła Machine Learning Yearning, Andrew Ng

Pattern Recognition and Machine Learning, Christopher M. Bishop

Liczba wykonawców 2 Uwagi

13


Mobilny system rejestracji stanu powierzchni poziomych.


Mobile system for recording the state of vertical surfaces.

Opiekun pracy Dr inż. Marcin Pazio

Konsultant pracy

Cel pracy Celem pracy jest zbudowanie mobilnej platformy której zadaniem będzie fotograficzna rejestracja powierzchni poziomych (np. powierzchnie zabytkowych posadzek, analiza powierzchni obiektów budowlanych itp.). Urządzenie (mające postać kołowej platformy) ma dokonywać rejestracji powierzchni o zadanym kształcie za pomocą kamery (np. kamera HQ RPI), przy różnych kierunkach oświetlenia i przesyłać wyniki do komputera nadrzędnego, gdzie obrazy łączone mają być w jeden obraz. Opracowane oprogramowanie ma pozwalać na „wirtualny” wybór kierunku oświetlenia i dokonywanie prostych operacji na zarejestrowanym obrazie.

Zadania do wykonania Konstrukcja mobilnej platformy wyposażonej w kamerę oraz oprogramowania do sterowania platformą i wizualizacji wyników działania platformy. Platforma może być dodatkowo wyposażona w czujniki pozwalające na np. rejestrację lokalnych parametrów pola magnetycznego itp.

Źródła 1. Dokumentacja komputera RaspberryPi 2. Dokumentacja biblioteki OpenCV


Uwagi


Domowy system alarmowy.


Home alarm system.


Konsultant pracy

Cel pracy Celem pracy jest zbudowanie systemu alarmowego składającego się z centralki oraz zestawu zdalnych terminali, do których podłączane są czujki alarmowe. Łączność pomiędzy centralką a terminalami odbywać ma się bezprzewodowo (zalecane użycie modułu NRF24L01), terminale jak i centralka mają być wyposażone w interfejs (LCD + przyciski, odłączany w przypadku terminala) służący wprowadzeniu nastaw. Centralka powinna być wyposażona w moduł GSM bądź umożliwiać inną formę komunikacji zewnętrznej. Zarówno terminal jak i centralka ma posiadać podtrzymanie bateryjne (podlegające kontroli przez układ nimi zasilany). Terminale powinny być skonstruowane z wykorzystaniem mikrokontrolerów STM32, ew. firmy ATMEL, centralka może wykorzystywać tę samą platformę, bądź komputer RPI. Istotne dla realizacji projektu jest utrzymanie zużycia energii na jak najniższym poziomie. Terminale mają mieć możliwość pomiaru sygnałów analogowych (np. temperatura).

Zadania do wykonania Konstrukcja systemu alarmowego

Źródła 1. Dokumentacja komputera RaspberryPi, 2. Dokumentacja układu NRF24L01, 3. Dokumentacje mikrokontrolerów ST i Atmel


Uwagi Nie zaleca się tworzenia oprogramowania w środowisku „Arduino”.

14


Robot śledzący linię (line follower).


Line following robot.


Konsultant pracy

Cel pracy Celem projektu jest zbudowaniu małego robota mobilnego śledzącego linię (line follower) która jest narysowana lub naklejoną na powierzchni, po której porusza się robot. Robot może odczytywać wskaźniki znajdujące się na linii (lub obok niej), które umożliwiają robotowi określenie, w którym miejscu trasy aktualnie się znajduje. Wskaźniki są elementami NFC bądź symbolami graficznymi (np. różnobarwnymi polami), rozpoznawanymi za pomocą odpowiednich czujników. Robot rejestruje mapę trasy, a dzięki znacznikom może realizować polecenia przejazdu z punktu „A” do punktu „B”. Linia-ścieżka robota może posiadać rozwidlenia oraz punkty etapowe. Robot ma być sterowany mikrokontroleremi firm Atmel lub ST. Wykonawcy pracy realizują własną konstrukcję mechaniczną.

Zadania do wykonania Konstrukcja robota, wyposażenie go w zestaw niezbędnych sensorów oraz napisanie oprogramowania sterującego.

Źródła 1. Dokumentacje mikrokontrolerów ST i Atmel


Uwagi


Synchronizacja zapisu nutowego z sygnałem dźwiękowym.


Synchronization of musical notation with an acoustic signal.


Konsultant pracy

Cel pracy Celem projektu jest zbudowanie urządzenia synchronizującego sygnał audio utworu muzycznego z zapisem nutowym wykorzystującego minikomputer rodziny Raspberry Pi. Sygnał dźwiękowy wprowadzany jest za pomocą zewnętrznej karty dźwiękowej USB bądź przetwornika ADC. Do rozpoznania nut może być wykorzystany dowolny klasyfikator.

Zadania do wykonania Skompletowanie elementów urządzenia, zaproponowanie sposobu wizualizacji wyników oraz realizacja całego urządzenia.

Źródła 1. Dokumentacje mikrokontrolerów Raspberry PI


Uwagi Temat zaproponowany przez studenta.

15


Aplikacja wspomagająca diagnostykę wad geometrii rurociągu na podstawie danych z robota inspekcyjnego


Application supporting diagnostics of pipeline geometry defects based on data from an inspection robot

Opiekun pracy Dr inż. Paweł Raczyński

Konsultant pracy

Cel pracy Opracowanie oprogramowania umożliwiającego na identyfikację i parametryzację wad geometrii rurociągów inspekcjonowanych przez robota. Dane dostarczane przez robota w postaci pomiaru n promieni zorientowanych przestrzennie zarejestrowanych w równomiernie rozmieszczonych punktach wzdłuż osi rurociągu

Zadania do wykonania 1. Opracowanie algorytmów wizualizacji danych 2. Opracowanie algorytmów klasyfikacji wad geometrycznych w

zarejestrowanych danych 3. Opracowanie algorytmów estymacji parametrów

geometrycznych wykrytych wad 4. Opracowanie interfejsu użytkownika 5. Opracowanie programowej implementacji opracowanych

algorytmów na komputer PC 6. Opracowanie dokumentacji

Źródła 1. Przykłady istniejących rozwiązań komercyjnych dostępne u opiekuna pracy i w zasobach Internetu

2. Dokumentacja struktury danych pomiarowych 3. Dokumentacja oprogramowania narzędziowego

Liczba wykonawców 1-2 Uwagi


Uniwersalny sprzęg obiektu z komputerem PC


Object interface for a PC computer


Konsultant pracy

Cel pracy Opracowanie i wykonanie uniwersalnego interfejsu umożliwiającego sterowanie obiektem za pośrednictwem komputera PC wyposażonego w interfejs USB. Od strony obiektu mamy ustaloną liczbę wejść i wyjść cyfrowych oraz wejść i wyjść analogowych. Oprogramowanie interfejsu dokonuje konwersji szeregowo-równoległej oraz równoległo-szeregowej i przekazuje dane do/z portów we/wy do komputera PC poprzez interfejs USB.

Zadania do wykonania 1. Opracowanie koncepcji konwertera 2. Realizacja konwertera z wykorzystaniem wybranego

mikrokontrolera 3. Opracowanie oprogramowania mikrokontrolera 4. Opracowanie biblioteki funkcji wspomagających (język C)

tworzenie aplikacji na komputerze PC transfer informacji obiekt – komputer

5. Opracowanie dokumentacji

Źródła 1. Dokumentacja techniczna wybranego mikrokontrolera 2. Dokumentacja techniczna interfejsu USB 3. Dokumentacja narzędzi programistycznych


16


Robot inspekcyjny do oceny geometrii wewnętrznej rurociągów


Robot for the inspection of the internal geometry of a pipeline


Konsultant pracy

Cel pracy Opracowanie koncepcji i wykonanie modelu pojazdu do inspekcji geometrii wewnętrznej rurociągów.

Zadania do wykonania 1. Opracowanie koncepcji pojazdu 2. Opracowanie koncepcji napędu uwzględniającej zmienną

średnicę rurociągu 3. Opracowanie oprogramowania komputera pokładowego

pojazdu 4. Opracowanie interfejsu umożliwiającego transfer danych z

pojazdu do komputera bazowego 5. Opracowanie oprogramowania analitycznego komputera

bazowego 6. Wykonanie dokumentacji projektowej

Źródła Podręczniki i monografie z zakresu budowy robotów mobilnych, artykuły i zasoby Internetu

Liczba wykonawców 2 Uwagi


Stanowisko laboratoryjne wspomagające naukę technik programowania


Laboratory kit as a support for learning the basics of programming techniques


Konsultant pracy

Cel pracy Opracowanie interfejsu cyfrowego oraz oprogramowania umożliwiającego wykorzystanie zestawu laboratoryjnego MAB (konstrukcji Katedry Systemów Automatyki) do współpracy z mikrokomputerem o architekturze ARM oraz oprogramowania wspierającego naukę tworzenia oprogramowania sterującego zestawem obiektów modułu MAB.

Zadania do wykonania 1. Opracowanie sprzętu interfejsu łączącego zestaw MAB z mikrokontrolerem o architekturze ARM

2. Opracowanie oprogramowania komunikacyjnego 3. Opracowanie oprogramowania bibliotecznego

zawierającego procedury obsługi zasobów modułu MAB ułatwiającego tworzenie oprogramowania sterującego

4. Opracowanie szkieletu oprogramowania sterującego a) Opracowanie przykładowej aplikacji sterującej b) Opracowanie dokumentacji

Źródła 1. Dokumentacja istniejącego zestawu laboratoryjnego 2. Dokumentacja oprogramowania narzędziowego


17


Projekt i budowa rękawicy wirtualnej rzeczywistości oraz zaprojektowanie środowiska prezentującego jej możliwości


Design and construction of a virtual reality glove and design of an environment presenting it’s capability


Konsultant pracy

Cel pracy Projekt i budowa rękawicy rzeczywistości wirtualnej wraz ze środowiskiem umożliwiającym prezentacje jej możliwości

Zadania do wykonania 1. Zaprojektowanie rękawicy rzeczywistości wirtualnej 2. Budowa zaprojektowanej rękawicy 3. Implementacja algorytmów programowej obsługi

zbudowanej rękawicy 4. Zaprojektowanie środowiska umożliwiającego

prezentację możliwości zaprojektowanej rękawicy 5. Zaprojektowanie interfejsu komunikacyjnego

umożliwiającego rękawicy z komputerem i środowiskiem demonstracyjnym

6. Implementacja systemu sterowania na podstawie ruchów rękawicy

7. Przeprowadzenie testów działania opracowanego systemu

8. Opracowanie dokumentacji technicznej

Źródła 1. http://pe.org.pl/articles/2019/9/29.pdf 2. https://haptx.com

Liczba wykonawców 1 Uwagi Temat zarezerwowany: Hubert Klich


Przenośna stacja meteorologiczna z możliwością pomiaru pyłu zawieszonego


Portable meteorological station with the possibility of measuring suspended dust

Opiekun pracy Mgr inż. Kamil Stawiarski

Konsultant pracy

Cel pracy Celem pracy jest zaprojektowanie i skonstruowanie urządzenia mierzącego parametry meteorologiczne takie jak temperatura, wilgotność, ciśnienie oraz stężenie pyłu zawieszonego (PM2.5, PM10). Urządzenie oparte będzie o mikrokontrolera rodziny Atmega, będzie posiadało możliwość pracy na zasilaniu bateryjnym/akumulatorowym oraz możliwość prezentowania danych pomiarowych w czasie rzeczywistym (wbudowany wyświetlacz/ łączność bezprzewodową z aplikacją na smartfona).

Zadania do wykonania 12. Projekt urządzenia, dobór czujników, sprecyzowanie sposobu działania.

13. Konstrukcja urządzenia. 14. Testy plenerowe urządzenia. Zebranie pomiarów,

porównanie ich z powszechnie dostępnymi odczytami. 15. Opracowanie dokumentacji urządzenia.

Źródła „MOBILE WEATHER STATION, An open-source guide”, Niroshan Sanjaya, Yann Chemin


Uwagi

http://pe.org.pl/articles/2019/9/29.pdf

18


Uniwersalne urządzenie testujące poprawność działania układów TTL używanych w laboratorium Techniki Cyfrowej


Universal device for testing the correct operation of TTL circuits used in the Digital Technology laboratory


Konsultant pracy

Cel pracy Celem pracy jest opracowanie i konstrukcja urządzenia umożliwiającego szybkie sprawdzenie poprawności działania układów scalonych serii TTL. Urządzenie powinno mieć możliwość wprowadzenia nazwy testowanego układu, który po podłączeniu zostanie zasilony oraz przetestowany (przy pomocy dedykowanej dla różnych typów urządzeń serii testów). Po przeprowadzeniu testów urządzenie poinformuje użytkownika o poprawności lub uszkodzeniu układu scalonego.

Zadania do wykonania 1. Wykonanie przeglądu układów scalonych wykorzystywanych w laboratorium, zebranie not katalogowych.

2. Projekt i konstrukcja urządzenia testowego. 3. Zaprojektowanie i zaimplementowanie testów

poszczególnych typów układów scalonych. 4. Uruchomienie i przetestowanie urządzenia. 5. Wykonanie dokumentacji.

Źródła „UKŁADY CYFROWE. Podstawy projektowania i opis w języku VHDL” M. Barski, W. Jędruch Noty katalogowe układów TTL


Uwagi


Porównanie algorytmów estymacji kąta odbioru sygnału dla przypadku z anteną planarną i cyfrowym formowaniem wiązek.


Comparison of DOA estimation algorithms for the case with planar antenna and digital beamforming.


Konsultant pracy

Cel pracy Celem pracy jest implementacja algorytmów estymacji kąta odbioru sygnału a następnie ich porównanie (również z ograniczeniem Cramera-Rao). W trakcie testów pod uwagę brane będą przypadku obserwacji kilku źródeł sygnału, zachowanie dla różnej liczby realizacji, różnej liczby elementów antenowych oraz różnego stosunku sygnału do szumu.

Zadania do wykonania Przegląd popularnych algorytmów estymacji kąta odbioru

Implementacja algorytmów.

Przeprowadzenie testów, porównanie uzyskanych wyników.

Interpretacja i wyjaśnienie wyników pracy.

Źródła DOA Estimation Methods and Algorithms, Pei-Jung Chung, Mats Viberg, Jia Yu


Uwagi Temat trudny

tematy projektu dyplomowego inżynierskiego 2021

Documents