Verfügbare Themen für Abschlussarbeiten
Liste der verfügbaren Themen Abschlussarbeiten
- Spracherkennung und natürliches Sprachverständnis für die Manipulation von Roboterarmen (reserviert)
- Erkennung und Klassifizierung von Objekten anhand der Masse mithilfe von Feldskalen
- Kalibrierung von Ultraschallsonden mit einem Roboterarm in medizinischen Anwendungen
- Entwicklung und Evaluierung von PI-, PD- und PID-Reglern zur Steuerung eines redundanten Roboterarms (reserviert)
- Konvertierung und Verarbeitung von Ultraschallbildern in der Medizinrobotik (reserviert)
- Implementierung des Algorithmus zur Analyse der Substratstruktur mittels Tiefenkamera in der mobilen Robotik
- Mathematische Modellierung, Identifizierung von Parametern und Steuerung eines mobilen Roboters mit Differentialantrieb (Mentor außerordentlicher Professor Vladimir Milić)
- Anwendung von RFID im Transportsystem
- Einsatz von Softgreifern zur Objektmanipulation
- Integration des Robotic Operating System (ROS) in den mobilen Roboter Waypoint Robotics VECTOR
- Anwendung von RFID im Transportsystem
- Robotersysteme zum Testen von Pipelines (vollendet, mögliche Fortsetzung)
Unbedingt lesen: Kurzanleitung und Regeln
Alle Studierenden, die sich für die bisher im CRTA erstellten Abschlussarbeiten interessieren, können sich die Arbeiten ansehen Hier. Alle im alten Labor durchgeführten Abschlussarbeiten wurden vor 2021 verteidigt. Alle Arbeiten aus den Jahren 2021 und 2022 wurden in CRTA durchgeführt und umgesetzt. Von den Studierenden, die das Thema der Abschlussarbeit wählen, wird aktives Engagement und verantwortungsvolle Arbeit am vorgegebenen Thema erwartet. Allen Studierenden, die sich für eine Abschlussarbeit zu einem der unten angebotenen Themen entscheiden, wird die gesamte notwendige Ausstattung zur Verfügung gestellt, außerdem werden Arbeitsplätze und ein (gemeinsamer) Computer im Labor und/oder in den Praktika zur Verfügung gestellt. Wenn die Abschlussarbeit einen experimentellen Teil beinhaltet, können Studierende im zugehörigen Labor arbeiten, in dem Experimente durchgeführt werden: Labor für Autonome Systeme, Labor für medizinische Robotik oder Labor für Computerintelligenz. Neben der Arbeit in den Laboren stehen allen Studierenden zwei Praktika zur Verfügung, deren Ablaufplan einsehbar ist Hier. Bei der Arbeit in Laboren und Praktika sind von den Studierenden alle Verhaltensregeln sowie die Regeln für den Umgang mit Computern, Labor- und sonstigen Geräten einzuhalten. Nach der Arbeit sind die Arbeitsplätze im CRTA stets sauber und aufgeräumt zu hinterlassen.
Neben Laboren und Laborgeräten stehen den Studierenden im studentischen Teil des CRTA auch 3D-Drucker, verschiedene studentische Werkzeuge und Geräte zur Verfügung, die für eine Vielzahl von Themen, die praktische experimentelle Arbeiten beinhalten, notwendig sind.
Der Forscher Luka Rabuzin ist für die Arbeit mit Studenten- und anderen Tools verantwortlich und Luka führt Sie in alle Regeln ein, wenn Sie mit der Arbeit an Ihrem Thema beginnen.
Bezüglich einiger allgemeiner Fragen und Erfahrungen von Studierenden können Sie sich jederzeit an unsere aktuellen Studierenden, Absolventen oder Demos wenden.
Verfassen und Einreichen der Abschlussarbeit
Die Abschlussarbeit muss gemäß den verfügbaren offiziellen Anweisungen und der Vorlage für die Abschlussarbeit verfasst werden Hier. Bevor Sie die Abschlussarbeit schreiben, ist es notwendig, alle Materialien im Detail zu studieren und sich bei Fragen an den Mentor oder Kommentator zu wenden.
Bevor mit dem Schreiben der Abschlussarbeit begonnen wird, empfiehlt es sich, den Aufbau der Arbeit mit dem Mentor oder Kommentator abzustimmen. Im Hinblick auf den gewählten Abgabetermin für die Abschlussarbeit muss die vollständig ausgearbeitete Abschlussarbeit mindestens 7 Tage vor dem offiziellen Abgabetermin dem Mentor bzw. Kommentator zur Lektüre (Word- und PDF-Version) per E-Mail vorgelegt werden. Die zur Lektüre eingereichte Abschlussarbeit muss vollständig und korrekt geschrieben sein (muss überprüft werden). Korrigiere mich).
Wenn Sie sich für einen Bereich oder ein Thema interessieren, das nicht empfohlen wird, zögern Sie nicht Sie können eigene Themen, Ideen und Projekte vorschlagen an einen der CRTA-Mitarbeiter, und dann können Sie sich mit einem potenziellen Mentor und/oder Kommentator und Mitarbeitern des Themas auf den Vorschlag Ihres Themas einigen. Bei weiteren Fragen wenden Sie sich bitte per E-Mail an die für ein bestimmtes Thema zuständige Lehrkraft oder kommen Sie während der Beratung vorbei.
Detaillierte Beschreibung der verfügbaren Themen
Spracherkennung und natürliches Sprachverständnis für die Manipulation von Roboterarmen
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Schnittstelle, mit der der Roboterarm UR5 von Universal Robots per Sprache gesteuert werden kann, gedacht für Benutzer ohne Programmiererfahrung. Die Arbeit integriert Speech-to-Text, Natural Language Understanding (NLU) und Befehlsübersetzung in die Ausführung für die Manipulation von Robotern durch verbale Befehle.
Das System empfängt Sprachbefehle und wandelt sie in Text um (Speech-to-Text), dann interpretiert das NLU-Modul die Befehle und übersetzt sie in Steuerungen für den UR5, wodurch Bewegungen wie seitliche, vertikale Bewegungen und Rotationen sowie Gelenkrotationen ermöglicht werden. Die Auswertung zeigt, dass Sprachbefehle eine einfache Steuerung des Roboterarms ermöglichen, was das Potenzial zur Verbesserung der Mensch-Roboter-Interaktion verdeutlicht.
Schlüsselwörter: Spracherkennung, Verständnis natürlicher Sprache, Roboterhandsteuerung, Sprache-zu-Text, Befehlsübersetzung.
Erkennung und Klassifizierung von Objekten anhand der Masse mithilfe von Feldskalen
Die Aufgabe besteht darin, die Gesamtlösung zu integrieren:
- Studieren Sie Literatur zu Objekterkennung und -klassifizierung, Massenmessung und Feldskalentechnologie
- Entwickeln Sie eine Methodik zur Objekterkennung und -klassifizierung basierend auf der Masse
- Implementieren Sie ein System, das das Skalenfeld zur Klassifizierung von Objekten nutzt – richten Sie das Betriebssystem ein und erstellen Sie die Programmierumgebung
- Testen und bewerten Sie das System an einer Reihe von Objekten unterschiedlicher Masse
Kalibrierung von Ultraschallsonden mit einem Roboterarm in medizinischen Anwendungen
Ziel dieser Abschlussarbeit ist die Entwicklung und Implementierung von Kalibrierungsmethoden, die eine präzise Integration von Ultraschallsonden in einen Roboterarm unter Verwendung von mit Ultraschall gewonnenen 2D-Bildern ermöglichen. Die Arbeit konzentriert sich auf zwei Arten von Ultraschallsonden: biplanare und lineare, mit dem Ziel, die Transformation zwischen dem Koordinatensystem des Roboterflansches und dem Koordinatensystem der Ultraschallsonde zu bestimmen und zu berechnen. Für die Zwecke dieser Arbeit werden medizinischer Ultraschall, ein Industrieroboterarm und ein Computer zur Datenverarbeitung verwendet.
Entwicklung und Evaluierung von PI-, PD- und PID-Reglern zur Steuerung eines redundanten Roboterarms
Im Rahmen dieser Arbeit ist es notwendig, die Möglichkeiten und Leistungen von Frank im Detail zu studieren Kontrolle Interface (FCI), eine Schnittstelle, die eine schnelle und direkte Low-Level-Zwei-Wege-Kommunikation mit einem Roboterarm und einer Roboterhand ermöglicht. FCI bietet Echtzeitsteuerung mit einer Frequenz von 1 kHzDies macht es ideal für die Erkundung und Umsetzung neuer Planungs- und Managementpläne auf niedriger Ebene. Die Aufgabe besteht darin, den Roboter in der Sprache C++ zu programmieren, um die Bewegung des Roboterarms mithilfe verschiedener Steuermodi (PI, PD, PID) entsprechend dem vorgegebenen Bewegungsprofil der Werkzeugspitze zu steuern. Die konkreten Ziele der Arbeit sind:
Entwickeln Sie C++-Programme, die PI-, PD- und PID-Steuerungsmodi implementieren, um die Werkzeugspitze eines Roboterarms entsprechend einem vorgegebenen Bewegungsprofil zu bewegen.
Izvesti eksperimentalne testove kako bi se odzivi sistema dobiveni primjenom različitih načina upravljanja usporedili s teoretski projektiranim odzivima.
Usporediti performanse PI, PD, i PID načina upravljanja u kontekstu preciznosti pratećeg odziva, vremena ustaljenja, i prekoračenja.
Analizirati i diskutirati prednosti i nedostatke svakog pristupa upravljanja u kontekstu specifičnih aplikacija robotskih ruku.
U praktičnom dijelu rada, potrebno je za razvijene aplikacije oblikovati i izraditi sve potrebne robotske alate i druge konstrukcijske elemente koji će se koristiti u eksperimentima. Rad će biti validiran na opremi u CRTA-i, gdje će biti demonstrirano kretanje robotske ruke na osnovu razvijenih programa.
Konverzija i obrada ultrazvučnih slika u medicinskoj robotici
Razviti metodologiju za snimanje slike s ekrana ultrazvučnog uređaja, koristeći odabrane predefinirane postavke. Ovaj proces treba uključivati softverske alate koji mogu efikasno snimiti (detektirati) slike na ekranu i automatski ih pretvoriti u OpenCV Mat format za daljnju obradu i analizu. Konverzija treba osigurati očuvanje kvalitete slike, omogućavajući preciznu vizualizaciju ultrazvučnih podataka. Softverska rješenja trebaju biti optimizirana za brzu obradu, uz minimalan gubitak informacija tijekom konverzije.
Projekt zahtijeva poznavanje C++ programiranja, OpenCV biblioteke, i razumijevanje mehanike robotskih ruku i ultrazvučnih sondi, teži ka integraciji i automatizaciji procesa snimanja za unaprjeđenje medicinskih postupaka.
Robotski sustavi za ispitivanje cjevovoda
Prehrambena, procesna te mnoge druge grane industrije koriste različite vrste cjevovoda za transport bezobličnih tvari kao što su plinovi, tekućine, praškovi i sl. S obzirom na tip sirovine koja se transportira cjevovodima dolazi do kontaminacije unutrašnje stijenke cjevovoda te je cjevovode potrebno čistiti prema definiranom planu čišćenja i održavanja. Proces čišćenja može biti ručni, mehanizirani ili automatizirani/robotizirani. Proces čišćenja je dugotrajan i skup te u pravilu zahtjeva angažman ljudi. Iz tog razloga aktivno se razvijaju robotski sustavi koji imaju mogućnost kretanja kroz teško dostupne cjevovode i izvršavanja korisnih zadataka.
U sklopu ovog rada potrebno je proučiti dostupnu znanstvenu i stručnu literaturu pretraživanjem baza kao što su Scopus, IEEE, Google Scholar i dostupnih patentnih baza. Potrebno je napraviti analizu postojećih robotskih rješenja za kretanje kroz cjevovode unutarnjeg promjera u rasponu od 70 do 150 mm. Za zadanu imitaciju cjevovoda duljine 40m te unutarnjeg promjera 90 mm potrebno je predložiti konceptualno rješenje mobilnog robota koristeći postojeća i/ili vlastita tehnička rješenja.
Prilikom konceptualne razrade robota potrebno je koristiti čim više standardnih mehaničkih, elektromehaničkih, pogonskih, energetskih, senzorskih i upravljačkih komponenata.
Sve dovoljno detaljirane komponente koncepta mobilnog robota moguće je izraditi tehnologijom 3D printa u CRTA-i.
Za više detalja o ovoj temi javiti se doc. dr. sc. Marku Švaci.
Matematičko modeliranje, identifikacija parametara i upravljanje mobilnim robotom s diferencijalnim pogonom
Kod većine mobilnih robota diferencijalne strukture zakoni upravljanja uglavnom su temeljeni samo na kinematičkom modelu robota. Međutim, kod gibanja velikim brzinama i prijenosa teškog tereta bitno je u obzir uzeti dinamiku robota i pogonskih motora. Zbog toga je u takvim slučajevima važno izvesti potpuni matematički model i provesti identifikaciju parametara kao nužnom preduvjetu za sintezu i praktičnu implementaciju upravljačkih zakona ove klase sustava.
U radu je potrebno:
- Izvesti potpuni matematički model mobilnog robota diferencijalne strukture s uključenom dinamikom i kinematikom robota te dinamikom aktuatora.
- Prethodno izvedeni matematički model napisati u obliku linearnog regresijskog modela s obzirom na parametre mobilnog robota. Zatim na mobilnom robotu diferencijalne kinematike u Laboratoriju za autonomne sustave (CRTA) provesti eksperimentalna mjerenja primjenom vanjskog mjernog sustava OptiTrack u svrhu identifikacije parametara robota.
- Načiniti simulacijske modele u odgovarajućem matematičkom programskom alatu u kojima će se direktno numerički rješavati diferencijalne jednadžbe primjenom ugrađenih funkcija.
- Na temelju simulacija provesti sintezu PID regulatora kojim će se osigurati željena brzina kotača robota. Provesti simulacije za različite ulazne/referentne brzine te komentirati odzive.
- Razmotriti mogućnosti implementacije prethodno dizajniranog PID regulatora na mobilnom robotu diferencijalne kinematike u Laboratoriju za autonomne sustave (CRTA).
Za više detalja o ovoj temi javiti se izv. prof. Vladimiru Miliću i asistentu Branimiru Ćaranu.
Anwendung von RFID im Transportsystem
Nosači predmeta na transportnim sustavima koriste se u mnogim različitim proizvodnim procesima. Nosači drže predmeta u položaju tijekom transporta, proizvodnje i pregleda. Obično se dodjeljuju određenim predmeta. Stoga je moguće koristiti nosače za njihovu identifikaciju i praćenje koraka procesa. Radne komade potrebno je identificirati automatski i bez grešaka pomoću nosača. Ova identifikacija mora biti moguća na različitim točkama u postrojenju za decentraliziranu kontrolu slijeda procesa. Pojedinačni koraci proizvodnje moraju biti međusobno usklađeni. Istodobno, cilj je stvoriti uvjete za potpunu sljedivost pojedinih koraka. Rješenje je primjena RFID oznaku na prikladnom mjestu, na primjer, na donjoj strani nosača. RFID glave za čitanje/pisanje montirane su na relevantnim procesnim stanicama. RFID sustav osigurava sigurnu identifikaciju nosača. Budući da se RFID oznaka može napisati, njen skup podataka može se na svakoj postaji dopuniti informacijama o izvedenim koracima procesa. Te se informacije mogu koristiti za upravljanje skretnicama ili za pokretanje specifičnih proizvodnih procesa. Oznake također mogu pohraniti podatke o kvaliteti. U sklopu rada potrebno je primjeniti SIMATIC RF300 RFID system PROFINET na transportnom sustavu u laboratoriju.
Za više detalja o ovoj temi javiti se dr. sc. Bojanu Šekoranji.
Einsatz von Softgreifern zur Objektmanipulation
Mekane hvataljke (eng. soft grippers) svoju primjenu u robotici pronalaze prilikom rukovanja osjetljivih predmeta. Prednost mekanih hvataljki je u tome što se svojim oblikom ili drugim značajkama mogu prilagoditi različitim predmetima. S ciljem ispitivanja mogućnosti različitih mekanih hvataljki u ovom radu potrebno je napraviti:
- detaljan pregled i analizu mekanih hvataljki koje se koriste u industriji,
- na postojećem robotu u laboratoriju za autonomne sustave potrebno je validirati rad najmanje tri dostupne mekane hvataljke (mGripTM , piSOFTGRIP® i FlexShapeGripper),
- predložiti, oblikovati i izraditi eksperimentalan postav i scenarij rukovanja najmanje pet raznovrsnih predmeta pomoću odabranog robota koristeći tri različite mekane hvataljke,
- kodirati robotske alate i omogućiti automatsku izmjenu mekanih hvataljki koristeći standardni izmjenjivač alata dostupan u laboratoriju.
Za razvijenu primjenu robota potrebno je oblikovati i izraditi (3D print, modularni aluminijski profili i sl.) sve potrebne robotske alate, prirubnice, nosače i druge konstrukcijske elemente. Rad je potrebno validirati na opremi u Laboratoriju za autonomne sustave.
Za više detalja o ovoj temi javiti se doc. dr. sc. Marku Švaci.
Primjena robotskog operativnog sustava (ROS2) na mobilnom robotu u Gazebo virtualnom okruženju
Robotski operativni sustav (ROS) je okruženje koje je iznimno zastupljeno u akademskoj zajednici robotičara. U posljednjih nekoliko godina sve je veća prisutnost ROS okruženja i u industrije te se stoga javila potreba za unapređenjem istog. Kako je ROS razvijen kao okruženje za znanstvenike i stoga nije dovoljno robustan, zajednica je počela razvijati ROS2. ROS2 je druga inačica ROS-a koja je razvijana s ciljem bolje i robusnije implementacije u industriji mobilnih i industrijskih robota. Glavni naglasak u ROS2 okruženju je izvedba u realnom vremenu, robusnost i sigurnost sustava.
U sklopu ovog rada potrebno je:
- detaljno istražiti ROS2, njegove mogućnosti i primjenu te ga usporediti s ROS-om,
- istražiti i implementirati algoritme razvijene za ROS u ROS2 okruženju,
- u Gazebo simulatoru izgraditi što detaljnije virtualno okruženje Laboratorija za računalnu ,inteligenciju u CRTA-i,
- primjenom ROS2 okruženja dodati mobilnog robota u Gazebo simulator i osposobiti mogućnost upravljanja istim,
- implementirati postojeće algoritme za mapiranje i lokalizaciju mobilnog robota.
Za više detalja o ovoj temi javiti se doc. dr. sc. Marku Švaci i doktorandu Branimiru Ćaranu.
Integration des Robotic Operating System (ROS) in den mobilen Roboter Waypoint Robotics VECTOR
Waypoint Robotics VECTOR je mobilni robot s četiri švedska kotača pod 45 stupnjeva (mecanum). Upravljanje robotom se odvija preko web servisa gdje se spaja na IP adresu robota te mu se zadaju zadaci poput mapiranja, lokalizacije, navigacije te rješavanja misija. Zbog nepraktičnosti takve primjene i želje da se u skoroj budućnosti napravi integracija robotske ruke na robota zadatak ovog završnog rada je:
- ostvaraiti komunikaciju s robotom primjenom rosbridge čvora u ROS-u,
- omogućiti slanje naredbi za brzine i čitanje stanja senzora u ROS-u,
- implementirati algoritme za mapiranje i lokalizaciju,
- einen Algorithmus zum Navigieren des Roboters im kartierten Raum implementieren,
- Bereiten Sie das System für die Integration des Roboterarms vor.
Za više detalja o ovoj temi javiti se doc. dr. sc. Marku Švaci i doktorandu Branimiru Ćaranu.
Abschlussarbeiten müssen nach den offiziellen Anweisungen des FSB verfasst werden. Entsprechend der Einhaltung formeller Regeln und Weisungen und vor allem der Arbeit an der Abschlussarbeit, Unabhängigkeit und Originalität, bildet sich die Bewertung des Mentors und Kommentators. Zusätzlich zur Einzelbewertung der Abschlussarbeit wird im Rahmen der Präsentation vor der Kommission eine Note für die Präsentation der Abschlussarbeit vergeben.
Wir laden alle Studierenden ein, sie alle zu lesen Regeln und Anweisungen im Zusammenhang mit der Erstellung endgültiger Arbeiten. Für Anweisungen zur Erstellung einer Präsentation der Abschlussarbeit wenden Sie sich bitte direkt an Ihren Mentor.
Das Projekt wurde von der Europäischen Union aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung kofinanziert.
Die Erstellung der Website wurde von der Europäischen Union aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung kofinanziert.
Für den Inhalt der Website ist ausschließlich die Fakultät für Maschinenbau und Schiffbau verantwortlich.