Jiří Ulrich ve finále soutěže IT SPY s diplomovou prací o multikamerovém lokalizačním systému

Absolvent OI Jiří Ulrich je ve finále prestižní soutěže IT SPY 2022 se svou diplomovou prací Multikamerový lokalizační systém založený na detekci černobílých vzorů. Představuje v ní multikamerový lokalizační systém, který na základě vylepšeného algoritmu detekuje černobílé kruhové referenční značky, určí jejich pozici a orientaci v prostoru a jednoznačně je identifikuje. Systém WhyCode postavený na levných a široce dostupných kamerách představuje dostupný lokalizační systém jako alternativu k aktuálním drahým a uzavřeným systémům se specializovaným hardwarem. 


Za účelem posouzení výkonu Jiří otestoval i původní jednokamerový systém používaný v oblasti mobilní a rojové robotiky. Pro tento účel vytvořil simulované prostředí umožňující dynamicky měnit scénáře a s týmem shromáždil reálnou datovou sadu zachycující nasazení systému pro sledování pozice mobilního robotu při autonomní navigaci v exteriérech. Výsledky těchto experimentů ukazují vyšší přesnost a spolehlivost při použití představeného systému oproti jeho jednokamerové podobě. 


Varianty představeného systému jsou používány pro určování pozice a orientace robotických rojů řadou evropských univerzit zkoumajících rojovou robotiku či pro sledování aktivit včelích královen v rámci evropského projektu RoboRoyale.


Dostupný kamerový systém pro detekci a lokalizaci černobílých značek

K čemu slouží Tebou vytvořený systém ?

Systém slouží pro přesné sledování a určování pozice rychle se pohybujících objektů. Současné systémy, např. PTI Phoenix nebo OptiTrack, k tomu potřebují speciální značky, které detekují drahými infračervenými kamerami. Tyto systémy jsou velmi drahé, jejich použití vyžaduje dlouhou a složitou přípravu a údržbu a mají potíže s funkcí na přímém slunci.

Jaká je tedy největší výhoda Tvého systému?

Je levnější a jednodušší, protože vám stačí pouze kamera a tiskárna. Není potřeba  žádné speciální vybavení a když se poškodí značky, tak si stačí vytisknout nebo nakreslit nové. Náš systém lze zprovoznit během několika minut, funguje na přímém slunci a má větší dosah než obdobné metody.  Systém je k dispozici i na platformu Android, takže k jeho otestování stačí stáhnout malou aplikaci. Velkou výhodou je open source kód, takže si ho může každý přizpůsobit, jak chce.

K čemu tato technologie může sloužit v praxi?

Technologie se dá použít v rozličných aplikacích pro lokalizaci a tvoření formací autonomních dronů, rozšířenou realitu, určení pozice robotů při interakcích mezi sebou či s okolím, nebo prostě kdykoliv, kdy je potřeba znát pozici předmětu, na kterém je značka upevněna. Různé varianty systému byly a jsou používány řadou světových univerzit.University of Pennsylvania používá naše značky pro výzkum dronů a chytrých materiálů, Reykjavik University vytvořilo upravenou variantu značky pro lokalizaci námořních dronů, University of Lincoln zas pomocí značek lokalizuje mobilní roboty, sledování pohybu sociálního hmyzu je značkami realizováno na University of Graz a University of Manchester využívá značky pro lokalizaci a vyhodnocování činnnosti rojových robotů. 

Rovněž jsme navázali kontakt s několika technologickými firmami a hlavně jejich vývojovým oddělením. Synergy Logistics testovalo aplikaci značek v autonomním logistickém skladě, SAGA používá značky v robotickém zemědělství, spolčnost Zuri zkoumala vzužití značek při přistávacím manévru VTOLu a Enchanted Tools se snaží o přesnou interakci s humanoidními roboty. Dále lze tuto technologii najít ve výzkumných evropských projektech STRANDS, HAZCEPT a v současném projektu RoboRoyale, který kombinuje mikrorobotiku, biologii, etologii a chronorobotiku pro stabilizaci a  podporu ohrožených ekosystémů.

Jak dlouho se tématu věnuješ?

Konkrétně systém WhyCode je mým tématem již nějakou dobu, protože jsem se jím zabýval už v bakalářské práci. V ním jsem se zaměřil na snížení chyby lokalizace značky a zároveň zvýšení stability identifikace při použití systému pouze s jednou kamerou.

A jaké máš s projektem plány do budoucna?

Aktuálně je to část mého doktorátu a dobrá odrazová plocha, protože je o téma publikační zájem. Velké lákadlo na WhyCodu jsou jeho různorodé aplikace a lidé, kteří ho používají. Na výzkumu mě také baví to, že propojuje robotiku a počítačové vidění.

Pro Jiřího můžete hlasovat v soutěži IT SPY, Cena veřejnosti, do 22. 11.!

 

 

Další aktuality

OI Sněžka 2022

Přidáno: 14.10.2022

Zveme všechny studenty, profesory a absolventy Otevřené informatiky na tradiční neformální akci OI Sněžka! Výšlap na Sněžku letos proběhne 25. - 26. listopadu 2022. A kromě výšlapu Vás čeká i posezení se spolužáky a… Zjistit více