Bachelor´s works (KKY)
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item Detekce čáry pro autonomní vozidlo(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-08-11) Kyliš, Matouš; Šmídl Luboš, Ing. Ph.D.; Neduchal Petr, Ing. Ph.D.Tato bakalářská práce prozkoumává problematiku počítačového vidění a zaměřuje se na detekci čáry na zařízeních s omezeným výpočetním výkonem. Pro tento úkol používá Racer AI Kit. Jedná se o 4 kolové vozítko s kamerou a deskou Jetson Nano,embedded výpočetní deskou od NVidia, obsahující Maxwell GPU a Quad-core ARM Cortex-A57 procesor. Oproti klasickým embedded zařízením tudíž poskytuje vý- razně vyšší výpočetní výkon, ale i tak je stále třeba brát ohled na jeho limitace. V práci jsou porovnány, pro Jetson Nano výchozí, Resnet18 model s jinými, převážně CNN, modely. Cílem bylo vytvořit modely, které by byly výrazně jednodušší pro zpracování na zařízeních s omezeným výkonem a zároveň poskytovaly srovnatelné výsledky.
Item Lanový manipulátor pro aplikace pick & place(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-08-11) Držala, Adam; Švejda Martin, Ing. Ph.D.; Bláha Lukáš, Ing. Ph.D.Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a simulačním ověřením lanového paralelního manipulátoru typu CDPR se čtyřmi lany. Cílem práce je vytvořit kinematický model schopný řídit polohu koncového efektoru ve třech translačních osách pro úlohy typu pick-and-place. Práce se zaměřuje výhradně na řešení přímé a inverzní okamžité kinematické úlohy, bez zahrnutí dynamiky či silového řízení. Navržená architektura byla ověřena simulačně v prostředí MATLAB/Simulink s využitím knihovny Belts and Cables. Výsledky potvrzují, že manipulátor je schopen sledovat definovanou trajektorii s dostatečnou přesností. Práce může sloužit jako základ pro budoucí rozšíření o pokročilé řídicí algoritmy nebo fyzickou realizaci prototypu.Item Modelování a řízení jednoduché rakety vektorizací tahu(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-19) Zvěřina, Jan; Čech Martin, Ing. Ph.D.; Škarda Radek, Ing. Ph.D.Řízení vektoru tahu, neboli thrust vector controll, je exibilní přístup k řízení pohybu těles typu vesmírných nosičů, zbraňových systémů nebo stíhacích letounů. Tato práce se zabývá modelováním a návrhem uzavřené smyčky jednoduchého modelu rakety pomocí řízení vektoru tahu. Cílem je na základě odvozeného matematického modelu systému navrhnout robustní PID řídící strukturu, stavový regulátor a rekonstruktor stavu a simulačně ověřit platnost těchto návrhů. K návrhu robustního PID regulátoru je využita parametrizace. Rekonstruktor stavu je spolu s regulátorem navrhován na neřiditelný a neměřitelný vstup. Výsledky jsou ověřeny pomocí nu merických simulací v prostředí MATLB/Simulink a realizovatelnost regulace je poté ověřena pomocí metody Hardware in the loop.Item Návrh specifického robotického systému pro aplikace pick&place(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-08-11) Tomsová, Nela; Švejda Martin, Ing. Ph.D.; Reitinger Jan, Ing.Tato bakalářská práce se zabývá návrhem robotického manipulátoru pro Pick & Place aplikaci. Práce zahrnuje studium dostupných architektur manipulátorů, návrh vlastní architektury, řešení kinematického řízení, realizaci generátoru trajektorie a vývoj uživatelského rozhraní.Item MPPT řízení malé větrné elektrárny(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-16) Sluka, Ondřej; Čech Martin, Ing. Ph.D.; Reitinger Jan, Ing.Tato práce se zabývá návrhem, realizací a testováním elektronického zařízení pro řízení malé větrné elektrárny za účelem maximalizace množství energie dodané do topné zátěže. Pro účely analýzy chování systému a testování různých algoritmů pro sledování bodu maximálního výkonu (MPPT) je větrná elektrárna modelována v prostředí OpenModelica. Následně je implementováno několik algoritmů (hill-climb search (HCS), adaptive HCS, tip speed ratio MPPT (TSR)) a porovnáno jejich chování při simulačním experimentu. Hlavními výsledky jsou vývoj funkčního hardwarového zařízení přizpůsobeného konkrétní praktické aplikaci, tvorba simulačního modelu a vlastní implementace vybraných MPPT algoritmů.Item Virtuální model antropomorfního manipulátoru protetické ruky(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-19) Kosek, Matěj; Goubej Martin, doc. Ing. Ph.D.; Škarda Radek, Ing. Ph.D.Práce analyzuje přístupy k modelování mechanických protetických náhrad horní končetiny. Dále popisuje konkrétní vývoj modelu řízeného kladkovým systémem v prostředí SimScape.
Každý prst je řízen jedním vlastním aktuátorem, který zajišťuje současný pohyb jednotlivých kloubů díky kladkovému systému vedenému napříč všemi články. Celá ruka je pak realizována jako soustava pěti individuálně řízených prstů.
Koordinace pohybu je realizována předdefinovanými gesty a přechody mezi nimi prostřednictvím společného neutrálního gesta.Item Matematické modely pro solární a větrné elektrárny a jejich integrace do distribuovaného způsobu řešení pro Economic Dispatch Problem(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-15) Kalutskikh, Ilya; Kubíček Karel, Ing.; Střelec Martin, Ing. Ph.D.Dosáhnout optimálního ekonomického rozdělení v moderních energetických systémech se stává náročnějším s integrací obnovitelných zdrojů energie, jako jsou větrná a solární energie. Aby byl vyřešen problém ekonomického rozdělení (EDP), tato práce analyzuje matematické modely pro větrné a solární elektrárny v rámci distribuované architektury. Myšlenky z teorie grafů a řízení více agentů jsou aplikovány k vytvoření odolné distribuované metody. Použitím a porovnáním matematických modelů ze vědecké literatury, které berou v úvahu důležité faktory včetně rozdělení pravděpodobnosti, úprav modelu a závislosti na počasí, studie popisuje chování výroby obnovitelných zdrojů energie. Tyto modely budou integrovány do algoritmu, který je založen na hledání konsenzu. Studie končí praktickými příklady a diskusí výsledků.Item Návrh systému pro experimentální identifikaci jeřábu(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-19) Bílek, Ondřej; Goubej Martin, doc. Ing. Ph.D.; Bláha Lukáš, Ing. Ph.D.Tato bakalářská práce se zabývá návrhem systému pro experimentální identifikaci portálového jeřábu. Portálový jeřáb je modelován jako trojité kyvadlo s vozíkem a tento nelineární model je dále linearizován a nalezen jeho stavový popis. Následně je provedena identifikace neznámých parametrů jeřábu porovnáním charakteristických polynomů. Systém trojitého kyvadla s vozíkem obsahuje tři rezonanční frekvence. Proto je nejdříve uvažována znalost všech tří rezonancí a následně znalost jen prvních dvou rezonancí. Pro druhý případ je odvozena parametrická funkce, v jejímž globálním minimu by se měly nacházet optimální hodnoty některých neznámých parametrů. Pomocí těchto hodnot je pak možné spočítat zbylé neznámé parametry. V poslední části jsou pak představeny tři optimalizační metody implementované v MATLABu, které slouží k nalezení minima funkce. Následně došlo k otestování vybraných metod a zhodnocení výsledků pro různé zátěže jeřábu.Item Multimodální osobní asistent pro automatizaci domácnosti(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-19) Šibal, Josef; Polák Filip, Ing.; Frémund Adam, Ing.Tato bakalářská práce se věnuje návrhu a realizaci multimodálního asistenta pro ovládání chytré domácnosti. Pomocí webového rozhraní umožňuje interagovat prostřednictvím hlasových nebo textových příkazů a dále znázorňuje aktuální stav jednotlivých zařízení. Podporuje ovládání světel, spínařů, nastavování teploty, vytváření a spouštění scén nebo dotazování se na stav jednotlivých zařízení. Pro rozpoznávání řeči je využita platforma SpeechCloud, zatímco komunikace s chytrými zařízeními probíhá pomocí Home Assistant API. Systém využívá doménovou gramatiku a mechanismus slot-filling, díky kterému se zvládne doptat na chybějící informace při neúplných příkazech.Item Fonetická transkripce: analýza dostupných algoritmů a jejich porovnání(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-08-11) Růžička, Tomáš; Matoušek Jindřich, doc. Ing. Ph.D.; Řezáčková Markéta, Ing.Tato práce se zabývá porovnáním přístupů k přepisu textu na ekvivalentní výslovnostní formu (angl. grapheme-to-phoneme conversion, G2P). Cílem analýzy je šest systémů: čtyři veřejně dostupné - phonemizer, gruut, CorPy a charsiuG2P a dva systémy zpřístupněné Katedrou Kybernetiky Západočeské univerzity v Plzni. Zastoupené jsou přístupy založené na pravidlech, slovnících i neuronových sítích. Pro účely porovnání byl vytvořen testovací text spolu s jeho referenčním přepisem. Systémy jsou hodnoceny pomocí metrik chybovosti slov (WER) a chybovosti fonémů (PER). Výsledky jsou doplněny individuální analýzou chyb jednotlivých systémů.Item Segmentace parenchymatózních orgánů prasete domácího z CT snímků(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-16) Petrachenka, Yauheni; Sieber Matěj, Ing.; Jiřík Miroslav, Ing. Ph.D.Cílem této práce je navrhnout algoritmus pro segmentaci parenchymatózních orgánů na CT snímcích prasete domácího. V práci byly analyzovány klasické segmentační metody i přístupy založené na hlubokých neuronových sítích. Práce se zaměřuje na potíže vzniklé při trénování modelu a navrhuje možná řešení.Item Identifikace modelů na reálných datech diabetu mellitu(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-13) Michálková, Barbora; Houdová Lucie, Ing. Ph.D.; Straka Ondřej, doc. Ing. Ph.D.Tato práce se zabývá návrhem nástroje pro identifikaci parametrů na reálných datech OhioT1DM tří vybraných matematických modelů. Jedná se konkrétně o Bergmanův minimální model, Hovorkův model a Samadi model. Najdeme zde teoretický popis nemoci diabetu, různých přístupů matematického modelování metabolismu cukrů a detailní popis samotných modelů. Následně se práce zaměřuje na identifikaci jejich parametrů a na srovnání jejich přesnosti. Výsledky práce ukazují, že Samadi model po porovnání dosahuje nejlepších výsledků průměrné chyby. Přínosem této práce je vytvoření uceleného rámce, který umožňuje jak teoretické porovnání různých modelovacích přístupů, tak i praktickou personalizaci těchto modelů a identifikaci jejich parametrů na základě reálných dat.Item Simulace humanoidního robota se zaměřením na simultánní lokalizaci a mapování(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-19) Lepič, Václav; Neduchal Petr, Ing. Ph.D.; Bouček Zdeněk, Ing. Ph.D.Tato práce se zabývá zprovozněním simultánní lokalizace a mapování (SLAM) na robotu ErgoCub od Italského technologického institutu (IIT) v simulačním prostředí. Hlavním cílem je získání potřebných znalostí práce s middleware systémy (ROS 2, YARP) a jejich možného propojení. Práce dále popisuje využití simulačního nástroje Gazebo a knihovny SLAM Toolbox pro vizualizaci a testování lokalizačních algoritmů v prostředí virtuálního humanoidního robota.Item Detekce klíčových událostí během chirurgického šití z videa pomocí metod strojového učení(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-19) Král, David; Jiřík Miroslav, Ing. Ph.D.; Gruber Ivan, Ing. Ph.D.Tato bakalářská práce se zabývá využitím metod strojového učení pro detekci a klasifikaci klíčových akcí ve videích chirurgického šití. Cílem je podpořit automatizované vyhodnocování výkonu v rámci online kurzu vedeného profesorkou Utou Dahmen (Universitätsklinikum Jena).
Pomocí nástroje CVAT byly vytvořeny datasety pro detekci objektů, klasifikaci snímků a klasifikaci videosekvencí. Práce porovnává modely založené na YOLO11 a vlastní 3D konvoluční sítě. Výsledky ukazují, že předtrénované YOLO modely dosahují lepších výsledků díky propracované architektuře, větším trénovacím datům a vyššímu rozlišení vstupů.Item Metody odstranění šumu pro úlohu rozpoznávání řeči(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-19) Kokoška, Samuel; Šmídl Luboš, Ing. Ph.D.; Lehečka Jan, Ing. Ph.D.Tato práce se zabývá problematikou odstraňování šumu z řečových signálů s cílem zlepšit přesnost systémů automatického rozpoznávání řeči (ASR). Zkoumány jsou jak statistické metody, jako je spektrální odečítání, tak odšumování pomocí hlubokých neuronových sítí, konkrétně pomocí modelů 'Denoiser' od společnosti Meta. K hodnocení kvality odšumění jsou využity objektivní metody pro hodnocení srozumitelnosti řeči (STOI), predikce subjektivního skóre kvality (MOS) pomocí neuronové sítě UTMOSv2 a také samotná přesnost rozpoznávání řeči pomocí modelu Whisper. Experimenty byly provedeny na datech z korpusů LibriSpeech a Common Voice, které byly uměle zašuměny různými typy hluku. Výsledky naznačují, že odšumování pomocí neuronových sítí může výrazně zlepšit výkon menších ASR modelů, zatímco u větších modelů může být přínos omezený nebo dokonce negativní. Práce rovněž navrhuje nový přístup k hodnocení odšumovacích technik pomocí praktického využití ASR systémů.Item Automatický převod melodie do notového zápisu(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-19) Kaupe, Radek; Bulín Martin, Ing. MSc., Ph.D.; Zajícová Lucie, Ing. Ph.D.Standardní zápisy hudby se soustředí na jednoduchost převodu ze zápisu na melodii, přepis opačným směrem však zůstává otevřenou problematikou. Tato práce navrhuje framework pro rychlé trénování neuronových sítí se snadno vyměnitelným způsobem přípravy dat, přepínáním architektur mezi experimenty a možností tyto pokusy automatizovat pro získání lepšího porozumění celé úloze. Dále byl navržen jednoduchý program pro implementaci takto získaných sítí na úlohu rozpoznávání hudebních nástrojů a tónu v reálném čase. Pro dokončený framework byly následně navrženy experimenty pro porovnání několika možných metod klasifikace zvuku. Díky nim byla zároveň navržena stupnice rozeznatelnosti hudebních nástrojů a jejich pořadí. Nakonec byla navržena architektura neuronové sítě schopná hudební nástroje klasifikovat rychle a přesně za podmínky relativně čistých nahrávek. Podobně pak byla navržena neuronová síť pro rozpoznání tónu. Tato práce pokládá základy k dalšímu výzkumu této problematiky a poskytuje možnost jednoduše a rychle vyzkoušet nové přístupy k jejímu řešení.Item Open-source hlasový dialogový asistent(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-19) Ivannikov, Viacheslav; Frémund Adam, Ing.; Polák Filip, Ing.Tato práce se zabývá vývojem pokročilého AI asistenta, navrženého pro robustní lokální inferenci na platformě macOS a pokročilé schopnosti umělé inteligence. Cílem je excelovat v úkolech dostupných již existujícím asistentům a zároveň rozšířit škálu nových funkcí, jako je pokročilé lokální vyhledávání na internetu, kvalitní rozpoznávání a generování řeči, schopnosti konstruktivního chatování a další. Významnou součástí tohoto výzkumu bylo experimentální zkoumání jemného ladění LLM zaměřeného na uvažování, specificky pro úlohy volání funkcí, s využitím technik Parameter-Efficient Fine-Tuning (PEFT). Cílem tohoto experimentu bylo zlepšit schopnost modelu přesně vyvolávat nástroje na základě záměru uživatele. Tato práce také zahrnuje analýzu historického kontextu, zkoumání funkčnosti populárních asistentů a návrhové poznatky.Item Simulace kolejových vozidel v simulátoru Gazebo se zaměřením na simultánní lokalizaci a mapování(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-12) Hamar, Martin; Neduchal Petr, Ing. Ph.D.; Flídr Miroslav, Ing. Ph.D.Předmětem této práce je vytvoření simulace kolejového vozidla a otestování její použitelnosti pro vývoj algoritmů simultánní lokalizace a mapování. Zároveň popisuje prostředky k jejímu vytvoření - Robot Operating System a Gazebo, dále také obsahuje popis již existujícího železničního simulátoru Trainsim. Součástí práce je porovnání dvou algoritmů simultánní lokalizace a mapování ve vytvořeném simulačním prostředí.Item Rozpoznávání pozice ruky využívající EMG dat(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-19) Gogela, Tomáš; Houdová Lucie, Ing. Ph.D.; Hrúz Marek, Ing. Ph.D.Tato bakalářská práce se zabývá problematikou rozpoznávání pozice ruky na základě elektromyografických (EMG) signálů, s cílem přispět k vývoji intuitivního ovládání myoelektrických protéz. Práce se zaměřuje na zpracování signálů získaných metodou povrchové elektromyografie (SEMG), jejich předzpracování a následnou klasifikaci gest ruky pomocí různých modelů strojového učení. Byly navrženy a porovnány klasické klasifikátory i modely hlubokého učení. Pro trénink byl použit veřejně dostupný dataset SEMG signálů. Výsledky ukazují potenciál hlubokého učení pro praktické nasazení v asistenčních technologiích, ačkoliv velikost a kvalita datasetu zatím neumožňuje použití mimo experimentální prostředí.Item Automatické rozpoznávání šeptavé řeči(Západočeská univerzita v Plzni, 2025-05-16) Cajthaml, Daniel; Psutka Josef, doc. Ing. Mgr. Ph.D.; Lehečka Jan, Ing. Ph.D.Tato práce se zaměřuje na automatické rozpoznávání šeptavé řeči v češtině s cílem porovnat dostupné nástroje a metody, včetně moderních i klasických přístupů, jako jsou Wav2Vec 2.0, HMM-DNN a Whisper. V rámci výzkumu byl nahrán a pečlivě anotován 4 hodinový korpus šeptavé řeči v češtině, který posloužil jako základ pro trénování a testování rozpoznávačů. Experimenty ukázaly, že model Wav2Vec 2.0, doladěný na šeptavá data, dosáhl nejlepších výsledků, přičemž předčil i komerčně dostupný nástroj Whisper. Významný pokles chybovosti při dotrénování modelu na šeptavé řeči naznačuje, že i malé množství šeptavých dat může výrazně zlepšit výkon modelu. Porovnání rozpoznávání šeptavé řeči s běžnou řečí ukázalo, že rozdíl v chybovosti mezi těmito dvěma typy řeči není zásadní. Na základě získaných výsledků byly navrženy směry pro další výzkum, zahrnující optimalizaci trénování a metody rozšíření datového korpusu.
