Potrebno je iskoristiti postojeće algoritme za obradu slike kako bi se detektirala pozicija podvodnog kabela. Na raspolaganju je linijski laser usmjeren prema morskome dnu. Analizom slike iz kamere podvodnog vozila potrebno je detekirati lasersku liniju i neravnine u podlozi te uz pomoć analize detekcija izolirati lokaciju kabela. U sklopu rada potrebna je implementacija u Linux operativnom sustavu na ugradbenom ARM računalu koje će biti na raspolaganju.

U sklopu rada potrebno je napraviti firmware za Arduino koji će primati poruke preko serijskog porta i spremati ih u memoriju. U slučajevima kad se detektira vanjski impuls i zadovolje potrebni uvjeti Arduino uređaj treba trenutačno poslati poruku akustičkom modemu kako bi se smanjilo kašnjenje. U sklopu rada treba razviti protokol za komunikaciju prema akustičkom modemu te integrirati dvosmjernu komunikaciju kroz Arduino prema računalu s operacijskim sustavom Linux. Integrirani softver potrebno je ispitati na površinskoj platformi opremljenom akustičkim modemom.

Uobičajena GPS lokalizacija nije moguća pod vodom zbog nemogućnosti propagacije radio signala. Iz tog razloga se koriste akustička mjerenja u svrhu lokalizacije. Jednostavan koncept lokalizacije se sastoji u tome da su tri akustička modema pozicionirana na poznatim lokacijama, dok se četvrti akustički modem lokalizira tako da dobiva mjerenja udaljenosti od poznata tri modema. kada su dostupna mjerenja udaljenosti, potrebno je trilateracijom odrediti poziciju četvrtog modema. U sklopu završnog rada je potrebno implementirati određivanje pozicije trilateracijom korištenjem akustičkih modema koji su dostupni u Laboratoriju za podvodne sustave i tehnologije.

Potrebno je razviti sustav za držanje dubine za umjetne školjke razvijene u sklopu subCULTron projekta. Umjetne školjke imaju integriran sustav za promjenu volumena korištenjem klipa kojim se upravlja motorom s enkoderom. Ujedno je dostupan i dubinomjer koji se temelji na mjerenju tlaka. Potrebno je upravljati položajem klipa, te indirektno uzgonom umjetne školjke, kako bi se ostvarila željena dubina. U sklopu završnog rada treba realizirati upravljački sustav u razvojnom okruženju PSoC Creator korištenjem C programskog jezika.

Motivirani letećim ribama koje imaju sposobnost iskakanja iz vode, istraživači pokušavaju napraviti umjetne ribe sa sličnim sposobnostima. Kao prvi korak u ovome istraživanju, potrebno je analizirati kakav oblik tijela treba imati objekt da što više može iskočiti iz vode. U završnom radu potrebno je izraditi eksperimentalni postav koji će služiti za mjerenje visine iskakanja objekata iz vode. Potrebno je istražiti ideje poput stavljanja kamere iznad objekta koji iskače, itd. Potrebno je realizirati postav i napraviti eksperimente korištenjem različitih modela objekata koji iskaču. 

U akvakulturi je od velike važnosti poznavati veličinu ribe kako bi se mogla odrediti optimalna količina hrane koja je potrebna za dostizanje željene veličine ribe. Dok se trenutno veličina ribe određuje uzimanjem uzoraka ribe iz kaveza, naprednije metode uključuju neometano snimanje riba i određivanje veličine. U sklopu završnog rada potrebno je istražiti algoritme obrade slike koji se mogu koristiti za određivanje veličine ribe. Potrebno je iskoristiti veliki broj slika koje su snimljene u stvarnom ribogojilištu i koje su dostupne u Laboratoriju za podvodne sustave i tehnologije, te predložiti najbolji postupak za određivanje veličine riba. Dobivene rezultate je potrebno usporediti s ručno dobivenim očitanjem veličine.

U kooperativnom višerobotskom pomorskom sustavu potrebno je omogućiti pristajanje manjeg robota na veću plutajuću robotsku platformu, u svrhu ostvarivanja punjenja baterija. Na ravnoj kružnoj ploči koja predstavlja površinski dio manjeg robota nalaze se četiri LED diode: dvije crvene i dvije zelene. Na robotu-bazi nalazi se kamera koja u stvarnom vremenu nadgleda okoliš. U sklopu završnog rada potrebno je algoritmima obrade slike odrediti ravninu koju definiraju LED-točke te time poziciju jednog robota u odnosu na drugi.

Podvodnim robotima koji obavljaju nadzor okoliša prikupljanjem podataka iz čitavog niza senzora potrebno je osigurati dugo vrijeme autonomije bez narušavanja kvalitete mjerenja. U sklopu završnog rada potrebno je obaviti osnovnu konfiguraciju pločice Raspberry Pi te na njoj pokrenuti obradu slike korištenjem biblioteke OpenCV. Kao energetski zahtjevan dio robota, sustav koji se pokreće s pločice ne radi čitavo vrijeme, već u određenim intervalima Raspberry Pi uzima fotografiju svoje okoline preko spojene kamere, te na njoj radi obradu tako da ustvrdi koliko je voda mutna ili zagađena mjerenjem količine svjetla koja kroz nju prodire i/ili brojanjem vidljivih čestica koje plutaju u određenom volumenu vode.

Algoritam virtualnog cilja ("virtual target") omogućava autonomnim vozilima praćenje općenite putanje ukoliko je poznata njezina zakrivljenost. Ovaj algoritam je uspješno implementiran na vozilima dostupnim u Laboratoriju za podvodne sustave i tehnologije. U sklopu završnog rada potrebno je upoznati se sa samim algoritmom te simulatorom u kojem je algoritam primijenjen na praćenje jednostavnijih putanja poput pravca i kružnice. Nadalje, potrebno je opisati utjecaj transportnog kašnjenja na ponašanje algoritma u ovisnosti o pojedinim putanjama. Pretpostavka je da se kašnjenje javlja na mjerenim varijablama udaljenosti vozila od putanje.

Obrnuto dvostruko njihalo predstavlja složen nestabilan proce. Jedan od načina opravljanja ovakvim procesom je da se obrnuto dvostruko njihalo stavi na kolica čijim pokretanjem se može ostvariti stabilizacija.i U sklopu završnog rada potrebno je izvesti kontinuirani matematički model obrnutog njihala, te ga realizirati u MATLAB Simulinku. Potrebno je linearizirati sustav oko ravnotežne točke te analizirati stabilnost lineariziranog modela. Za linearizirani model, potrebno je implementirati regulator koji će stabilizirati sustav oko ravnotežne točke. Ujedno, potrebno je komentirati i simulacijom utvrditi za koje početne uvjete je stabilizacija moguća korištenjem razvijenog regulatora.

Testiranje algoritama upravljanja često se provodi u Matlab/Simulink okruženju. S druge strane vozila u Laboratoriju za podvodne sustave i tehnologije operiraju na ROS i Linux okruženju gdje algoritmi moraju biti implementirani u C++ programskom jeziku što zahtjeva dodatan korak integracije i testiranja. U zadatku je potrebno ostvariti ROS-Matlab komunikaciju među procesima uz postojeće alate te ostvari direktno testiranje upravljačkih algoritama iz Matlab/Simulink-a na pravom vozilu. Potrebno je spajanjem male ronilice ostvariti potpunu kontrolu zaošijanjem i dubinom korištenjem kaskadne strukture upravljanja u Matlab/Simulink-u. Odzivi upravljačkih varijable trebaju se prikazivati u realnom-vremenu i paralelno uspoređivati sa odzivima simulatora u Matlab/Simulinku.

U sklopu završnog rada potrebno je upoznati se s konceptom modelsko prediktivnoga upravljanja, te zatim istražiti mogućnost njegove primjene pri vođenju platforme različitim trajektorijama. Dostupan je matematički model autonomne plovne platforme koja je razvijena u Laboratoriju za podvodne sustave i tehnologije, a u sklopu završnog rada je potrebno u MATLAB-u napraviti simulaciju u kojoj će se testirati ponašanje predloženog algoritma modelsko prediktivnog upravljanja.

Navigacija zvukom u prostoru znači da se vođenje daljinski upravljanog robota ostvaruje putem zvukovnog, a ne vizualnog sučelja. U sklopu završnog rada je potrebno ispitati osigurava li slušna prostorna percepcija različitih zvukova uspješno vođenje robota do cilja uz zaobilaženje postavljenih prepreka. Cilj i prepreke potrebno je simulirati različitim prostornim virtualnim izvorima zvuka. Zadatak treba napraviti na zvukovnom sučelju i simulatoru koji je dostupan u Laboratoriju za podvodne sustave i tehnologije.

Podvodni sustavi koji iskaču iz vode su bio-inspirirani morskim životinjama poput "leteće lignje" koja koristi ovo svojstvo za bijeg od grabežljivaca. Podvodni tehnički sustavi koji imaju sposobnost mijenjanja uzgona, na sličan način mogu postići dovoljnu brzinu da iskoče iz vode i na taj način na prijem prošire područje na kojem mogu prenositi podatke korištenjem bežičnih komunikacijskih uređaja. U sklopu završnog zadatka potrebno je razviti što realniji matematički model iskakanja iz vode, uzevši u obzir hidrodinamičke i aerodinamičke efekte koji djeluju na sustav. Model je potrebno realizirati u ROS-u, ta napraviti simulacije iskakanja većeg broja ovakvih sustava.

U Laboratoriju za podvodne sustave i tehnologije je napravljan model tankera koji služi za testiranje upravljačkih algoritama. U završnom radu je potrebno revitalizirati upravljački sustav modela tankera te realizirati upravljanje kursom. Potrebno je testirati implementirani upravljački algoritam uz konstantnu unaprijednu brzinu, te konstantnu brzinu zanošenja modela. Rezultat rada treba biti sučelje u sklopu kojega se mogu testirati različiti upravljački algoritmi.

U sklopu završnog rada potrebno je implementirati algoritam za analizu kvalitete odziva vozila u C++ biblioteku. Potrebno je izvesti proširenje trenutnog ROS simulatora podvodnog vozila da bi se simulacije odvijale na simuliranom ROS satu i brže od stvarnog vremena. Integracija se mora izvršiti razvojem novog ROS node-a. ROS node će za konfiguraciju uzimati setove parametara regulatora. Korištenjem postojećeg ROS sučelja podesit će regulatore te za svaki set parametara izvršiti i snimiti odziv u ubrzanoj simulaciji. Nakon što su odzivi snimljeni novo-razvijeni ROS node treba iskoristiti algoritam za analizu kvalitete odziva i naći kombinaciju parametara regulatora koji ima najbolji odziv.

U sklopu završnog rada potrebno je korištenjem Gazebo simulatora i Robot Operating System (ROS) simulirati podvodno vozilo. Dostupan matematički modela implementiran u C++-u potrebno je spojiti sa simuliranim svijetom u Gazebo simulatoru preko Gazebo plug-in sučelja. Plugin će primati komande propulzije iz ROS regulacijske infrastrukture i generirati senzorske podatke za orijentaciju i poziciju vozila pomoću raspoloživih Gazebo senzora. Korištenjem simuirane fizike (gravitacija, kolizija) rad treba ostvariti simulaciju plovnosti vozila, a uz simulirane podatke o koliziji interakciju (na razini sila) sa drugim objektima.

U završnom radu je potrebno iskoristiti dostupne algoritme za interpretaciju skupa ronilačkih znakova koji se temelje na skrivenim Markovljevim modelima, te ih prilagoditi za primjenu u stvarnom okruženju u kojem djeluju poremećaji (podvodne struje). Trenutna izvedba algoritma detektira položaj ruku i prstiju u koordinatnom sustavu video slike. Budući da ne možemo biti sigurni je li pomak ruke u video slici rezultat pomicanja kamere (zbog utjecaja poremećaja) ili uistinu namjerni pomak ruke, potrebno je modificirati postojeće algoritme tako da se pomak promatra u koordinatnom sustavu kojemu se ishodište podudara s glavom ronioca. Pomake ruke u novom koordinatnom sustavu potrebno je koristiti kao observacije u skrivenom Markovljevom modelu.

U završnom radu nužno je analizirati stabilnost zatvorenog regulacijskog sustava s čovjekom u petlji. Sustav se sastoji od procesa (npr. PT1 član s integratorom, prijenosne funkcije zaošijanja podvodne ronilice), regulatora-čovjeka (prikazanog prijenosnom funkcijom sa nulom, 2 pola i transportnim kašnjenjem) i pojačalom regulacijskog odstupanja ispred regulatora. Vremenske konstatne prijenosne funkcije čovjeka ovise o npr. koncentraciji ili umoru operatera, kompleksnosti zadataka, vrsti zadatka (čovjek je adaptivan i prilagođava svoju funkciju da bi stabilizirao cijeli sustav). U radu je potrebno ispitati stabilnost sustava za različite vremenske konstante funkcije operatera i pojačanja signala regulacijskog odstupanja.

U završnom radu je potrebno u Matlabu realizirati upravljačke algoritme niže i više razine koji se koriste za upravljanje plovnim objektima. Od regulatora niže razine, potrebno je realizirati regulatore brzina sljedećih tipova: PI, I-P, te PI regulator s unaprijednim djelovanjem. Od regulatora više razine, potrebno je realizirati regulator kursa, regulator za dinamičko pozicioniranje te regulator za praćenje linije. Za svaki od navedenih regulatora, potrebno je ostvariti kontinuirani i diskretni oblik, te odrediti prijenosne funkcije zatvorenog kruga upravljanja. Parametre regulatora je potrebno podesiti prema željenoj karakterističnoj jednadžbi zatvorenog kruga. Dodatno, potrebno je analizirati ponašanje zatvorenog kruga upravljanja uz ograničenu upravljačku veličinu, te realizirati antiwindup mehanizam.

U podvodnom svijetu vidljivost je često vrlo slaba što isključuje mogućnost korištenja video slike u svrhu prepoznavanja objekata. Iz tog razloga se pristupa korištenju sonara, koji daje informaciju o objektu na znatno većim udaljenostima i pri slaboj vidljivosti, uz nešto slabiju kvalitetu. U završnom radu je potrebno korištenjem postojećih algoritama za prepoznavanje ruke iz video slike, odrediti položaj ruke i prstiju u sonarskoj slici. Potrebno je iskoristiti bazu sonarskih slika dobivenih višezrakastim sonarom visoke rezolucije. Rezultat algoritma treba biti položaj dlana i prstiju u sonarskoj slici.

U sklopu završnog rada potrebno je upoznati se s dsPIC mikrokontrolerima i ICSP programiranjem mikrokontrolera. Potrebno je spojiti postojeći mikrokontroler za programiranje pomoću PICKit2/3 programera. Inercijalni senzor koji je dostupan u Laboratoriju za podvodne sustave i tehnologije treba spojiti preko I2C komunikacije s PIC-om. Već postojeće navigacijske algoritme treba implementirati u C-u na dsPIC mikrokontroleru.

Kinematički model ronioca daje vezu između orijentacija pojedinih dijelova tijela i položaja tijela ronioca. Pretpostavka je da je moguće mjeriti orijentaciju pojedinih dijelova tijela putem inercijskih senzora koji su strateški postavljeni po tijelu (na zglobovima, gležnjevima itd.). U završnom radu je potrebno nastaviti rad na kinematičkom modelu ronioca korištenjem metodologije koja se koristi prilikom modeliranja robotskih manipulatora. Korištenjem razvijenog kinematičkog modela i mjerenja inercijskih jedinica, potrebno je simulirati položaj tijela ronioca i grafički ga prikazati.

Postojanje mjehurića zraka je jedan od jasnih indikatora stanja ronioca tijekom zarona. Količina mjehurića zraka je dobar pokazatelj potrošnje zraka i ovisi znatno o iskustvu ronioca. U sklopu završnog rada potrebno je razviti algoritam za obradu slike koji će prepoznati postojanje mjehurića zraka korištenjem podvodne video kamere. Potrebno je predložiti i testirati najprikladniji algoritam za obradu slike. Kvalitetu implemenitranog algoritma treba testirati na video snimkama prikupljenima u stvarnim uvjetima. Temeljem analizarane slike, potrebno je odrediti frekvenciju disanja ronioca i pokušati detektirati nagle promjene frekvencije disanja.

Ronilica BubbleBee 2 koja je razvijena u sklopu studentskog projekta među ostalim komponentama ima i elektroničko sklopovlje za upravljanjem propulzorima. U sklopu završnog rada potrebno je razviti programski modul koji će upravljati ovim elektroničkim sklopovljem te će prikupljati dijagnostičke podatke koji su na raspolaganju (struje armature, temperature, itd.). Programski modul mora biti kompatibilan s postojećim programom za upravljanje BubbleBee 2 ronilicom. Potrebno je razmotriti i mogućnost primjene razvijenog modula s drugim dostupnim ronilicama.

Pri simulacijskim eksperimentima koja se provode u podvodnom simulatoru UWSim postoji mogućnost integracije trodimenzionalnih modela vozila i okruženja u kojima se simulacija izvodi. U sklopu završnog zadatka potrebno je napraviti trodimenzionalne grafičke modele sljedećih ispitnih lokacija na kojima se provode eksperimenti Laboratorija za podvodne sustave i tehnologije: 1. cilindrični laboratorijski bazen; 2. jezero Bundek; 3. jezero Jarun i 4. mreža za uzgoj riba. Modeli trebaju biti integrirani u UWSim i napravljeni po uzoru na model testnog bazena na Sveučilištu u Gironi koji je već integriran. Integrirane trodimenzionalne modele je potrebno georeferencirati kako bi se ostvarilo vizualno kvalitetnije provođenje simulacija.

U sklopu završnog rada potrebno je upoznati se s Arduino pločicom i razvojem koda na njoj u Linux okruženju. Potrebno je upoznati se s funkcionalnostima Robot Operating System-a (www.ros.org). Potrebno je analizirati rosserial i rosserial_arduino pakete za spajanje Arduino pločica sa ROS sustavom. Rezultat završnog rada mora biti implementirana kontrola LED lampica spojenih na Arduino razvojnu pločicu pomoću ROS topic-a.

Bežični prijenos podataka pod vodom je izazovan zadatak. Prijenos na velike udaljenosti je moguć jedino putem akustičke komunikacije dok su preliminarna istraživanja pokazala da je RF prijenos moguć na manje udaljenosti pri malim frekvencijama. U sklopu završnog rada je potrebno testirati mogućnost prijenosa podataka korištenjem bežičnih modula pod vodom. Potrebno je postojeće inercijske jedinice koje su spojene na mikrokontrolere spojiti na bežične module. Svaki takav čvor treba spojiti s centralnom komunikacijskom jedinicom gdje se objedinjuju podaci. Ovakva mreža će biti distribuirana po ronilačkom odijelu i služit će za rekonstrukciju položaja ronioca. U sklopu zadatka je potrebno analizirati i potrošnju energije svakog pojedinog čvora i cjelokupne mreže.

Prepoznavanje prstiju ruke iz video slike je zanimljiv problem koji prvenstveno nalazi primjenu u automatskoj interpretaciji znakovnog jezika gluhih. U sklopu završnog zadatka potrebno je istražiti koji su algoritmi obrade slike najpogodniji za prepoznavanje položaja prstiju ruke. Potrebno je implementirati algoritam te ga testirati na zadanom skupu podataka.

U sklopu završnog rada potrebno je upoznati se s Arduino razvojnom pločicom. Inercijalni senzor koji je dostupan u Laboratoriju za podvodne sustave i tehnologije treba spojiti preko I2C komunikacije s Arduino pločicom. Već postojeće navigacijske algoritme treba implementirati u C-u na Arduino uređaj i napraviti integraciju s inercijskim senzorom.

U sklopu završnog rada potrebno je upoznati se s PIC mikrokontrolerima i ICSP programiranjem mikrokontrolera. Potrebno je spojiti postojeći mikrokontroler za programiranje pomoću PICKit2/3 programera. Inercijalni senzor koji je dostupan u Laboratoriju za podvodne sustave i tehnologije treba spojiti preko I2C komunikacije s PIC-om. Već postojeće navigacijske algoritme treba implementirati u C-u na PIC24 mikrokontroleru.

U sklopu završnog rada potrebno je upoznati se s aritmetikom s nepomičnim zarezom ("fixed point" aritmetika) na mikrokontrolerima. Potrebno je proučiti libfixmath biblioteku (http://code.google.com/p/libfixmath/), te ju doraditi i kompilirati za PIC mikrokontroler na XC kompajleru. Potrebno je doraditi i kompilirati libfixmatrix biblioteke za korištenje na PIC mikrokontroleru. Rezultat završnog rada moraju biti implementirani već razvijeni navigacijski algoritami u C-u na postojećem PIC18 mikrokontroleru. Na ovaj način će se ostvariti optimizacija koda i smanjenje korištenja memorije mikrokontrolera.

Prijašnji diplomski rad istražio je mogućnosti obrade slike u svrhu određivanja relativnog pomaka iz video snimke. Temeljem rezultata diplomskog rada, u završnom radu je potrebno izabrati metodu određivanja relativnog pomaka pogodnu za implementaciju na ronilici u stvarnom vremenu. Implementaciju i optimizaciju za rad u stvarnom vremennu potrebno je provesti u C++ jeziku unutar ROS okruženja.

Trodimenzinalna rekonstrukcija je izuzetno korisna u različitim istraživačkim disciplinama gdje mapiranje i analiza artefakata igra važnu ulogu. U sklopu završnog zadatka potrebno je napraviti trodimenzinalni skener koji se sastoji od jednostavne (web) kamere i linijskog lasera. Programsku podršku koja je besplatno dostupna na webu potrebno je integrirati s kamerom i laserom. U sklopu završnog rada potrebno je dokumentirati razvijeni postupak trodimenzinalnog skeniranja te provesti analizu točnosti rekonstruiranog trodimenzinalnog modela.

Snimke višezrakastog sonara mogu se koristiti za detekciju značajki na dnu. Poznavanjem lokacije značajki i određivanjem realtivnog kretanja ronilicu u odnosu na njih, moguće je poboljšati navigacijsko rješenje. Koristeći raspoložive sonarske snimke potrebno je testirati kvalitetu određivanja relativnog pomaka sonara između pojedinačnih pingova. U sklopu završnog rada, metodu je potrebno implementirati u Matlab razvojnom okruženju.

Potrebno je projektirati efikasan program za proračun morskih struja na osnovi VP metode. Metodološki pristup zasnovan je na teoriji predstavljenoj u literaturi (doktorska disertacija M. Barišića). Program po završetku proračuna sprema XML skriptu koja sadrži opis proračunatog vektorskog polja uvjerljivih, u praksi mogućih struja sukladno stvarnim eksperimentalnim iskustvima. Vektorsko je polje definirano u točkama kubične mreže na koju je podjeljen odabrani kvadar 3D podvodnog prostora od interesa za kasniju simulaciju. Također je potrebno programirati ROS sučelje (klasu i implementaciju objekta takve klase) koja koristi proračunatu XML skriptu kako bi tijekom simulacijskog postupka koji uključuje stvarni hardver (engl. hardware-in-the-loop) izračunavala pseudo-stacionarnu komponentu morske struje. To sučelje proračunava vrijednosti pseudo-stacionarne komponente morske struje za bilo koji položaj bespilotne ronilice, dok god je taj položaj, izražen kao vektor iz R3 prostora, unutar kvadra specificiranog u zaglavlju XML skripte, sačinjene programom za proračun, koja se koristi.

U završnom radu je potrebno realizirati upravljački program za daljinski upravljanu ronilicu BubbleBee II koja je razvijena u sklopu studentskog projekta u Laboratoriju za podvodne sustave i tehnologije. Potrebno je realizirati komunikacijsku strukturu koja će uvezati senzore s elektorničkim sklopovljem koje upravlja aktuatorima. Potrebno je definirati i detaljno opisati arhitekturu upravljačkog programa, te dokumentirati sve njezine elemente. Kao rezultat završnog rada, potrebno je demonstrirati funkcionalnost programa na stvarnom sustavu.

Upravljanje sustavima na niskoj razini putem interneta je zahtjevan zadatak budući da su vremena kašnjenja promjenjiva. Iz tog razloga se uobičajeno upravljanju putem interneta pristupa na višoj razini. U završnom zadatku je potrebno realizirati web aplikaciju koja će služiti kao sučelje za prikaz statusnih varijabli ronilice kao što su stanje baterije, način rada i sl. Uz to, potebno je osigurati prijenos i prikaz video signala koji se dobiva iz kamere na ronilici. Potrebno je istražiti mogućnost zadavanja zadataka više razine putem interneta (zadavanje referentnog kursa i dubine). Završni rad je poterebno demonstrirati primjenom BubbleBee I studentske ronilice koja je razvijena u Laboratoriju za podvodne sustave i tehnologije.

Neka od mjerenja koja se mogu dobiti iz inercijskih mjernih jedinica su i tri orijentacije u globalnom koordinatnom sustavu. Ukoliko je ovakva jedinica fiksirana na ljudsko tijelo, može se iskoristiti za određivanje orijentacije dijela tijela na koji je fiksirana. Da bi se očuvala ergonomičnost, mjerenja se iz ovakvih senzora bežično šalju na obradu u centralnu jedinicu. Cilj ovog završnog zadataka je spojiti komercijalno dostupan inercijski mjerni uređaj na modul za bežičnu komunikaciju te na taj način ostvariti odaljen prijenos podataka. Testiranje razvijenog sustava treba uključivati prikaz orijentacije udaljenog senzora na korisničkom sučelju.

Kinect senzor je primjer moderne tehnologije koja je proboj na tržište ostvarila kroz igraće konzole. U zadnje vrijeme se sve više koristi za upravljanje bespilotnim vozilima. U završnom zadatku je potrebno ostvariti upravljanje bespilotnom ronilicom korištenjem Kinect senzora. Potrebno je definirati nekoliko naredbi poput "vozi naprijed", "skreni", "zaustavi se" koje će se zadavati položajem ruke. Korištenjem Kinect senzora i postojećih programskih paketa potrebno je detektirati pojedinu naredbu zadanu rukom te ju izvršiti. Upravljanje je potrebno demonstrirati na stvarnom sustavu.

Na temelju položaja tijela ronioca moguće je odrediti njezino/njegovo stanje tijekom obavljanja podvodne misije. Postavljanjem inercijskih mjernih uređaja na strateške pozicije tijela, moguće je odrediti orijentaciju trupa u globalnom koordinatnom sustavu, te položaj ruku i nogu u odnosu na tijelo ronioca. U završnom radu potrebno je napraviti jednostavan kinematički model ronioca korištenjem metodologije koja se koristi prilikom modeliranja robotskih manipulatora. Potrebno je odrediti najbolja mjesta za postavljanje mjernih jedinica te simulirati položaj tijela ronioca ukoliko su poznata mjerenja iz mjernih jedinica. Razvijeni algoritam treba testirati uz prikladan prikaz položaja ronioca u korisničkom sučelju.

U završnom radu potrebno je realizirati autopilot i regulator dubine za daljinski upravljanju ronilicu Seamor. Mjerenja kursa i dubine su dostupna iz kompasa i dubinomjera koji je dostupni na ronilici. Komunikacijska struktura SeaMor ronilice je izvedena ROS-u te je moguće pristupiti svim potrebnim mjerenjima. Korištenjem postojeće komunikacijske strukture potrebno je implementirati regulator kursa i dubine. Potrebno je detaljno dokumentirati korištene algoritme i samu strukturu realizacije upravljačkog programa. Nakon realizacije upravljačkih algoritama, potrebno je ocijeniti njihovu kvalitetu.

Mikrokontroleri su sveprisutni u ugradbenom računarstvu i automatizaciji. Zadatak je iskoristiti mikrokontroler za regulaciju analognog modela sustava. Potrebno je implementirati I-SO algoritam identifikacije parametara sustava na mikrokontroleru za određivanje parametara sustava. Temeljem parametara potrebno je postaviti PID regulator za dostizanje željenog ponašanja sustava. Kombinacijom identifikacijskih i regulacijskih algoritama razvit će se samo-podešavajući PID regulator na čipu.

U podvodnoj robotici veliki problem predstavlja problem prekoračenja radne dubine. Kod autonomnih sustava potrebno je osigurati sigurnosne mjere tako da se prilikom prekoračenja naksimalne dubine pokrene niz radnji kojima će se ronilica dovesti na površinu. Jedan takav postupak je napuhavanje sigurnosnog vučnog balona (engl. tow float). U sklopu završnog zadatka potrebno je projektirati elektroničku pločicu koja će prilikom poremašivanja maksimalne zadane brzine ili maksimalnog vremena trajanja misije aktivirati sigurnosni balon. Potrebno je testirati pločicu u laboratorijskim uvjetima i naposlijetnu na stvarnom sustavu.

The task is to generate set of morphologic characteristic of underwater object, combining side scan sonar image of the object with navigation data. Morphologic set of data should consist of, but is not limited to width, height, shape and orientation.The thesis should also provide the analysis of the quality of determining morphological characteristics and comment on the possible improvements of the algorithm.

The thesis should finalize the project of building the autonomous underwater vehicle (AUV) Bubblebee II. The AUV should have the possibility of remote control (via tether) by an operator and it should have basic functionalities of autonomous behaviour. Special attention should be devoted to: the analysis of thruster allocation, realization of basic control algorithms and ensuring a satisfactory level of autonomy. The result of this thesis should be a functional AUV and a report from field tests.

The thesis requires for the following sensors to be integrated within the developed communication structure of the autonomous kayak: compass, GPS and camera. The data obtained by these sensors should be easily available to the higher control levels. The thesis should focus on problems which appear during the integration and the functionality of the integrated system should be demonstrated.

The thesis includes the realization of hydroacoustic communication between two LinkQuest hydroacoustic modems. User interface has to be developed so that simple messages can be sent and received as well as mission files. Communication has to be two-way. The thesis should present extensive results of reliability testing and the developed interface has to be presented.

The thesis involves the realization of the circuit board which determines the bearing (direction) of the underwater sound source of known frequency by the use of three hydrophones. A detailed analysis of the board is required. After the board has been tested in simulation, it should be printed and extensive experiments should be conducted that will prove the functionality in real conditions. The thesis has to include all the schemes and testing results. The stress should be placed on the problems which appeared during the experiments and the analysis of positive and negative sides of the developed board.

The thesis includes the development of the mathematical model of IVER autonomous underwater vehicle (AUV) that is equipped with a main thruster and two pairs of rudders used for yaw and heave control. After the mathematical model has been determined, the parameters of the dynamical model should be identified by performing experiments on a real system. The thesis should include the experimental results and validation of the obtained model.

The thesis includes the implementation of the line following algorithm to the IVER autonomous underwater vehicle (AUV). Specifically, the algorithm that uses direct actuator control should be used (direct method). In the first phase, line following on the surface should be developed. After testing the algorithm on a real system, the algorithm should be extended to three dimensional following. The implementation has to be done in such a was that MOOS communicates with the backseat computer. The thesis should include experimental results and their analysis.

In this assignment we have tried to solve the problem of sound localisation in water using three hydrophones. Our goal was to implement a practical solution as simply as posible, which would be achievable with the least expense. The principle on which we have based our implementation of sound localisation is the comparison of arrival times of a sound wave to three hydrophones. This method is the most commonly used method of sound localisation, so we have plenty of literature at our disposal concerning this topic. The assignment consisted of two practical facets of design. The first facet is the hardware issue, in which we have designed a printed circuit board for the device, while the other facet consisted of writing the software for the microcontroller on the printed circuit board. Keywords: Underwater robotics, sound localisation, hydrophones, hydroacoustics

The thesis should implement interprocess communication between different modules that are available on the autonomous kayak. Wireless manual control has to be ensured and transmission of feedback information to the ground station should be enabled. The thesis should describe the complete communication structure and demonstrate its functionality. During the mission, all process and status variables should be logged and sent at the request of the client.

This paper elaborates on the hardware configuration of the Automarine module. The most important parts of the Automarine module are: control computer with belonging hard disk, interface to CAN bus, a bidirectional converter between CAN standard and RS-232 standard, components for wireless connection which include wireless networking card and antenna, video signal recording element, power supply system with two batteries and waterproof hull supporting parts. In short terms, the way of communication between the VideoRay Pro II rov and the control console is explained, in order to understand and explain the way of communication of rov and the Automarine module that represents the control console. As a part of the revitalization of the Automarine module a temperature sensor is built and a new supply system proposed. Temperature sensor forwards informations to personal computer and using RS232 serial link it is very easy to connect to the control computer of the Automarine module. The proposed new system would provide power to the rov with the Automarine module to be autonomic for 5.5 hours. It is a great improvement over the previous 1 hour, but under conditions of high prices of the new cordless rechargeable batteries.

Project Bubblebee 2 consist of the construction of an autonomous unmanned underwater vehicle, which was invented and designed by students of the Faculty of electrical engineering and computing and students of the Faculty of mechanical engineering and naval architecture. Idea of the project and one of the missions of underwater vehicle is participating in AUVSI AUV competition, which is annually held in San Diego in the United States of America. Underwater acoustic in today’s life has become an essential part of any underwater system, which can also be seen from the AUV competition tasks in which localization using hydroacoustic elements is inevitable. Underwater localization in the Bubblebee 2 project is planned to be made using three hydrophones arranged in angles of equilateral triangle on the bottom of the underwater vehicle. Localization algorithm and elimination of unnecessary solution was achieved by using simple mathematical and geometric functions and properties. An interactive graphical simulator that shows data simulation in real time was made to ease the presentation and to test the accuracy of the localization algorithm.

In this thesis our primal goal was to implement an algorithm that recognizes more templates from a video input. The video stream was realized with a USB camera above the laboratory pool. After the development of the software solution our next goal was modelling a virtual model that represents a laboratory platform and its environment. The virtual platform should be positioned at a position that corresponds to the platform position in the real world. For the control information sent to the actual platform we developed an interface that displays the sent control data using indicators and a simple graph panel that shows the immediate history of the engines work.

The C6 Multi-Sensor Platform was designed to integrate up to six Cyclops-7 fluorescence and turbidity sensors for extended or short-term deployments. The C6 provides individual automatic gain control, calibration, digital data reporting and datalogging for each Cyclops-7 sensor. The Cyclops-7 line of submersible sensors are designed for integration into multi-parameter platforms. The measurement and distribution of living, microscopic plant matter, commonly referred to as phytoplankton or algae, has been of interest to scientists, researchers, and aquatic resource managers for decades. An understanding of phytoplankton populations and their distribution enables researchers to draw conclusions about an aquatic systems health, composition, and ecological status. Platform that is studied is composed of sensors to measure chlorophyll a, cyanobacteria, rhodamine, blurring, painted debris of organic matter and crude oil. Calibration is the comparison between measurements, and between two measurements with a device and measurements provided by a device that we wish to calibrate, in similar conditions. A device with a known or default measurement is called standard. Calibration of device is compared to measurements collected directly from the standards. In C-Soft or the user interface that is made we can calibrate each sensor separately. To communicate with the platform we can use a software package C-Soft Windows. It is necessary to develop a graphical interface for communication with the platform via the C programming language in order to have a better possibility of manipulation of collected data that is more able to work with the platform.

In this paper the topic of guidance and line following of laboratory platform is presented. The work is gradually describing and defining the path from the issues to proposed solutions. First, a mathematical model is given that contains descriptions of the dynamic and kinematic behavior and actuator allocation. For control purpose, an I-PD controller based on the binomial model transfer function is proposed. The paper describes the procedure of synthesis in the continuous domain and transformation into discrete and at finally the control algorithm is presented. Procedure of automatically switching to the next line when the platform reaches the end of the previous line.

This Bsc thesis implements the navigation module in platform for dynamic positioning. The thesis consists of hardware which integrates mini computer with GPS module and compass and software which gives information of position and orientation. This information is displayed in the user interface in real time and can be sent to a controller which follows the predefined route and the route of the platform is drawn on a georeferenced map. In addition, all needed information which application receives is printed in a .kml file which can be opened in Google Earth for analysis of route.

The goal of final thesis was to design modular extensible database and to implement web application which enable work with data in database to users. Database contain information about unmanned marine vessels, information about organizations whish are owners of unmanned marine vessels and information about unmanned marine vessel missions. This thesis include complete process of designing and implementing modern information system. In the implementation of system the data driven design principle was used which ensures requirement for modularity and extensibility of database. The advantage of this design is full control, standardization and transferability of data. Unlike that data driven design causes many problems in the implementation of object oriented software. For database design it is used database managment system MySQL, and PHP framework Kohana for implementing software. Software is designed as a web application which is stored on the server of the Laboratory for underwater systems and tehnologies with Apache web server. Because of object oriented software above relational database it was necessary to do object relational mapping. For mapping it was used Kohana built-in object relational mapper. Besides object relational tehnology, Kohana uses MVC design pattern which makes web application multilayered with separated program logic code and user interface code. This thesis describes manipulating with modules and user accounts, user authorization. It touches the elements of database vulnerability also. There are explained principles of assigning user rights for using system resources, principle of user registration and login.

This paper describes the improvement of movement characteristics of a laboratory platform for dynamic positioning, procedure of choosing the right mathematical model and identification of mentioned model. Platform's actuators are replaced, new pwm amplifier is built, microcontrollers are reprogrammed and the measurment for identification of a model is shown. Placement of actuators in the system is described with allocation matrix of a model. Dynamical characteristic of the velocity in each direction is aproximated with PT1 step response using Küpfmüller method.

CTD probe is an instrument which is used for measuring conductivity, temperature and density of the surrounding medium. The aim of this course was the creation of the DLL library which would provide communication between the instrument and the computer. The visualization of the data obtained form the CTD probe was implemented in the LabView environment. The main task of the DLL library is to read data obtained by the probe in given time intervals and to foward it to the visual interface in LabView. DLL was converted to the VI library so that it could be placed in the LabView block diagram. The task of the LabView interface is the configuration, connection and visualization of data obtained by an instrument over the serial port.

The main task of this paper is to achieve distributed control of two platforms using the MOOS (Mision Oriented Operating System). These two platforms are located in the Laboratory for Underwater Systems and Technologies (LAPOST). The realization, form and function of the MOOS and the way that the distributed control was achieved, are described through this paper. All blocks that were necessary to finish this work were done in a graphical programming language LabVIEW.

This paper concerns basic methods of fault detection and isolation. Basic definitions of fault tolerant systems are given. The classical approaches are limit checking or spectral analysis. They do not give all needed informations so model-based methods are developed. These methods use residual generation and they are based on parametar estimation, parity equations, or state observers. Also signal model and knowledge-based approaches were developed.

Platform for dynamic positioning was designed within student project and is in constant development. It's primary purpose is examination of behaviour of such vessel under different circumstances and development of dynamic positioning algorithms. It will be used in future for student laboratory practices. For successful research of these field it is necessary to have good mathematical model of platform's dynamics. Experiments necessary for system identification of all 3 degrees of freedom of the platform were made within this work.