В МАИ разработали уникальное решение по умной дефектоскопии

Московский авиационный институт, 29 октября 2024 года

В рамках проекта по промышленной дефектоскопии учёные МАИ разработали уникальную методику по созданию синтетических данных. Обученная на этих данных нейросеть позволяет снимать показания промышленных приборов при помощи умной камеры беспилотника.

Одной из важнейших задач на промышленных объектах является поддержание исправности оборудования и инфраструктуры. Обычно её выполняют квалифицированные специалисты, но обход огромных территорий занимает много времени, а в некоторых местах — и небезопасен для человека. Для выполнения этой работы в последние годы стали активно использовать беспилотники, оснащённые умными камерами, которые позволяют в автоматическом режиме контролировать объекты инфраструктуры и снимать показания с приборов — как электронных, так и стрелочных.

Такой проект для теплоэлектростанции реализовали в МАИ. В задачи промышленного беспилотника входят, в частности, дефектоскопия труб, связанных с топкой парового котла, а также определение показаний приборов машинного зала.

— Для машинного зрения распознавание показаний приборов сильно отличается от дефектоскопии труб. Главная сложность заключается в том, что дрон может с любой стороны подлететь к манометру, прибор может иметь разные ракурсы освещения, соответственно, получатся разные изображения. Поскольку реальных данных для обучения нейросети в нашем распоряжении было мало, мы сделали синтетический датасет, связанный с манометром. Мы изучили большой массив мировых научных публикаций и выяснили, что для стрелочных приборов, которые до сих пор используются повсеместно, не существует универсальной методики создания синтетических данных. Похожую задачу решали американские коллеги в Гарварде, но они смогли предложить решение только для неподвижной камеры, мы же сделали своё оригинальное решение для камеры БЛА в полёте, — рассказывает один из разработчиков, руководитель лаборатории искусственного интеллекта института № 8 «Компьютерные науки и прикладная математика» МАИ Вадим Кондаратцев.

Не менее сложной задачей было научить систему определять дефекты труб. Главная трудность здесь состояла в том, что дрон летает в полной темноте с зажжённым прожектором, а потому в зависимости от того, как ложится на трубу свет, меняется и изображение возможного дефекта. Таких сложных вариаций реальных изображений на практике получить невозможно, поэтому и здесь разработчики пошли по пути создания генератора синтетических данных.

— Технически это выглядит следующим образом. Разработчик берёт целевую модель обстановки — улицу, помещение, топку котла, трубу и т.д. — и под эту целевую модель заготавливает, во-первых, базовую сцену: в нашем случае, создаёт в специальной программе 3D-модель трубы. Потом придумывает алгоритм, как, имея базовую сцену, автоматически двигать камеру, строить разметку, наносить дефекты. Как ставить фильтры, которые будут искажать изображение таким образом, чтобы моделировать реальную съёмку. Как сделать так, чтобы данные, которые генерируются на основе этого движка, упаковывались и отправлялась в фреймворк обучения нейронной сети, — отмечает эксперт.

Разработка таких исходных 3D-моделей — довольно трудоёмкая работа, которая в среднем занимает несколько месяцев. Зато когда генератор готов, он способен за неделю создать несколько сотен тысяч изображений, которых вполне хватает для обучения нейросети.

— Конечно, обученный специалист распознаёт дефекты и считывает показания приборов в 100% случаев: для умной камеры это пока невозможный показатель. Но в данном случае выигрыш в скорости: дрон с умной камерой может облететь всю топку за пять минут, а человеку надо потратить несколько недель на строительство лесов и последующий осмотр, не говоря уже о рисках при проведении такого рода работ, — говорит Вадим Кондаратцев.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России.




Сообщения компаний:

Уникальная экскурсия по аэропорту «Казань» и самолёту авиакомпании Nordwind для воспитанников Детского дома
АО "Международный аэропорт "Казань"

"Росэл" увеличил вдвое объем услуг по нанесению гальванических покрытий
Холдинг «Росэл»

Почти 3 000 тяжёлых больных эвакуировали санавиацией в Якутии с начала года
Пресс-центр Республики Саха (Якутия) в Москве

Аэрофлот приготовил особенные подарки для детей, путешествующих в классе Бизнес
ПАО "Аэрофлот"

Аэропорт Красноярск готовится к масштабному обновлению парковочной и транспортной инфраструктуры
Международный аэропорт Красноярск

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» стал лидером области по внедрению бережливых технологий
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Нам уже семнадцать – авиакомпания NordStar отмечает день рождения
АО АК "НордСтар"

Внуково – главная точка старта к сокровищам Венесуэлы: открыта фотовыставка!
АО "Международный аэропорт "Внуково"

Аэрофлот запустил бесплатный онлайн-сервис по оформлению справок для пассажиров
ПАО "Аэрофлот"

«АльфаСтрахование» и «АЭРОНЕКСТ» договорились о сотрудничестве в сфере страхования беспилотников
АО "АльфаСтрахование"

В ЦАГИ завершился этап исследований по созданию сверхзвукового авиалайнера следующего поколения
ФАУ "ЦАГИ"

В МАИ создают нейросеть, в десятки раз ускоряющую расчёт аэродинамики летательных аппаратов
Московский авиационный институт

Устранять потери и ускорять процессы научилась команда аэровокзала «Южно-Сахалинск»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

В терминалах Аэроэкспресса заработала Новогодняя почта
ООО "Аэроэкспресс"

Аэропорт Шереметьево открыл сказочный новогодний сезон
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

В аэропорту Жуковский открылось новое кафе «Бамбу»
Международный аэропорт Жуковский

На пермском предприятии ОДК-СТАР выбрали лучших наставников
АО "ОДК"

Аэрофлот разыграет бесплатные перелёты и скидочные промокоды на 21 новогоднем рейсе
ПАО "Аэрофлот"

В день донора работники ОДК-Кузнецов сдали 78 литров крови
АО "ОДК"

В Центре аддитивных технологий преподаватели МАИ получили практические знания о применении 3D-печати
АО "ОДК"