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:

Сотрудники ОДК-Кузнецов приняли участие во Всероссийской акции «Сохраним лес»
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Алгоритмы МАИ помогут рассчитать теплозащиту межпланетных кораблей
Московский авиационный институт

Космос на службе правосудия: 5 млрд рублей ущерба возмещено благодаря спутниковым геотехнологиям
АО "Российские космические системы"

В Аэроэкспрессе начались сезонные инструктажи с локомотивными бригадами и водителями экспресс-автобусов
ООО "Аэроэкспресс"

Волонтеры «Газпром нефти» обустроили территорию приюта для животных в Мурманске
АО "Газпромнефть-Аэро"

Радиоактивные грибы обнаружили домодедовские таможенники в багаже у пассажира
Домодедовская таможня

Ростех запустил образовательный навигатор для старшеклассников
Госкорпорация Ростех

Аэропорт «Хатанга» получил имя Николая Фокина
АО "КрасАвиа"

17 млн пассажиров перевезли экспресс-автобусы Аэроэкспресса за 7 лет
ООО "Аэроэкспресс"

К аэропорту Краснодар открыли прямой проезд по Фадеевскому путепроводу
Международный аэропорт Краснодар

Аэрофлот первым в России установил новейшие платёжные терминалы Сбера с искусственным интеллектом
ПАО "Аэрофлот"

Группа «Аэрофлот» в зимнем расписании предлагает 282 маршрута
ПАО "Аэрофлот"

«РТ-Техприемка» подтвердила надежность собственных импортозамещенных разработок для метрологии
АО "РТ-Техприемка"

Аэровокзал Южно-Сахалинска и МЧС отработали взаимодействие при пожаре
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

«Газпромнефть-Аэро» и фонд «Центр развития донорства костного мозга» провели волонтерскую акцию в аэропортах Омска и Новосибирска
АО "Газпромнефть-Аэро"

Разработанные в МАИ детали из сверхтонких композитов позволят снизить вес самолётов
Московский авиационный институт

ОДК внедрила российскую систему управления производством и цепочками поставок
АО "ОДК"

«Аэрохимфлот» предложил объединить ЛМС-901 «Байкал» и БПЛА в противопожарный авиакомплекс
Авиационный альянс «Аэрохимфлот»

ОДК готова создать новый двигатель для энергетики мощностью до 45 МВт
АО «ОДК» ; ООО «ОДК Инжиниринг»

Новая выставка к 100-летию Хабаровского музыкального театра открылась в Международном аэропорту Хабаровск
АО "Хабаровский аэропорт"