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:

Nordwind запустил прямые рейсы по маршруту «Казань – Архангельск»
АО "Международный аэропорт "Казань"

Авиакомпания Smartavia завоевала «золото», «серебро» и «бронзу» премии Silver Mercury Awards-2026
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Авиатренажер для всех в аэропорту
Московский аэропорт Домодедово

Red Wings начала летать из Екатеринбурга в Астрахань
АО "Ред Вингс"

«Терра Тех» на форуме по безопасности: Геосервисы востребованы для решения специальных задач
АО "Российские космические системы"

Шереметьево – лучший аэропорт России
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Двойной триумф: Уральские авиалинии стали лауреатами премии «Крылья России» в номинациях «Авиакомпания года» и «Достижение в техобслуживании воздушных судов»
ОАО АК "Уральские авиалинии"

Авиакомпания NordStar – лауреат премии «Крылья России» по итогам работы в 2025 году
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Аэрофлот одержал победу в четырёх номинациях национальной премии «Крылья России»
ПАО "Аэрофлот"

Аэропорт Красноярск посетили обучающиеся профильных образовательных учреждений
Международный аэропорт Красноярск

Московский зоопарк и Аэроэкспресс заключили соглашение о сотрудничестве
ООО "Аэроэкспресс"

Аэрофлот продолжит регулярные рейсы на Сейшелы в летнем сезоне
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания NordStar приглашает на выставку детских рисунков «Полет с NordStar глазами ребенка»
АО "Авиакомпания "НордСтар"

«Аврора» - дипломант национальной авиационной премии «Крылья России»
АО "Авиакомпания "Аврора"

Red Wings получила две награды Национальной авиационной премии «Крылья России»
АО "Ред Вингс"

Готовимся к увеличению рейсов в Китай: в аэровокзале «Южно-Сахалинск» подвели итоги фам-тура
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Аэропорт Хабаровск стал обладателем премии «Крылья России»
АО "Хабаровский аэропорт"

Эмирейтс покажет матчи «Ролан Гаррос» в прямом эфире на высоте 10 000 метров
Авиакомпания Emirates

Помощники экипажа: авиакомпания NordStar поздравила маленьких путешественников с днем защиты детей
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Шереметьево обслужил первых пассажиров по биометрической идентификации при прохождении предполетных процедур
АО "Международный аэропорт Шереметьево"