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:

Студенты МАИ создают «летающий пикап» для дронов
Московский авиационный институт

В аэропорту Краснодар к выполнению рейсов в Ташкент приступил новый иностранный перевозчик
Международный аэропорт Краснодар

«Сирена-Трэвел» и авиакомпания «Северный Ветер»: технологическая инфраструктура для растущего авиасообщения с КНДР готова
Компания «Сирена»

Ростех представил в Минске способный уклоняться от атак перехватчиков дрон Supercam S180
Госкорпорация Ростех

Первых мультиквалифицированных слесарей-сборщиков авиадвигателей подготовили в ОДК-УМПО
АО "ОДК"

Ростех запустил серийное производство ключевых элементов для космических систем связи
Госкорпорация Ростех

Новый современный минимаркет открылся в аэропорту Владивосток
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Самолет авиакомпании Smartavia, выполнявший рейс 5Н164 Сочи — Архангельск, благополучно совершил посадку в аэропорту Сочи.
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Авиакомпания «РусЛайн» открывает рейсы по новому маршруту между Оренбургом и Сухумом
АО АК "РусЛайн"

РИВЦ-Пулково и авиакомпания «Россия» представят на Международном авиационном инновационном форуме (МАИФ-2026) прообраз цифрового диспетчера
МАИФ

Эмирейтс удостоена звания «Лучшей авиакомпании Ближнего Востока» на премии APEX 2026
Авиакомпания Emirates

«РТ-Техприемка» обучила специалистов предприятий ОПК противодействию контрафакту
АО "РТ-Техприемка"

«Вертолеты России» подписали документы на поставку 21 вертолета для Общества Красного Полумесяца Ирана
Холдинг "Вертолеты России"

Ростех представил в Белоруссии беспилотники Falcon и Lightning 13
Госкорпорация Ростех

17 лет летаем вместе: авиакомпания NordStar отмечает 17-ю годовщину полетов
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Коллектив НАО «Гидромаш» им. В.И. Лузянина награжден орденом «За доблестный труд»
НАО «Гидромаш» им. В.И. Лузянина

Свыше 5,5 тысяч инженеров и рабочих Ростеха будут соревноваться за звание лучших
Госкорпорация Ростех

Единая цифровая платформа Meridian.Alliance для Ил-114-300 и существующей авиатехники «Арктических авиалиний»
ООО «Аэронавигатор»

ОДК планирует разработку трех двигателей-демонстраторов новых технологий
АО "ОДК"

В МАИ успешно испытали антенну кубсата?ретранслятора для исследования Венеры
Московский авиационный институт