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:

«Вертолеты России» приняли участие в конференции на выставке China Helicopter Exposition 2025
Холдинг "Вертолеты России"

Открыт прием заявок на соискание 10-й Юбилейной Отраслевой премии для лучших авиаперевозчиков — RUSky Awards!
NAIS

Авиакомпания Smartavia успешно завершила подготовку к работе в осенне-зимнем сезоне
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Red Wings перевезла более 1,5 млн пассажиров на отечественных самолетах за 9 месяцев 2025 года
АО "Ред Вингс"

В аэровокзале «Южно-Сахалинск» установили первый автоматизированный переводчик
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Открыт прием заявок на соискание 12-й Национальной премии для аэропортов страны — Воздушные ворота России
NAIS

В аэропорту Шереметьево открыто новое выделенное парковочное пространство для пассажиров с инвалидностью
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Авиакомпания «РусЛайн» продолжит полёты из Воркуты в Москву до конца года
АО АК "РусЛайн"

Эмирейтс расширяет возможности для пассажиров с особыми потребностями, представляя новые сервисы и улучшения
Авиакомпания Emirates

Первый «большой» выпуск целевиков пополнил ряды специалистов ОДК-Сатурн
АО "ОДК"

Звуки музыки сделали Домодедово видимым для незрячих
Московский аэропорт Домодедово

Российские сенаторы ознакомились с производством МС-21 в Иркутске
ПАО "ОАК"

В Домодедово прошли аварийно-спасательные учения
Московский аэропорт Домодедово

СТАН вошел в шорт-лист премии «Лучший промышленный дизайн России – 2025»
ООО "СТАН"

ГТЛК передала в лизинг АК «Ямал» 2 вертолета
АО "ГТЛК"

9,3 млн пассажиров перевезли экспресс-автобусы «Аэроэкспресс» на Шереметьевском направлении за 6 лет работы
ООО "Аэроэкспресс"

Су-35С стал робокречетом во вселенной арт-проекта #БоевыеМонстрыРостеха
Госкорпорация Ростех

Группа «Аэрофлот» в зимнем расписании предлагает более 280 маршрутов
ПАО "Аэрофлот"

Международный аэропорт Владивосток - лидер ДФО по пассажиропотоку по итогам 9 месяцев работы 2025 года
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания NordStar выполнила первый рейс из Челябинска в Краснодар в 2025 году
АО "Авиакомпания "НордСтар"