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:

Министр транспорта РФ вручил коллективу аэропорта Домодедово вымпел
Московский аэропорт Домодедово

Новогодняя инсталляция в аэропорту Жуковский: лайнер МС 21 становится «ёлочкой» года!
Аэропорт Жуковский

ГТЛК подводит итоги 2025 года
АО "ГТЛК"

14 тысяч человек посетили праздничную программу Аэроэкспресса «Дни региона» в Домодедово
ООО "Аэроэкспресс"

От Калининграда до Сахалина: РКС совершенствуют наземную космическую инфраструктуру
АО "РКС"

Лучшие работники ОДК-Кузнецов награждены по итогам 2025 года
АО "ОДК"

Легкий вертолет Ми-34М1 с новым отечественным двигателем ВК-650В совершил первый полет
Госкорпорация Ростех

Импортозамещенный двигатель разработки ОДК впервые поднял в небо легкий вертолет Ми-34М1
АО "ОДК"

Корзину с фруктами, электропечку, книгу «Граф Монте-Кристо», брекеты и шапку Деда Мороза забыли пассажиры Аэроэкспресса в 2025 году
ООО "Аэроэкспресс"

«УниверСат»: Роскосмос отправил на орбиту студенческий спутник с двигателем МАИ
Московский авиационный институт

Аэропорт Братск назвал основные события 2025 года
Аэропорт Братск

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» подарил настоящее новогоднее чудо сахалинским детям
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Министр транспорта РФ наградил Шереметьево за вклад в транспортное обеспечение федеральной программы празднования 80-летия Великой Победы
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

По итогам работы в 2025 году авиакомпания Smartavia отмечена престижными наградами аэропортов Пулково и Шереметьево
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Геоскан открывает всем демо-доступ к образовательному симулятору полетов Pioneer Drone Sim
ГК "Геоскан"

Цифровая трансформация аэропортов: от автоматизации к искусственному интеллекту
РИВЦ-Пулково

С запущенными первыми лизинговыми спутниками дистанционного зондирования Земли «Зоркий-2М» установлена связь
АО "ГТЛК"

Аэрофлот перевёл рейсы в новейший терминал международного аэропорта Мале
ПАО "Аэрофлот"

Нижегородский кубсат «Лобачевский» на базе спутниковой платформы «Геоскан 16U» выведен на околоземную орбиту
ГК "Геоскан"

Аэрофлот завершил первые ремонты двигателей CFM56-5B
ПАО "Аэрофлот"