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:

Специалисты по качеству ОДК-СТАР – среди призеров чемпионата Ростеха «Время первых»
АО «ОДК-СТАР»

Как Эмирейтс упрощает планирование путешествий
Авиакомпания Emirates

В МАИ подвели итоги приёма на программы базового высшего образования на бюджетной основе
Московский авиационный институт

Аэроэкспресс обновил зоны ожидания для пассажиров на Белорусском вокзале
ООО "Аэроэкспресс"

Utair запускает программу полетов в ОАЭ
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

На КВЗ проходит стажировка преподавателей в рамках федерального проекта «Профессионалитет»
АО «Казанский вертолетный завод»

В аэропорту Краснодара бизнес-зал международных линий стал больше на 57%
Международный аэропорт Краснодар

Red Wings открыла продажи на зимние рейсы из Екатеринбурга в Казахстан
АО "Ред Вингс"

Red Wings открыла продажи на рейсы зимнего сезона из Татарстана в Казахстан
АО "Ред Вингс"

В Ульяновске заемщик ФРП расширил выпуск крупногабаритных пресс-форм для «АвтоВАЗа», «КАМАЗа» и «Туполева»
Фонд развития промышленности

«РТ-Техприемка» внедрила собственную ИИ-модель в платформу для сбора данных «Фрейма»
АО "РТ-Техприемка"

Международный аэропорт Владивосток увеличил пассажиропоток по итогам семи месяцев на 10%
АО "Международный аэропорт Владивосток"

В первом международном конкурсе спасателей «VKO-Профи Глобал» победила команда аэропорта Сочи
АО "Международный аэропорт "Внуково"

9 миллионов рублей выгоды уже получили пассажиры Аэроэкспресса при оплате билетов через СБП
ООО "Аэроэкспресс"

ОДК поставила первые два серийных двигателя ПД-8 для самолетов «Суперджет»
АО "ОДК"

Nordwind запускает рейсы из Казани в Самарканд и Наманган
АО "Международный аэропорт "Казань"

В МАИ разрабатывают инновационный метод волновой диагностики авиационных материалов с применением ИИ
Московский авиационный институт

«РТ-Техприемка» выступила экспертом в компетенции «Цифровая метрология» на чемпионате «Время первых»
АО "РТ-Техприемка"

Ученики опорных школ ОДК-Кузнецов в ходе летнего интенсива спроектировали роботов-сумо
ПАО «ОДК-Кузнецов»

«Росэл» объединил российский инженерный софт в единую экосистему
Холдинг «Росэл»