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:

В МАИ прошли защиты проектов в рамках стажировки преподавателей опорных вузов ОАК
Московский авиационный институт

Коллектив «ЮТэйр» награжден Орденом Почета
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Utair возобновил полеты в Дубай из Москвы
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Фрезеровщик «Вертолетов России» стал победителем конкурса «Лучший по профессии»
Холдинг "Вертолеты России"

Аэрофлот выполнит благотворительный рейс с участием Константина Хабенского и Александра Цыпкина
ПАО "Аэрофлот"

Новый способ отпугивания птиц начали применять в Братском аэропорту
Аэропорт Братск

Ростех представил в Минске «вечные» аккумуляторы для гражданской и военной техники
Госкорпорация Ростех

Аэропорт Горно?Алтайск впервые испытал новое оборудование для эвакуации воздушных судов на макете самолёта Як?40
АО «Аэропорт Горно-Алтайск»

В авиакомпании NordStar проведена первая оплата авиабилетов цифровыми рублями
АО "Авиакомпания "НордСтар"

В терминале аэропорта Красноярск заработали банкоматы для держателей карт UnionPay
Международный аэропорт Красноярск

Предпочтения пассажиров авиакомпании Smartavia
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Украшения, сумки и пепельницы на 4,2 млн рублей обнаружили домодедовские таможенники в багаже у россиянки
Домодедовская таможня

«Газпром нефть» и «Аэрофлот» объединяют усилия по развитию индустрии экологичного авиатоплива
АО "Газпромнефть-Аэро"

Аэрофлот и Газпром нефть объединяют усилия по созданию отрасли устойчивого авиатоплива в России
ПАО "Аэрофлот"

В аэропорту Краснодара обновили пассажирскую инфраструктуру в терминалах
Международный аэропорт Краснодар

За год более 8 тысяч пассажиров установили PWA-приложение Аэроэкспресса с офлайн-доступом к билетам
ООО "Аэроэкспресс"

На 33% увеличена пропускная способность при вылете международными рейсами из Казани
АО "Международный аэропорт "Казань"

В Международном аэропорту Владивосток отработали действия служб при аварийной посадке воздушного судна
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Ликвидация авиационной ситуации на аэродроме – тактико-специальные учения в Международном аэропорту «Казань»
АО "Международный аэропорт "Казань"

В МАИ разрабатывают компьютерную модель для виртуальных испытаний композитов на трещиностойкость
Московский авиационный институт