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:

Айсен Николаев поставил задачи по развитию авиационной отрасли Якутии
Пресс-центр Республики Саха (Якутия) в Москве

Авиакомпания «РусЛайн» с 31 марта открывает рейсы по новому направлению Нарьян-Мар – Ярославль
АО АК "РусЛайн"

Utair бесплатно перевезет лыжи и сноуборды
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

На предприятии ОДК-Сатурн в Ярославской области назначен новый руководитель
АО "ОДК"

Аэрофлот открыл продажу билетов на новые рейсы между Красноярском и Махачкалой
ПАО "Аэрофлот"

Оборудование «Азимута» повысит пропускную способность аэропорта Минска
Госкорпорация Ростех

Более 246 тысяч пассажиров обслужил аэропорт Братск в 2025 году
Аэропорт Братск

Сотрудники аэровокзала «Южно-Сахалинск» стали отраслевыми экспертами чемпионата «Профессионалы»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

AZUR air возобновляет рейсы на Пхукет из Сочи
Авиакомпания AZUR air

Аэрофлот вошёл в топ-5 лучших работодателей страны по версии HeadHunter
ПАО "Аэрофлот"

Чистый воздух столицы: разработка «Российских Космических Систем» включена в реестр инновационных решений Москвы
АО "Российские космические системы"

В МАИ разработали нейросетевое решение для беспилотников, обнаруживающее пожар на ранней стадии
Московский авиационный институт

Международный аэропорт Владивосток сохранил лидирующие позиции по развитию авиасообщения с Китаем по итогам 2025 года
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аппаратура Ростеха обеспечит всепогодную аэронавигацию в Томской области
Госкорпорация Ростех

В 2025 году аэропорт «Гагарин» обслужил 1 млн 64 тыс. пассажиров
АО УК "Аэропорты Регионов"

ОДК демонстрирует новейшие разработки для перспективных БПЛА на выставке Umex
АО "ОДК"

Red Wings начала распродажу авиабилетов со скидками до?60%
АО "Ред Вингс"

Зону регистрации аэровокзала «Южно-Сахалинск» оснастили новыми кассовыми аппаратами
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Новый способ погрузки позволил авиакомпании «Волга-Днепр» доставить срочный проектный груз из Китая в Россию
Авиакомпания "Волга-Днепр"

В МАИ придумали комплекс для моделирования посадки первой ступени многоразовой ракеты
Московский авиационный институт