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:

ОДК представила перспективные решения для энергогенерации в нефтегазовой и химической отраслях
АО «ОДК» ; ООО «ОДК Инжиниринг»

Преподаватели МАИ рассказали, как стажировка ОАК помогает им совершенствовать учебные дисциплины
Московский авиационный институт

Студентка МАИ создала программу для восстановления данных о движении спутников
Московский авиационный институт

РКС на выставке «Газ. Нефть.технологии.2026»: геоаналитические ресурсы повышают эффективность нефтегазовой отрасли
АО "Российские космические системы"

Авиакомпания «Азимут» внедрила новое поколение модуля долгосрочного планирования расписания SCHED
АО «РИВЦ-Пулково»

Открыта продажа билетов на рейсы КрасАвиа в Полярный
АО "КрасАвиа"

Ростех представил комплекс «Государственность» для дружественных стран
Госкорпорация Ростех

Аэрофлот и Т-Банк запустили оплату авиабилетов в рассрочку
ПАО "Аэрофлот"

«Рассветный» споттинг провёл аэропорт Братск
Аэропорт Братск

Геоскан объединил инструменты для управления образовательным дроном в приложении «Джамп 2»
ГК "Геоскан"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу билетов на новое направление из Южно-Сахалинска в Шанхай
АО "Авиакомпания "Аврора"

Аэропорт Владивосток подтвердил готовность к работе в весенне-летний период
АО "Международный аэропорт Владивосток"

МАИФ-2026 — Международный Авиационный Инновационный Форум
МАИФ

ГТЛК стала единственным поставщиком беспилотников по ГГЗ
АО "ГТЛК"

AZUR air запустила прямые рейсы в Нячанг из Минеральных Вод
Авиакомпания AZUR air

Red Wings выполнила первый рейс из Новосибирска в Батуми
Авиакомпания Red Wings

Импортозамещенный вертолет Ка-226Т совершил первый полет
Госкорпорация Ростех

Более 7,5 тысяч бутылок воды раздал Аэроэкспресс пассажирам своих автобусов за первую жаркую неделю года
ООО "Аэроэкспресс"

«Газпромнефть-Аэро» провела серию мастер-классов и кинопоказ для курсантов УИ ГА
АО "Газпромнефть-Аэро"

В МАИ спроектировали электродвигатель, который можно напечатать на 3D-принтере
Московский авиационный институт