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:

AZUR air возобновляет полёты в Бодрум и Даламан из Москвы в летнем расписании
Авиакомпания AZUR air

Шереметьево и МТС создадут единую интеллектуальную цифровую среду аэропорта
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Биометрия взлетает: ЦБТ и Шереметьево объединяют усилия на ЦИПР-2026
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

«Росэл» показал на ЦИПР-2026 обновленную версию ПАК САПР для проектирования зданий
Холдинг "Росэлектроника"

«РТ-Техприемка» совместно с научно-техническими партнерами займутся импортозамещением цифровых решений для промышленности
АО "РТ-Техприемка"

Информационное сообщение
АО "Авиакомпания Смартавиа"

В Центре аддитивных технологий ОДК испытали новый российский титановый сплав
АО "ОДК"

Шереметьево представил на ЦИПРе ИТ-инновации и новые направления цифрового развития аэропортовой отрасли
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Шереметьево – лидер по разработке и применению биометрических технологий среди аэропортов России
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Аэрофлот представил на ЦИПР умного голосового помощника для пассажиров
ПАО "Аэрофлот"

Самолет авиакомпании «ЮВТ АЭРО» с изображением первых женщин-буровиков республики
Авиакомпания «ЮВТ АЭРО»

Дочерняя компания Аэрофлота АФЛТ-Системс и Cloud.ru объединяют усилия для цифровизации авиаотрасли и развития ИИ-решений
ПАО "Аэрофлот"

«РТ-Техприемка» представила на ЦИПР обновленную версию платформы Qphorus с функциями на основе ИИ
АО "РТ-Техприемка"

Авиакомпания «РусЛайн» с июня увеличивает частоту рейсов из Иваново в Санкт-Петербург
АО АК "РусЛайн"

Аэрофлот представил на ЦИПР цифрового аватара Василису
ПАО "Аэрофлот"

Аэроэкспресс начал раздавать путешественникам питьевую воду
ООО "Аэроэкспресс"

ОДК внедрит цифровую платформу для управления финансовой аналитикой
АО "ОДК"

«Росэл» показал на ЦИПР-2026 линейку ПО для управления производственным циклом
Холдинг «Росэл»

AZUR air возобновила полёты в Анталью из Екатеринбурга и Тюмени
Авиакомпания AZUR air

Аэрофлот представил на ЦИПР VR-тренажёры для начальной подготовки пилотов
ПАО "Аэрофлот"