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:

Ростех пригласил участников всероссийской олимпиады по информатике на целевое обучение в вузы
Госкорпорация Ростех

Аэрофлот вводит в апреле новые рейсы и дополнительно увеличивает провозные ёмкости между Москвой и Магаданом
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания NordStar объявляет старт конкурса детского рисунка «Полет с NordStar глазами ребенка»
АО АК "НордСтар"

«Терра Тех» и Российский дом международного научно-технического сотрудничества: новые возможности для продвижения высоких технологий на зарубежных рынках
АО "Российские космические системы"

Utair будет выполнять полеты по 123 направлениям в весенне-летнем расписании
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Глава ГТЛК представил видение «беспилотного будущего» на МТЛФ
АО "ГТЛК"

Двигатели ОДК обеспечили старт ракеты-носителя «Союз» с космодрома Плесецк
АО "ОДК"

Аэрофлот увеличит частоту рейсов между Чебоксарами и Калининградом
ПАО "Аэрофлот"

Сотрудники аэропорта Владивосток приняли участие в экологической акции «Вода России»
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Конструкторы ОДК-Кузнецов провели весенний инженерный интенсив для самарских школьников
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Авиакомпания «Аврора» объявляет весеннюю распродажу авиабилетов на рейсы в апреле 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Авиакомпания «Аврора» объявляет акцию ко Дню Победы в Великой Отечественной войне
АО "Авиакомпания "Аврора"

Аэрофлот — национальный партнёр Первого Международного транспортно-логистического форума
ПАО "Аэрофлот"

Utair открывает новое направление: Уфа — Краснодар
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Холдинг «КрасАвиаПорт» перешел на единый цифровой контур управления аэропортами на базе АС КОБРА-2
АО «РИВЦ-Пулково»

В аэропорту Сухума состоялось открытие нового аэровокзального комплекса
Международный аэропорт «Сухум» им. В.Г. Ардзинба

В МАИ разработали первый универсальный пульт для БЛА, позволяющий ускорить подготовку операторов дронов
Московский авиационный институт

Три золотых звезды пивоварни аэропорта Домодедово
Московский аэропорт Домодедово

Геоскан и Тимирязевская академия объединяют усилия для технологического развития аграрной отрасли через образование
ГК "Геоскан"

AZUR air продолжает улучшать показатели регулярности полетов — 97,4% за прошедшую неделю
Авиакомпания AZUR air