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 аэропорту Шереметьево состоялся патриотический концерт в честь празднования Победы в Великой Отечественной войне
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Red Wings организовала для ветерана блокады Ленинграда бесплатный перелет ко Дню Победы
АО "Ред Вингс"

AZUR air возобновила прямые рейсы в Анталью из Перми и Сургута
Авиакомпания AZUR air

Студенты треков «Крылья Ростеха» и «Код Ростеха» освоили рабочие специальности на ОДК-Сатурн
АО "ОДК"

Душевные аудиопоздравления от народных артистов РФ ждут пассажиров Аэроэкспресс
ООО "Аэроэкспресс"

Аэровокзал Южно-Сахалинск внедряет цифровые инструменты для обслуживания рейсов
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Более 160 тысяч пассажиров посетили выставку астрономических фотографий в терминале Аэроэкспресса в аэропорту Домодедово за месяц
ООО "Аэроэкспресс"

Авиакомпания «РусЛайн» возобновляет рейсы из Иваново в Санкт-Петербург с 23 мая
АО АК "РусЛайн"

AZUR air запустила прямые рейсы в Анталью из Казани и Нижнего Новгорода
Авиакомпания AZUR air

Будущее авиации начинается с истории
Московский аэропорт Домодедово

«РТ-Техприемка» запускает обучение по противодействию БПЛА
АО "РТ-Техприемка"

«ЮВТ АЭРО» возобновляет регулярные рейсы Казань — Томск
"ЮВТ АЭРО"

Масштабные учения прошли в аэропорту Владивосток
АО "Международный аэропорт Владивосток"

«Голоса Победы» звучат на рейсах авиакомпании NordStar
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Аэровокзал Южно-Сахалинск расширил программу «Гостеприимный сервис» модулем по коммуникации и работе со стрессом
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Информационное сообщение
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Аэропорт Жуковский начал работу по расширению пассажирского терминала
Международный аэропорт Жуковский

Новое направление Utair: Сургут — Курган
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Из аэропорта Краснодар в Анталью с новым перевозчиком Tailwind Airlines
Международный аэропорт Краснодар

AZUR air запустила прямые рейсы в Анталью из Сыктывкара
Авиакомпания AZUR air