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:

Вьетнамская авиакомпания VietJet Air расширяет карту полётов из аэропорта «Казань» рейсами в Дананг
АО "Международный аэропорт "Казань"

«РТ-Техприемка» обсудила перспективы развития промышленной робототехники и беспилотных систем
АО "РТ-Техприемка"

Совет директоров ПАО «Аэрофлот» рекомендовал выплату дивидендов акционерам
ПАО "Аэрофлот"

«АльфаСтрахование»: выплаты пассажирам за отмены и задержки рейсов выросли на 360%
АО "АльфаСтрахование"

ОДК Сервис внедрит 11 новых технологий ремонта авиационных двигателей
АО "ОДК"

В аэровокзале «Южно-Сахалинск» представили Китайско-Российский туристический аналитический центр
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

К 85-летию аэропорта Внуково историки представили архивные материалы, связанные с проектированием, строительством и начальным периодом работы авиапредприятия
АО "Международный аэропорт "Внуково"

Заявление УК "Аэропорты Регионов" об информационной атаке
АО УК "Аэропорты Регионов"

МАИ посетила делегация Шанхайского университета Цзяо Тун и посольства КНР в России
Московский авиационный институт

«Мы не угадаем будущее, но можем увидеть тенденции»: астроном Владимир Сурдин рассказал маёвцам о перспективах в космонавтике
Московский авиационный институт

Развитие спорта через инженерную науку: МАИ и JOGEL подписали меморандум о сотрудничестве
Московский авиационный институт

Студенты МАИ разрабатывают беспилотник «Кукушка» для помощи МЧС
Московский авиационный институт

За ними будущее: лучшие студенческие стартапы презентовали в МАИ
Московский авиационный институт

ОДК вручила награды победителям конкурса «Знаешь? Научи!» в номинации «Двигателестроение»
АО "ОДК"

Блоки питания НПП «Квант» скафандров «Орлан-МКС» обеспечили успешный выход в космос российских космонавтов
АО "Российские космические системы"

Red Wings запустит дополнительные прямые рейсы в Тбилиси из Екатеринбурга
Авиакомпания Red Wings

Авиадвигатель ПД-8 прошел испытания по самым жестким российским требованиям
АО "ОДК"

Система Ростеха повысит точность и безопасность посадки самолетов в аэропорту Сочи
Госкорпорация Ростех

В аэровокзале «Южно-Сахалинск» дали старт ознакомительному маршруту для экспертов туристической отрасли из Китая
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

ПАНОРАМА RMS помогает авиапредприятиям управлять процессами наземного обслуживания рейсов на устройствах с РЕД ОС М
RAMAX Group