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:

Аэрофлот на всероссийском форуме «Вместе победим»
ПАО "Аэрофлот"

Международный аэропорт Владивосток готов к встрече гостей и участников Восточного экономического форума
АО "Международный аэропорт Владивосток"

В аэровокзале Южно-Сахалинска открылись выставки берестяных икон и истории России начала XX века
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Ростех запускает производство «умных» радиолокационных станций «СОКОЛ-08» для обнаружения роя дронов
Госкорпорация Ростех

ОДК внедряет новые жаропрочные сплавы для 3D-печати деталей авиадвигателей
АО "ОДК"

ОДК представила на «Технопроме» перспективные проекты из сферы частного космоса
АО "ОДК"

КВЗ вновь принял чемпионат по профмастерству среди инженеров-технологов
Холдинг "Вертолеты России"

Ростех и МАИ набрали первых студентов на новую программу подготовки разработчиков беспилотных систем
Госкорпорация Ростех

ОАК передала в войска партию самолетов Су-35С
Госкорпорация Ростех

ОДК и РГАТУ расширяют сотрудничество по подготовке специалистов для газотурбинного машиностроения
АО «ОДК», ООО «ОДК Инжиниринг»

Аэровокзалу Южно-Сахалинск вручили сертификат высшего уровня Стандарта по управлению персоналом
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Участники «Аэрофлот Бонус» теперь могут авторизоваться в личном кабинете через Госуслуги
ПАО "Аэрофлот"

Чат-бот Cмарти авиакомпании Smartavia значительно увеличил эффективность взаимодействия с клиентами
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Система управления жизненным циклом дронов включена в реестр отечественного ПО
Госкорпорация Ростех

Старшему инспектору-пилоту «ЮТэйр-Вертолетные услуги» Францу Левицкому присвоено звание Героя Труда России
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Аэрофлот начнёт приём оплаты в цифровых рублях
ПАО "Аэрофлот"

Отечественная разработка поможет «Аэрофлоту» заменить импортное ПО для обслуживания самолетов.
Госкорпорация Ростех

Водитель из Ростова-на-Дону победил во всероссийских соревнованиях по заправке самолётов
АО "Газпромнефть-Аэро"

Инженер из Новосибирска стал победителем всероссийского конкурса по заправке самолётов
АО "Газпромнефть-Аэро"

Петрозаводчанин одержал победу среди инженеров во всероссийском конкурсе по заправке самолётов
АО "Газпромнефть-Аэро"