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 впервые представил на «Дрон Экспо-2026» беспилотники для мониторинга и доставки грузов «Сатурн»
Госкорпорация Ростех

Самарские студенты «Крыльев Ростеха» проходят практику в конструкторских отделах ОДК-СТАР
АО "ОДК"

Команду аэровокзала «Южно-Сахалинск» признали одной из лучших в управлении бизнес-системой
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Аэроэкспресс впервые провел праздничную акцию для пассажиров в День семьи, любви и верности
ООО "Аэроэкспресс"

В День семьи, любви и верности Аэроэкспресс и ЦППК провели экскурсию в депо Аэроэкспресса для детей из приемных семей
ООО "Аэроэкспресс"

«РТ-Техприемка» оснастила ОНПП «Технология» роботизированным лазерным комплексом для микрообработки материалов и изделий
АО "РТ-Техприемка"

Шереметьево поздравляет с Днём семьи, любви и верности!
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Аэрофлот поздравил на борту будущих молодожёнов в рамках III Всероссийского свадебного фестиваля «Россия. Соединяя сердца»
ПАО "Аэрофлот"

Utair увеличил количество рейсов в Бишкек из Сургута
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

На ОДК-Кузнецов трудоустроился первый выпуск «целевиков» программы «Инженерный старт»
ПАО «ОДК-Кузнецов»

ОДК разрабатывает линейку энергоустановок малой мощности
АО "ОДК" ; ООО «ОДК Инжиниринг»

Беспилотный вертолет В-200 задал курс на автономную логистику на «Крыльях Сахалина»
ГК «Аэромакс»

Аэрофлот предложит моментальное фото на борту в День семьи, любви и верности
ПАО "Аэрофлот"

Новые горизонты: Уральские авиалинии и Сбер расширяют взаимодействие на индийском направлении
ОАО АК "Уральские авиалинии"

Уральские авиалинии и аэропорт Кольцово подписали меморандум о строительстве нового ангара для российских самолетов
ОАО АК "Уральские авиалинии"

AZUR air обеспечила регулярность полетов на уровне 93,3% во втором квартале 2026 года
Авиакомпания AZUR air

Red Wings увеличила на 13% объемы перевозок на самолетах Ту-204/214
АО "Ред Вингс"

Студенты МАИ приступили к летней практике на КнААЗ
Московский авиационный институт

Авиакомпания «Победа» и Ульяновская фабрика Simbirsk Atelier разработали для клиентов не имеющий аналогов вкус шоколада
Авиакомпания "Победа"

Будем рядом в любом случае: команда аэровокзала «Южно-Сахалинск» изучила основные методы оказания первой помощи
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»