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:

110 студентов пройдут межрегиональную практику на 17 авиационных предприятиях при поддержке МАИ и ОАК
Московский авиационный институт

Utair расширяет программу полетов в Горно-Алтайск
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Состоялось годовое общее собрание акционеров Аэрофлота
ПАО "Аэрофлот"

Первый серийный беспилотник с отечественным ДВС внесен в реестр Минпромторга
ГК "Геоскан"

Аэропорт Внуково и Рексофт завершили внедрение комплексного решения для обработки багажа из реестра российского ПО
Рексофт

Аэропорт Внуково перевел систему обработки багажа на российское ПО в рекордные сроки без остановки работы
АО "Международный аэропорт "Внуково"

Аэропорт Братск увеличил частоту рейсов
Аэропорт Братск

Энергоагрегаты ОДК отработали 1,5 млн часов на объектах ТЭК
АО "ОДК" ; ООО «ОДК Инжиниринг»

Из Красноярска в Санкт-Петербург: увеличится количество рейсов уже этой осенью
Международный аэропорт Красноярск

Аэропорт Владивосток поддержал благотворительный «Забег Добра»
АО "Международный аэропорт Владивосток"

В аэропорту Краснодар готовность нового терминала достигла 54%
Международный аэропорт Краснодар

Информационное сообщение для пассажиров, следующих в/из аэропорта Грозный
Аэрофлот

Геоскан и минцифры Красноярского края заключили соглашение о развитии беспилотных авиационных систем в регионе
Геоскан

Уральские авиалинии расширяют полетную программу в Абхазию
Уральские авиалинии

Опытно-конструкторское бюро ОДК-Кузнецов 80 лет создает передовые двигатели для авиации и космоса
ОДК

Вместительная гостиница, доступные зоны отдыха и новые сервисы: аэровокзал «Южно-Сахалинск» представил план развития на ближайшие годы
Аэровокзал «Южно-Сахалинск»

Авиакомпания «РусЛайн» выполнит рейсы из Перми в Сухум в июле
РусЛайн

В аэропорту Шереметьево состоялось торжественное открытие и освящение часовни в честь Архангела Михаила и прочих Небесных Сил бесплотных
Международный аэропорт Шереметьево

В аэропорту Шереметьево состоялось торжественное открытие и освящение часовни в честь Архангела Михаила и прочих Небесных Сил бесплотных
Международный аэропорт Шереметьево

КРЭТ запустил на «Инженерах будущего» образовательный трек по ИИ и беспилотным системам
КРЭТ