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:

«Вертолеты России» представили импортозамещенный «Ансат» на выставке в Набережных Челнах
Холдинг "Вертолеты России"

Доцент МАИ Павел Щур стал лауреатом XI ежегодной премии имени Владимира Ревунова
Московский авиационный институт

20 лет бок о бок со студентами: в МАИ появился памятник кошке Мусе
Московский авиационный институт

Аэроэкспресс проводит необычную информационную кампанию по вежливости в поездах
ООО "Аэроэкспресс"

Команда аэровокзала «Южно-Сахалинск» по максимуму обеспечит безопасность полётов в осенне-зимний период
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Студенты «Крыльев Ростеха» освоили бережливое производство на «Фабрике процессов» ОДК-Кузнецов
АО "ОДК"

Волонтеры «Газпром нефти» провели экоакцию на берегу Анадырского лимана
АО "Газпромнефть-Аэро"

В Москве прошла премия «Человек Ростеха – 2026»
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания «Шохин Эйрлайнз» пополнила свой флот самолётом L 410 NG
Авиакомпания Shohin Airlines

Аэрофлот перевёз редких медновских песцов с Дальнего Востока в Москву
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания «ЮВТ АЭРО» возобновляет прямые рейсы из Казани в Магас
АО "Международный аэропорт "Казань"

ОАК передала в войска партию самолетов Су-57 в новом техническом облике
Госкорпорация Ростех

Сделано в России: Геоскан представил собственную технологию позиционирования дронов для крупных закрытых пространств
ГК "Геоскан"

Котельная Международного аэропорта Красноярск вышла на плановую мощность
Международный аэропорт Красноярск

В ОМО им. П.И. Баранова протестировали новую отечественную смазочно-охлаждающую жидкость
АО "ОДК"

Из Международного аэропорта Владивосток в Бангкок — с S7 Airlines
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» присоединился к новому этапу программы подготовки и развития кадрового резерва «БС-Аэро»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Губернатор Камчатского края и генеральный директор «Авроры» в ходе рабочей встречи обсудили планы развития региональной авиации в крае
АО "Авиакомпания "Аврора"

Домодедовские таможенники проводили на пенсию легендарную служебную собаку по кличке Юша
Домодедовская таможня

Свяжем столицы двух республик: Nordwind Airlines запускает прямые рейсы из Казани в Астану
АО "Международный аэропорт "Казань"