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:

Подведены итоги корпоративного чемпионата по профмастерству ОАК
ПАО "ОАК"

«Диктант Победы» объединил в Шереметьево знатоков ратной истории Отечества - пассажиров, пилотов, авиаспециалистов и курсантов
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

В Пермском региональном отделении СоюзМаш России избран новый председатель
АО "ОДК"

Сотрудники ОДК-Кузнецов проверили знания истории в «Диктанте Победы»
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Аэрофлот продолжит полёты из Москвы в Гонконг в летний период
ПАО "Аэрофлот"

Уральские авиалинии дарят ветеранам ВОВ бесплатный перелёт
ОАО АК "Уральские авиалинии"

Геоскан запустил сервис для управления геопространственными данными в браузере
ГК "Геоскан"

В аэровокзале «Южно-Сахалинск» прошёл «Диктант Победы»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Аэрофлот проведёт «Диктант Победы» на рейсах в Мурманск и Волгоград
ПАО "Аэрофлот"

«Диктант Победы» написали в аэропорту Владивосток
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Из аэропорта Красноярск напрямую в Шанхай: продажа билетов на новое направление открыта
Международный аэропорт Красноярск

Аэрофлот открывает продажу билетов на новые рейсы из Красноярска в Шанхай
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания «РусЛайн» вводит дополнительные рейсы на направлении Нарьян-Мар – Киров в преддверии майских праздников
АО АК "РусЛайн"

Михаил Погосян: «Переход на беспилотную авиацию потребует времени и доверия пассажиров»
Московский авиационный институт

МГИМО и Ростех усилят подготовку специалистов в сфере экспорта высоких технологий
Госкорпорация Ростех

Геоскан разработал дрон для внутренней инспекции промышленных объектов
ГК "Геоскан"

Геоскан объединит дроны, наземные и подводные роботы на общей технологической базе
ГК "Геоскан"

Более 400 школьников побывали на производстве «ОДК-Кузнецов» во время «Недели без турникетов»
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Авиакомпания «ЮВТ АЭРО» возобновляет рейсы из Казани в Ярославль
Авиакомпания «ЮВТ АЭРО»

ОДК-Кузнецов представил выставку «Формула полёта» к 80-летию ОКБ предприятия
ПАО «ОДК-Кузнецов»