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:

Шоколад на высоте: секреты идеального вкуса от Эмирейтс
Авиакомпания Emirates

17,2 млн пассажиров обслужил терминал Аэроэкспресса в аэропорту Домодедово с момента запуска
ООО "Аэроэкспресс"

«РТ-Техприемка» признана ИНТИ в качестве органа по сертификации систем менеджмента
АО "РТ-Техприемка"

«Росэл» представил линейку продуктов для ключевых отраслей экономики Тверской области
Холдинг «Росэл»

Более 30 выпускников-целевиков вузов Башкортостана пополнят коллектив ОДК-УМПО
АО "ОДК"

«Ингосстрах» застраховал риски запуска транспортного пилотируемого корабля «Союз МС-29»
СПАО «Ингосстрах»

Ростех впервые представил комплекс «Паутина» для защиты от дронов промышленных объектов
Госкорпорация Ростех

Ростех и Минобрнауки развивают производственную аспирантуру как самостоятельный институт ученых-практиков
Госкорпорация Ростех

Пассажиропоток аэропорта Братск вырос на 8%
Аэропорт Братск

Международный аэропорт Владивосток увеличил пассажиропоток по итогам первого полугодия на 10%
АО "Международный аэропорт Владивосток"

90% навигации – на китайском: в аэровокзале «Южно-Сахалинск» завершается перевод информационных аншлагов и табличек
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Chengdu Airlines открыла программу полетов из международного аэропорта Хабаровск
АО "Хабаровский аэропорт"

Аэрофлот увеличивает частоту рейсов между Краснодаром и Стамбулом
ПАО "Аэрофлот"

Двигатели ОДК обеспечили доставку международного экипажа 75-й длительной экспедиции на МКС
АО "ОДК"

Специалисты «Российских космических систем» подтвердили высокий уровень компетенций на чемпионате «Молодые профессионалы Роскосмоса-2026»
АО "Российские космические системы"

Лучшие работники аэропорта Шереметьево представлены на Аллее Славы города Лобня
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Региональная миссия Ростеха открывает новые возможности для сотрудничества с Тверской областью
Госкорпорация Ростех

AZUR air перевезла более 20 тыс. пассажиров на маршрутах в Анталью из Архангельска, Оренбурга, Сыктывкара и Ульяновска
Авиакомпания AZUR air

Беспилотник «Геоскан 201» получил сертификат «Сделано в России» от РЭЦ
ГК "Геоскан"

В МАИ стартовала Международная летняя аэрокосмическая школа для китайских студентов
Московский авиационный институт