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:

Авиакомпания Smartavia принимает участие в Международном форуме и выставке «Транспорт России».
АО "Авиакомпания Смартавиа"

ОДК-Климов признан лучшим конструкторским
АО «ОДК-Климов»

ГТЛК подходит к своему 24-летию с новыми целями и в новом образе
АО "ГТЛК"

ГТЛК запустила арт-проект «Город будущего» с участием детей сотрудников компании на Транспортной неделе
АО "ГТЛК"

ОДК-Кузнецов стал дипломантом конкурса «Авиастроитель года» за разработку НК-36СТ-32
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Коллектив ОДК-СТАР стал дипломантом конкурса «Авиастроитель года» за создание САУ-35
АО «ОДК-СТАР»

Запуская завтрашний день: в МАИ стартовала XII Международная неделя авиакосмических технологий
Московский авиационный институт

Деловой завтрак с участниками туристического бизнеса Республики Татарстан: презентация программы регулярных авиарейсов в Абу-Даби авиакомпании Etihad Airways

Разработки специалистов ОДК получили десять наград конкурса «Авиастроитель года»
АО "ОДК"

Предприятия Ростеха победили во всероссийской премии по интеллектуальной собственности IP Russia Awards’2025
Госкорпорация Ростех

В МАИ подвели итоги чемпионата по дрон-рейсингу «Пульс неба — 2025»
Московский авиационный институт

УК «Аэропорты Регионов» представила технологии для отрасли на базе ИИ
АО УК "Аэропорты Регионов"

ГТЛК представила новый фирменный стиль и позиционирование компании на Транспортной неделе-2025 в Москве
АО "ГТЛК"

Эмирейтс заключает контракт на 65 самолетов Boeing 777X на сумму 38 млрд долларов США в рамках авиасалона Dubai Airshow 2025
Авиакомпания Emirates

ОДК представила в Дубае новейший вертолетный двигатель и малоразмерные силовые установки для БПЛА
АО "ОДК"

Автопарк Иркутского аэропорта пополнился новым перронным автобусом WGBD08
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Ростех впервые в Дубае представил бортовой радиолокационный комплекс «Арбалет-АМ»
Госкорпорация Ростех ; АО «КРЭТ»

В МАИ стартовал чемпионат по дрон-рейсингу «Пульс неба 2025»
Московский авиационный институт

Метеодрон, VR-тренажёр и электросонар: объявлены победители конкурса «Я — конструктор будущего» МАИ и СоюзМаш
Московский авиационный институт

МАИ получил премию «Авиастроитель года» за подготовку кадров для регионов
Московский авиационный институт