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:

Аэрофлот увеличил на 16% ёмкость рейсов между Москвой и Геленджиком
ПАО "Аэрофлот"

S7 Group и Новосибирский государственный университет договорились о кадровом партнерстве
АО "Авиакомпания "Сибирь"

Экономичное торможение и уникальная теплозащита: в МАИ разрабатывают технологии для исследования Венеры
Московский авиационный институт

«Не ждали», «Крестный ход в Курской губернии», «Садко» и еще более 90 произведений отправились в Китай на борту самолетов авиакомпании «Волга-Днепр»
Авиакомпания "Волга-Днепр"

Международный аэропорт Владивосток увеличил пассажиропоток на 13% по итогам 6 месяцев
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиаперевозок по Приморскому краю до конца 2025 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Аэрофлот расширил услугу по перевозке животных в салоне самолёта
ПАО "Аэрофлот"

ИИ не даст посетителям аэропортов забрести в опасные зоны
NtechLab

Аэропорт Домодедово демонстрирует стабильные показатели пунктуальности
Московский аэропорт Домодедово

Red Wings перевезла более 1,2 миллионов пассажиров за полгода
АО "Ред Вингс"

«АльфаСтрахование» открыла прямые онлайн-продажи страховок от задержки и отмены рейса на собственном сайте
АО "АльфаСтрахование"

Аэропорт Внуково встречает пассажиров системой интуитивной навигации
Международный аэропорт Внуково

AZUR air увеличивает частоту полетов в Даламан
Авиакомпания AZUR air

AZUR air увеличивает частоту полётов в Даламан из Казани
Авиакомпания AZUR air ; АО "Международный аэропорт "Казань"

МАИ открыл летнюю аэрокосмическую школу для студентов из Китая
Московский авиационный институт

Невероятный Египет: рейсы в Хургаду из аэропорта «Казань» с новым зарубежным партнёром – авиакомпанией Nesma Airlines
АО "Международный аэропорт "Казань"

S7 Airlines открыла продажу билетов на рейсы в Геленджик
АО "Авиакомпания "Сибирь"

Сергей Чемезов посетил Иркутский авиационный завод
Госкорпорация Ростех

Пассажиры S7 Airlines почти 700 000 раз оценили работу бортпроводников
АО "Авиакомпания "Сибирь"

Группа «Аэрофлот» объявляет операционные результаты за июнь 2025 года
ПАО "Аэрофлот"