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:

Выручка ГТЛК по РСБУ по итогам 9-ти месяцев 2024 года выросла до 104,2 млрд рублей
АО "ГТЛК"

Представляем первых участников крупнейшей в России выставки оборудования и технологий для инфраструктуры гражданской авиации NAIS
NAIS

Авиакомпания NordStar презентовала новую ливрею самолета, посвященную хоккейному клубу «Норильск»
АО "Авиакомпания "НордСтар"

МАИ и Кызылординский университет имени Коркыт ата готовят к запуску новые совместные программы
Московский авиационный институт

В аэропорту Домодедово прошла презентация "хоккейной" ливреи самолета авиакомпании NordStar
Московский аэропорт Домодедово

XII Евразийский международный форум и выставка «Развитие аэропортов - 2024»
Центр стратегических разработок в гражданской авиации (ЦСР ГА)

Из Уфы на Красное море!
АО "Международный Аэропорт "Уфа"

КрасАвиа снова будет летать в Нижневартовск
АО "КрасАвиа"

Аэрофлот публикует финансовые результаты за 9 месяцев и 3 квартал 2024 года по РСБУ
ПАО "Аэрофлот"

В филиале РТУ МИРЭА во Фрязино студентов обучат собирать БПЛА
РТУ МИРЭА

Аэропорт Домодедово поздравил с годовщиной основания авиакомпанию Flyone Armenia
Московский аэропорт Домодедово

Предприятия Ростеха стали лауреатами конкурса «Авиастроитель года - 2024»
Госкорпорация Ростех

Ростех расширяет производственные и испытательные мощности для выпуска авиадвигателей
Госкорпорация Ростех, АО "ОДК"

Из аэропорта Владивосток Azur air запустит прямые рейсы в Таиланд!
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания Red Wings приступает к выполнению полетов из аэропорта Жуковский на воздушных судах типа Ту-204/214
Международный аэропорт Жуковский

Технопарк ЦАГИ организовал соревнования по управлению беспилотниками
ФАУ "ЦАГИ"

Аэрофлот одним из первых в отрасли ввёл в эксплуатацию отечественное ПО «Электронный портфель пилота»
ПАО "Аэрофлот"

Аэрофлот бесплатно перевезёт снаряжение для лыжных и водных видов спорта
ПАО "Аэрофлот"

В МАИ разработали уникальное решение по умной дефектоскопии
Московский авиационный институт

S7 Airlines возобновила перелеты из Новосибирска в Бангкок
АО "Авиакомпания "Сибирь"