Как 3D-сканер и нейросети помогают точно определять износ мостов
Зачастую для проверки мостов используются устаревшие технологии — трудоемкие и недостаточно точные. Исследователи из Технического университета Дрездена и Массачусетского университета использовали 3D-сканер Artec Leo как более удобный и эффективный инструмент контроля.
Зачастую для проверки мостов используются устаревшие технологии — трудоемкие и недостаточно точные. Исследователи из Технического университета Дрездена и Массачусетского университета использовали 3D-сканер Artec Leo как более удобный и эффективный инструмент контроля.
При инспекции моста с помощью наземного лазерного сканера выяснилось, что устройство захватывает недостаточно деталей для определения характера коррозии на стальных балках. Поэтому команда решила испытать Artec Leo — беспроводное устройство, захватывающее данные с точностью до 0,1 мм.
Artec Leo захватывает до 35 млн точек в секунду. Для сравнения: используя традиционные методы, вы захватываете одну точку примерно за три минуты.
Устройство для сканирования балок приходится поднимать и перемещать на кране, поэтому оно должно быть портативным, легким и работать быстро (аренда крана — дорогое удовольствие). Artec Leo полностью соответствует этим требованиям.
При инспекции моста с помощью наземного лазерного сканера выяснилось, что устройство захватывает недостаточно деталей для определения характера коррозии на стальных балках. Поэтому команда решила испытать Artec Leo — беспроводное устройство, захватывающее данные с точностью до 0,1 мм.
Artec Leo захватывает до 35 млн точек в секунду. Для сравнения: используя традиционные методы, вы захватываете одну точку примерно за три минуты.
Устройство для сканирования балок приходится поднимать и перемещать на кране, поэтому оно должно быть портативным, легким и работать быстро (аренда крана — дорогое удовольствие). Artec Leo полностью соответствует этим требованиям.
3D-сканер Artec Leo используется для оцифровки балок под мостом
3D-сканер Artec Leo используется для оцифровки балок под мостом
Обработка данных
Обработка началась в Artec Studio — программном обеспечении, предлагающем HD-режим для четких изображений даже при сканировании блестящих металлических поверхностей, и уникальные алгоритмы для отслеживания текстур и геометрии.
На основе полученных данных исследователи создали 2D карты, показывающие остаточную толщину балок. Эти карты помогают быстро оценить состояние конструкций. Но команда решила пойти дальше и использовать эти данные для определения прочности моста.
Обработка данных
Обработка началась в Artec Studio — программном обеспечении, предлагающем HD-режим для четких изображений даже при сканировании блестящих металлических поверхностей, и уникальные алгоритмы для отслеживания текстур и геометрии.
На основе полученных данных исследователи создали 2D карты, показывающие остаточную толщину балок. Эти карты помогают быстро оценить состояние конструкций. Но команда решила пойти дальше и использовать эти данные для определения прочности моста.
Анализ отклонения балки и остаточной толщины, проведенный на мостовой балке, подвергшейся естественной коррозии, с использованием данных 3D-сканирования Artec Leo
Анализ отклонения балки и остаточной толщины, проведенный на мостовой балке, подвергшейся естественной коррозии, с использованием данных 3D-сканирования Artec Leo
Данные были помещены в систему координат и введены в ПО для анализа структуры. Повторив этот процесс для нескольких сканирований трех старых балок, исследователи объединили результаты, чтобы создать сценарии, при которых перегрузка могла привести к аварии.
1400 полученных сценариев команда использовала для обучения ИИ, способного находить закономерности между входными данными и оценивать способность балки выдерживать заданные нагрузки.
Данные были помещены в систему координат и введены в ПО для анализа структуры. Повторив этот процесс для нескольких сканирований трех старых балок, исследователи объединили результаты, чтобы создать сценарии, при которых перегрузка могла привести к аварии.
1400 полученных сценариев команда использовала для обучения ИИ, способного находить закономерности между входными данными и оценивать способность балки выдерживать заданные нагрузки.
Полное 3D-сканирование балки, включая небольшие отверстия и мелкие детали поверхности
Полное 3D-сканирование балки, включая небольшие отверстия и мелкие детали поверхности
Результат
Несмотря на вибрации объекта и ограниченный доступ к балкам, благодаря Artec Leo специалистам удалось быстро захватить данные, показывающие уровни коррозии с такой высокой точностью, что их можно передать искусственному интеллекту для оценки состояния моста и определения необходимых ремонтных работ.
125 миллиардов долларов — это сумма, которую, по предварительным оценкам, поможет сэкономить на ремонте мостов в США новый метод раннего обнаружения коррозии с помощью Artec Leo.
Результат
Несмотря на вибрации объекта и ограниченный доступ к балкам, благодаря Artec Leo специалистам удалось быстро захватить данные, показывающие уровни коррозии с такой высокой точностью, что их можно передать искусственному интеллекту для оценки состояния моста и определения необходимых ремонтных работ.
125 миллиардов долларов — это сумма, которую, по предварительным оценкам, поможет сэкономить на ремонте мостов в США новый метод раннего обнаружения коррозии с помощью Artec Leo.
