Разработка механической части прототипа. Разработка электронной части прототипа для сбора сенсорной информации, частотных звуковых последовательностей и видео данных. Исследование наборов входных сенсорных данных с их предварительной обработкой и разметкой. Разработка математического и алгоритмического обеспечения реконструкции трехмерных изображений из видеопотока данных.

Целью настоящей НИОКР является создание прототипа аппаратно-программного комплекса в рамках разрабатываемой технологии интеллектуального визуально-акустического контроля сварных соединений газопроводов. Достижение цели опирается на решение нескольких крупных задач: 1) уменьшение влияния человеческих факторов при выполнении визуально-измерительного контроля совместно с повышением качества контроля производства сварочных работ при новом строительстве или капитальной реконструкции металлических газопроводов; 2) интеллектуализация и частичная автоматизация определения дефектов продукции (кольцевых сварных швов) и 3) повышение информированности о ходе производственного процесса. Решение этих задач осуществляется путём выполнения ряда запланированных работ, разделенных на два этапа исследований и разработки. Настоящий отчет включает итоги и результаты реализации первого этапа НИОКР, включающего работы по разработке механической части прототипа, электронной части прототипа, позволяющей осуществлять сбор сенсорной информации, работы по исследованию наборов входных данных и разработку методов и алгоритмов реконструкции трехмерных изображений из видеоданных. Исследованы варианты механических креплений для сбора сенсорной информации об объектах исследований, кольцевых швах металлических газопроводов. Выбран подход к креплению и размещению электронного оборудования сбора сенсорной информации. Разработаны детализированные сборочные чертежи механической части прототипа с оценкой полученных решений, и рассмотрены варианты по усовершенствованию механической части прототипа. Проанализированы исходные данные на разработку электронной части прототипа и предложена концепция конечного продукта. Выполнено детальное описание назначения функциональных модулей прототипа и структурное проектирование электронной части прототипа, позволяющей осуществлять сбор сенсорных данных с помощью различных вариантов видео-датчиков и видеокамер, датчиков акустической эмиссии. Разработаны структурные схемы подсистем прототипа с указанием конкретных типов электронных и электромеханических устройств. Выполнено исследование наборов входных данных, поступающих в форме видеопоследовательностей и временных рядов кодированных сигналов датчиков акустической эмиссии. Исследованы характеристики объектов контроля, кольцевых сварных швов, выделены существенные признаки их дефектации. Разработаны алгоритмы и программы для сбора видео- и акустико-эмиссионных данных. Выполнено исследование и предварительная разметка видеоданных для целей дальнейшего использования технологий искусственного интеллекта. Разработаны методы и сценарии реконструкции трехмерных изображений из потоков видеоданных. Проанализирована применимость алгоритмов трехмерной реконструкции, обозначены их достоинства и недостатки, позволившие предложить рациональные методы для случаев реконструкции изображений рассматриваемого класса объектов – кольцевых швов металлических газопроводов. Предложены алгоритмы реализации трехмерной реконструкции и выполнена оценка полученных решений. Все задачи, поставленные на первом этапе, выполнены в полном объеме. По результатам работ подготовлена научная статья, опубликованная в материалах XI Международной научно-практической конференции «Интегрированные модели и мягкие вычисления» (ИИМВ-2022). Полученные результаты имеют высокий потенциал для практического применения не только в рассматриваемой области, но также позволяют осуществлять сбор сенсорной информации в широком спектре систем и технологий искусственного интеллекта.