Идет набор

    Проект: Интеллектуальная оптоэлектронная система автоматизированного контроля промышленной безопасности

    Аннотация проекта:
    Проект направлен на разработку интеллектуальной оптоэлектронной системы, предназначенной для автоматизированного контроля соблюдения требований промышленной безопасности на производственных объектах. Система на основе промышленных камер, специализированной оптики, управляемого освещения и алгоритмов компьютерного зрения в реальном времени определяет присутствие работников, контролирует использование средств индивидуальной защиты, а также выявляет нахождение людей в опасных или запрещённых зонах. Разработка объединяет оптоэлектронику, компьютерное зрение, искусственный интеллект и промышленную автоматизацию, что позволяет создать технологическую основу для современных систем мониторинга безопасности производства. Проект предполагает участие студентов в разработке отдельных аппаратных, программных и алгоритмических компонентов с возможностью получения практического опыта на реальном промышленном кейсе.
    Партнер проекта:

    ФГАОУ ВО ТУСУР

    ТУСУР – признанный лидер в сфере подготовки квалифицированных кадров для высокотехнологичных отраслей экономики, аэрокосмического и оборонного комплексов страны, внедряющий инновационные образовательные и исследовательские программы, прикладные разработки новой техники, аппаратуры и систем управления. Университет уверенно держит первенство в реализации программ инновационного развития. Выпускники ТУСУРа составляют кадровую основу многих предприятий как в России, так и за рубежом.

    Вакансии:
    разработчик алгоритмов промышленной безопасностиинженер по интеграции и испытанияминженер по данным и машинному обучениюмладший инженер по компьютерному зрению
    Классификация работы:
    Разработка ПО
    Направление исследований и разработок:
    Н1. Цифровые технологии

    Конечный продукт

    Разрабатываемая система должна обеспечивать: * автоматическое обнаружение работников в зоне наблюдения; * распознавание основных средств индивидуальной защиты; * определение факта нахождения работника в контролируемой зоне; * автоматическое выявление потенциально опасных ситуаций; * работу с видеопотоком в режиме, близком к реальному времени; * устойчивость к изменению освещения, положения человека и расстояния до камеры; * минимизацию ложных срабатываний; * регистрацию выявленных нарушений; * возможность интеграции с существующими системами мониторинга предприятия. Ключевым показателем качества является стабильность обнаружения объектов и нарушений безопасности в реальных производственных условиях.

    Актуальность и востребованность

    Современное производство требует постоянного контроля соблюдения требований безопасности, однако значительная часть такого контроля по-прежнему зависит от человеческого фактора. Постоянное присутствие сотрудников службы безопасности, ручной просмотр видеозаписей и выборочный контроль не позволяют эффективно анализировать большой объём визуальной информации. Использование компьютерного зрения позволяет перейти от пассивной видеозаписи к автоматическому анализу производственной обстановки. Особую актуальность представляет создание отечественных решений, способных работать непосредственно на производственном объекте и адаптироваться под конкретные условия предприятия: освещение, расположение оборудования, зоны доступа, типы средств индивидуальной защиты и особенности технологического процесса.

    Предмет разработки/исследования

    Оптоэлектронная система автоматизированного визуального контроля промышленной безопасности. Предметом исследования являются: * методы оптического наблюдения производственной зоны; * параметры камер и объективов; * методы управляемого освещения; * алгоритмы обнаружения людей и средств индивидуальной защиты; * методы определения положения человека относительно опасных зон; * методы повышения устойчивости компьютерного зрения к изменению условий съёмки; * методы объединения оптических данных и алгоритмов искусственного интеллекта.

    Способы и методы реализации проекта

    водственных процессов и технологий повышения безопасности труда. ⸻ 10. Обоснование актуальности Современное производство требует постоянного контроля соблюдения требований безопасности, однако значительная часть такого контроля по-прежнему зависит от человеческого фактора. Постоянное присутствие сотрудников службы безопасности, ручной просмотр видеозаписей и выборочный контроль не позволяют эффективно анализировать большой объём визуальной информации. Использование компьютерного зрения позволяет перейти от пассивной видеозаписи к автоматическому анализу производственной обстановки. Особую актуальность представляет создание отечественных решений, способных работать непосредственно на производственном объекте и адаптироваться под конкретные условия предприятия: освещение, расположение оборудования, зоны доступа, типы средств индивидуальной защиты и особенности технологического процесса. ⸻ 11. Предмет разработки Оптоэлектронная система автоматизированного визуального контроля промышленной безопасности. Предметом исследования являются: * методы оптического наблюдения производственной зоны; * параметры камер и объективов; * методы управляемого освещения; * алгоритмы обнаружения людей и средств индивидуальной защиты; * методы определения положения человека относительно опасных зон; * методы повышения устойчивости компьютерного зрения к изменению условий съёмки; * методы объединения оптических данных и алгоритмов искусственного интеллекта. ⸻ 12. Способ и методы реализации Реализация проекта предусматривает последовательное объединение аппаратной и программной частей. Аппаратная часть: * промышленная камера; * объектив; * система направленного или равномерного освещения; * вычислительный модуль; * при необходимости — дополнительный инфракрасный оптический канал.

    Новизна предлагаемых в проекте решений

    «Интеллектуальный оптоэлектронный комплекс автоматизированного контроля промышленной безопасности» В составе решения предусматриваются: 1. Модуль оптического наблюдения производственной зоны. 2. Модуль интеллектуального обнаружения работников. 3. Модуль контроля средств индивидуальной защиты. 4. Модуль определения опасных и запрещённых зон. 5. Модуль автоматического выявления нарушений. 6. Модуль регистрации и визуализации событий. 7. Модуль адаптации системы к условиям освещения и съёмки.

    Задел по тематике проекта

    Проект опирается на существующие технологии промышленного технического зрения, компьютерного зрения, нейросетевого обнаружения объектов и оптоэлектронных систем. В качестве технологического задела могут использоваться: * готовые архитектуры нейронных сетей обнаружения объектов; * библиотеки OpenCV и PyTorch; * существующие методы подготовки и разметки наборов данных; * промышленные камеры и объективы; * технологии управляемого LED-освещения; * методы анализа видеопотока; * алгоритмы геометрического определения положения объектов. При этом основной исследовательский интерес проекта заключается не просто в использовании готовой нейросети, а в исследовании совместной работы оптической системы и алгоритмов ИИ в условиях реального производства.

    Конкурентные преимущества создаваемого продукта

    Основным преимуществом является сочетание оптоэлектронной аппаратной части и интеллектуальной обработки данных в единой системе. В отличие от обычной камеры видеонаблюдения, система не просто записывает происходящее, а самостоятельно анализирует производственную ситуацию и определяет потенциально опасные события.

    Календарный план

    1 этап:
    Анализ требований и формирование сценариев контроля
    Продолжительность:
    3 месяца
    Работы, выполняемые на этапе:
    * анализ типовых нарушений требований промышленной безопасности; * определение контролируемых объектов: человек, каска, сигнальный жилет и другие средства защиты; * определение опасных и запрещенных зон; * разработка сценариев автоматического контроля; * формирование требований к оптической системе и программному обеспечению.
    Результаты выполнения этапа:
    Сформированы требования к системе, перечень контролируемых объектов и нарушений, определены сценарии автоматического контроля безопасности
    2 этап:
    Разработка оптического стенда и подготовка данных
    Продолжительность:
    6 месяцев
    Работы, выполняемые на этапе:
    * подбор камеры и объектива; * разработка схемы освещения; * определение оптимального положения камеры; * исследование различных условий освещения и углов наблюдения; * сбор изображений и видеоданных; * разметка людей и средств индивидуальной защиты.
    Результаты выполнения этапа:
    Создан экспериментальный оптоэлектронный стенд и подготовлен набор данных для обучения и тестирования системы.
    3 этап:
    Разработка алгоритмов интеллектуального контроля
    Продолжительность:
    6 месяцев
    Работы, выполняемые на этапе:
    * разработка модели обнаружения людей и средств индивидуальной защиты; * обучение и тестирование нейронной сети; * разработка алгоритмов определения нахождения человека в контролируемой зоне; * формирование логики состояний «норма / предупреждение / опасность»; * разработка механизма фиксации нарушений; * оптимизация алгоритмов для работы в режиме реального времени.
    Результаты выполнения этапа:
    Разработан программный модуль автоматического обнаружения людей, средств защиты и нарушений
    4 этап:
    Интеграция и испытания системы
    Продолжительность:
    6 месяцев
    Работы, выполняемые на этапе:
    * интеграция камеры, оптической системы и программного модуля; * организация непрерывного анализа видеопотока; * проведение испытаний при различных условиях; * оценка точности обнаружения нарушений; * анализ ложных срабатываний; * настройка системы и подготовка демонстрационного прототипа.
    Результаты выполнения этапа:
    Создан работоспособный прототип интеллектуальной оптоэлектронной системы автоматизированного контроля промышленной безопасности, способный выявлять нарушения в режиме реального времени.

    Команда проекта

    Руководитель проекта

    Карелин Алексей Евгеньевич

    Инженерно-технический персонал

    • Куратор проекта

      Стебельков Владислав

      Должность: Инженер

      Опыт и квалификация: Опыт работы 1.5 года Разработчик

    Вакансии для обучающихся

    Идет набор

    разработчик алгоритмов промышленной безопасности

    * алгоритмы компьютерного зрения; * обработку координат объектов; * работу с видеопотоком; * основы машинного обучения; * проектирование алгоритмов для промышленных систем.

    Идет набор

    инженер по интеграции и испытаниям

    * основы системной интеграции; * работу с промышленными камерами; * методы тестирования технических систем; * сбор и анализ экспериментальных данных; * документирование результатов разработки.

    Идет набор

    инженер по данным и машинному обучению

    * подготовку данных для ML; * разметку изображений; * обучение нейросетей; * оценку качества моделей; * базовые метрики компьютерного зрения; * Python и инструменты машинного обучения.

    Идет набор

    младший инженер по компьютерному зрению

    * Python; * OpenCV; * основы компьютерного зрения; * YOLO и аналогичные модели; * подготовку данных для обучения ИИ; * работу с реальными видеоданными.