ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В СВАРНЫХ ШВАХ

Основное содержимое статьи

Марина Дементьева

Аннотация

В условиях растущего износа трубопроводов коммунальной инфраструктуры особую значимость приобретает повышение качества диагностирования их технического состояния на этапе эксплуатации, а также повышение качества контроля строительных и ремонтно-восстановительных работ. Своевременное выявление дефектов и повреждений позволяет предупредить возникновение аварийных ситуаций и предотвратить негативные социально-экономические и экологические последствия. Применяемые традиционные методы визуального и инструментального контроля имеют ряд недостатков, в частности, высокую трудоемкость, длительное время обработки информации, недостаточную точность. Решение данной проблемы возможно путем применения компьютерного зрения для выявления и классификации повреждений, что позволит повысить качество обнаружения дефектов, снизить вероятность человеческих ошибок, а также ускорить сам процесс диагностирования. Однако разный уровень готовности разрабатываемых алгоритмов машинного обучения требует дополнительных исследований, которые подтвердили бы эффективность их применения в профессиональных областях, например, при обследовании сооружений, что обосновывает актуальность данного исследования. Объектом исследования данной статьи являлись модели компьютерного зрения семейства YOLO, способные определять различные классы дефектов. Целью исследования стало обучение алгоритмов детекции YOLOv5, YOLOv8 и YOLO11 и сравнительный анализ скорости и точности обработки ими данных на примере дефектов сварных швов. Результаты экспериментальных исследований показывают, что применение последней версии модели не приводит к заметным улучшениям качества детекции дефектов по сравнению с предыдущими версиями. Практическая значимость исследования заключается в том, что представленные в работе результаты позволяют выполнить оценку целесообразности использования новой модели YOLO11 для обнаружения дефектов на примере радиографических снимков. На основе проведенных экспериментов исследователи, использующие методы компьютерного зрения для контроля качества сварных швов, могут принять взвешенное решение о том, стоит ли применять эту модель или же использовать предыдущие версии алгоритмов.

##plugins.themes.bootstrap3.displayStats.downloads##

##plugins.themes.bootstrap3.displayStats.noStats##

Информация о статье

Раздел

Материалы выпуска

Как цитировать

Дементьева, М. (2026). ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В СВАРНЫХ ШВАХ. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 22(1). https://doi.org/10.22337/2587-9618-2026-22-1-74-85

Библиографические ссылки

Shaloo M., Schnall M., Klein T., Huber N., Reitinger B. (2022) A Review of Non-Destructive Testing (NDT) Techniques for Defect Detection: Application to Fusion Welding and Future Wire Arc Additive Manufacturing Processes. Materials, vol. 15, no. 10, pp. 3697. DOI: 10.3390/ma15103697

Zhukovsky E.A., Khoroshev V.N. (2005) Modern equipment for non-destructive quality control of welded joints of pipelines by radiographic method. Russian journal of heavy machinery, no. 9, pp. 8–10.

Kazantsev I., Lemahieu I., Salov G.I., Denys R. (2002) Statistical detection of defects in radiographic images in nondestructive testing. Signal Processing, vol. 82, no. 5, pp. 791–801. DOI: 10.1016/S0165-1684(02)00158-5

Valavanis I., Kosmopoulos D. (2010) Multiclass defect detection and classification in weld radiographic images using geometric and texture features. Expert. Syst. Appl., vol. 37, Is. 12, pp. 7606–7614. DOI: 10.1016/j.eswa.2010.04.082

Boaretto N., Centeno T.M. (2017) Automated detection of welding defects in pipelines from radiographic images DWDI. NDT and Int., vol. 86, pp. 7–13. DOI: 10.1016/j.ndteint.2016.11.003

Hou W., Zhang D., Wei Y., Guo J., Zhang X. (2020) Review on computer aided weld defect detection from radiography images. Appl. Sci., vol. 10(5), p. 1878. DOI: 10.3390/app10051878

Garisto D. (2024) How cutting-edge computer chips are speeding up the AI revolution. Nature, vol. 630, no. 8017, pp. 544–546. DOI: 10.1038/d41586-024-01544-0

Andriyanov N.A., Dementiev V.E., Tashlinskii A.G. (2022) Detection of objects in the images: from likelihood relationships towards scalable and efficient neural networks. Computer Optics, vol. 46, Is. 1, pp. 139–159. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-922

Yemelyanova M.G., Smailova S.S., Baklanova O.E. (2023) Detection of surface defects in welded joints during visual inspections using machine vision methods. Computer optics, vol. 47, no. 1, pp. 112–117. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1137

Fan X., Gao X., Liu G., Ma N., Zhang Y. (2021) Research and prospect of welding onitoring technology based on machine vision. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 115, pp. 3365–3391. DOI: 10.1007/s00170-021-07398-4

Gordeev D.V. (2018) Application of machine vision for searching and detection of surface defects of weld seam. Juvenis Scientia, no. 3. pp. 4–5.

Praveen Kumar R., Deivanathan R., Jegadeeshwaran R. (2021) Welding defect identification with machine vision system using machine learning. J. of Phys.: Conf. Ser., vol. 1716, p. 12023. DOI: 10.1088/1742-6596/1716/1/012023

Sun J., Li C., Wu X.J., Palade V., Fang W. (2019) An effective method of weld defect detection and classification based on machine vision. IEEE Trans. Industr. Inform., vol. 15, no. 12, pp. 6322–6333. DOI: 10.1109/TII.2019.2896357

Muravyov S.V., Pogadaeva E.Y. (2020) Computer-aided recognition of defects in welded joints during visual inspections based on geometric attributes. Russian Journal of Nondestructive Testing, vol. 56, no. 3, pp. 259–267. DOI: 10.1134/S1061830920030055

Shao J., Shi H., Du D., Wang L., Cao H. (2011) Automatic weld defect detection in real-time X-ray images based on support vector machine. Proc. 4th Int. Congr. Image Signal Process., vol. 4, pp. 1842–1846. DOI: 10.1109/CISP.2011.6100637

Duan F., Yin S., Song P., Zhang W., Zhu C., Yokoi H. (2019) Automatic Welding Defect Detection of X-Ray Images by Using Cascade AdaBoost With Penalty Term. IEEE Access, vol. 7, pp. 125929–125938. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2927258

Yaping L., Weixin G. (2019) Research on X-ray welding image defect detection based on convolution neural network. IOP Conf. Series: J. Phys. Conf. Ser., vol. 1237, Is. 3, p. 032005. DOI 10.1088/1742-6596/1237/3/032005

Wang X., He F., Huang X. (2024) A new method for deep learning detection of defects in X-ray images of pressure vessel welds. Sci Rep., vol. 14, pp. 6312. DOI: 10.1038/s41598-024-56794-9

Yang D., Cui Y., Yu Z., Yuan H. (2021) Deep Learning Based Steel Pipe Weld Defect Detection. Applied Artificial Intelligence, vol. 35, no. 15, pp. 1237–1249. DOI:10.48550/arXiv.2104.14907

Terven J., Córdova-Esparza D.-M., Romero-González J.-A. (2023) A Comprehensive Review of YOLO Architectures in Computer Vision: From YOLOv1 to YOLOv8 and YOLO-NAS. Machine Learning and Knowledge Extraction, vol. 5(4), pp. 1680–1716. DOI: 10.3390/make5040083

Cherkasov S., Ivanov M., Ivanov A. (2023) Detection of Defects in Welded Joints Based on Data from the Computer Vision System Using YOLOv5. Int. Ural Conf. on Electrical Power Eng. (UralCon), Magnitogorsk, Russian Federation, pp. 780–784, DOI: 10.1109/UralCon59258.2023.10291074

Guo J., Dong L., Xu H. (2024) Welding Image Defect Detection Based on YOLOv5. 4th Int. Conf. on Neural Networks, Information and Communication (NNICE), Guangzhou, China, pp. 469–472. DOI: 10.1109/NNICE61279.2024.10498851

Gao A., Fan Z., Li A., Le Q., Wu D., Du F. (2023) YOLO-Weld: A Modified YOLOv5-Based Weld Feature Detection Network for Extreme Weld Noise. Sensors, vol. 23(12), pp. 5640. DOI: 10.3390/s23125640

Pan K., Hu H., Gu P. (2023) WD-YOLO: A More Accurate YOLO for Defect Detection in Weld X-ray Images. Sensors, vol. 23(21), pp. 8677. DOI: 10.3390/s23218677

Zhou J., Zhang W., Sui X., Chen Y. (2024) Welding defect detection based on YOLOv8. J. Phys.: Conf. Ser., vol. 2816, p. 012045. DOI: 10.1088/1742-6596/2816/1/012045

Chen J., Liu J. (2023) Enhancing Welding Defect Detection: An Improved YOLOv8 Model with Feature Augmentation and Scale Fusion. IEEE 11th Joint Int. Inf. Tech. and Artificial Intell. Conf. (ITAIC), Chongqing, China, pp. 1619–1622. DOI: 10.1109/ITAIC58329.2023.10408771

Sulake N.R. (2025) A Comprehensive Guide to YOLOv11 Object Detection. URL:https://www.analyticsvidhya.com/blog/2024/10/yolov11-object-detection/

Ultralytics. (2025) Ultralytics YOLO11. URL:https://docs.ultralytics.com/ru/models/yolo11

Khanam R., Hussain M. (2024) YOLOv11: An Overview of the Key Architectural Enhancements. eprint arXiv, DOI: 10.48550/arXiv.2410.17725

Loshchilov I., Hutter F. (2019) Decoupled Weight Decay Regularization. ICLR, DOI: 10.48550/arXiv.1711.05101

Похожие статьи

Вы также можете начать расширеннвй поиск похожих статей для этой статьи.