InfraUAS: Overvåking av kritisk infrastruktur med ubemannede luftfarkoster

Unmanned aerial systems (UAS), often referred to as drones, have become a useful tool for information collection in many application areas, e.g. monitoring of critical infrastructure and 3D-modelling. Drones are smaller and have better maneuvering properties than manned aircrafts. Hence, drones are therefore capable to fly closer to the area of interest, and have a greater potential to collect information with a higher degree of details than manned aircrafts. In addition, UAS are often less expensive than manned aircrafts. Today, manual analysis of image data from drones is regarded as standard technique for inspection of critical infrastructure in order to find anomalies and changes. Manual analysis is very resource demanding and expensive, and for cases where rapid response is needed, manual analysis may also be too slow. Solutions that automate the image analysis are therefore needed. A major challenge is that the UAS is used for many purposes. Orbtion has many missions of different nature, often where highly different areas and/or constructions shall be inspected, and with requirement of rapid delivery of results. It is therefore a need for a new, innovative and intelligent solution for automatic detection of anomalies and changes, which are, at the same time, effective, flexible and may easily be adapted to new application areas. The InfraUAS project has developed a fully automated solution that significantly streamlines the analysis of UAS data for critical infrastructure monitoring. An important business area for Orbiton is bridge inspection, where drone images are inspected for critical anomalies such as rust and cracks in concrete. The solution we have developed is an AI software based on deep learning that scans each image for rust and cracks, and segments the area where deviations are located. Data for training the AI solution has been established in collaboration with the Norwegian Public Roads Administration, where we have gained access to data from bridge inspections, and our own image data and annotations. The solution also supports easy adaptation to new areas of application, provided that sufficient data is present. For example, in collaboration with Orbits AS, we have used the AI software to detect rust on components in process plants. Evaluations of the solution show that we effectively detect both rust and cracks, but that good training data is necessary.

Resultatene fra prosjektet viser mulighet for full automatisering av inspeksjonsområdet for flere bedrifter på tvers av flere industrier. Orbiton kan nå tilby kundene mulighet for automatisk inspeksjon av bildedata som de samler inn, f.eks. ved hjelp av droner. Bildeanalyseprogramvaren er generisk, og kan enkelt tilpasses nye anvendelsesområder. Dette gjøre det mulig for Orbiton og ta en større del av verdikjeder, både innsamling og analyse av data. Orbiton var også med å opprette selskapet Orbits AS for å kommersialisere løsningene fra prosjektet i nye markedsområder, som f.eks. prosessindustri. Orbits tar frem programvarevare som inkluderer metodikken utviklet i prosjektet, og leverer tjenester for automatisering av vedlikeholdsprosesser, spesielt hvor produksjonene setter krav til stabil drift, maksimal kapasitet, tilgjengelighet og sikkerhet.

Dette innovasjonsprosjektet skal utvikle en løsning for intelligent analyse av bilder fra ubemannede luftfarkoster (droner) for å oppdage avvik og endringer. Bruksområdet er overvåking av kritisk infrastruktur, som bruer, kraftlinjer og ras/skredutsatte vegstrekninger. Prosjekteier Orbiton har spesialisert seg på overvåking og kartlegging med bilder fra droner. I dag blir bildene tolket manuelt av operatører for å finne avvik (for eksempel skader, rust eller sprekker) og endringer over tid (for eksempel ras eller skred). Manuell bildetolking er tidkrevende og kostbart. Det er også kjedelig, dermed kan viktige avvik eller endringer overses av operatøren. Orbiton, og forskningspartner Norsk Regnesentral, vil utvikle en automatisk løsning for analyse av dronebilder. Orbiton vil benytte løsningen til å effektivisere sine egne analyseoppdrag av kritisk infrastruktur, men også tilby den som del av produktporteføljen som kan leies eller kjøpes av andre som trenger å analysere bilder fra droner.