本发明属于路面养护，具体涉及一种基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统。
背景技术：
1、受路面的地质条件、施工质量以及运营时间影响，路面在使用一段时间后会出现不同程度的质量缺陷。为保证行车安全、舒适和畅通，以及节约运输费用和运输时间，通常需要定期对路面进行检查和养护，以修复路面的质量缺陷。
2、现有技术中，一般是人工驱车对路面进行巡查，在发现存在质量缺陷的路面段后，再安排施工队对需要养护的路面进行养护。但是人工巡查不仅效率低，且对路面质量缺陷的判断存在较大主观性，容易造成质量缺陷的漏报或误报，另外通过施工队来养护路面的效率较低，工期难以控制。与此同时，对于地形、地貌或环境复杂，人工巡查和施工存在较大安全风险的路面养护场景，如有落石危险的大型矿山作业区的路面养护，频繁有飞机起降的大型机场的路面养护，极端气候条件下的公路路面养护等，采用人工巡查结合施工队对路面养护的方法则难以适用。
技术实现思路
1、本发明的解决的技术问题是：提供一种基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统，其利用bim技术和无人机摄影技术自动分析和识别需要养护的质量缺陷区块，并制定合理科学的养护策略，以控制养护机器人高效、有序的对质量缺陷区块进行全天候智能养护，全程无需工人介入，能应对各种地形、地貌复杂或极端环境下，存在较大安全风险的路面养护场景。
2、本发明通过下述技术方案实现。
3、基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统，其特征在于，包括：无人机，养护机器人，养护机器人基地，配料罐，bim系统，养护分析调度模块，人机交互界面；
4、所述无人机用于采集获取待养护区域的初始路面数据和实时路面数据，并发送至bim系统；
5、所述养护机器人基地与待养护区域的路面连通，用以停放养护机器人；
6、所述配料罐设置于养护机器人基地内一侧，用以调配对不同质量缺陷种类的质量缺陷区块进行养护的养护材料；
7、所述bim系统包括，用于根据初始路面数据以及待养护区域设计图中地质数据建立路面初始三维模型，并发送至养护分析调度模块；用于将实时路面数据代入路面初始三维模型中，分析计算出实际路面与初始路面的差异，以获得实际路面需要进行养护的各质量缺陷区块的坐标、质量缺陷严重程度等级和质量缺陷种类，并发送至养护分析调度模块；用于接收养护机器人发送的各质量缺陷区块养护后的实时路面图像信息，并根据养护后的实时路面图像信息实时更新路面初始三维模型；
8、所述养护分析调度模块包括，根据各质量缺陷区块的坐标、质量缺陷严重程度等级和质量缺陷种类，以分析制定养护策略并发送至人机交互界面，所述养护策略包括确定养护时间段，划分养护区，分配养护机器人一一对应在各养护区内执行养护任务，以及确定每个养护区内各目标质量缺陷区块的养护先后顺序；根据养护策略，发出养护指令至养护机器人，并依据与养护机器人对应的养护区中各目标质量缺陷区块的质量缺陷种类，控制养护机器人移动至配料罐处填装所需种类的养护材料，之后根据路面初始三维模型以及对应养护区中各目标质量缺陷区块的坐标，生成以养护机器人基地为起点、按养护先后顺序依次行驶至对应养护区中各目标质量缺陷区块的行驶路线，并将行驶路线发送至对应的养护机器人；
9、所述养护机器人包括行驶组件，车载摄像头，设置于行驶组件上的养护施工组件和养护控制模块；所述行驶组件用以在接收行驶路线后根据行驶路线驱动养护机器人移动至对各目标质量缺陷区块，以及在执行完养护任务后根据行驶路线返回至养护机器人基地；所述养护施工组件包括用以填装养护材料的备料罐，用以对目标质量缺陷区块执行不同养护动作的养护工作端；所述车载摄像头用以获取目标质量缺陷区块的实时路面图像信息，并将实时路面图像信息发送至人机交互界面，将养护前的实时路面图像信息和养护中的实时路面图像信息发送至养护控制模块，将养护后的实时路面图像信息发送至bim系统；所述养护控制模块用以在养护机器人到达目标质量缺陷区块位置时，根据养护前的实时路面图像信息，分析获得目标质量缺陷区块的养护施工方案，以根据养护施工方案和和养护中的实时路面图像信息控制行驶组件驱动养护机器人移动以及控制施工组件执行相应的养护动作以对目标质量缺陷区块进行养护；
10、所述人机交互界面包括，用于发出指令控制无人机工作以更新待养护区域的初始路面数据或获取实时路面数据，用于录入的待养护区域设计图中地质数据，用以实时显示执行养护任务时各养护机器人获取的实时养护图像信息。
11、优选的，所述养护时间段为所有分配的养护机器人在对应养护区执行完养护任务的起止时间范围，所述养护时间段处在待养护区域交通通行不繁忙的时间范围内。
12、优选的，所述质量缺陷种类数据包括路面开裂、路面起包、路面坑洼沉陷、路面起砂、路面起皮和路面漏石子，与路面开裂对应的所述养护材料为路面灌缝剂，与路面起包、路面坑洼沉陷和路面起砂对应的所述养护材料为路面修补砂浆，对应的所述配料罐包括路面灌缝剂配料罐和路面修补砂浆配料罐。
13、优选的，每个养护区内各目标质量缺陷区块的养护先后顺序为，根据各目标质量缺陷区块的质量缺陷种类按以下先后顺序进行养护：路面坑洼沉陷、路面起包、路面起砂、路面起皮、路面漏石子、路面开裂，其中对于质量缺陷种类相同的目标质量缺陷区块，则根据质量缺陷严重程度等级先养护质量缺陷较严重的质量缺陷区块。
14、优选的，所述行驶路线遵循在待养护区域路面通行的交通规则，且避开各目标质量缺陷区块。
15、优选的，所述养护机器人还包括声光警示器，激光雷达；所述激光雷达用以探测识别养护机器人周围的移动物信息，并发送至养护控制模块；所述养护控制模块还包括，用于接收移动物信息，在养护机器人驻停状态下，若移动物距养护机器人的距离低于设定阈值时，控制声光警示器发出声光警报，在养护机器人移动状态下，根据移动物信息，控制养护机器人移动进行避障。
16、优选的，本发明系统还包括云数据库；所述无人机采集获取的路面数据、执行养护任务的养护机器人所获取的实时养护图像信息均实时储存在云数据库中。
17、优选的，所述人机交互界面还包括用以根据实时显示的执行养护任务的各养护机器人获取的实时养护图像信息，人工远程控制养护机器人移动及执行养护动作对目标质量缺陷区块进行养护。
18、优选的，所述养护工作端执行的养护动作包括对目标质量缺陷区块进行破碎、挖掘、压实和清理，以及向目标质量缺陷区块输喷涂或填充养护材料；所述养护施工方案包括选择合适的养护动作，确定各养护动作的执行顺序和参数。
19、优选的，所述初始路面数据为待养护区域路面新建未投入使用时无人机采集获取的路面数据，或者为待养护区域路面运营中完成养护后无人机采集获取的路面数据。
20、与现有技术相比，本发明至少包括如下有益效果：
21、1)本发明通过bim技术和无人机摄影技术，不仅能实时获取便道的三维模型，同时通过结合路面实时监测数据，可分析计算出实际路面与初始路面的差异，以获得实际路面需要进行养护的各质量缺陷区块的信息，以为后续养护决策提供可靠依据，并且本发明系统在执行完养护任务后，可通过车载摄像头实时获取养护后的图像信息，通过bim系统对便道的三维模型进行实时更新，从而能保证后续养护施工的质量和准确性，可避免人工巡查效率低且存在较大主观性，容易误报或漏报路面质量缺陷的问题。
22、2)本发明中，各质量缺陷区块的信息包括坐标、质量缺陷严重程度等级和质量缺陷种类，养护分析调度模块可根据各质量缺陷区块的信息制定合理、科学的养护策略，并指挥养护机器人按养护策略进行自动备料，以及按行驶路线智能导航移动至各养护区；同时，本发明利用养护机器人的车载摄像头实时获取养护图像，通过养护控制模块分析制定养护施工方案，控制养护施工组件执行相应的养护动作，从而可在保证安全和不影响待养护区车量正常通行的情况下，实现待养护区内路面的有序、高效和全天候的智能养护。
23、3)本发明系统全程无需工人介入，对路面的养护效率高，且能应对各种地形地貌复杂或极端环境下、存在较大安全风险的路面养护场景，具有较好的实用和推广价值。
1.基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统，其特征在于，包括：无人机(1)，养护机器人(2)，养护机器人基地(3)，配料罐(4)，bim系统，养护分析调度模块，人机交互界面；
2.如权利要求1所述的基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统，其特征在于，所述养护时间段为所有分配的养护机器人在对应养护区执行完养护任务的起止时间范围，所述养护时间段处在待养护区域(5)交通通行不繁忙的时间范围内。
3.如权利要求1所述的基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统，其特征在于，所述质量缺陷种类数据包括路面开裂、路面起包、路面坑洼沉陷、路面起砂、路面起皮和路面漏石子，与路面开裂对应的所述养护材料为路面灌缝剂，与路面起包、路面坑洼沉陷和路面起砂对应的所述养护材料为路面修补砂浆，对应的所述配料罐(4)包括路面灌缝剂配料罐(401)和路面修补砂浆配料罐(402)。
4.如权利要求3所述的基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统，其特征在于，每个养护区内各目标质量缺陷区块的养护先后顺序为，根据各目标质量缺陷区块的质量缺陷种类按以下先后顺序进行养护：路面坑洼沉陷、路面起包、路面起砂、路面起皮、路面漏石子、路面开裂，其中对于质量缺陷种类相同的目标质量缺陷区块，则根据质量缺陷严重程度等级先养护质量缺陷较严重的质量缺陷区块。
5.如权利要求1所述的基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统，其特征在于，所述行驶路线遵循在待养护区域(5)路面通行的交通规则，且避开各目标质量缺陷区块。
6.如权利要求5所述的基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统，其特征在于，所述养护机器人(2)还包括声光警示器(204)，激光雷达(205)；所述激光雷达(205)用以探测识别养护机器人周围的移动物信息，并发送至养护控制模块；所述养护控制模块还包括，用于接收移动物信息，在养护机器人驻停状态下，若移动物距养护机器人的距离低于设定阈值时，控制声光警示器(204)发出声光警报，在养护机器人移动状态下，根据移动物信息，控制养护机器人移动进行避障。
7.如权利要求1所述的基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统，其特征在于，还包括云数据库；所述无人机(1)采集获取的路面数据、执行养护任务的养护机器人所获取的实时养护图像信息均实时储存在云数据库中。
8.如权利要求1所述的基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统，其特征在于，所述人机交互界面还包括用以根据实时显示的执行养护任务的各养护机器人获取的实时养护图像信息，人工远程控制养护机器人(2)移动及执行养护动作对目标质量缺陷区块进行养护。
9.如权利要求1所述的基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统，其特征在于，所述养护工作端执行的养护动作包括对目标质量缺陷区块进行破碎、挖掘、压实和清理，以及向目标质量缺陷区块输喷涂或填充养护材料；所述养护施工方案包括选择合适的养护动作，确定各养护动作的执行顺序和参数。
10.如权利要求1-9任一所述的基于bim技术和养护机器人的路面智能养护系统，其特征在于，所述初始路面数据为待养护区域(5)路面新建未投入使用时无人机采集获取的路面数据，或者为待养护区域(5)路面运营中完成养护后无人机采集获取的路面数据。
