[发明专利]一种子母式基础设施病害检测修复系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于爬墙机器人的基础设施表面病害修复系统及方法，所述系统包括：检测标记爬墙机器人和修复爬墙机器人；其中，所述检测标记爬墙机器人在待检测基础设施表面运动过程中，通过前端设置的双目摄像头实时采集前方表面图像，基于前方表面图像进行病害检测，同时进行定位和地图重构；当检测到病害时，记录其位置，并控制标记装置对病害进行标记；完成检测和标记后，将病害位置和地图发送至修复爬墙机器人；所述修复爬墙机器人接收地图和病害位置，对达病害所在位置，采用修复装置根据标记对病害进行修复。

技术领域

本发明属于大型基础设施结构检测与修复技术领域，尤其涉及一种子母式基础设施病害检测修复系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

大型基础设施如大坝、桥梁以及隧道(洞)、管廊等地下工程大量建设并投入运营，这些基础设施工程结构在其长期服役过程中极易产生诸多结构病害，如裂缝、脱落、渗漏水等，导致大型基础设施使用寿命折减，而且对人们的生命财产安全产生威胁。传统定期检测及修复技术依赖人工，耗时费力、自动化水平低，为提高自动化水平，发展大型基础设施结构病害检测及修复机器人技术尤为重要。

已有的基础设施检测主要以检测机器人为主，主流的方法是基于导轨式检测机器人搭载图像传感器对表面病害进行检测，如：专利[CN210163775U]一种导轨式桥梁检测机器人，该专利利用导轨使得机器人能在桥梁上运动并用摄像云台检测桥梁状况，该技术需安装机器人导轨，且难以对结构内部病害进行检测。同时，检测到的表面病害难以实现自动修复。也有方法是利用旋翼系统产生反推力实现机器人对墙面的附着并进行基础设施内部病害检测，如：专利[CN108731736A]用于桥隧结构病害无损检测诊断的自动爬墙式雷达光电机器人系统，该专利利用旋翼系统的反推力使搭载激光雷达的机器人紧贴桥隧结构表面进行桥隧结构的病害检测。该技术由于反推力有限，对搭载检测设备的质量有要求。

目前对基础设施病害的修复主要利用大型车辆装载修复装置对大型基础设施结构进行修复，如：专利[CN202001024U]隧道病害快速修复工程车,该专利利用修复工程车对基础设施病害进行各种修复工作，该方法依赖人工操控，施工时需要封锁基础设施，耗费较大的人力物力；近年来，出现了基于遥控机器人对基础设施结构进行修复，如：专利[CN107842211A]一种基于物联网的用于墙面裂缝修复的无人机，该专利利用遥控无人机实现对墙面裂缝的修复，该设备需要人的辅助，无法实现检测修复一体化。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种子母式基础设施病害检测修复系统及方法，能够在不影响大型基础设施使用的前提下进行病害检测及修复。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一种子母式基础设施病害检测修复系统，包括：移动机器人，所述移动机器人上设有两个爬墙机器人固定装置，所述两个爬墙机器人固定装置分别用于放置检测爬墙机器人和修复爬墙机器人；

所述移动机器人被配置为：对基础设施表面病害进行检测，以及控制检测爬墙机器人对基础设施内部病害进行检测，并记录表面病害和内部病害的位置；检测完成后，控制修复爬墙机器人根据病害位置进行修复。

进一步地，所述移动机器人包括：控制处理模块、三维激光扫描仪、线扫描相机阵列、显示屏，以及抓取装置；其中，三维激光扫描仪、线扫描相机阵列，抓取装置、显示屏、检测爬墙机器人和修复爬墙机器人的控制模块均与控制处理模块通信连接。

一个或多个实施例提供了一种基于所述子母式基础设施病害检测修复系统的检测修复方法，包括：

(1)移动机器人进行基础设施表面病害检测：

获取三维激光扫描仪采集的周边环境三维点云数据，构建全局地图；