Page 151 - 道路桥梁工程施工探究

第六章 测量机器人在桥梁工程中的应用

取决策层提供的指令后，计算机器人的运动控制量，实现机器人精确稳定的运动。
服务层根据既定测量任务的需求，通过综合处理硬件层、感知层和决策层提供的
数据及分析结果，提供目标跟踪、场景制图和变化检测等测量服务。

（一）硬件层
移动平台是测量机器人的硬件基础，主要负责搭载传感器、计算平台及通信
模块等设备进行移动。根据运动方式的不同，可以将其主要分为飞行平台、地面
移动平台及水下移动平台 3 大类。其中，飞行平台按照飞行方式的不同，延伸出

了单旋翼、多旋翼、扑翼和固定翼等类型；地面移动平台按照行进方式的不同也
出现了轮式、足式及履带式等类型；水下移动平台按照驱动方式的不同，可以分
为推进式与滑翔式。不同平台运动类型的扩展和延伸，为测量机器人在多样化任
务需求和复杂工作环境下的顺利作业提供了坚实的硬件支撑。

测量机器人通过移动平台搭载的传感器采集周围环境信息。测量平台的体积、
载重和功率规格是有限制的，考虑到工作场景和精度、分辨率等预定义的测量任
务需求，需要找到最适合的传感器和载体平台组合。测量机器人可以使用的传感
器包括视觉相机、深度相机、激光雷达、GNSS、IMU、雷达和超声探测仪等。

通信系统负责测量机器人与地面站、遥控器及其他测量机器人之间的通信，
包括传输控制指令、传感器数据及地图信息等。测量机器人的通信功能可以通过
Wi-Fi、5G、蓝牙、微波等技术手段实现。
（二）感知层

感知层是测量机器人理解外部环境信息，掌握局部目标运动态势的功能模块，
在获取多源传感器数据的基础上，通过对数据的分析、认知与表达，辅助决策层
进行任务制定与相应的路径规划。根据职能的不同，感知层主要分为定位、识别
与预测 3 个模块，其中定位模块的主要任务是借助传感器获取的信息，计算得出

测量机器人在当前环境中的精确位置与运动状态。定位模块中通常使用多传感器
融合技术保证定位结果的稳定、准确和实时性；场景识别模块根据多传感器获取
的场景信息，进行场景分类、目标检测与语义分割，使测量机器人建立对周围环
境的认知与理解。预测模块在定位与识别模块的基础上，通过分析场景中的动态

目标，预测其未来多种可能的运动状态，为后续的决策规划提供可靠依据。
（三）决策层
决策层的主要任务是根据感知层获取的场景信息，结合实际的测量任务，对

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