(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210880347.4 (22)申请日 2022.07.25 (71)申请人 浙江省测绘科 学技术研究院 地址 310023 浙江省杭州市余杭区五常街 道地信路2号 (72)发明人 骆光飞　李柏　卢建青　杜浩强　 刘云波　周建达　达多双　刘新富　 李文杰　屠伦铭　鲁志强　廖丽霞　 吕豆豆　 (74)专利代理 机构 安徽思沃达知识产权代理有 限公司 342 20 专利代理师 戴晓丹 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06F 30/13(2020.01)G06F 30/18(2020.01) G01D 21/02(2006.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 一种地下市政 管线设施普查系统、 方法及其 管理系统 (57)摘要 本发明公开了一种地下市政管线设施普查 系统， 属于地下市政设施管理技术领域， 本发明 设计了一种两栖管道检测机器人和辅助检测设 备， 通过两栖管道检测机器人配合辅助检测设备 进行联合使用， 可针对地下市政 管线进行高效普 查， 以实现获取不同管网的管段长度、 管段坐标、 管径、 管材、 管段埋藏深度和管段连接结构数据； 并且本发明提供了一种地下市政管线设施普查 方法， 其有利于解决现有普查方法在针对地下市 政管线普查时存在的数据缺乏全面性， 且通用性 较低的问题； 此外， 本发明公开了一种地下市政 管线设施管 理系统， 其有利于为各类施工、 维护、 规划、 管理和抢险等单位 或企业提供数据服务支 持。 权利要求书3页 说明书7页 附图4页 CN 115239145 A 2022.10.25 CN 115239145 A 1.一种地下市政管线设施普查系统， 其特征在于， 包括两栖管道检测机器人和辅助检 测设备， 所述两栖管道检测机器人与所述辅助检测设备无线通信连接， 所述无线通信连接 的方式为ZigBee、 WiFi和蓝牙中的至少一种； 所述两栖管道检测机器人用于采集目标普查 管道信息， 其包括管段距离采集模块、 坐标获取模块、 第一超声波发射模块、 机器人端通信 模块和控制处 理模块； 所述管段距离采集模块用于采集所述两栖管道检测机器人在目标普查管道中的运动 距离信息； 所述管段距离采集模块内置有测速模块， 用于获取所述栖管道检测机器人在目标普查 管道中的运动速度信息； 所述坐标获取模块用于实时采集所述两栖管道检测机器人在所述目标普查管道中的 位置信息， 即采集每 个管段坐标信息； 所述第一超声波发射模块设置于所述两栖管道检测机器人的顶部和底部， 分别用于采 集超声波到达所述目标普查管道内部顶壁和内部底壁的距离信息； 所述机器人端通信模块用于将采集到的所述目标普查管道信息发送给所述辅助检测 设备， 并接收其反馈指令； 所述控制处理模块用于接收所述反馈指令， 并根据其控制所述两栖管道检测机器人运 动； 所述辅助检测设备用于辅助所述两栖管道检测机器人进行所述目标普查管道信息采 集， 其包括辅助端通信模块、 位置修 正模块、 数据计算处 理模块和数据缓存 模块； 所述辅助端通信模块用于接收所述目标普查管道信 息， 同时通过数据处理形成反馈指 令， 并反馈给 所述两栖管道检测机器人； 所述位置修正模块用于通过内置GP S导航单元对每个所述管 段坐标信息进行修 正； 所述数据计算处理模块用于根据所述目标普查管道信息计算所述目标普查管道的管 网属性数据， 所述管网属性数据分别包括管段长度、 管段坐标、 管径、 管材、 管段埋藏深度和 管段连接结构数据； 所述数据缓存 模块用于缓存所述管网属性数据。 2.根据权利要求1所述的一种地下市政管线设施普查系统， 其特征在于， 所述两栖管道 检测机器人还包括第二超声波发射模块和红外拍摄模块， 所述第二超声波发射模块设置于 所述两栖管道检测机器人的前方， 用于检测两栖管道检测机器人所处管段前方是否存在分 叉管道， 即得到管道岔路信息； 所述红外拍摄模块用于根据所述管道岔路信息采集管 段连接处的红外图像。 3.根据权利要求1所述的一种地下市政管线设施普查系统， 其特征在于， 所述辅助检测 设备还包括地震波发生模块， 所述 地震波发生模块用于产生 地震波； 所述两栖管道检测机器人还包括地震波采集模块， 所述地震波采集模块用于采集所述 地震波的初始波以及 在所述目标普查管道内部产生的回波信息， 以得到地震 波信息。 4.根据权利要求1所述的一种地下市政管线设施普查系统， 其特征在于， 所述辅助检测 设备还包括路径规划模块， 所述路径规划模块用于根据管段连接处的红外图像进 行路线选 择， 同时对以选择路线和管段连接处进行标记， 并形成标记信息， 同时形成反馈指令， 以实 现控制所述两栖管道检测机器人在管网中运动；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115239145 A 2所述数据缓存 模块还用于缓存所述标记信息 。 5.一种地下市政管线设施普查方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1： 将两栖管道检测机器人从待检测管网源头放入初始管段中， 同时将其与辅助检 测设备无线通信连接； 步骤2： 实时判断所述两栖管道检测机器人的前方是否存在管段连接处， 若存在， 则跳 到下一步， 反之保持所述两栖管道检测机器人继续进行； 步骤3： 向所述辅助检测设备进行信息反馈， 以使其产生地震波， 同时通过所述两栖管 道检测机器人采集所述两栖管道检测机器人在关键点到管段连接处的运动距离、 管段坐 标、 管径数据、 管段埋藏深度和管段连接结构数据； 所述关键点包括待检测管网源头和管段 连接处； 步骤4： 重复上述步骤， 直至检测普查完所述待检测管网中的所有管段， 并基于 图论将 所述管段作为边， 所述待检测管网源头和管段连接处作为节点构建有向图， 即得到所述待 检测管网的管网数据以及对应的管网属性数据。 6.根据权利要求5所述的一种地下市政管线设施普查方法， 其特征在于， 所述待检测管 网包括供 水、 排水、 燃气、 热力、 电力、 通信、 广播电视、 工业和地下 管廊九大类管网。 7.根据权利要求5所述的一种地下市政管线设施普查方法， 其特征在于， 所述步骤2还 包括： 若所述两栖管道检测机器人的前方存在管段连接处， 则提取辅助检测设备中存储的标 记信息， 所述标记信息是指对所述两栖管道检测机器人已选择路线和已识别过管段连接处 进行标记； 根据标记信 息判断所述前方存在的管段连接处， 是否是已识别过管段连接处且是否是 已选择路线： 若是已选择路线， 则进行二次识别； 若不是已选择路线， 则按该路径驱使所述两栖管道检测机器人继续 运行。 8.一种地下市政管线设施管理系统， 其特 征在于， 包括： 数据获取模块用于获取各种 普查管道的管网数据以及对应的管网属性数据， 所述各种 普查管道包括供 水、 排水、 燃气、 热力、 电力、 通信、 广播电视、 工业和地下 管廊九大类管网； BIM建模模块用于根据所述各种普查管道 的管网数据， 并基于对应的管网属性数据进 行BIM三维构建， 以获取 所述各种普查管道的BIM模型； 数据处理及存储模块用于对所述各种普查管道的BIM模型以及对应的管网属性数据进 行处理， 并进行存 储； 所述数据处 理及存储模块的处 理过程如下： 逐类获取 所述各种普查管道的BIM模型以及对应的管网属性数据； 对所述管道 的BIM模型中的所有管段和管段连接处进行编号， 同时将每个编号的每段 管段与其所述对应的管网属性数据进行绑定； 将所述绑定后的管道的BIM模型以及对应的管网属性数据分别存储数据库， 所述数据 库包括HBase 数据库和元 数据库； 同时根据管网类别和地上区域划分构建一级、 二级索引； 所述普查查询模块用于根据一级、 二级索引查询目标区域的管道 的BIM模型和对应的权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115239145 A 3