(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 202210754538.6 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 湖北省高创公路工程咨询监理有限 公司 地址 430000 湖北省武汉市 建设大道384 号 (72)发明人 雷江涛　 (74)专利代理 机构 武汉欣博智慧知识产权代理 事务所(普通 合伙) 42277 专利代理师 吴华丽 (51)Int.Cl. E01H 5/10(2006.01) E01H 10/00(2006.01) G06V 20/52(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/764(2022.01)G06K 9/62(2022.01) G06Q 10/04(2012.01) G06T 7/73(2017.01) (54)发明名称 一种用于公路桥梁的防冰冻 系统 (57)摘要 本发明提供了一种用于公路桥梁的防冰冻 系统， 包括： 环境信息获取模块： 用于通过多种传 感器实时获取环境信息， 并将所述环 境信息传输 至中央处理模块； 中央处理模块： 用于对接收的 环境信息中图像信息、 音 频信息和位置信息进行 分析， 并结合预先构建的驱动模型， 在公路桥梁 上寻找冰冻位置； 防冰冻模块： 用于对冰冻位置 进行冰冻等级判断， 当冰冻等级小于等于预设冰 冻等级阈值时， 在所述冰冻位置喷洒融冰物质进 行除冰， 当冰冻等级大于预设冰冻等级阈值时， 开启高压热气流进行除冰； 其中， 所述多种传感 器包括： 二维激光传感器和超声波传感器， 本发 明的防冰冻系统， 可以对不同程度的冰冻进行相 应的除冰， 避免资源的浪费。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114808830 A 2022.07.29 CN 114808830 A 1.一种用于公路桥梁的防冰冻 系统， 其特 征在于， 包括： 环境信息获取模块： 用于通过多种传感器实时获取环境信息， 并将所述环境信息传输 至中央处 理模块； 中央处理模块： 用于对接收的环境信 息中的图像信息、 音频信 息和位置信息进行分析， 并结合预 先构建的驱动模型， 在公路桥梁上寻找冰冻位置； 防冰冻模块： 用于对冰冻位置进行冰冻等级判断， 当冰冻等级小于等于预设冰冻等级 阈值时， 在所述冰冻位置喷洒融冰物质进 行除冰， 当冰冻等级 大于预设冰冻等级阈值时， 开 启高压热气流进行除冰； 其中， 所述多种传感器包括： 二维激光传感器和超声 波传感器。 2.如权利要求1所述的系统， 其特 征在于， 所述环境信息获取模块， 包括： 环境图像获取单元： 用于通过二维激光传感器对周围环境进行实时水平环绕扫描， 获 得环境图像信息； 环境音频获取 单元： 用于通过拾音器对周围环境的声 音进行采集， 获得环境声 音信息。 3.如权利要求1所述的系统， 其特 征在于， 所述中央处 理模块， 包括： 图像识别单元： 用于对实时传送的环境图像信息通过图像粗处理， 筛选出所述环境图 像信息中具有冰雪特征的第一图像， 将所述第一图像与预先构建的冰雪图像库中的图像进 行对比， 当所述第一图像与所述冰雪图像库中任意图像的相似度达到预设相似度阈值时， 则确定所述第一图像的位置； 驱动模块： 用于通过在地图上确定所述第一图像的位置信息后， 在预先建立的最优路 径规划模 型中输入第一图像的位置信息， 生成最优路径， 并开启导航， 靠近所述第一图像的 位置。 4.如权利要求2所述的系统， 其特 征在于， 所述中央处 理模块， 还 包括： 音频敏感词获取单元： 用于预先设置敏感词库和敏感词对应处理机制， 当所述环境声 音信息中出现敏感词时， 根据所述敏感词对应处 理机制进行 敏感词对应处 理； 避障单元： 用于接收地形二维激光雷达传感器所测量的获得与周围环境的距离， 当碰 撞到障碍物时， 开启防跌落感应 器件。 5.如权利要求3所述的系统， 其特 征在于， 所述 最优路径规划模型， 包括： 路径构建层： 用于接收第 一图像的位置信 息， 并在地图上标记位置坐标， 通过地图规划 出可通行的多个路径； 最优路径选择层： 用于在地图上剔除有 障碍的路径， 对剔除后的多个路径构建位置点 距离权重矩阵表， 并选取两个位置点 最短的的欧式距离作为 最优路径。 6.如权利要求5所述的系统， 其特 征在于， 所述防冰冻模块， 包括： 冰冻等级判断单元： 用于接收所述第一图像， 并分析所述第一图像中冰冻的面积和厚 度， 当所述冰冻的厚度超过了预设厚度值时， 开启高压热气除冰装置， 当所述冰冻的面积和 厚度的任一 值都小于预设值时， 开启喷洒装置； 喷洒除冰单元： 用于根据冰冻面积和厚度计算喷洒时间， 并在所述冰冻位置循环喷洒 融冰物质， 结束除冰后， 关闭喷洒装置， 寻找下一个冰冻位置； 高压热气除冰单元： 用于根据冰冻面积和厚度计算高压热气所需要的热量， 并通过所 述热量， 设定热气温度和气流 流速， 结束除冰后， 关闭高压热气装置， 寻找下一个冰冻位置 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114808830 A 27.如权利要求3所述的系统， 其特征在于， 所述驱动模块开启导航， 靠近所述第一图像 的位置， 具体步骤如下： 步骤S1： 计算朝向第一图像的位置的角度， 并通过位姿传感器调整航向角静态精度和 姿态角静态 精度， 转向第一图像的位置； 步骤S2： 沿着当前点和第一图像的位置点进行直线行驶， 并通过PID控制器进行角速度 控制； 步骤S3： 当到 达所述第一图像的位置后， 旋转 一周， 获取冰冻面积和厚度的图像。 8.如权利要求4所述的系统， 其特征在于， 所述避障单元接收地形二维激光雷达传感器 所测量的获得与周围环境的距离， 当碰撞到障碍物时， 开启防跌落感应器件， 具体步骤如 下： 步骤S1： 根据二维激光雷达传感器的每个激光束获得一组激光数据， 根据所述激光数 据中的激光长度计算与障碍物的距离； 步骤S2： 当所述距离 接近预设危险距离时， 停止驱动； 步骤S3： 当遇 到紧急情况， 难以避险时， 开启防跌落感应 器件， 进行固定； 其中， 所述激光数据包括;激光角度、 激光角度分辨 率和激光长度。 9.如权利要求6所述的系统， 其特征在于， 所述高压热气除冰单元根据冰冻面积和厚度 计算高压热气所需要的热量， 按下式计算： 其中， 为高压热气释放热量， 为高压热气装置的额定功率， 为高压热气装置的 最低耗油量， 为高压热气装置的柴油低热值， 为高压热气 释放热量占燃烧热量的比例。 10.如权利要求5所述的系统， 其特 征在于， 所述欧氏距离， 按下式计算： 其中， 为最优路径的欧氏距离， 为地图测量距离的标准差， G为 地图测量距离的 权重值， 为起始位置的位姿数据， 为终点位置的位姿数据。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114808830 A 3