基于图像识别和3D打印技术的路面修复机器人
人工智能学院
现代的路面的原材料多为沥青，当温度较高时，硬度降低，在重型车辆的碾压下，容易发生位移，位移的积累会导致路面变形，最直接的表现就是使路面出现凸起，凹陷，甚至产生一些裂缝，使车辆行驶在道路上的安全隐患大大增加。同时，随着科技的迅速发展和人类对于未知领域的探索欲望愈发强烈，我们常会将机器人送上其他星球并且使其在该星球表面行走以达到探测功能。除此之外，机器人还常用于去到荒野等危险地带探测，这些地方的地势条件十分险要，经常会出现机器人无法到达目的地而使任务无法完成的情况。所以我们考虑发明一个机器人使其能自动识别路面的不平整处并将其修复。此机器人可以将重型车辆碾压过的坑洼路面填补平整，并将由于路面冷热交替导致的膨胀凸起修复，与此同时，我们会在机器人的机身安装机械臂，这样还可以对于路面杂物进行清障，不仅可以避免重铺道路的人力物力成本消耗，也避免了重铺路段导致的交通影响，从而提高了道路的使用寿命及使用率。而对于不同场景的其他地形（如公园中：塑胶场地，石板路；老式建筑：水泥地等等）以及特殊路面的修复，则针对这些地形设计不同的修复装置进行针对性修复，并且设计针对性的清障算法，避免了机器人因意外碰撞障碍导致受损的情况。
对于路面的修复，国内外都在研制相关产品。国内江南大学研制了一种基于3D打印技术的路面修复智能车包括摄像头、3D打印机器、激光扫描仪、机械执行装置、车体平台、警示系统。同期，英国利兹大学工程团队也设计了路面自主修复机器人，并在修复速度上大大提高。但是市面上现有的产品都只集中于修复路面上的坑洼，并且绝大多数是人为控制的机械装置，我们的产品将在此基础上注重自动控制的实现，致力于打造解放人力资源的机器人，并增加机器人应对路面突起和对于杂物的清理（清障）的功能。
本项目拟设计一款可以依靠视觉识别、3D打印技术和机械臂对不平整路面进行修复（包括填补和清障）的机器人，从而使车辆运行更加平稳、也能使机器人可以在各种状况的路面（平面）行驶，不会受限于地形地势而无法完成我们布置的指令。随着人工智能的普及化和人们对于机器人要求的提高，机器人需要行驶到各种崎岖的平面完成探测、清洁等工作。如果机器人不能及时发现障碍物，机器人就存在碰撞障碍导致损坏的风险，而发现障碍物后，如果选择绕行，则会浪费时间，因此我们设计了这款可以自动识别障碍和路面坑洼并自行清理、修复的机器人，大幅提高了机器人对路面的适应能力。
设计路面修复机器人，通过识别，能自主辨识路面的坑洼与突起。此机器人能够应对路面上的不同状况，完成自动修复。此设计具有自主性的特点，大大节省人力物力，同时减少修复费用。
