基于车路云协同的城市级别智能道路巡检闭环方法及系统

本发明涉及道路信息化，具体指一种基于车路云协同的城市级别智能道路巡检闭环方法及系统。

背景技术：

1、传统的道路巡检方法中，需要车载巡检设备，将采集到的定位和路况数据上传至车载巡检设备，然后统一处理。可以理解的，随着城市的不断发展，城市面积越来越大，道路越来越复杂，交通也更加拥挤，因此这种传统的巡检方法有一定的局限性。

2、为此，中国专利公开了一种道路病害巡检设备及智能车辆，公开号为cn113552878a，包括检测相机、组合惯导设备、激光雷达、车载电源转换器及边缘计算终端，所述检测相机、所述组合惯导设备及所述激光雷达均与所述边缘计算终端电连接；所述车载电源转换器还用于转换所述电源输出的电压,并向所述道路病害巡检设备的各个电器件供电。此方案依赖额外的设备，并且需要车辆实时供电，造成了额外的成本。并且所述边缘计算终端安装在车载巡检设备，没有实现多端协同工作。

3、另外，中国专利还公开了一种道路健康巡检的智能车载系统，公开号为cn112785867a，车辆前置抓拍模块、后置抓拍模块以及定位模块采集到的数据，传输至中控模块。所述中控模块与所述边缘计算模块连接，所述边缘计算模块用于根据训练好的模型对所述采集到的数据进行实时计算,并将计算结果传输至所述中控模块；所述中控模块用于保存所述计算结果。wi-fi上传模块用于上传数据至服务器。所述电源模块分别与所述中控模块、所述前置抓拍模块、所述后置抓拍模块和所述振动检测模块连接供电。此方案中出现了车端和云服务器的交互，但没有真正实现多端协同，并且依然依赖额外的供电模块，给车辆带来了额外的成本。

4、可以看出，上述方案中，依赖额外的巡检设备，并且没有实现多端协同工作的模式，资源利用率低，信息孤岛和数据不一致问题严重。且巡检道路的选择未做考虑，没有考虑城市级别道路巡检的宏观规划需求。

5、另外，现有的一些道路巡检方案实现了车路和车云之间的协同，在车路协同方案中，实现方案从车端开始，采集数据上传到路端机型处理；在车云协同方案中，云端向车端发出巡检请求，然后由车端采集数据。

6、例如，在专利cn220796043u中，实现了实时的渲染后的带框路况视频流数据，但并未实现巡检任务的下发，且视频数据需要持续且频繁的更新，才能得到准确的路况数据，后续的工作仍然依赖人为监控视频流，大大浪费了人力资源，无法支撑高效的道路巡检工作。此外，其方案中，实现过程为车端->边缘计算平台(路端)->云端，云端仅用于存储道路原始数据和渲染后的带框结果数据，并未实现道路巡检系统的闭环。此外，上传视频流的方法需要跟大的传输成本，可能导致网络拥塞。

7、例如，在专利cn105528683a公开了一种道路巡检方法，其中步骤a：手持终端接收云服务器发送的针对该手持终端所在道路分组对应的巡检计划，通过云端服务器下发巡检指令，但在具体巡检计划实际完全依赖人为指定，并没有考虑路况的实际使用情况等。此外，其方案中，实现过程为云端->手持终端(车端)->云端，既未利用路端边缘设备的计算资源，也未实现道路巡检系统的闭环。

8、但是，上述方案由于未能实现道路巡检系统的闭环运行，不仅效率低下，成本高昂，高度依赖人工操作，其准确性和高效性难以保证，难以在城市级别应用场景大面积推广。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足，提出一种基于车路云协同的城市级别智能道路巡检闭环方法及系统，该方案集成了先进的车载传感技术、路端道路分析技术以及云管理平台，能够提高道路巡检的效率和准确性，同时降低人力成本和提升数据处理能力。

2、为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

3、一种基于车路云协同的城市级别智能道路巡检闭环方法，包括如下步骤：

4、步骤1、获取巡检区域内道路维修和使用的历史数据，并存储至云端管理平台，根据历史数据评估该区域内各个路段的风险等级；

5、步骤2、根据风险等级将巡检任务发送至指定通信范围能够覆盖巡检任务中的巡检路段的路侧单元，所述路侧单元提取巡检任务中的巡检地点、时间要求以及道路风险情况，根据道路风险等级设置任务优先级，然后将以上内容填入c-v2x custom消息实例中，即转换为c-v2x消息，最后将c-v2x消息广播到附近的巡检车辆；

6、步骤3、巡检车辆通过c-v2x通信设备接收c-v2x消息，通过接收的c-v2x消息获取巡检任务信息，巡检车辆根据巡检任务信息导航至巡检地点；

7、步骤4、巡检车辆在指定路段行驶过程中传感器设备连续地采集路面图像数据以及gps定位数据，并通过c-v2x中的蜂窝通信方式发送至路侧单元；

8、步骤5、路侧单元对接收的图像数据和gps定位信息进行初步缓存和预处理，然后将预处理后的图像数据和gps定位信息作为输入通过缺陷路况检测模型进行检测；

9、步骤6、缺陷路况检测模型输出检测结果并发送至云端管理平台，云平台根据接收到的路况评估数据做出维修安排。

10、本发明还提供了一种基于车路云协同的城市级别智能道路巡检闭环系统，包括云端管理平台、巡检车辆和路侧单元，所述云端管理平台与路侧单元通过无线网络进行数据传输，所述巡检车辆与路侧单元通过c-v2x通信设备进行交互，

11、所述云端管理平台加载有风险等级评估模块，用于根据历史数据评估特定区域内各个路段的风险等级；

12、所述路侧单元包括缺陷路况检测模块、数据预处理模块、消息封装模块和通信模块，

13、所述通信模块，用于接收云端管理平台发送的巡检任务；

14、所述消息封装模块，用于并将巡检任务转换为c-v2x消息；

15、所述数据预处理模块，用于根据采集的图像数据对路况缺陷进行分析；

16、所述巡检车辆包括图像采集单元、图像数据处理单元和消息解析模块所述图像采集单元，用于根据巡检任务采集路况图像数据；

17、所述消息解析模块，用于解码c-v2x消息，从而获得巡检任务；

18、所述图像数据处理单元，用于对采集的图像数据进行压缩。

19、上述技术方案集成了先进的车载传感技术、路端道路分析技术以及云管理平台，能够提高道路巡检的效率和准确性，同时降低人力成本和提升数据处理能力。本方案的显著特点是其开始于云平台管理单元的智能决策过程，该单元具备分析道路历史维修信息和实时使用情况的能力，能够智能制定巡检指令。道路处理单元接收来自云平台的巡检指令，并协调车辆采集单元根据需求收集道路数据。车辆采集单元通过传感器采集数据，并将数据发送至道路处理单元进行初步处理，最后回传至云平台进行综合分析，以支持道路维护决策。

20、本发明具有以下的特点和有益效果：

21、本发明提出的基于车路云协同的智能道路巡检方案，解决了传统巡检方式中存在的效率低下、成本高昂等问题。通过采用先进的车载传感设备、路边分析技术和集成的云管理平台，确保了道路巡检任务以更短的时间、更高的准确率完成。得益于高效的数据收集、处理和分析，道路表面的问题如裂缝、坑洼等可以更快被识别并得以应对，从而大大提高了响应效率。此外，由于巡检任务实现了全程自动化，对人工资源的需求得以大幅度降低，这带来了显著的人力成本节省。云管理平台的集成使得道路使用数据和维修记录的收集、储存、管理和分析更为高效和准确，提供了强大的数据支持，进一步提升了巡检决策的准确性。从巡检指令的生成、数据的收集，到数据的处理与决策支持，这个方案实现了道路巡检的全流程自动化管理，大幅度提高了响应速度和处理精度。这种智能化的道路巡检方案无疑将改善道路养护工作的准确性和实效性，为智能城市的道路管理和维护提供了强有力的支持。