Автономные роботизированные комплексы для высотного строительства: интеграция компьютерного зрения и BIM-моделей в управление строительными механизмами
Ключевые слова:
автономные строительные роботы, BIM-технологии, компьютерное зрение, высотное строительство, управление строительными процессами, робототехнические системы, цифровизация строительстваАннотация
В статье рассматривается комплексная интеграция автономных роботизированных систем с технологиями компьютерного зрения и BIM-моделирования в высотном строительстве. Разработанный методологический подход основан на синтезе инновационных концепций робототехники и информационного моделирования зданий для создания высокоэффективных автоматизированных строительных комплексов. Методология исследования включает системный анализ существующих роботизированных решений в строительстве, экспериментальное тестирование алгоритмов компьютерного зрения в условиях строительной площадки и количественную оценку производительности интегрированных систем. На основе проведенных испытаний разработана многоуровневая архитектура управления автономными строительными роботами, обеспечивающая значительное повышение точности возведения конструкций (до 87,3%) и сокращение времени монтажных операций на 42,8% по сравнению с традиционными методами. Полученные результаты позволили сформировать научно обоснованные рекомендации по проектированию и внедрению роботизированных комплексов для высотного строительства, включающие принципы взаимодействия роботов и человека-оператора, алгоритмы обработки визуальной информации и механизмы интеграции с BIM-средой. Разработанные технологические решения открывают перспективы для создания новых образовательных программ в области инженерно-строительной робототехники и формирования междисциплинарных подходов к подготовке специалистов в сфере управления роботизированными строительными комплексами.
Библиографические ссылки
Aivaliotis P., Arkouli Z., Georgoulias K., Makris S. Methodology for enabling dynamic digital twins and virtual model evolution in industrial robotics – A predictive maintenance application // International journal of computer integrated manufacturing. 2023. Vol. 36. № 7. pp. 947-965.
Chang C-C., Huang T-W., Chen Y-H. Autonomous dimensional inspection and issue tracking of rebar using semantically enriched 3D models // Automation in construction. 2024. Vol. 160. pp. 105-303.
Chen J., Lu W., Fu Y. Automated facility inspection using robotics and BIM: A knowledge-driven approach // Advanced engineering informatics. 2023. Vol. 55. pp. 101-838.
Chi H-L., Kim M-K., Liu K-Z., et al. Rebar inspection integrating augmented reality and laser scanning // Automation in construction. 2022. Vol. 136. pp. 104183.
Davtalab O., Kazemian A., Khoshnevis B. Perspectives on a BIM-integrated software platform for robotic construction through contour crafting // Automation in construction. 2018. Vol. 89. pp. 13-23.
Dawod M., Hanna S. BIM-assisted object recognition for the on-site autonomous robotic assembly of discrete structures // Construction robotics. 2019. Vol. 3. pp. 69-81.
Gu S., Zhu H., Lin X. BIM-based simulation of construction robotics in the assembly process of wood frames // Automation in construction. 2022. Vol. 137. pp. 104194.
Jian Z., Liu J. Cross teacher pseudo supervision: enhancing semi-supervised crack segmentation with consistency learning // Advanced engineering informatics. 2024. Vol. 59. pp. 102-279.
Kim S., Peavy M., Huang P-C. Development of BIM-integrated construction robot task planning and simulation system // Automation in construction. 2021. Vol. 127. pp. 103-720.
Seyedmahmoudian A., Jamshidi A., Jalilian A., et al. Intelligent robotics – A systematic review of emerging technologies and trends // Electronics, 2024/ Vol. 13. № 3. 542.
Torresani L., Szummer M., Fitzgibbon A. Efficient object category recognition using classemes // Computer Vision – ECCV 2010. Lecture notes in computer science. Vol. 6311. Berlin, Hoboken: Springer, 2010.
Wang Q., Zhao Z., Lai S., Huang G. Interactions between BIM and robotics: Towards intelligent construction engineering and management // Journal of industrial information integration. 2025. Vol. 37. pp. 100-648.
Wang Z., Jin L., Wang S., et al. Apple stem/calyx real-time recognition using YOLO-v5 algorithm for fruit automatic loading system // Postharvest biology and technology. 2022. Vol. 185. pp. 111-808.
Xiao B., Chen C., Yin X. Recent Advancements of Robotics in Construction // Automation in construction. 2022. Vol. 144. pp. 104-591.
Zhang J., Luo H., Xu J. Towards fully BIM-enabled building automation and robotics: A perspective of lifecycle information flow // Computers in industry. 2022. Vol. 135. pp. 103-570.
