[发明专利]基于多维环境信息感知的局部自主导航系统及方法

权利要求书

1.基于多维环境信息感知的局部自主导航系统，其特征在于，包括：

云端环境信息模块，被配置为采集环境中的地质地貌、地面硬度及天气环境信息；

目标识别跟踪模块，被配置为识别并追踪人体目标，并能够结合地质地貌信息和跟踪目标消失的位置，推算出追踪路线；

所述目标识别跟踪模块包括：用于对识别人体目标进行热成像跟踪的红外热成像探测单元；用于对周围环境障碍物进行检测的雷达探测单元；用于跟踪识别人体目标，并能够识别预设好的人体动作的视觉采集单元；

所述视觉采集单元对运行中的目标人体进行关键帧采集并对其关节点进行定位，采集目标人体相关的颜色信息；利用卡尔曼滤波器进行目标状态的估计，实现对目标人体的追踪；

所述结合地质地貌信息和跟踪目标消失的位置，推算出追踪路线，具体过程为：

根据目标消失瞬间的速度、地点、跟踪目标人体的关键帧的关节点位置以及消失前的运动轨迹模型，预测目标下一时间可能行动的方位；

结合障碍物信息、地质地貌信息以及预测的方位信息，判断跟踪目标可能出现的运行轨迹；

规划出能够使得智能体运行到跟踪目标可能出现位置的运行路径，作为追踪路线；

路径导航模块，被配置为根据实时环境信息创建环境地图和规划路径；

中央控制器，根据云端环境传回的地面硬度信息，结合智能体的质量是否能安全通过，并将信息传输给路径导航模块，规划出合理路径，并将路径信息传给底盘控制模块，控制智能体运行。

2.如权利要求1所述的基于多维环境信息感知的局部自主导航系统，其特征在于，还包括：中央控制器，与云端环境信息模块、目标识别跟踪模块和路径导航模块分别连接，被配置为实现各模块之间的信息交互。

3.如权利要求1所述的基于多维环境信息感知的局部自主导航系统，其特征在于，还包括：底盘控制模块，与中央控制器连接，接收路径导航模块规划的路径信息，并根据所述路径信息控制智能体底盘的转向电机和驱动电机运行，使得智能体按照所述路径信息运动。

4.如权利要求1所述的基于多维环境信息感知的局部自主导航系统，其特征在于，所述视觉采集单元为平行双目视觉摄像机，能够获得场景中目标的三维坐标。

5.如权利要求1所述的基于多维环境信息感知的局部自主导航系统，其特征在于，所述红外热成像探测单元和视觉采集单元同时对目标人体进行追踪，当跟踪目标人体被遮挡时，视觉采集单元根据红外热成像探测单元的跟踪信息，探测周围遮挡障碍物，并将探测信息传给路径导航模块，从新规划路径。

6.如权利要求1所述的基于多维环境信息感知的局部自主导航系统，其特征在于，所述路径导航模块包括：

路径跟随单元，被配置为用于根据识别出的跟踪目标确定跟随目标所在地图位置；

建图和定位单元，被配置为用于根据实时环境信息以及目标所在地图位置创建环境地图；

路径规划单元，被配置为根据目标所在地图位置以及创建的环境地图，规划出运行的路径；

速度控制单元，被配置为用于根据跟踪目标的移动速度以及周围环境因素，控制智能体的运行速度。

7.基于多维环境信息感知的局部自主导航方法，其特征在于，包括：

采集环境中的地质地貌、地面硬度及天气环境信息；

识别周围环境，根据实时环境信息创建环境地图和规划路径；

识别并追踪目标人体，当目标人体消失时，结合地质地貌信息和跟踪目标消失的位置，推算出追踪路线；

根据当前路径地面硬度信息和智能体的质量，确定智能体是否能够安全通过所述路径；

具体地，利用目标识别跟踪模块识别并追踪目标人体，当目标人体消失时，结合地质地貌信息和跟踪目标消失的位置，推算出追踪路线；所述目标识别跟踪模块包括：用于对识别人体目标进行热成像跟踪的红外热成像探测单元；用于对周围环境障碍物进行检测的雷达探测单元；用于跟踪识别人体目标，并能够识别预设好的人体动作的视觉采集单元；

所述视觉采集单元对运行中的目标人体进行关键帧采集并对其关节点进行定位，采集目标人体相关的颜色信息；利用卡尔曼滤波器进行目标状态的估计，实现对目标人体的追踪；

所述结合地质地貌信息和跟踪目标消失的位置，推算出追踪路线，具体过程为：

根据目标消失瞬间的速度、地点、跟踪目标人体的关键帧的关节点位置以及消失前的运动轨迹模型，预测目标下一时间可能行动的方位；

结合障碍物信息、地质地貌信息以及预测的方位信息，判断跟踪目标可能出现的运行轨迹；

规划出能够使得智能体运行到跟踪目标可能出现位置的运行路径，作为追踪路线；

中央控制器，根据云端环境传回的地面硬度信息，结合智能体的质量是否能安全通过，并将信息传输给路径导航模块，规划出合理路径，并将路径信息传给底盘控制模块，控制智能体运行。