[发明专利]智能巡检导航避障系统、方法、存储介质和巡检车

权利要求书

1.一种智能巡检导航避障系统，其特征在于：系统包括高精地图模块、全局代价地图形成模块、激光点云获取模块、局部代价地图形成模块、故障感知信息模块和规划模块；

所述高精地图模块提供参考高精地图，提取所述参考高精地图的3D点云信息和经标注的矢量信息；

所述全局代价地图形成模块接收高精地图的3D点云信息和经标注的矢量信息，通过伪代码算法生成固定不变的全局代价地图；

所述激光点云获取模块包括激光雷达和GPS天线，其中，激光雷达实时扫描获取3D点云形式的环境信息，GPS天线同步获取激光雷达的扫描范围所处的全球地理位置信息；

所述局部代价地图形成模块接收所述环境信息和全球地理位置信息，并将二者融合后输出实时更新的局部代价地图；

所述故障感知信息模块包括传感器组件和/或视像组件，以实时获取当前帧图像信息和/或点云信息，提取障碍目标特征，并将障碍目标特征信息传输给全局代价地图形成模块、局部代价地图形成模块和规划模块；

所述规划模块接收全局代价地图、局部代价地图和障碍目标特征信息，根据预设起点和终点规划全局路径，根据障碍目标特征信息规划避开障碍的局部路径，两条路径综合输出避障的规划路径。

2.根据权利要求1所述的智能巡检导航避障系统，其特征在于：所述全局代价地图和局部代价地图均为2D图像，且为包含可通行和不可用两种信息的二值图，其中所述全局代价地图用于描述固定的全局道路可通行状况，所述局部代价地图用于描述实时更新的局部道路可通行状况。

3.根据权利要求1所述的智能巡检导航避障系统，其特征在于：所述故障感知信息模块的传感器组件包括超声探测传感器和/或毫米波雷达传感器，所述视像组件包括相机。

4.根据权利要求3所述的智能巡检导航避障系统，其特征在于：所述障碍目标特征信息包括传感器坐标系下的障碍物位置、形状和大小信息，所述障碍目标特征信息由传感器坐标系变换到全局坐标系(地图坐标系)和全局代价地图坐标系下，再传递给规划模块和局部代价地图进行相应的判断。

5.根据权利要求3所述的智能巡检导航避障系统，其特征在于：所述障碍目标包括静态道路障碍物和动态障碍物。

6.一种智能巡检导航避障方法，其特征在于，方法包括以下步骤：

S1、获取全局代价地图和局部代价地图；

S2、设定全局路径，根据设置的起点和终点在全局代价地图上规划一条全局路径，以此规划无人巡检车的大致行进路线；

S3、设定局部路径，实时判定是否存在障碍目标，若不存在障碍目标，则无人巡检车按照全局路径行进，若监测并判定存在障碍目标，则提取障碍目标特征信息，规划避开障碍目标的局部路径，并进入下一步；

S4、形成避障的规划路径，将局部路径融合进全局路径，且局部路径的优先级大于全局路径的优先级，以此在全局路径上判定需避让的障碍目标时，调整为局部路径，待越过障碍目标完成局部路径则切换回全局路径行驶，以此形成实时监测避障的规划路径。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在步骤S3中，设定障碍物与无人巡检车的安全距离阈值，当监测到障碍物，并判定障碍物与无人巡检车的距离≤所述安全距离阈值时，判定障碍物为障碍目标，需要进行避让并规划局部路径。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述方法由权利要求1～5任一项所述的智能巡检导航避障系统实施。

9.一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令适于由无人巡检车的处理器加载，并执行权利要求6或7所述的方法。

10.一种智能无人巡检车，其特征在于：包括车体(1)、建图雷达组件、卫星天线(5)、避障监测组件以及根据权利要求1～5任一项所述的智能巡检导航避障系统，所述建图雷达组件包括前端激光雷达(2)、中间激光雷达(3)、和顶端激光雷达(4)，所述避障监测组件包括前端毫米波雷达(6)、环视相机(7)、顶端双目相机(8)和超声波雷达；其中，所述建图雷达组件用于获取3D点云形式的环境信息，所述卫星天线(5)用于获取全球地理位置信息；所述避障监测组件用于实时获取当前帧图像信息和/或点云信息，提取障碍目标特征，实现障碍信息感知；所述智能巡检导航避障系统实施权利要求6或7所述的方法，输出规划地图以实现复杂环境的智能巡检。