【嘉勤点评】天准科技发明的应用于无人巡检车的智能巡检导航避障系统及方案，通过全局代价地图融合实时监测生成的局部代价地图合成规划路径，可以应用在复杂环境中进行智能巡检。不仅节省了相关的硬件成本，而且提高了路径规划的智能化。
集微网消息，随着社会和技术的发展，巡检机器人替代人工进行巡检任务的方式得到了广泛应用，这也使得机器人巡检成为一种未来的发展趋势。特别是在高危、恶劣、重复作业的环境中，成为替代人工巡检的首要选择。
这也是因为巡检机器人具有运动速度快、运行噪声小及维护方便等优点，极大程度的降低巡检人员的工作强度，因此能够提高巡检的效率。
然而，当前的巡检机器人也存在一些问题，如建图、导航、路径、避障等技术不够成熟，尤其对于复杂环境如港口、电厂、野外等难以自主行走，需要人工辅助等问题。同时，路径规划比较程序化，缺乏智能性。
为了解决这些问题，天准科技在2021年6月1日申请了一项名为“智能巡检导航避障系统、方法、存储介质和巡检车”的发明专利（申请号：202110608979.0），申请人为苏州天准科技股份有限公司。
根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。
如上图，为该专利中发明的智能巡检导航避障系统的功能模块示意图，该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。该系统的工作原理是基于两张代价地图和障碍感知信息来实现，由规划模块根据代价地图和障碍感知信息进行相应计算和判断，最终输出一条安全路径（即规划路径）来供智能无人巡检车通行。
由此可见，全局代价地图是通过参考高精地图中的3D点云信息和矢量信息来生成2D代价图，其是一张固定不变的代价地图。而局部代价地图是通过当前帧激光输入3D点云和所覆盖的矢量信息来生成2D代价图，其是一张实时更新的代价图。
其中，故障感知信息模块包括传感器组件和视像组件，以实时获取当前帧图像信息和点云信息、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。
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，依靠障碍目标特征信息规划避开障碍的局部路径，通过这两条路径综合输出避障的规划路径。
如上图，为依据上述功能模块发明的智能巡检导航避障方法的流程示意图，首先，由系统获取全局代价地图和局部代价地图。接着设定全局路径，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。
其次，设定局部路径，并实时判定是否存在障碍目标。如果不存在障碍目标，则无人巡检车按照全局路径行进；如果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。这里的判断依据为障碍物和无人巡检车的安全距离阈值，如果当无人车检测到障碍物并判定障碍物和无人巡检车的距离小于安全距离阈值时，则判定障碍物为障碍目标。
最后，再根据上述信息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，从而形成实时监测避障的规划路径。
此外，在该方案中还公布了这种智能无人巡检车的结构示意图，如上图所示。可以看到，这种无人巡检车主要包括有车体1、建图雷达组件、卫星天线5、避障监测组件以及智能巡检导航避障系统。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。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，建图雷达组件用于获取3D点云形式的环境信息，卫星天线用于获取全球地理位置信息。避障监测组件用于实时获取当前帧图像信息和点云信息，从而提取障碍目标特征，实现障碍信息感知。
以上就是天准科技发明的应用于无人巡检车的智能巡检导航避障系统及方案，该方案通过全局代价地图融合实时监测生成的局部代价地图合成规划路径，可以应用在复杂环境中进行智能巡检。不仅节省了相关的硬件成本，而且提高了路径规划的智能化。
