本發(fā)明涉及光伏清洗機(jī)器人控制，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用簡(jiǎn)便的光伏清洗機(jī)器人及其定位方法和定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，太陽(yáng)能作為一種清潔能源被廣泛研究和使用，光伏發(fā)電量逐年提升，且光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)越來(lái)越受到關(guān)注。在光伏發(fā)電系統(tǒng)研究中，附著在光伏面板表面的的灰塵、鳥(niǎo)糞、砂石等污漬，將影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常發(fā)電量?，F(xiàn)有的大型光伏電站一般會(huì)安裝光伏清洗機(jī)器人來(lái)自動(dòng)清洗光伏面板。

2、現(xiàn)有的光伏清洗機(jī)器人的定位技術(shù)主要包括以下幾種形式：

3、（1）機(jī)械式的卡位方式，通過(guò)安裝支架等結(jié)構(gòu)將機(jī)器人可移動(dòng)地設(shè)置于光伏面板的表面，通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和定位，但該方法增加了機(jī)器人的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和使用不便性，且成本較高；

4、（2）三維建圖定方式，該方法通過(guò)提前建立好的高精度地圖和定位裝置實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的定位，但前期地圖的建立操作繁瑣，成本較高；

5、（3）衛(wèi)星定位技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)提前規(guī)劃的區(qū)域和衛(wèi)星信號(hào)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的定位，同樣存在前期操作繁瑣、成本較高的問(wèn)題，而且定位的準(zhǔn)確性和成功率依賴(lài)于衛(wèi)星信號(hào)的強(qiáng)弱，使用可靠性稍差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種光伏清洗機(jī)器人及其定位方法和定位系統(tǒng)，用以解決背景技術(shù)中提及的技術(shù)問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

3、一種光伏清洗機(jī)器人的定位方法，包括以下步驟：

4、s1、獲取所述光伏清洗機(jī)器人在當(dāng)前位置的周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)；

5、s2、對(duì)所述周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，識(shí)別周?chē)鷪D像所顯示的環(huán)境中的實(shí)時(shí)紋理信息；

6、s3、將所述實(shí)時(shí)紋理信息與光伏面板的預(yù)設(shè)紋理信息進(jìn)行匹配，獲得所述光伏清洗機(jī)器人在光伏面板的定位信息。

7、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，s3中，所述光伏面板的預(yù)設(shè)紋理信息由深色區(qū)域和淺色區(qū)域構(gòu)成，根據(jù)深色區(qū)域和淺色區(qū)域的位置關(guān)系和面積占比將所述預(yù)設(shè)紋理信息分為：內(nèi)部紋理信息、左上轉(zhuǎn)角紋理信息、左下轉(zhuǎn)角紋理信息、右上轉(zhuǎn)角紋理信息、右下轉(zhuǎn)角紋理信息、上邊界紋理信息、下邊界紋理信息、左邊界紋理信息和右邊界紋理信息。預(yù)設(shè)紋理信息是保證識(shí)別成功率和定位精確性的關(guān)鍵，在獲取預(yù)設(shè)紋理信息時(shí)，采用與光伏清洗機(jī)器人獲取當(dāng)前位置的周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)相同的設(shè)備（設(shè)備型號(hào)、安裝方式、安裝位置等），獲得各個(gè)角、邊區(qū)域的圖像和內(nèi)部區(qū)域的圖像，并采用同樣的方法進(jìn)行處理。

8、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，s3中，獲得所述光伏清洗機(jī)器人在光伏面板的定位信息后，根據(jù)定位信息生成控制指令，用于調(diào)整光伏清洗機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

9、根據(jù)定位信息生成控制指令，用于調(diào)整光伏清洗機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的具體方法為：將光伏面板的其中一個(gè)角預(yù)設(shè)為結(jié)束角區(qū)域，將光伏面板的其他角和邊預(yù)設(shè)為非結(jié)束角邊界，將光伏面板的邊預(yù)設(shè)為根據(jù)所述定位信息判斷光伏清洗機(jī)器人是否處在預(yù)設(shè)的結(jié)束角區(qū)域，若光伏清洗機(jī)器人處在結(jié)束角區(qū)域，則結(jié)束清洗，若光伏清洗機(jī)器人不處在結(jié)束角區(qū)域，則判斷光伏清洗機(jī)器人是否處在非結(jié)束角邊界，若是，則執(zhí)行掉頭操作后繼續(xù)直行清洗，若否，則直接執(zhí)行直行清洗。

10、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，s1中，采用安裝于光伏清洗機(jī)器人上的相機(jī)單元獲取所述周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)，所述相機(jī)單元垂直于光伏面板的平面安裝，以清晰獲取光伏面板的邊、角或內(nèi)部區(qū)域圖像。

11、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，s2中，對(duì)所述周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)依次進(jìn)行灰度化、降噪、二值化、形態(tài)學(xué)濾波處理。

12、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選，s3中，將所述實(shí)時(shí)紋理信息與光伏面板的預(yù)設(shè)紋理信息按照相似度進(jìn)行匹配，選擇與實(shí)時(shí)紋理信息最相似的預(yù)設(shè)紋理信息，則光伏清洗機(jī)器人處在該預(yù)設(shè)紋理信息對(duì)應(yīng)的位置。

13、基于同一技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種光伏清洗機(jī)器人的定位系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案所述方法的步驟。

14、基于同一技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種光伏清洗機(jī)器人，包括光伏清洗機(jī)器人本體、相機(jī)單元、執(zhí)行單元和上述技術(shù)方案所述光伏清洗機(jī)器人的定位系統(tǒng)；

15、所述相機(jī)單元安裝在光伏清洗機(jī)器人本體上，垂直于光伏面板的平面安裝，用于拍攝所述光伏清洗機(jī)器人在當(dāng)前位置的周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)并傳輸至所述光伏清洗機(jī)器人的定位系統(tǒng)；

16、所述光伏清洗機(jī)器人的定位系統(tǒng)用于對(duì)周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得光伏清洗機(jī)器人的定位信息、生成控制指令，并將控制指令傳輸至執(zhí)行單元；

17、所述執(zhí)行單元用于控制光伏清洗機(jī)器人本體的運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)所述控制指令調(diào)整光伏清洗機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

18、本發(fā)明具有以下有益效果：

19、本發(fā)明的光伏清洗機(jī)器人采用視覺(jué)紋理識(shí)別的定位技術(shù)，定位精度高，使得光伏清洗機(jī)器人能夠在面板上自適應(yīng)的清洗，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需額外機(jī)械結(jié)構(gòu)的輔助，也不需要每次都提前采集面板信息，降低了使用成本，提高了清洗機(jī)器人的泛化性，可應(yīng)用于不同結(jié)構(gòu)、不同尺寸的清洗機(jī)器人，也適配于不同尺寸、形狀的光伏面板，使用穩(wěn)定性強(qiáng)。

20、下面將參照具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.一種光伏清洗機(jī)器人的定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏清洗機(jī)器人定位的方法，其特征在于，s3中，所述光伏面板的預(yù)設(shè)紋理信息由深色區(qū)域和淺色區(qū)域構(gòu)成，根據(jù)深色區(qū)域和淺色區(qū)域的位置關(guān)系和面積占比將所述預(yù)設(shè)紋理信息分為：內(nèi)部紋理信息、左上轉(zhuǎn)角紋理信息、左下轉(zhuǎn)角紋理信息、右上轉(zhuǎn)角紋理信息、右下轉(zhuǎn)角紋理信息、上邊界紋理信息、下邊界紋理信息、左邊界紋理信息和右邊界紋理信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏清洗機(jī)器人定位的方法，其特征在于，s3中，獲得所述光伏清洗機(jī)器人在光伏面板的定位信息后，根據(jù)定位信息生成控制指令，用于調(diào)整光伏清洗機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光伏清洗機(jī)器人定位的方法，其特征在于，根據(jù)定位信息生成控制指令，用于調(diào)整光伏清洗機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的具體方法為：將光伏面板的其中一個(gè)角預(yù)設(shè)為結(jié)束角區(qū)域，將光伏面板的其他角和邊預(yù)設(shè)為非結(jié)束角邊界，將光伏面板的邊預(yù)設(shè)為根據(jù)所述定位信息判斷光伏清洗機(jī)器人是否處在預(yù)設(shè)的結(jié)束角區(qū)域，若光伏清洗機(jī)器人處在結(jié)束角區(qū)域，則結(jié)束清洗，若光伏清洗機(jī)器人不處在結(jié)束角區(qū)域，則判斷光伏清洗機(jī)器人是否處在非結(jié)束角邊界，若是，則執(zhí)行掉頭操作后繼續(xù)直行清洗，若否，則直接執(zhí)行直行清洗。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的光伏清洗機(jī)器人定位的方法，其特征在于，s1中，采用安裝于光伏清洗機(jī)器人上的相機(jī)單元獲取所述周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)，所述相機(jī)單元垂直于光伏面板的平面安裝，以清晰獲取光伏面板的邊、角或內(nèi)部區(qū)域圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的光伏清洗機(jī)器人定位的方法，其特征在于，s2中，對(duì)所述周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)依次進(jìn)行灰度化、降噪、二值化、形態(tài)學(xué)濾波處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的光伏清洗機(jī)器人定位的方法，其特征在于，s3中，將所述實(shí)時(shí)紋理信息與光伏面板的預(yù)設(shè)紋理信息按照相似度進(jìn)行匹配，選擇與實(shí)時(shí)紋理信息最相似的預(yù)設(shè)紋理信息，則光伏清洗機(jī)器人處在該預(yù)設(shè)紋理信息對(duì)應(yīng)的位置。

8.一種光伏清洗機(jī)器人的定位系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述方法的步驟。

9.一種光伏清洗機(jī)器人，其特征在于，包括光伏清洗機(jī)器人本體、相機(jī)單元、執(zhí)行單元和權(quán)利要求8所述光伏清洗機(jī)器人的定位系統(tǒng)；所述相機(jī)單元安裝在光伏清洗機(jī)器人本體上，垂直于光伏面板的平面安裝，用于拍攝所述光伏清洗機(jī)器人在當(dāng)前位置的周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)并傳輸至所述光伏清洗機(jī)器人的定位系統(tǒng)；所述光伏清洗機(jī)器人的定位系統(tǒng)用于對(duì)周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得光伏清洗機(jī)器人的定位信息、生成控制指令，并將控制指令傳輸至執(zhí)行單元；所述執(zhí)行單元用于控制光伏清洗機(jī)器人本體的運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)所述控制指令調(diào)整光伏清洗機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種光伏清洗機(jī)器人及其定位方法和定位系統(tǒng)，定位方法包括：S1、獲取光伏清洗機(jī)器人在當(dāng)前位置的周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)；S2、對(duì)周?chē)鷪D像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，識(shí)別周?chē)鷪D像所顯示的環(huán)境中的實(shí)時(shí)紋理信息；S3、將實(shí)時(shí)紋理信息與光伏面板的預(yù)設(shè)紋理信息進(jìn)行匹配，獲得光伏清洗機(jī)器人在光伏面板的定位信息。本發(fā)明的光伏清洗機(jī)器人采用視覺(jué)紋理識(shí)別的定位技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需額外機(jī)械結(jié)構(gòu)的輔助，節(jié)約了地圖構(gòu)建成本，降低了生產(chǎn)采購(gòu)成本，提高了清洗機(jī)器人的泛化性，可應(yīng)用于不同結(jié)構(gòu)、不同尺寸的清洗機(jī)器人，也適配于不同尺寸、形狀的光伏面板。

技術(shù)研發(fā)人員：凌星海,孫錦兵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南墨達(dá)智能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15