一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行系统及其方法

本发明涉及清洗机器人走行规划，尤其是涉及一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行系统及其方法。

背景技术：

1、随着光伏发电技术的发展，太阳能电池板已被广泛应用，然而太阳能电池板大多裸露安装于室外环境，在长期日晒风吹作用下，太阳能电池板表面容易积累风沙灰尘等污垢，若不进行清洗和维护，将导致组件发电功率衰减，有研究表明，衰减率可高达60％。

2、因此，有必要定期对已安装使用的太阳能电池板进行清洗维护，目前已有相关的清洗机器人应运而生，能够在特定的、完整连续的光伏组件上自主规划路径后完成一整块区域的清洗操作，但这种机器人无法实现区域之间的移动清洗，若要移动至另一区域，往往需要依靠人力辅助搬运，或者借助搬运设备，这种方式操作不便且效率较低。

3、现有技术有通过铺设桥梁的方式，以使机器人沿铺设的桥梁自动走行至另一区域，即机器人能够在一块太阳能电池板矩形区域内自动规划z型路径后完成逐行清洗。但在实际应用时，由于无法准确识别桥梁及前后区域、无法感知该从何处行驶至下一个待清洗区域，容易导致机器人“迷路”或反复返回之前的区域，不能正确规划出后续路径完成不同区域的清洗操作。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行系统及其方法，能够准确识别前后区域以及不同的桥梁结构，并规划相应的走行路径，避免发生“迷路”或反复返回原来区域的现象。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行系统，包括安装有读取装置的清洗机器人以及安装有信标装置的桥梁，所述桥梁用于连接不同太阳能电池板，所述清洗机器人内设置有处理器，所述处理器的输入端与读取装置相连接，所述处理器的输出端与清洗机器人的移动机构相连接，所述读取装置用于实时获取桥梁上信标装置内存储的桥梁数据信息，并传输至处理器进行分析；

3、所述处理器根据桥梁数据信息，通过分析判断、调用预设规则，得到规划路径，并输出对应指令给清洗机器人的移动机构，使清洗机器人按照规划路径走行至下一区域。

4、进一步地，所述信标装置安装于桥梁的两个连接端。

5、进一步地，所述读取装置安装于清洗机器人本体的两侧。

6、进一步地，所述清洗机器人内设置有加速度计，所述加速度计与处理器相连接，所述加速度计用于对重力加速度在空间三个方向上进行分解，并由处理器解算出地势低的行进方向，以控制清洗机器人沿该行进方向的垂直方向走行。

7、进一步地，所述信标装置具体为射频标签，所述读取装置具体为射频读取器。

8、进一步地，所述信标装置内存储的桥梁数据信息包括但不限于桥梁数量、桥梁结构类型以及桥梁编号。

9、进一步地，所述桥梁结构类型包括树形结构、串联结构以及带车库/充电桩结构，所述树形结构对应的矩形区域仅连接有一个桥梁：该桥梁连接至主干区域；

10、所述串联结构对应的矩形区域连接有两个桥梁：其中一个桥梁连接至上一个矩形区域，另一个桥梁连接至下一个矩形区域；

11、所述带车库/充电桩结构对应的矩形区域连接有三个桥梁或两个桥梁，当连接有三个桥梁时，其中一个桥梁连接至车库/充电桩，另两个桥梁分别连接至上一个矩形区域、下一个矩形区域；

12、当连接有两个桥梁时，其中一个桥梁连接至车库/充电桩，另一个桥梁连接至主干区域。

13、一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行方法，包括以下步骤：

14、s1、将清洗机器人放置于初始矩形区域；

15、s2、清洗机器人按照预设的清洗路径在当前区域内移动进行清洗操作；

16、s3、清洗机器人移动至矩形区域的边界位置时，读取装置实时读取来自桥梁上信标装置内存储的桥梁数据信息、并传输至处理器；

17、s4、根据接收的桥梁数据信息，处理器确定出桥梁结构类型以及桥梁编号，以此调用相应的预设规则，得出规划路径，并输出对应的控制指令给清洗机器人的移动机构；

18、s5、根据控制指令，移动机构驱使清洗机器人按照规划路径从当前区域走行至下一区域，之后返回步骤s2，直至完成所有区域的清洗操作。

19、进一步地，所述步骤s2中预设的清洗路径具体为：从矩形区域地势最高的位置开始，清洗机器人实时解算出地势低的行进方向、并沿垂直于该方向的方向行进，同时探测矩形区域的两个边际，清洗机器人在矩形区域的两个边际之间往复移动后再继续向地势低的方向行进。

20、进一步地，所述步骤s4中预设规则具体为：

21、一、若桥梁结构类型为树形结构，则采用逐行清洗方式，规划清洗机器人沿当前桥梁移动至主干区域，之后沿主干区域行进、并读取主干上各分支桥梁的编号，与清洗机器人当前存储的已清洗的桥梁编号进行比较，选择桥梁编号中依序递增的下一个桥梁作为行进目标，以到达下一区域；

22、二、若桥梁结构为串联结构，则对已经走过的桥梁编号进行标记存储，之后寻找未标记的新桥梁作为行进目标，以到达下一区域；

23、三、若桥梁结构为带车库/充电桩结构，则在未触发充电或返回车库的指令时，标记并存储相应连接桥梁，之后按照规则一或规则二规划路径；

24、在触发充电或返回车库的指令时，则从当前区域通过连接桥梁移动至车库/充电桩，待后续触发继续清洗的指令时，通过连接桥梁重新移动至当前区域，之后按照规则一或规则二规划路径。

25、与现有技术相比，本发明通过在清洗机器人上安装读取装置、在桥梁上安装信标装置，利用读取装置实时获取桥梁上信标装置内存储的桥梁数据信息，再由清洗机器人内处理器通过分析判断、调用预设规则，得到规划路径，并输出对应指令给清洗机器人的移动机构，使清洗机器人按照规划路径走行至下一区域。由此通过建立信标的方式，能够准确识别出清洗机器人周围的桥梁以及前后区域，进而能够明确后续目标桥梁及目的区域，避免发生“迷路”或反复返回原来区域的现象。

26、本发明在信标装置内存储桥梁对应的桥梁数量、桥梁结构类型以及桥梁编号，一方面根据桥梁数量可判别桥梁结构类型，也可直接获取桥梁结构类型，再根据桥梁结构类型调用相应的预设规则进行路径规划，另一方面则通过标记桥梁编号，确保不会发生重复过桥或者走错桥的现象，能够按照桥梁编号的顺序完成移动清洗过程。

27、本发明按照树形结构、串联结构以及带车库/充电桩结构进行桥梁结构类型的划分，并据此设计相应的路径规划规则，能够充分全面考虑到不同应用场景下的路径规划特点，有效提升清洗机器人移动清洗的效率和准确性，使得清洗机器人能够自适应地完成相应移动清洗过程。

技术特征：

1.一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行系统，其特征在于，包括安装有读取装置(101)的清洗机器人(1)以及安装有信标装置(201)的桥梁(2)，所述桥梁(2)用于连接不同太阳能电池板，所述清洗机器人(1)内设置有处理器(102)，所述处理器(102)的输入端与读取装置(101)相连接，所述处理器(102)的输出端与清洗机器人(1)的移动机构(103)相连接，所述读取装置(101)用于实时获取桥梁(2)上信标装置(201)内存储的桥梁数据信息，并传输至处理器(102)进行分析；

2.根据权利要求1所述的一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行系统，其特征在于，所述信标装置(201)安装于桥梁(2)的两个连接端。

3.根据权利要求1所述的一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行系统，其特征在于，所述读取装置(101)安装于清洗机器人(1)本体的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行系统，其特征在于，所述清洗机器人(1)内设置有加速度计(104)，所述加速度计(104)与处理器(102)相连接，所述加速度计(104)用于对重力加速度在空间三个方向上进行分解，并由处理器(102)解算出地势低的行进方向，以控制清洗机器人(1)沿该行进方向的垂直方向走行。

5.根据权利要求1所述的一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行系统，其特征在于，所述信标装置(201)具体为射频标签，所述读取装置(101)具体为射频读取器。

6.根据权利要求1所述的一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行系统，其特征在于，所述信标装置(201)内存储的桥梁数据信息包括但不限于桥梁数量、桥梁结构类型以及桥梁编号。

7.根据权利要求6所述的一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行系统，其特征在于，所述桥梁结构类型包括树形结构、串联结构以及带车库/充电桩结构，所述树形结构对应的矩形区域仅连接有一个桥梁：该桥梁连接至主干区域；

8.一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行方法，其特征在于，所述步骤s2中预设的清洗路径具体为：从矩形区域地势最高的位置开始，清洗机器人实时解算出地势低的行进方向、并沿垂直于该方向的方向行进，同时探测矩形区域的两个边际，清洗机器人在矩形区域的两个边际之间往复移动后再继续向地势低的方向行进。

10.根据权利要求8所述的一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行方法，其特征在于，所述步骤s4中预设规则具体为：

技术总结本发明涉及一种用于光伏清洗机器人跨行过桥的走行系统及其方法，该系统包括安装有读取装置的清洗机器人以及安装有信标装置的桥梁，该方法包括：清洗机器人按照预设的清洗路径在当前区域内移动进行清洗操作；移动至矩形区域的边界位置时，读取装置实时读取来自桥梁上信标装置内存储的桥梁数据信息、并传输至处理器，由处理器确定出桥梁结构类型以及桥梁编号，以此调用相应的预设规则，得出规划路径，并输出控制指令给清洗机器人的移动机构；移动机构驱使清洗机器人按照规划路径从当前区域走行至下一区域。与现有技术相比，本发明能够准确识别前后区域以及不同的桥梁结构，并规划相应的走行路径，避免发生“迷路”或反复返回原来区域的现象。技术研发人员：苗青,刘莘轶,于立军受保护的技术使用者：上海交通大学技术研发日：技术公布日：2024/6/23