[发明专利]一种光伏阵列智能清洗机器人的路径规划方法

权利要求书

1.一种光伏阵列智能清洗机器人的路径规划方法，其特征在于，所述方法是基于图算法实现光伏阵列智能清洗机器人的路径规划，所述方法包括：

Step1：获取光伏阵列的角点集{P^corner}、道路点集{P^road}、围墙点集{P^wall}和停车点集{P^parking}的大地坐标并转化为东北天坐标，所述大地坐标包括经度、纬度和高程；

Step2：建立空有向图G，将道路点集{P^road}中的所有道路点添加至图G，根据道路点之间是否为连接关系添加边；

Step3：将停车点集{P^parking}中的所有停车点添加至图G中，寻找与停车位点最近的道路点，在它们之间添加一条边；

Step4：使用所有道路点{P^road}坐标建立一棵KD树Tr；

Step5：根据每个光伏阵列的两个角点所构成直线的斜率和位置分布将所有光伏阵列用一个二维索引数组标记；

Step6：获取机器人当前位置信息P_now，并根据P_now和KD树Tr以及优先原则规划当前位置到作业起点的路径；所述作业起点为矩形的光伏作业区域的左上、右上、左下、右下四个方向的起点；

Step7：根据光伏阵列的二维索引数组规划“弓”字形作业路径；

Step8：规划到最近的停车点的路径；

所述Step5包括：

Step5.1计算平均斜率和中心点P_mid；

P_mid＝mean(sum({P^road}))

其中，和分别表示第i个光伏阵列第一个角点和第二个角点，表示求第i个光伏阵列两个角点构成直线的斜率，表示对所有光伏阵列两个角点构成直线的斜率值求平均，sum({P^road}) 表示所有光伏阵列角点坐标求和，mean(sum({P^road}))表示对所有光伏阵列角点坐标之和求平均，表示第i个光伏阵列的下边缘中心；

Step5.2以斜率通过中心点P_mid构成一条直线L_mid，再经过中心点P_mid得到垂直于L_mid得到一条直线L_{v_mid}，分别计算各个光伏阵列下边缘中心到两条直线的垂线长度和所有光伏阵列都计算完成后，分别用和减掉最小值或后再除以光伏阵列的水平间隔Invl_h和垂直间隔Invl_v，取整后得到第i个光伏阵列的二维索引(r_i，c_i)；其中，或分别表示各个光伏阵列下边缘中心到两条直线的垂线长度和对应的最小值；光伏阵列的水平间隔Invl_h和垂直间隔Invl_v为先验信息；

round()代表取整；

所述Step6包括：

Step6.1计算每行光伏阵列，未清洗的阵列的最小列数和最大列数；

Step6.2计算光伏阵列的四个作业起点的索引，四个作业起点分别记为

Step6.3分别计算机器人当前位置P_now到四个作业起点的距离，选择最近点作为目标作业起点P_target；

Step6.4根据节点优先原则或者距离优先原则规划当前位置到目标作业起点的路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Step2还包括：对于不存在连接关系的两个道路点，计算二者之间的距离；若二者之间的距离小于一定阈值T_dis且未曾有边连接，则同样添加一条边。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Step6中优先原则包括节点优先原则和距离优先原则。