[发明专利]一种基于视觉SLAM的光伏清洁机器人

说明书

本发明涉及一种基于视觉SLAM的光伏清洁机器人，光伏清洁机器人包括车体、滚刷清洁组件以及履带驱动装置，车体上设置感光传感器、防摔传感器、轮式编码器以及惯性测量单元，感光传感器设置在车体顶部的前侧，感光传感器用于感知车体前方的光伏面板的表面图像，防摔传感器用于感知车体下方的光伏面板的边缘以防止跌落，轮式编码器用于获取履带驱动装置的转速并得到轮式里程，惯性测量单元设置在履带驱动装置上，用于测量车体的姿态信息，然后将轮式里程和姿态信息进行耦合作为光伏清洁机器人的基础定位，并利用光伏面板的表面图像进行全局辅助定位。本发明可提高光伏清洁机器人的自动化程度以及适用性，以实现节约人力和降低电站维护成本。

技术领域

本发明涉及一种基于视觉SLAM的光伏清洁机器人。

背景技术

太阳能发电的可持续发展型以及环保性使得它成为最理想的可再生能源技术之一，其中又以光伏发电为主，而光伏积灰效应是光伏发电在规模化应用中遇到的最大问题之一，规模较大的光伏电站大多建立在日照时间长，雨水少的区域，长期不清洗的情况下，发电量将会下降20％-30％，造成大量经济损失。因此，如何经济合理地解决积灰问题成了光伏行业发展的一个重点任务。

光伏移动机器人自主工作的时候，需要依靠检测装置来判断所处位置。目前市面上主要需依靠在光伏阵列添加特定的感应装置或固定装置进行定位，维持机器在光伏阵列上的行走、清洁或监测等作业。这样的添加特定感应装置或固定装置的感应方式，不仅增加了设备成本，而且容易受光伏阵列的大小和形状的限制导致无法安装附加装置，严重影响作业效率和经济效益。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种基于视觉SLAM的光伏清洁机器人，可提高光伏清洁机器人的自动化程度，并且提高光伏清洁机器人的适用性，以达到光伏阵列场景自主作业移动，最终实现节约人力和降低电站维护成本。

本发明的技术方案是这样的：

一种基于视觉SLAM的光伏清洁机器人，所述光伏清洁机器人包括车体、滚刷清洁组件以及履带驱动装置，所述履带驱动装置设置在所述车体的两侧，所述光伏清洁机器人在所述履带驱动装置的驱动下进行行走，其特征在于：所述车体的前端和后端外侧壁分别设置有所述滚刷清洁组件，所述光伏清洁机器人通过所述滚刷清洁组件对光伏面板进行清洁作业，所述车体上设置感光传感器、防摔传感器、轮式编码器以及惯性测量单元，所述感光传感器设置在所述车体顶部的前侧，所述感光传感器用于感知所述车体前方的光伏面板的表面图像，所述防摔传感器设置在所述车体的左侧和右侧，用于实时感知所述车体下方的光伏面板的边缘以防止跌落，所述轮式编码器设置在所述履带驱动装置上，用于获取所述履带驱动装置的转速并得到轮式里程，所述惯性测量单元设置在所述履带驱动装置上，用于测量所述车体的姿态信息，然后将轮式里程和姿态信息进行耦合作为所述光伏清洁机器人的基础定位，并利用光伏面板的表面图像进行全局辅助定位。

所述感光传感器为摄像头。

所述摄像头为1080P 140度广角可夜视深度摄像头。

所述防摔传感器包括四个超声波防摔模组，且四个超声波防摔模组分别位于所述车体的左端外侧壁的前部和后部以及所述车体的右端外侧壁的前部和后部。

所述超声波防摔模组包括超声波安装防护架以及超声波模块，所述超声波安装防护架中设置有一个或一个以上所述超声波模块，且所述超声波安装防护架通过紧固螺栓固定设置在所述车体的左侧以及右侧的外侧壁上。

所述超声波安装防护架包括第一安装板、连接板以及第二安装板，所述第一安装板和第二安装板均为水平设置，所述连接板的下端与所述第一安装板的左端上表面固定连接，所述连接板的上端与所述第二安装板的左端下表面固定连接，所述超声波模块通过安装柱设置在所述第一安装板的上表面。

所述连接板为竖直设置，所述第一安装板和所述第二安装板均位于所述连接板的同一侧，所述连接板与所述第一安装板和第二安装板均为一体成型。