[发明专利]一种光伏组件清洁机器人自动运维控制方法

说明书

本发明公开了一种光伏组件清洁机器人自动运维控制方法，所述自动运维控制方法依次包括5个环节：信息获取环节、运动方式集合获取环节、动作切换控制与轨迹调整环节、边界检测与缝隙过滤环节以及电机控制环节，能够实现对屋顶分布式光伏电站的自动灰尘清洁；机器人为履带式移动机器人，车身前侧配备了滚刷清洗装置；针对屋顶分布式电站，即矩形阵列、组件间缝隙为2到3cm，提出了一种折返式机器人自动控制策略，其中包括动作的切换控制；对阵列边界的检测，从而防止机器人跌落；同时也可对组件间缝隙的进行判断与过滤，从而减少机器人对阵列边界的误判断。本发明的有益效果是：能够实现对屋顶分布式光伏电站的自动灰尘清洁，提高运维效率。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种光伏组件清洁机器人自动运维控制方法。

背景技术

光伏组件表面灰尘的清理是光伏系统运维的重要工作，以往的清洁方式大多为人工擦拭，人工成本较高，效率低下，此外，对于安装在屋顶上的分布式光伏阵列，人工擦拭的运维方式会带来一定的安全隐患，因此国内外研究机构已展开了光伏组件清洁机器人的研究，然而现有机器人大多依赖轨道，或依靠组件自身边缘作为轨道，这使得机器人灵活性较低，适用于组件尺寸较为统一的光伏阵列；此外现有大多数机器人仍绕采用人工遥控的方式进行清洁，效率较低，并会给操作人员带来一定的安全隐患。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明的目的在于提供一种光伏组件清洁机器人自动运维控制方法，通过以履带式移动机器人为目标机器人，实现对屋顶分布式光伏电站的自动灰尘清洁，提高运维效率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种光伏组件清洁机器人自动运维控制方法，所述运维控制方法基于的机器人为一种履带式移动机器人，在所述机器人的车身前侧设置有滚刷清洁装置，所述机器人的硬件控制系统包括电机驱动模块

、边缘信号检测单元、姿态信号检测单元以及一个基于超宽带的机器人定位系统，通过给所述机器人的主控处理器编写自动运维控制程序，实现对屋顶分布式光伏电站的自动灰尘清洁；

所述自动运维控制方法依次包括5个环节，即5个步骤，具体如下：

步骤一、信息获取环节，获取所述机器人硬件控制系统所采集到相关外部信号，所述相关外部信号包括布置在机器人车体周边的6个接近开关输入信号、偏航角Yaw以及所述机器人在定位数据获取单元中的位置坐标(x,y)；所述6个接近开关输入信号分别为J1、J2、J3、 J4、J5、J6，1代表接近状态，0代表远离状态；

步骤二、运动方式集合获取环节，根据当前采集到的接近开关状态确定车身能够执行的所有运动方式，所述所有运动方式包括前进、后退、顺时针旋转、逆时针旋转，得到车身能够执行的运动方式集合 M，运动方式集合获取环节为后续阵列边界的检测提供依据，防止机器人因出界而从光伏组件上跌落；

步骤三、动作切换控制与轨迹调整环节，用于实现所述机器人的折返式行走轨迹，并通过定位数据获取单元提供的定位数据来调整机器人行走轨迹，防止机器人因打滑而偏离期望路径，所述动作切换控制与轨迹调整环节将输出当前车身预期运动方式M_Body和滚刷预期运动方式M_Brush；

步骤四、边界检测与缝隙过滤环节，利用了所述运动方式集合获取环节中得到的运动方式集合M，并采用了延时判断的方法实现阵列边界的检测，与 此同时过滤掉了光伏组件间缝隙对行走的干扰，实现了机器人对边界的检测，防止机器人从光伏组件上跌落；所述步骤四将更新车身运动方式M_Body和滚刷运动方式M_Brush；

需要说明的是：车身预期运动方式M_Body和滚刷预期运动方式 M_Brush都是步骤三输出的，但它们不是最终确定的运动方式，因为它们可能会在步骤四中被更新，它们的值始终保存在变量M_Body 和M_Brush中；