用于太陽能面板清掃機器人的導航系統及其導航方法技術方案

本發明專利技術提供一種用于太陽能面板清掃機器人的導航系統及其導航方法，其中所述太陽能面板清掃機器人包括車體和動力系統，所述車體通過所述動力系統在至少一太陽能面板上行駛或駐留。所述導航系統包括優化路徑規劃單元、定位裝置以及控制系統。其中所述優化路徑規劃單元，設于一外部服務器內，用于計算和規劃所述清掃機器人在至少一太陽能面板上行駛的優化路徑；所述定位裝置，設于所述車體上，用于獲取所述車體在所述太陽能面板上的實時位置；所述控制系統，設于所述車體內，分別連接至所述優化路徑規劃單元以及所述定位裝置，用于根據所述優化路徑及所述車體的實時位置發出至少一控制指令。所述動力系統接收所述控制系統的控制指令。

Navigation system for solar panel cleaning robot and navigation method thereof

The present invention provides a navigation system for solar panel cleaning robot and navigation method thereof, wherein the solar panel cleaning robot comprises a car body and a power system, the vehicle body by the power system in at least one solar panel or resident travel. The navigation system includes an optimized path planning unit, a positioning device, and a control system. The optimal path planning unit, in an external server, for calculating and planning the cleaning robot in the optimization path of at least one solar panel; the positioning device is arranged on the vehicle body, used to obtain the real-time position of the vehicle body in the solar panel; the control system, which is arranged on the vehicle body, are respectively connected to the optimal path planning unit and the positioning device, according to the real-time location of the optimal path and the vehicle body from at least one control instruction. The power system receives control instructions of the control system.

【技術實現步驟摘要】
用于太陽能面板清掃機器人的導航系統及其導航方法
本專利技術涉及清掃機器人領域，特別涉及一種太陽能面板清掃機器人使用的導航系統及其導航方法。
技術介紹
在化石燃料日趨減少的情況下，作為一種新興的可再生能源的太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，近十年來，太陽能應用技術在世界各國都得到迅猛發展。太陽能面板是指利用半導體材料在光照條件下發生的光生伏特效應(photovoltaic)將太陽能直接轉換為電能的器件。有太陽光的地方就能發電，因此太陽能面板適用于從大型發電站到小型便攜式充電器等多種場合，近年來得到飛速發展。太陽能面板的工作環境只能是戶外，影響其工作的最大問題并不是風雨雷電，而是常年累積的灰塵。太陽能面板上附著有灰塵或其它附著物，會影響面板板的透光率，阻礙光電效率，從而會嚴重影響面板直接獲取陽光的效率，降低面板的能量吸收和轉換效率，降低發電效率。現有技術的太陽能面板在使用中只能依靠人工定期完成清理工作，由于太陽能面板面積較大、大型電站同時使用的面板較多，而灰塵會反復累積，需要反復清洗；因此人力成本很高、清理效率低、清理效果較差。在很多場合，為了提高空間利用率，太陽能面板都是利用支架設置在高處，這就給清理工作帶來更大的難度和風險。很多太陽能面板的用戶為了降低清理成本只能選擇不清理，這樣只能被迫承擔灰塵導致的電能損耗。這樣，就需要有一個新的自動清理設備，對太陽能面板進行自動清理。對此，業界開發出了一種新型的清掃機器人來進行太陽能面板的清潔，具體可參看中國專利申請201610836028.8號所揭示的相關內容。但隨著這種清掃機器人在實際中的不斷使用，業界也發現其需要進行新型功能的研發，來克服實際遇到的各種問題。例如，對于清掃機器人在太陽能面板上的實時位置，地面上的工作人員是無法實時獲知的，由于實時位置的未知，故而也就無法監控到清掃機器人的實時工作狀態。由于太陽能面板通常都是會設置在高處，因此，即使清掃機器人發生故障，停止運行或者路線走偏，工作人員也無法及時得知。具體的，通常清掃機器人在太陽能面板上的導航行走路線，都是根據優化路徑發出一系列指令控制機器人在面板上行駛。而所有的行駛指令都是預先設置好的，清掃機器人按照設定機械的執行指令。而由于清掃機器人在太陽能面板上不能實時精確定位，因此也就無法實時導航。如此，一旦其所在太陽能面板上有異物，例如，干化的鳥糞，就會導致清掃機器人大幅偏離預設路徑，清掃機器人偏離設定路徑后，有可能會從其所在太陽能面板上墜落，或者有大量表面積不能清掃到。因此，確有必要來開發一種新型的用于太陽能面板清掃機器人的導航系統及其導航方法，來克服現有技術中的缺陷。
技術實現思路
本專利技術的一個目的在于，提供一種用于太陽能面板清掃機器人的導航系統，以解決現有清掃機器人不能實時定位導航的問題。為解決上述問題，本專利技術提供一種用于太陽能面板清掃機器人的導航系統，其中所述太陽能面板清掃機器人包括車體和動力系統，所述車體通過所述動力系統在至少一太陽能面板上行駛或駐留。所述導航系統包括優化路徑規劃單元、定位裝置以及控制系統。其中所述優化路徑規劃單元，設于一外部服務器內，用于計算和規劃所述清掃機器人在至少一太陽能面板上行駛的優化路徑；所述定位裝置，設于所述車體上，用于獲取所述車體在其所在太陽能面板上的實時位置；所述控制系統，設于所述車體內，分別連接至所述優化路徑規劃單元以及所述定位裝置，用于根據所述優化路徑及所述車體的實時位置發出至少一控制指令。所述動力系統接收所述控制系統的控制指令。進一步的，在不同實施方式中，其中任意兩個相鄰太陽能面板之間設有至少一橋板。所述導航系統還包括橋位置判斷單元、過橋檢測單元以及車頭方向判斷單元。其中所述橋位置判斷單元，用于從所述服務器獲取至少一橋板位置及所述橋板兩端的橋頭位置；所述過橋檢測單元，當所述控制指令為控制所述車體通過一橋板的過橋指令時，檢測所述車體實時位置與該橋板的橋頭位置是否匹配；若否，調整所述車體位置至該橋板的橋頭位置；若是，執行下一步驟；以及所述車頭方向判斷單元，判斷所述車體行進方向與所述橋板位置是否一致；若是，執行所述過橋指令；若否，調整所述車體行進方向與所述橋板位置一致，再執行所述過橋指令。進一步的，在不同實施方式中，其中每一太陽能面板為矩形，其邊緣處設有四條可識別邊框；每一太陽能面板上還設有彼此垂直的經線及緯線，所述經線及所述緯線形成一面板坐標系。所述定位裝置包括至少一影像采集單元、邊框識別單元、經緯線識別單元以及車體位置計算單元。其中所述影像采集單元，用于實時獲取所述車體周圍的影像和/或圖片；所述邊框識別單元，連接至所述影像采集單元，用于根據所述影像和/或圖片及所述車體的行進方向識別所述車體周圍的邊框；所述經緯線識別單元，連接至所述影像采集單元；用于根據所述影像和/或圖片及所述邊框的位置，識別所述車體與所述邊框之間存在的經線數量及緯線數量；以及所述車體位置計算單元，連接至所述經緯線識別單元；用于根據所述車體與所述邊框之間的經線數量及緯線數量計算所述車體在其所在太陽能面板上的坐標范圍。進一步的，在不同實施方式中，其中所述定位裝置還包括影像采集單元位置計算單元，連接至所述車體位置計算單元，用于根據所述車體的尺寸、所述車體在其所在太陽能面板上的坐標范圍及所述影像采集單元與所述車體的相對位置，計算所述影像采集單元在該太陽能面板上的坐標范圍。進一步的，在不同實施方式中，其中所述定位裝置還包括車體中心點位置計算單元，連接至所述車體位置計算單元，用于根據所述車體的尺寸、所述車體在其所在太陽能面板上的坐標范圍，計算所述車體中心點在該太陽能面板上的坐標范圍。進一步的，在不同實施方式中，其中所述定位裝置還包括GPS單元和面板判斷單元；所述GPS單元，用于實時獲取所述車體的GPS定位位置；所述面板判斷單元，連接至所述GPS單元，用于根據所述車體的GPS定位位置及面板分布圖判斷所述車體所在太陽能面板的信息。進一步的，在不同實施方式中，其還包括異物識別單元，設于所述外部服務器內，連接至所述影像采集單元；用于對比所述車體周圍的影像與預存的異物圖片；若一影像或圖片中的一部分與一異物圖片匹配，則判斷所述車體周圍存在異物。進一步的，在不同實施方式中，其還包括無線通信單元，連接至所述控制系統，且無線連接至所述外部服務器；用于在所述控制系統及所述外部服務器之間實現數據交換。進一步的，本專利技術的又一實施方式提供一種用于太陽能面板清掃機器人的導航方法，其中所述太陽能面板清掃機器人包括車體。所述導航方法包括如下步驟：優化路徑計算步驟，計算和規劃所述清掃機器人在至少一太陽能面板上行駛的優化路徑；車體位置獲取步驟，獲取所述車體在所述太陽能面板上的實時位置；控制指令發布步驟，根據所述優化路徑及所述車體的實時位置發出至少一控制指令；以及車體控制步驟，根據所述控制指令控制車體在所述太陽能面板上行駛或駐留。進一步的，在不同實施方式中，其中任意兩個相鄰太陽能面板之間設有至少一橋板；所述導航方法還包括橋位置判斷步驟，獲取至少一橋板位置及所述橋板兩端的橋頭位置；過橋檢測步驟，當所述控制指令為控制所述車體通過一橋板的過橋指令時，檢測所述車體實時位置與該橋板的橋頭位置是否匹配；若否，調整所述車體位置至該橋板的橋頭位置；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于太陽能面板清掃機器人的導航系統，其中所述太陽能面板清掃機器人包括車體和動力系統，所述車體通過所述動力系統在至少一太陽能面板上行駛或駐留；其特征在于，所述導航系統包括優化路徑規劃單元，設于一外部服務器內，用于計算和規劃所述清掃機器人在至少一太陽能面板上行駛的優化路徑；定位裝置，設于所述車體內，用于獲取所述車體所在太陽能面板上的實時位置；控制系統，設于所述車體內，分別連接至所述優化路徑規劃單元、所述定位裝置，用于根據所述優化路徑及所述車體的實時位置發出至少一控制指令；其中所述動力系統用于接收所述控制指令。

【技術特征摘要】
1.一種用于太陽能面板清掃機器人的導航系統，其中所述太陽能面板清掃機器人包括車體和動力系統，所述車體通過所述動力系統在至少一太陽能面板上行駛或駐留；其特征在于，所述導航系統包括優化路徑規劃單元，設于一外部服務器內，用于計算和規劃所述清掃機器人在至少一太陽能面板上行駛的優化路徑；定位裝置，設于所述車體內，用于獲取所述車體所在太陽能面板上的實時位置；控制系統，設于所述車體內，分別連接至所述優化路徑規劃單元、所述定位裝置，用于根據所述優化路徑及所述車體的實時位置發出至少一控制指令；其中所述動力系統用于接收所述控制指令。2.如權利要求1所述的導航系統，其特征在于，任意兩個相鄰太陽能面板之間設有至少一橋板；所述導航系統還包括橋位置判斷單元，用于從所述外部服務器獲取至少一橋板位置及所述橋板兩端的橋頭位置；過橋檢測單元，當所述控制指令為控制所述車體通過一橋板的過橋指令時，檢測所述車體實時位置與該橋板的橋頭位置是否匹配；若否，調整所述車體位置至該橋板的橋頭位置；若是，執行下一步驟；以及車頭方向判斷單元，判斷所述車體行進方向與所述橋板位置是否一致；若是，執行所述過橋指令；若否，調整所述車體行進方向與所述橋板位置一致，再執行所述過橋指令。3.如權利要求1所述的導航系統，其特征在于，其中每一太陽能面板為矩形，其邊緣處設有四條可識別邊框；每一太陽能面板上還設有彼此垂直的經線及緯線，所述經線及所述緯線形成一面板坐標系；所述定位裝置包括至少一影像采集單元，用于實時獲取所述車體周圍的影像和/或圖片；邊框識別單元，連接至所述影像采集單元；用于根據所述影像和/或圖片及所述車體的行進方向識別所述車體周圍的邊框；經緯線識別單元，連接至所述影像采集單元；用于根據所述影像和/或圖片及所述邊框的位置識別所述車體與所述邊框之間存在的經線數量及緯線數量；以及車體位置計算單元，連接至所述經緯線識別單元；用于根據所述車體與所述邊框之間的經線數量及緯線數量，計算所述車體在其所在太陽能面板上的坐標范圍。4.如權利要求3所述的導航系統，其特征在于，所述定位裝置還包括影像采集單元位置計算單元，連接至所述車體位置計算單元，用于根據所述車體的尺寸、所述車體在其所在太陽能面板上的坐標范圍及所述影像采集單元與所述車體的相對位置，計算所述影像采集單元在該太陽能面板上的坐標范圍。5.如權利要求3所述的導航系統，其特征在于，所述定位裝置還包括車體中心點位置計算單元，連接至所述車體位置計算單元，用于根據所述車體的尺寸、所述車體在其所在太陽能面板上的坐標范圍，計算所述車體中心點在該太陽能面板上的坐標范圍。6.如權利要求3所述的導航系統，其特征在于，所述定位裝置還包括GPS單元，用于實時獲取所述車體的GPS定位位置；面板判斷單元，連接至所述GPS單元，用于根據所述車體的GPS定位位置及面板分布圖判斷所述車體所在太陽能面板的信息。7.如權利要求1所述的導航系統，其特征在于，還包括異物識別單元，設于所述外部服務器內，連接至所述影像采集單元；用于對比所述車體周圍的影像與預存的異物圖片；若一影像或圖片中的一部分與一異物圖片匹配，則判斷所述車體周圍存在異物。8.如權利要求1所述的導航系統，其特征在于，還包括無線通信單元，連接至所述控制系統，且無線連接至所述外部服務器；用于在所述控制系統及所述外部服務器之間實現數據交...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭芳，徐建榮，周峰，王佳慶，
申請(專利權)人：蘇州瑞得恩光能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32