用于太阳能面板清扫机器人的导航系统及其导航方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于太阳能面板清扫机器人的导航系统及其导航方法，其中所述太阳能面板清扫机器人包括车体和动力系统，所述车体通过所述动力系统在至少一太阳能面板上行驶或驻留。所述导航系统包括优化路径规划单元、定位装置以及控制系统。其中所述优化路径规划单元，设于一外部服务器内，用于计算和规划所述清扫机器人在至少一太阳能面板上行驶的优化路径；所述定位装置，设于所述车体上，用于获取所述车体在所述太阳能面板上的实时位置；所述控制系统，设于所述车体内，分别连接至所述优化路径规划单元以及所述定位装置，用于根据所述优化路径及所述车体的实时位置发出至少一控制指令。所述动力系统接收所述控制系统的控制指令。

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.

【技术实现步骤摘要】
用于太阳能面板清扫机器人的导航系统及其导航方法
本专利技术涉及清扫机器人领域，特别涉及一种太阳能面板清扫机器人使用的导航系统及其导航方法。
技术介绍
在化石燃料日趋减少的情况下，作为一种新兴的可再生能源的太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，近十年来，太阳能应用技术在世界各国都得到迅猛发展。太阳能面板是指利用半导体材料在光照条件下发生的光生伏特效应(photovoltaic)将太阳能直接转换为电能的器件。有太阳光的地方就能发电，因此太阳能面板适用于从大型发电站到小型便携式充电器等多种场合，近年来得到飞速发展。太阳能面板的工作环境只能是户外，影响其工作的最大问题并不是风雨雷电，而是常年累积的灰尘。太阳能面板上附着有灰尘或其它附着物，会影响面板板的透光率，阻碍光电效率，从而会严重影响面板直接获取阳光的效率，降低面板的能量吸收和转换效率，降低发电效率。现有技术的太阳能面板在使用中只能依靠人工定期完成清理工作，由于太阳能面板面积较大、大型电站同时使用的面板较多，而灰尘会反复累积，需要反复清洗；因此人力成本很高、清理效率低、清理效果较差。在很多场合，为了提高空间利用率，太阳能面板都是利用支架设置在高处，这就给清理工作带来更大的难度和风险。很多太阳能面板的用户为了降低清理成本只能选择不清理，这样只能被迫承担灰尘导致的电能损耗。这样，就需要有一个新的自动清理设备，对太阳能面板进行自动清理。对此，业界开发出了一种新型的清扫机器人来进行太阳能面板的清洁，具体可参看中国专利申请201610836028.8号所揭示的相关内容。但随着这种清扫机器人在实际中的不断使用，业界也发现其需要进行新型功能的研发，来克服实际遇到的各种问题。例如，对于清扫机器人在太阳能面板上的实时位置，地面上的工作人员是无法实时获知的，由于实时位置的未知，故而也就无法监控到清扫机器人的实时工作状态。由于太阳能面板通常都是会设置在高处，因此，即使清扫机器人发生故障，停止运行或者路线走偏，工作人员也无法及时得知。具体的，通常清扫机器人在太阳能面板上的导航行走路线，都是根据优化路径发出一系列指令控制机器人在面板上行驶。而所有的行驶指令都是预先设置好的，清扫机器人按照设定机械的执行指令。而由于清扫机器人在太阳能面板上不能实时精确定位，因此也就无法实时导航。如此，一旦其所在太阳能面板上有异物，例如，干化的鸟粪，就会导致清扫机器人大幅偏离预设路径，清扫机器人偏离设定路径后，有可能会从其所在太阳能面板上坠落，或者有大量表面积不能清扫到。因此，确有必要来开发一种新型的用于太阳能面板清扫机器人的导航系统及其导航方法，来克服现有技术中的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，提供一种用于太阳能面板清扫机器人的导航系统，以解决现有清扫机器人不能实时定位导航的问题。为解决上述问题，本专利技术提供一种用于太阳能面板清扫机器人的导航系统，其中所述太阳能面板清扫机器人包括车体和动力系统，所述车体通过所述动力系统在至少一太阳能面板上行驶或驻留。所述导航系统包括优化路径规划单元、定位装置以及控制系统。其中所述优化路径规划单元，设于一外部服务器内，用于计算和规划所述清扫机器人在至少一太阳能面板上行驶的优化路径；所述定位装置，设于所述车体上，用于获取所述车体在其所在太阳能面板上的实时位置；所述控制系统，设于所述车体内，分别连接至所述优化路径规划单元以及所述定位装置，用于根据所述优化路径及所述车体的实时位置发出至少一控制指令。所述动力系统接收所述控制系统的控制指令。进一步的，在不同实施方式中，其中任意两个相邻太阳能面板之间设有至少一桥板。所述导航系统还包括桥位置判断单元、过桥检测单元以及车头方向判断单元。其中所述桥位置判断单元，用于从所述服务器获取至少一桥板位置及所述桥板两端的桥头位置；所述过桥检测单元，当所述控制指令为控制所述车体通过一桥板的过桥指令时，检测所述车体实时位置与该桥板的桥头位置是否匹配；若否，调整所述车体位置至该桥板的桥头位置；若是，执行下一步骤；以及所述车头方向判断单元，判断所述车体行进方向与所述桥板位置是否一致；若是，执行所述过桥指令；若否，调整所述车体行进方向与所述桥板位置一致，再执行所述过桥指令。进一步的，在不同实施方式中，其中每一太阳能面板为矩形，其边缘处设有四条可识别边框；每一太阳能面板上还设有彼此垂直的经线及纬线，所述经线及所述纬线形成一面板坐标系。所述定位装置包括至少一影像采集单元、边框识别单元、经纬线识别单元以及车体位置计算单元。其中所述影像采集单元，用于实时获取所述车体周围的影像和/或图片；所述边框识别单元，连接至所述影像采集单元，用于根据所述影像和/或图片及所述车体的行进方向识别所述车体周围的边框；所述经纬线识别单元，连接至所述影像采集单元；用于根据所述影像和/或图片及所述边框的位置，识别所述车体与所述边框之间存在的经线数量及纬线数量；以及所述车体位置计算单元，连接至所述经纬线识别单元；用于根据所述车体与所述边框之间的经线数量及纬线数量计算所述车体在其所在太阳能面板上的坐标范围。进一步的，在不同实施方式中，其中所述定位装置还包括影像采集单元位置计算单元，连接至所述车体位置计算单元，用于根据所述车体的尺寸、所述车体在其所在太阳能面板上的坐标范围及所述影像采集单元与所述车体的相对位置，计算所述影像采集单元在该太阳能面板上的坐标范围。进一步的，在不同实施方式中，其中所述定位装置还包括车体中心点位置计算单元，连接至所述车体位置计算单元，用于根据所述车体的尺寸、所述车体在其所在太阳能面板上的坐标范围，计算所述车体中心点在该太阳能面板上的坐标范围。进一步的，在不同实施方式中，其中所述定位装置还包括GPS单元和面板判断单元；所述GPS单元，用于实时获取所述车体的GPS定位位置；所述面板判断单元，连接至所述GPS单元，用于根据所述车体的GPS定位位置及面板分布图判断所述车体所在太阳能面板的信息。进一步的，在不同实施方式中，其还包括异物识别单元，设于所述外部服务器内，连接至所述影像采集单元；用于对比所述车体周围的影像与预存的异物图片；若一影像或图片中的一部分与一异物图片匹配，则判断所述车体周围存在异物。进一步的，在不同实施方式中，其还包括无线通信单元，连接至所述控制系统，且无线连接至所述外部服务器；用于在所述控制系统及所述外部服务器之间实现数据交换。进一步的，本专利技术的又一实施方式提供一种用于太阳能面板清扫机器人的导航方法，其中所述太阳能面板清扫机器人包括车体。所述导航方法包括如下步骤：优化路径计算步骤，计算和规划所述清扫机器人在至少一太阳能面板上行驶的优化路径；车体位置获取步骤，获取所述车体在所述太阳能面板上的实时位置；控制指令发布步骤，根据所述优化路径及所述车体的实时位置发出至少一控制指令；以及车体控制步骤，根据所述控制指令控制车体在所述太阳能面板上行驶或驻留。进一步的，在不同实施方式中，其中任意两个相邻太阳能面板之间设有至少一桥板；所述导航方法还包括桥位置判断步骤，获取至少一桥板位置及所述桥板两端的桥头位置；过桥检测步骤，当所述控制指令为控制所述车体通过一桥板的过桥指令时，检测所述车体实时位置与该桥板的桥头位置是否匹配；若否，调整所述车体位置至该桥板的桥头位置；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于太阳能面板清扫机器人的导航系统，其中所述太阳能面板清扫机器人包括车体和动力系统，所述车体通过所述动力系统在至少一太阳能面板上行驶或驻留；其特征在于，所述导航系统包括优化路径规划单元，设于一外部服务器内，用于计算和规划所述清扫机器人在至少一太阳能面板上行驶的优化路径；定位装置，设于所述车体内，用于获取所述车体所在太阳能面板上的实时位置；控制系统，设于所述车体内，分别连接至所述优化路径规划单元、所述定位装置，用于根据所述优化路径及所述车体的实时位置发出至少一控制指令；其中所述动力系统用于接收所述控制指令。

【技术特征摘要】
1.一种用于太阳能面板清扫机器人的导航系统，其中所述太阳能面板清扫机器人包括车体和动力系统，所述车体通过所述动力系统在至少一太阳能面板上行驶或驻留；其特征在于，所述导航系统包括优化路径规划单元，设于一外部服务器内，用于计算和规划所述清扫机器人在至少一太阳能面板上行驶的优化路径；定位装置，设于所述车体内，用于获取所述车体所在太阳能面板上的实时位置；控制系统，设于所述车体内，分别连接至所述优化路径规划单元、所述定位装置，用于根据所述优化路径及所述车体的实时位置发出至少一控制指令；其中所述动力系统用于接收所述控制指令。2.如权利要求1所述的导航系统，其特征在于，任意两个相邻太阳能面板之间设有至少一桥板；所述导航系统还包括桥位置判断单元，用于从所述外部服务器获取至少一桥板位置及所述桥板两端的桥头位置；过桥检测单元，当所述控制指令为控制所述车体通过一桥板的过桥指令时，检测所述车体实时位置与该桥板的桥头位置是否匹配；若否，调整所述车体位置至该桥板的桥头位置；若是，执行下一步骤；以及车头方向判断单元，判断所述车体行进方向与所述桥板位置是否一致；若是，执行所述过桥指令；若否，调整所述车体行进方向与所述桥板位置一致，再执行所述过桥指令。3.如权利要求1所述的导航系统，其特征在于，其中每一太阳能面板为矩形，其边缘处设有四条可识别边框；每一太阳能面板上还设有彼此垂直的经线及纬线，所述经线及所述纬线形成一面板坐标系；所述定位装置包括至少一影像采集单元，用于实时获取所述车体周围的影像和/或图片；边框识别单元，连接至所述影像采集单元；用于根据所述影像和/或图片及所述车体的行进方向识别所述车体周围的边框；经纬线识别单元，连接至所述影像采集单元；用于根据所述影像和/或图片及所述边框的位置识别所述车体与所述边框之间存在的经线数量及纬线数量；以及车体位置计算单元，连接至所述经纬线识别单元；用于根据所述车体与所述边框之间的经线数量及纬线数量，计算所述车体在其所在太阳能面板上的坐标范围。4.如权利要求3所述的导航系统，其特征在于，所述定位装置还包括影像采集单元位置计算单元，连接至所述车体位置计算单元，用于根据所述车体的尺寸、所述车体在其所在太阳能面板上的坐标范围及所述影像采集单元与所述车体的相对位置，计算所述影像采集单元在该太阳能面板上的坐标范围。5.如权利要求3所述的导航系统，其特征在于，所述定位装置还包括车体中心点位置计算单元，连接至所述车体位置计算单元，用于根据所述车体的尺寸、所述车体在其所在太阳能面板上的坐标范围，计算所述车体中心点在该太阳能面板上的坐标范围。6.如权利要求3所述的导航系统，其特征在于，所述定位装置还包括GPS单元，用于实时获取所述车体的GPS定位位置；面板判断单元，连接至所述GPS单元，用于根据所述车体的GPS定位位置及面板分布图判断所述车体所在太阳能面板的信息。7.如权利要求1所述的导航系统，其特征在于，还包括异物识别单元，设于所述外部服务器内，连接至所述影像采集单元；用于对比所述车体周围的影像与预存的异物图片；若一影像或图片中的一部分与一异物图片匹配，则判断所述车体周围存在异物。8.如权利要求1所述的导航系统，其特征在于，还包括无线通信单元，连接至所述控制系统，且无线连接至所述外部服务器；用于在所述控制系统及所述外部服务器之间实现数据交...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭芳，徐建荣，周峰，王佳庆，
申请(专利权)人：苏州瑞得恩光能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32