光伏板清扫车的碰撞检测方法及系统、光伏板清扫车技术方案

本发明专利技术公开了一种光伏板清扫车的碰撞检测方法及系统、光伏板清扫车，所述碰撞检测方法通过先对光伏板上边沿进行扫描获取多个点位的位置信息，然后基于多个点位的位置信息拟合得到上边沿的拟合直线，再进行线性偏移得到下边沿的拟合直线，最后，基于上边沿和下边沿的拟合直线与清扫车左右两侧轮胎的位置进行碰撞检测，从而实现光伏板无人清扫车的智能碰撞检测，一旦判断出清扫车将与光伏板发生碰撞后可控制清扫车立即停车或者修正清扫车行驶方向等防碰撞操作，可实现预碰撞检测，保证了清扫车对光伏板进行无人化清扫作业时的安全性，防止损坏清扫车和光伏板。防止损坏清扫车和光伏板。防止损坏清扫车和光伏板。

【技术实现步骤摘要】
光伏板清扫车的碰撞检测方法及系统、光伏板清扫车


[0001]本专利技术涉及无人清扫车
，特别地，涉及一种光伏板清扫车的碰撞检测方法及系统，另外，还特别涉及一种采用上述碰撞检测系统的光伏板清扫车。

技术介绍

[0002]光伏板主要靠吸收太阳能转化为电能来发电，为了保证光伏板的发电量，需要定期对光伏板表面进行清洗，有利于尽可能多地吸收太阳光，若光伏板面长期积灰，不但会损失发电量，严重还会产生热斑效应，导致光伏板组件寿面缩短。据相关研究表明，光伏板面上每平方米若有4.05g的灰尘层，会减少40％的太阳能转化率。因此，横跨式光伏板清扫车应用而生，例如，专利CN212856781U公开了一种光伏板面清扫车，其可以横跨在光伏板的左右两侧行走，在行走过程中对下方的光伏板进行清扫除尘。而为了降低人工成本、实现无人化作业，光伏板无人清扫车必然会成为未来的发展趋势，而如何避免无人清扫车在进行光伏板清扫作业时与光伏板发生碰撞也成为亟需解决的关键问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种光伏板清扫车的碰撞检测方法及系统、光伏板清扫车，以在光伏板无人清扫车进行清扫作业时进行碰撞检测，防止清扫车与光伏板发生碰撞。
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供一种光伏板清扫车的碰撞检测方法，其特征在于，包括以下内容：
[0005]获取光伏板上边沿的多个点的位置信息；
[0006]基于多个点的位置信息拟合得到上边沿的拟合直线；
[0007]将上边沿的拟合直线进行线性偏移得到下边沿的拟合直线；
[0008]基于上边沿和下边沿的拟合直线与清扫车左右两侧轮胎的位置进行碰撞检测。
[0009]进一步地，所述基于多个点的位置信息拟合得到上边沿的拟合直线的过程包括以下内容：
[0010]采用最小二乘法基于多个点的位置信息拟合线性函数；
[0011]构建最小二乘法的损失函数；
[0012]求解损失函数的最小值以确定线性拟合函数的表达式。
[0013]进一步地，上边沿的拟合直线的表达式为：
[0014]y＝ax+b
[0015][0016][0017]其中，n表示获取的上边沿点数，x
i
和y
i
表示点i的位置坐标。
[0018]进一步地，所述将上边沿的拟合直线进行线性偏移得到下边沿的拟合直线的过程包括以下内容：
[0019]将光伏板垂直投影至测量坐标系；
[0020]获取光伏板在测量坐标系中的宽度信息；
[0021]基于投影映射关系和光伏板的宽度信息计算得到下边沿相对于上边沿的偏移量；
[0022]基于计算得到的偏移量、下边沿和上边沿的相对位置关系得到下边沿的拟合直线。
[0023]进一步地，当下边沿在上边沿的左侧时，下边沿的拟合直线为：
[0024][0025]当下边沿在上边沿的右侧时，下边沿的拟合直线为：
[0026][0027][0028][0029]其中，n表示获取的上边沿点数，x
i
和y
i
表示点i的位置坐标，w表示光伏板的宽度。
[0030]进一步地，光伏板在测量坐标系中的宽度基于下式计算得到：
[0031]w＝Lcosα
[0032]其中，L表示光伏板的固定长度，α表示光伏板的固定支架倾角。
[0033]进一步地，所述基于上边沿和下边沿的拟合直线与清扫车左右两侧轮胎的位置进行碰撞检测的过程包括以下内容：
[0034]获取光伏板清扫车的左右两轮胎之间的内侧距离，确定左右两轮胎的位置信息；
[0035]基于左右两轮胎的位置信息、上边沿和下边沿的拟合直线计算得到左侧碰撞点和右侧碰撞点的位置信息；
[0036]基于清扫车的当前车速、左侧碰撞点和右侧碰撞点的位置信息计算得到左侧碰撞时间和右侧碰撞时间；
[0037]将左侧碰撞时间和右侧碰撞时间与预设的碰撞告警时间阈值进行比对，当左侧碰撞时间或者右侧碰撞时间小于预设的碰撞告警时间阈值时，控制清扫车停车。
[0038]进一步地，通过激光雷达扫描得到光伏板上边沿的点云信息，其中，激光雷达安装在清扫车的中心位置。
[0039]另外，本专利技术还提供一种光伏板清扫车的碰撞检测系统，包括：
[0040]位置信息获取模块，用于获取光伏板上边沿的多个点的位置信息；
[0041]线性拟合模块，用于基于多个点的位置信息拟合得到上边沿的拟合直线；
[0042]线性偏移模块，用于将上边沿的拟合直线进行线性偏移得到下边沿的拟合直线；
[0043]碰撞检测模块，用于基于上边沿和下边沿的拟合直线与清扫车左右两侧轮胎的位置进行碰撞检测。
[0044]另外，本专利技术还提供一种光伏板清扫车，采用如上所述的碰撞检测系统。
[0045]本专利技术具有以下效果：
[0046]本专利技术的光伏板清扫车的碰撞检测方法，通过先对光伏板上边沿进行扫描获取多个点位的位置信息，然后基于多个点位的位置信息拟合得到上边沿的拟合直线，再进行线性偏移得到下边沿的拟合直线，最后，基于上边沿和下边沿的拟合直线与清扫车左右两侧轮胎的位置进行碰撞检测，从而实现光伏板无人清扫车的智能碰撞检测，一旦判断出清扫车将与光伏板发生碰撞后可控制清扫车立即停车或者修正清扫车行驶方向等防碰撞操作，可实现预碰撞检测，保证了清扫车对光伏板进行无人化清扫作业时的安全性，防止损坏清扫车和光伏板。
[0047]另外，本专利技术的光伏板清扫车的碰撞检测系统、光伏板清扫车同样具有上述优点。
[0048]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。
附图说明
[0049]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0050]图1是本专利技术优选实施例的光伏板清扫车的碰撞检测方法的流程示意图。
[0051]图2是图1中步骤S2的子流程示意图。
[0052]图3是图1中步骤S3的子流程示意图。
[0053]图4是本专利技术中将光伏板垂直投影至位置测量坐标系的示意图。
[0054]图5是本专利技术中光伏板的安装示意图。
[0055]图6是图1中步骤S4的子流程示意图。
[0056]图7是本专利技术中下边沿与左侧轮胎发生碰撞的示意图。
[0057]图8是本专利技术中上边沿与右侧轮胎发生碰撞的示意图。
[0058]图9是本专利技术另一实施例的光伏板清扫车的碰撞检测系统的模块结构示意图。
具体实施方式
[0059]以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0060]如图1所示，本专利技术的优选实施例提供一种光伏板清扫车的碰撞检测方法，包括以下内容：
[0061]步骤S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏板清扫车的碰撞检测方法，其特征在于，包括以下内容：获取光伏板上边沿的多个点的位置信息；基于多个点的位置信息拟合得到上边沿的拟合直线；将上边沿的拟合直线进行线性偏移得到下边沿的拟合直线；基于上边沿和下边沿的拟合直线与清扫车左右两侧轮胎的位置进行碰撞检测。2.如权利要求1所述的光伏板清扫车的碰撞检测方法，其特征在于，所述基于多个点的位置信息拟合得到上边沿的拟合直线的过程包括以下内容：采用最小二乘法基于多个点的位置信息拟合线性函数；构建最小二乘法的损失函数；求解损失函数的最小值以确定线性拟合函数的表达式。3.如权利要求2所述的光伏板清扫车的碰撞检测方法，其特征在于，上边沿的拟合直线的表达式为：y＝ax+by＝ax+b其中，n表示获取的上边沿点数，x
i
和y
i
表示点i的位置坐标。4.如权利要求1所述的光伏板清扫车的碰撞检测方法，其特征在于，所述将上边沿的拟合直线进行线性偏移得到下边沿的拟合直线的过程包括以下内容：将光伏板垂直投影至测量坐标系；获取光伏板在测量坐标系中的宽度信息；基于投影映射关系和光伏板的宽度信息计算得到下边沿相对于上边沿的偏移量；基于计算得到的偏移量、下边沿和上边沿的相对位置关系得到下边沿的拟合直线。5.如权利要求4所述的光伏板清扫车的碰撞检测方法，其特征在于，当下边沿在上边沿的左侧时，下边沿的拟合直线为：
当下边沿在上边沿的右侧时，下边沿的拟合直线为：当下边沿在上边沿的右侧时，下边沿的拟合直线为：当下边沿在上边沿的右侧时，下边沿的拟合直线为：其中，n表示获取的上边沿点数，x

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯，蔡年春，张岁寒，胡小林，朱号，温礼刚，简杰，郭涛，
申请(专利权)人：长沙中联重科环境产业有限公司，
类型：发明
国别省市：