【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人，特别涉及一种机器人集群系统及其方法，可用于光伏电站中光伏面板的清洁。
技术介绍
1、当光伏电站系统长期运行后，恶劣的自然环境会导致空气中的存在大量的灰尘粒子，这些灰尘颗粒会附着在光伏组件的表面形成积灰，积灰的存在将会降低光伏面板的发电效率，还可能会形成顽固污渍导致光伏面板的温度升高，影响能量的产生效率，因此需要定期对光伏面板进行清洁。
2、现有技术中对光伏面板的清洁方法主要有人工手动清洁、自动机械清洁和智能清洁机器人等多种方式。其中，人工手动清洁方式需要大量的人力资源和时间投入，增加了清洁的成本，而且清洁效果难以保证；自动机械清洁方式清洁效果相对稳定，减少了人力资源和时间成本，但是设备使用限制较大，需要定期维护和更换；智能清洁机器人方式能提高光伏面板的清洗效率和清洗质量，减少人力需求，进一步降低成本，极大地保障光伏电站的发电效率。
3、申请号为202111550055.6的专利文献公开了“一种光伏面板清扫机器人”，该机器人的控制中心通过控制行走机构实现其在光伏面板上移动，并根据避障机构生成的规避数据，控制清扫机器人规避光伏面板的边界和异常障碍物。该光伏面板清扫机器人只能执行光伏面板的清扫任务，适应度较低工作模式单一，无法完成光伏面板的清洗任务，且在清洗工作过程中只能有单个机器人发挥作用清扫光伏面板，清扫效率低下耗费时间长，无法发挥出机器人的优势。同时在工作时要将清扫机器人放置在光伏面板上或转移到其他光伏面板上，增加了人工协同配合的工作量。
4、申请号为2022113184
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种清洁光伏面板的机器人集群系统及其方法，以降低清洗的耗费时间，提高清洗效率。
2、实现本专利技术目的的技术思路是：通过监控平台下发清洁任务信息，采用搭载机器人配送多清洁机器人，减少人为工作量，通过在光伏面板上设置多清洁机器人的工作模式，并采用机器人集群技术协作实现该光伏面板的清洁任务，以保证在较短的时间内尽可能多地清洁光伏面板，极大地提升清洁效率。
3、根据上述思路，本专利技术的技术方案如下：
4、1.一种清洁光伏面板的机器人集群系统，包括清洁机器人，搭载机器人及监控平台，其特征在于：
5、所述监控平台，设有搭载监控模块和集群监控模块，分别用于实时显示搭载机器人的运行状态和光伏面板上清洁机器人集群的清洁工作状态，并对监控数据进行保存记录；
6、所述清洁机器人，采用由多个机器人组成的集群，并在光伏面板上设置多个清洁机器人的工作模式，以满足不同清洁任务的需求，并通过机器人集群的相互协作提高清洁效率；
7、所述搭载机器人，包括：
8、感知模块，用于实时获取所述搭载机器人周围环境中物体的图像信息和位置数据，并获取需要清洁光伏面板的温度分布图；
9、通信模块，用于与所述清洁机器人和所述监控平台之间进行数据传输；
10、导航模块，用于规划所述搭载机器人的运行轨迹，并在行驶过程中实时避障；
11、控制模块，用于控制所述搭载机器人按照所述导航模块规划的轨迹运动。
12、进一步，所述每个清洁机器人，包括：
13、处理模块，用于与所述搭载机器人和所述监控平台之间进行数据传输；
14、清洁模块，用于控制所述清洁机器人对光伏面板执行清洁动作；
15、探测模块，用于获取在光伏面板上的图像信息，测量光伏面板上周围物体的距离信息；
16、运动模块，用于控制所述清洁机器人设置工作模式，并在光伏面板上运动，实现光伏面板的积灰清扫任务或定点清洗任务。
17、作为优选，所述多个清洁机器人的工作模式，是根据所述监控平台下发的清洁任务信息来确定，即当执行附着物清扫任务时，将多个清洁机器人同时设置为清扫模式，当执行顽固污渍定点清洗任务时，将多个清洁机器人同时设置为清洗模式。
18、进一步，所述监控平台下发清洁任务信息，是通过接收特定传感器的检测数据来判断光伏面板上污染物的情况，当光伏面板上的污染物超过清洁阈值时下发清洁任务信息，其中光伏面板上的污染物分为附着物和顽固污渍两类：
19、对于附着物沉积在光伏面板表面形成灰尘层，使用灰尘传感器实时检测光伏面板表面的灰尘堆积程度，并将检测数据传输到所述监控平台；
20、对于光伏面板上的顽固污渍，根据其会造成异常发热的情况，使用温度传感器实时检测光伏面板的发热状况，并将温度数据传输到所述监控平台。
21、作为优选，所述的清洁任务，包括任务标识、清洁区域和计划时间，其中任务标识分为附着物清扫任务和顽固污渍清洗任务两种。
22、2.一种利用上述系统进行光伏面板清洁的方法，其特征在于，包括如下步骤：
23、(1)监控平台下发清洁任务信息；
24、(2)搭载机器人根据清洁任务信息规划运行轨迹，动态避障，前往清洁区域，实现配送多个清洁机器人；
25、(3)在执行附着物清扫任务时，为需要清扫的光伏面板上分配两个清洁机器人，将清洁机器人设置为清扫模式，控制这两个机器人组成的集群按照自顶向下的s型路径协同完成清扫工作，并在清扫过程中实时向监控平台反馈清扫效果；
26、(4)在执行顽固污渍定点清洗任务时，搭载机器人确定顽固污渍清洗点的数量和位置坐标，并为需要清洗的光伏面板上分配相应数量的清洁机器人，将清洁机器人设置为清洗模式，控制这些机器人组成的集群按照与顽固污渍清洗点的距离由远到近依次前往清洗，并在清洗过程中向监控平台实时反馈清洗效果；
27、(5)在同一块光伏面板上的所有清洁机器人完成清洁任务后，向搭载机器人发送回收指令，由搭载机器人进行统一回收；
28、(6)当所述搭载机器人上还有空闲状态的清洁机器人时，则执行下一条清洁任务，否则，搭载机器人处于静止节能状态，等待所述清洁机器人发送回收指令。
29、进一步，步骤(2)中所述搭载机器人规划运行轨迹，实时避障，前往清洁区域，包括如下步骤：
30、(2a)搭载机器人根据清洁任务信息确定清洁区域，建立导航点，并结合感知模块发送的图像信息和位置数据进行全局路径规划，规划最优运行轨迹；
31、(2b)控制模块控制搭载机器人根据规划的轨迹行驶，同时在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种清洁光伏面板的机器人集群系统，包括清洁机器人，搭载机器人、监控平台，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述每个清洁机器人，包括：
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述清洁模块，包括清扫机构和清洗机构，清扫机构用于对光伏面板表面的附着物进行全面清扫，清洗机构用于对光伏面板表面的顽固污渍进行定点清洗。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个清洁机器人的工作模式，是根据所述监控平台下发的清洁任务信息来确定，即当执行附着物清扫任务时，将多个清洁机器人同时设置为清扫模式，当执行顽固污渍定点清洗任务时，将多个清洁机器人同时设置为清洗模式。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监控平台下发清洁任务信息，是通过接收特定传感器的检测数据来判断光伏面板上污染物的情况，当光伏面板上的污染物超过清洁阈值时下发清洁任务信息，其中光伏面板上的污染物分为附着物和顽固污渍两类：
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的清洁任务，包括任务标识、清洁区域和计划时间，其中任务标识分为附着物
7.一种利用权利要求1所述系统进行光伏面板清洁的方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述搭载机器人规划运行轨迹，实时避障，前往清洁区域，包括如下步骤：
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述搭载机器人确定顽固污渍清洗点的数量和位置坐标，是由感知装置中的红外热成像传感器获取，即传感器先得到需要清洗光伏面板的温度分布图，再通过所述温度分布图得到异常发热点，这些异常发热点为顽固污渍清洗点的数量和位置坐标。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(5)中所述搭载机器人统一回收清洁机器人，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种清洁光伏面板的机器人集群系统，包括清洁机器人，搭载机器人、监控平台，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述每个清洁机器人，包括：
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述清洁模块，包括清扫机构和清洗机构，清扫机构用于对光伏面板表面的附着物进行全面清扫，清洗机构用于对光伏面板表面的顽固污渍进行定点清洗。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个清洁机器人的工作模式，是根据所述监控平台下发的清洁任务信息来确定，即当执行附着物清扫任务时，将多个清洁机器人同时设置为清扫模式，当执行顽固污渍定点清洗任务时，将多个清洁机器人同时设置为清洗模式。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监控平台下发清洁任务信息，是通过接收特定传感器的检测数据来判断光伏面板上污染物的情况，当光伏面板上的污染物超过清洁阈值时下发清洁任务信息，其中光伏面...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢永强，蔡浩，郭涛，孙逸涛，武晓君，张一，杜加伟，张磊，高林，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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