本技術涉及一種基于視覺slam的光伏清潔機器人。

背景技術：

1、太陽能光伏作為一種可再生清潔能源，已成為當今全球能源變革的重要力量。太陽能電池板表面容易積累風沙、灰塵等污垢，若沒有及時科學專業(yè)的清潔和監(jiān)測等維護作業(yè)，最高可導致組件發(fā)電功率衰減40％-60％，發(fā)電量下降20％-30％。因此，通過合理科學地清潔和維護太陽能電池板以及對組件的悉心養(yǎng)護來提升電站發(fā)電量和效益的理念，受到業(yè)界認可。

2、目前市面上主要需依靠在光伏陣列添加特定的感應裝置或固定裝置進行定位，維持機器在光伏陣列上的行走、清潔或監(jiān)測等作業(yè)。這樣的添加特定感應裝置或固定裝置的感應方式，不僅增加了設備成本，而且容易受光伏陣列的大小和形狀的限制導致無法安裝附加裝置。安裝軌道或信號基站等特定感應裝置后，設備只能在當前區(qū)域使用，無法在另外的未改造的電站使用，嚴重影響作業(yè)效率和經濟效益。

3、目前市面上依靠視覺slam(同步定位與建圖)的光伏清潔機器人主要應用在分布式電站，在清潔完某個陣列和區(qū)域后，每次換新的陣列或區(qū)域，就將重新進行初始化定位和建圖，效率較低。而且無法完成在電站長期重復清洗特定的區(qū)域。

技術實現思路

1、鑒于現有技術中存在的上述問題，本實用新型的主要目的在于提供一種基于視覺slam的光伏清潔機器人。

2、本實用新型的技術方案是這樣的：

3、一種基于視覺slam的光伏清潔機器人，所述光伏清潔機器人包括機身，所述機身的前端和后端分別設置有清潔組件，且所述機身的兩側分別設置有履帶驅動組件，所述光伏清潔機器人在所述履帶驅動組件的驅動下進行行走，并通過所述清潔組件對光伏電站中的光伏陣列中的光伏組件進行清潔作業(yè)；

4、所述履帶驅動組件上設置有輪式編碼器，所述輪式編碼器用于獲取所述履帶驅動組件的轉速并得到輪式里程計，所述履帶驅動組件上還設置有慣性測量單元，所述慣性測量單元用于測量所述機身的姿態(tài)信息，然后將所述輪式里程計和姿態(tài)信息進行耦合作為所述光伏清潔機器人的基礎定位；

5、所述機身底部的前端固定設置有第一視覺傳感器，所述第一視覺傳感器朝向地面，且所述第一視覺傳感器用于檢測所述機身底部所處的光伏組件并得到第一線條特征；所述機身前部的頂端固定設置有第二視覺傳感器，所述第二視覺傳感器朝向所述機身的前方，且所述第二視覺傳感器用于檢測所述機身前方所處的光伏組件并得到第二線條特征；

6、所述機身頂部的后側固定設置有衛(wèi)星導航系統定位模塊，所述衛(wèi)星導航系統定位模塊用于實時提供所述光伏清潔機器人的經緯度信息；

7、通過所述第一視覺傳感器獲得的所述第一線條特征或者所述第二視覺傳感器獲得的所述第二線條特征，實時構建地圖和定位，按照默認特定規(guī)則和人為設置實時規(guī)劃導航點和路徑，完成在光伏陣列上自主探索的slam作業(yè)；

8、在首次探索新區(qū)域和預先加載新地圖時，記錄或提供衛(wèi)星導航系統定位模塊提供的經緯度信息，并對清潔作業(yè)區(qū)域做經緯度范圍記錄，并對應儲存；在開啟新一輪清潔作業(yè)任務時，先通過所述衛(wèi)星導航系統定位模塊提供的經緯度所述與預設的歷史地圖數據的經緯度范圍作比較，若存在對應的范圍內時則優(yōu)先推薦加載對應地圖，并根據對應坐標為清潔作業(yè)提供粗略精度的初始化位置和區(qū)域地圖。

9、所述第一視覺傳感器為第一攝像頭組件，所述第一攝像頭組件的參數為：720p和80度鏡頭。

10、所述第一視覺傳感器采用可夜視ov7720攝像頭。

11、所述第一視覺傳感器用于檢測所述機身底部所處光伏陣列中電池片的柵線以及相鄰兩個電池片之間的間隔。

12、所述第一視覺傳感器還用于檢測所述光伏清潔機器人的機身底部所處光伏陣列中光伏組件的邊框、相鄰兩個光伏組件之間的連接組件以及相連兩個光伏組件之間的距離。

13、所述第二視覺傳感器為第二攝像頭組件，所述第二攝像頭組件的參數為：1080p和140度鏡頭。

14、所述第二視覺傳感器采用可夜視h7650攝像頭。

15、所述第二視覺傳感器用于檢測所述光伏清潔機器人的機身前方所處光伏陣列中相鄰兩個電池片之間的間隔。

16、所述第二視覺傳感器還用于檢測所述機身前方所處光伏陣列中光伏組件的邊框、相鄰兩個光伏組件之間的連接組件以及相連兩個光伏組件之間的距離。

17、所述衛(wèi)星導航系統定位模塊的型號為wtgps-300p，定位精度為1.5m。

18、本實用新型具有以下優(yōu)點和有益效果：本實用新型實施例提供的基于視覺slam的光伏機器人，在清潔作業(yè)過程通過第一視覺傳感器和第二視覺傳感器(也即感光器件)，感知光伏組件的表面圖像，并將圖像數據進行語義分割處理和提取線條特征，利用邊界和線條特征實時建圖和定位，并融入衛(wèi)星導航系統定位模塊提供的經緯度信息，作為全局地圖的信息記錄和輔助定位，實現多場景、跨區(qū)域和可值守的高效作業(yè)。

技術特征：

1.一種基于視覺slam的光伏清潔機器人，其特征在于：所述光伏清潔機器人包括機身，所述機身的前端和后端分別設置有清潔組件，且所述機身的兩側分別設置有履帶驅動組件，所述光伏清潔機器人在所述履帶驅動組件的驅動下進行行走，并通過所述清潔組件對光伏電站中的光伏陣列中的光伏組件進行清潔作業(yè)；

2.根據權利要求1所述的基于視覺slam的光伏清潔機器人，其特征在于，所述第一視覺傳感器為第一攝像頭組件，所述第一攝像頭組件的參數為：720p和80度鏡頭。

3.根據權利要求2所述的基于視覺slam的光伏清潔機器人，其特征在于，所述第一視覺傳感器采用可夜視ov7720攝像頭。

4.根據權利要求2所述的基于視覺slam的光伏清潔機器人，其特征在于，所述第一視覺傳感器用于檢測所述機身底部所處光伏陣列中電池片的柵線以及相鄰兩個電池片之間的間隔。

5.根據權利要求4所述的基于視覺slam的光伏清潔機器人，其特征在于，所述第一視覺傳感器還用于檢測所述光伏清潔機器人的機身底部所處光伏陣列中光伏組件的邊框、相鄰兩個光伏組件之間的連接組件以及相連兩個光伏組件之間的距離。

6.根據權利要求1所述的基于視覺slam的光伏清潔機器人，其特征在于，所述第二視覺傳感器為第二攝像頭組件，所述第二攝像頭組件的參數為：1080p和140度鏡頭。

7.根據權利要求6所述的基于視覺slam的光伏清潔機器人，其特征在于，所述第二視覺傳感器采用可夜視h7650攝像頭。

8.根據權利要求5所述的基于視覺slam的光伏清潔機器人，其特征在于，所述第二視覺傳感器用于檢測所述光伏清潔機器人的機身前方所處光伏陣列中相鄰兩個電池片之間的間隔。

9.根據權利要求5所述的基于視覺slam的光伏清潔機器人，其特征在于，所述第二視覺傳感器還用于檢測所述機身前方所處光伏陣列中光伏組件的邊框、相鄰兩個光伏組件之間的連接組件以及相連兩個光伏組件之間的距離。

10.根據權利要求5所述的基于視覺slam的光伏清潔機器人，其特征在于，所述衛(wèi)星導航系統定位模塊的型號為wtgps-300p，定位精度為1.5m。

技術總結
本技術涉及一種基于視覺SLAM的光伏清潔機器人，光伏清潔機器人包括機身，機身的前端和后端分別設置有清潔組件，且機身的兩側分別設置有履帶驅動組件，光伏清潔機器人在履帶驅動組件的驅動下進行行走，并通過清潔組件對光伏電站中的光伏陣列中的光伏組件進行清潔作業(yè)；履帶驅動組件上設置有輪式編碼器，輪式編碼器用于獲取履帶驅動組件的轉速并得到輪式里程計，履帶驅動組件上還設置有慣性測量單元，慣性測量單元用于測量機身的姿態(tài)信息，然后將輪式里程計和姿態(tài)信息進行耦合作為光伏清潔機器人的基礎定位。本技術可提高光伏清潔機器人的自動化程度，從而達到實現節(jié)約人力和降低電站維護成本的目的。

技術研發(fā)人員：吳清健,陳應洪
受保護的技術使用者：深圳怪蟲機器人有限公司
技術研發(fā)日：20240424
技術公布日：2024/12/30