一种基于视觉SLAM的光伏清洁机器人的制作方法

本技术涉及一种基于视觉slam的光伏清洁机器人。

背景技术：

1、太阳能光伏作为一种可再生清洁能源，已成为当今全球能源变革的重要力量。太阳能电池板表面容易积累风沙、灰尘等污垢，若没有及时科学专业的清洁和监测等维护作业，最高可导致组件发电功率衰减40％-60％，发电量下降20％-30％。因此，通过合理科学地清洁和维护太阳能电池板以及对组件的悉心养护来提升电站发电量和效益的理念，受到业界认可。

2、目前市面上主要需依靠在光伏阵列添加特定的感应装置或固定装置进行定位，维持机器在光伏阵列上的行走、清洁或监测等作业。这样的添加特定感应装置或固定装置的感应方式，不仅增加了设备成本，而且容易受光伏阵列的大小和形状的限制导致无法安装附加装置。安装轨道或信号基站等特定感应装置后，设备只能在当前区域使用，无法在另外的未改造的电站使用，严重影响作业效率和经济效益。

3、目前市面上依靠视觉slam(同步定位与建图)的光伏清洁机器人主要应用在分布式电站，在清洁完某个阵列和区域后，每次换新的阵列或区域，就将重新进行初始化定位和建图，效率较低。而且无法完成在电站长期重复清洗特定的区域。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种基于视觉slam的光伏清洁机器人。

2、本实用新型的技术方案是这样的：

3、一种基于视觉slam的光伏清洁机器人，所述光伏清洁机器人包括机身，所述机身的前端和后端分别设置有清洁组件，且所述机身的两侧分别设置有履带驱动组件，所述光伏清洁机器人在所述履带驱动组件的驱动下进行行走，并通过所述清洁组件对光伏电站中的光伏阵列中的光伏组件进行清洁作业；

4、所述履带驱动组件上设置有轮式编码器，所述轮式编码器用于获取所述履带驱动组件的转速并得到轮式里程计，所述履带驱动组件上还设置有惯性测量单元，所述惯性测量单元用于测量所述机身的姿态信息，然后将所述轮式里程计和姿态信息进行耦合作为所述光伏清洁机器人的基础定位；

5、所述机身底部的前端固定设置有第一视觉传感器，所述第一视觉传感器朝向地面，且所述第一视觉传感器用于检测所述机身底部所处的光伏组件并得到第一线条特征；所述机身前部的顶端固定设置有第二视觉传感器，所述第二视觉传感器朝向所述机身的前方，且所述第二视觉传感器用于检测所述机身前方所处的光伏组件并得到第二线条特征；

6、所述机身顶部的后侧固定设置有卫星导航系统定位模块，所述卫星导航系统定位模块用于实时提供所述光伏清洁机器人的经纬度信息；

7、通过所述第一视觉传感器获得的所述第一线条特征或者所述第二视觉传感器获得的所述第二线条特征，实时构建地图和定位，按照默认特定规则和人为设置实时规划导航点和路径，完成在光伏阵列上自主探索的slam作业；

8、在首次探索新区域和预先加载新地图时，记录或提供卫星导航系统定位模块提供的经纬度信息，并对清洁作业区域做经纬度范围记录，并对应储存；在开启新一轮清洁作业任务时，先通过所述卫星导航系统定位模块提供的经纬度所述与预设的历史地图数据的经纬度范围作比较，若存在对应的范围内时则优先推荐加载对应地图，并根据对应坐标为清洁作业提供粗略精度的初始化位置和区域地图。

9、所述第一视觉传感器为第一摄像头组件，所述第一摄像头组件的参数为：720p和80度镜头。

10、所述第一视觉传感器采用可夜视ov7720摄像头。

11、所述第一视觉传感器用于检测所述机身底部所处光伏阵列中电池片的栅线以及相邻两个电池片之间的间隔。

12、所述第一视觉传感器还用于检测所述光伏清洁机器人的机身底部所处光伏阵列中光伏组件的边框、相邻两个光伏组件之间的连接组件以及相连两个光伏组件之间的距离。

13、所述第二视觉传感器为第二摄像头组件，所述第二摄像头组件的参数为：1080p和140度镜头。

14、所述第二视觉传感器采用可夜视h7650摄像头。

15、所述第二视觉传感器用于检测所述光伏清洁机器人的机身前方所处光伏阵列中相邻两个电池片之间的间隔。

16、所述第二视觉传感器还用于检测所述机身前方所处光伏阵列中光伏组件的边框、相邻两个光伏组件之间的连接组件以及相连两个光伏组件之间的距离。

17、所述卫星导航系统定位模块的型号为wtgps-300p，定位精度为1.5m。

18、本实用新型具有以下优点和有益效果：本实用新型实施例提供的基于视觉slam的光伏机器人，在清洁作业过程通过第一视觉传感器和第二视觉传感器(也即感光器件)，感知光伏组件的表面图像，并将图像数据进行语义分割处理和提取线条特征，利用边界和线条特征实时建图和定位，并融入卫星导航系统定位模块提供的经纬度信息，作为全局地图的信息记录和辅助定位，实现多场景、跨区域和可值守的高效作业。

技术特征：

1.一种基于视觉slam的光伏清洁机器人，其特征在于：所述光伏清洁机器人包括机身，所述机身的前端和后端分别设置有清洁组件，且所述机身的两侧分别设置有履带驱动组件，所述光伏清洁机器人在所述履带驱动组件的驱动下进行行走，并通过所述清洁组件对光伏电站中的光伏阵列中的光伏组件进行清洁作业；

2.根据权利要求1所述的基于视觉slam的光伏清洁机器人，其特征在于，所述第一视觉传感器为第一摄像头组件，所述第一摄像头组件的参数为：720p和80度镜头。

3.根据权利要求2所述的基于视觉slam的光伏清洁机器人，其特征在于，所述第一视觉传感器采用可夜视ov7720摄像头。

4.根据权利要求2所述的基于视觉slam的光伏清洁机器人，其特征在于，所述第一视觉传感器用于检测所述机身底部所处光伏阵列中电池片的栅线以及相邻两个电池片之间的间隔。

5.根据权利要求4所述的基于视觉slam的光伏清洁机器人，其特征在于，所述第一视觉传感器还用于检测所述光伏清洁机器人的机身底部所处光伏阵列中光伏组件的边框、相邻两个光伏组件之间的连接组件以及相连两个光伏组件之间的距离。

6.根据权利要求1所述的基于视觉slam的光伏清洁机器人，其特征在于，所述第二视觉传感器为第二摄像头组件，所述第二摄像头组件的参数为：1080p和140度镜头。

7.根据权利要求6所述的基于视觉slam的光伏清洁机器人，其特征在于，所述第二视觉传感器采用可夜视h7650摄像头。

8.根据权利要求5所述的基于视觉slam的光伏清洁机器人，其特征在于，所述第二视觉传感器用于检测所述光伏清洁机器人的机身前方所处光伏阵列中相邻两个电池片之间的间隔。

9.根据权利要求5所述的基于视觉slam的光伏清洁机器人，其特征在于，所述第二视觉传感器还用于检测所述机身前方所处光伏阵列中光伏组件的边框、相邻两个光伏组件之间的连接组件以及相连两个光伏组件之间的距离。

10.根据权利要求5所述的基于视觉slam的光伏清洁机器人，其特征在于，所述卫星导航系统定位模块的型号为wtgps-300p，定位精度为1.5m。

技术总结
本技术涉及一种基于视觉SLAM的光伏清洁机器人，光伏清洁机器人包括机身，机身的前端和后端分别设置有清洁组件，且机身的两侧分别设置有履带驱动组件，光伏清洁机器人在履带驱动组件的驱动下进行行走，并通过清洁组件对光伏电站中的光伏阵列中的光伏组件进行清洁作业；履带驱动组件上设置有轮式编码器，轮式编码器用于获取履带驱动组件的转速并得到轮式里程计，履带驱动组件上还设置有惯性测量单元，惯性测量单元用于测量机身的姿态信息，然后将轮式里程计和姿态信息进行耦合作为光伏清洁机器人的基础定位。本技术可提高光伏清洁机器人的自动化程度，从而达到实现节约人力和降低电站维护成本的目的。

技术研发人员：吴清健,陈应洪
受保护的技术使用者：深圳怪虫机器人有限公司
技术研发日：20240424
技术公布日：2024/12/30