一种车载光伏清扫机的运行控制方法、清扫机、存储介质

技术领域

本申请涉及光伏清扫领域，尤其涉及一种车载光伏清扫机的运行控制方法、清扫机、存储介质。

背景技术

车载光伏清扫机由移动式机器人和清扫机构组成，机器人通过自主导航技术在光伏电站行走，在行走时带动清扫机构对光伏组件进行清扫。

当机器人行走在不平整地面时，清扫机构与光伏面板的距离和角度会不停的变化，如果此时不对清扫机构的高度及角度进行调整，则会导致清扫机构脱离光伏组件或过度挤压光伏组件，影响清扫效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供一种车载光伏清扫机的运行控制方法、清扫机、存储介质。

具体的，本申请的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种车载光伏清扫机的运行控制方法，所述车载光伏清扫机包括移动式机器人和清扫机构，所述移动式机器人行走时通过机械臂带动所述清扫机构对光伏组件进行清扫，所述运行控制方法包括：

获取第一距离和第二距离；所述第一距离为所述清扫机构的上端与所述光伏组件之间的距离，所述第二距离为所述清扫机构的下端与所述光伏组件之间的距离；

根据所述第一距离和所述第二距离，计算所述机械臂的第一控制角度和第二控制角度；

根据所述第一控制角度和所述第二控制角度，控制调整所述机械臂，以便于调整所述清扫机构相对于所述光伏组件的位置。

在一些实施方式中，所述的根据所述第一距离和所述第二距离，计算所述机械臂的第一控制角度，包括：

根据所述第一距离、所述第二距离以及所述清扫机构的上端和下端之间的间距，计算所述清扫机构所在平面与所述光伏组件所在平面之间的夹角；

根据预设的控制比例和所述夹角，计算得到所述第一控制角度。

在一些实施方式中，所述的根据所述第一距离和所述第二距离，计算所述机械臂的第二控制角度，包括：

根据所述第一距离和所述第二距离，计算所述清扫机构和所述光伏组件之间的预测距离；

根据所述预测距离以及所述预测距离对应的控制比例，计算所述第二控制角度。

在一些实施方式中，所述的根据所述第一距离和所述第二距离，计算所述机械臂的第一控制角度和第二控制角度之前，还包括：对所述第一距离和所述第二距离进行均值滤波处理。

第二方面，本申请提供一种车载光伏清扫机，包括：

移动式机器人，通过自身的机械臂与清扫机构连接，用于在执行清扫任务时，沿着清扫路线行走并通过所述机械臂带动所述清扫机构对所述光伏组件进行清扫作业；

清扫机构，安装于所述机械臂末端，所述清扫机构的上端安装有第一测距组件，所述清扫机构的下端安装有第二测距组件；

所述第一测距组件和所述第二测距组件分别用于采集第一距离和第二距离，以便于控制单元根据所述第一距离和所述第二距离对所述机械臂进行控制，调整所述清扫机构相对于所述光伏组件的位置；

其中，所述第一距离为所述清扫机构的上端与所述光伏组件之间的距离，所述第二距离为所述清扫机构的下端与所述光伏组件之间的距离。

在一些实施方式中，所述控制单元，安装在所述移动式机器人内部，包括：

处理器，用于根据所述第一距离和所述第二距离，计算所述机械臂的第一控制角度和第二控制角度；

控制模块，用于根据所述第一控制角度和所述第二控制角度，控制调整所述机械臂，以便于调整所述清扫机构相对于所述光伏组件的位置。

在一些实施方式中，所述处理器，包括：

第一计算模块，用于根据所述第一距离、所述第二距离以及所述清扫机构的上端和下端之间的间距，计算所述清扫机构所在平面与所述光伏组件所在平面之间的夹角；

所述第一计算模块，还用于根据预设的控制比例和所述夹角，计算得到所述第一控制角度。

在一些实施方式中，所述处理器，还包括：

第二计算模块，用于根据所述第一距离和所述第二距离，计算所述清扫机构和所述光伏组件之间的预测距离；

所述第二计算模块，还根据所述预测距离以及所述预测距离对应的控制比例，计算所述第二控制角度。

在一些实施方式中，在与所述清扫机构平行的平面，对应与所述清扫结构的上端、下端及中间，对称于所述清扫机构两侧，分别各自安装有两个激光传感器；对称于所述清扫机构的上端安装的两个所述激光传感器构成所述第一测距组件；对称于所述清扫机构的下端安装的两个所述激光传感器构成所述第二测距组件。

在一些实施方式中，对称于所述清扫机构的中间安装的两个所述激光传感器实时获取所述清扫机构与所述光伏组件的实际距离，以便所述清扫机构对所述光伏组件形成有效清扫。

第三方面，本申请还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现上述任一项所述的车载光伏清扫机的运行控制方法所执行的操作。

与现有技术相比，本申请至少具有以下一项有益效果：

(1)本申请能够在清扫过程中实时对清扫机构的位置进行调整，避免清扫机构脱离光伏组件或过度挤压光伏组件等问题，既保证了清扫效果，又不会造成清扫机构或光伏组件损坏。

(2)本申请将获取到的距离值转换为机械臂的控制角度，在清扫机构进行作业时能够实时进行调整，有利于提高光伏清扫效率。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本申请的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本申请中一种车载光伏清扫机的运行控制方法的一个实施例的流程图；

图2是本申请中一种车载光伏清扫机的运行控制方法的另一个实施例的流程图；

图3是本申请中机械臂、清扫结构和光伏组件位置示意图；

图4是本申请中一种车载光伏清扫机的一个实施例中测距组件安装位置示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本申请的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与申请相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

目前，光伏电站多采用光伏清扫设备对光伏组件表面进行清扫，常见的有车载光伏清扫机，由移动式机器人和清扫机构组成，移动式机器人自身安装有机械臂，机械臂末端与清扫机构连接。在执行清扫任务时，移动式机器人按照设定好的路线沿着光伏组件行走，并通过清扫机构对光伏组件进行清扫。通常，清扫机构与光伏组件保持合适的距离，并且清扫机构的倾斜角度与光伏组件的角度保持一致，确保清扫机构上安装的毛刷等装置在工作时能够对光伏组件进行有效清洁，同时不至于挤压光伏组件。

由于清扫机构通过移动式机器人带动来完成清扫作业，因此当地面不平整时，移动式机器人行走发生颠簸，会导致清扫机构与光伏组件之间的距离以及清扫机构的倾斜角度发生变化，使清扫机构相对于光伏组件的位置发生改变。如果清扫机构的位置不合适，清扫机构所在平面无法与光伏组件所在平面保持平行，例如清扫机构上端或下端翘起，另一端过于贴近光伏组件；或者清扫机构高度过高，距离光伏组件过远，这时即时两个平面保持平行也无法对光伏组件进行清扫。

此时，如果不对清扫机构的高度及角度进行调整，则可能造成清扫机构与光伏组件过度接触，导致清扫机构过度挤压光伏组件，严重情况下会导致光伏组件和清扫机构损坏，影响光伏电站正常发电；还有可能出现清扫机构脱离光伏组件从而降低清扫效果。

基于上述问题，本申请实施例提供一种车载光伏清扫机的运行控制方法，将清扫机构与光伏组件之间的距离转换为机械臂的控制角度，通过控制机械臂来调整清扫机构相对于光伏组件的位置。

下面结合附图进行说明，如图1所示，本申请的一个实施例，一种车载光伏清扫机的运行控制方法，车载光伏清扫机包括移动式机器人和清扫机构，所述移动式机器人行走时通过机械臂带动所述清扫机构对光伏组件进行清扫，包括步骤：

S101获取第一距离和第二距离；第一距离为清扫机构的上端与光伏组件之间的距离，第二距离为清扫机构的下端与光伏组件之间的距离。

S102根据第一距离和第二距离，计算机械臂的第一控制角度和第二控制角度。

S103根据第一控制角度和第二控制角度，控制调整机械臂，以便于调整清扫机构相对于光伏组件的位置。

具体的，机械臂包括若干运动关节，各运动关节依次连接组成机械臂，每个运动关节都有一个对应的控制角度，通过改变这个控制角度，可以控制调整机械臂末端的位置。本实施例中，基于清扫机构上下端与光伏组件之间的距离，来计算得到机械臂运动关节的控制角度，从而通过机械臂带动清扫机构调整到合适的高度和角度。在现有的清扫机构位置调整方法中，大多都是在清扫机构上安装多个测距传感器，如果传感器测量到的距离值不合适(过大或过小)，直接缩短或增加清扫机构与光伏组件之间的距离来进行调整，但是这种方法操作繁琐，且对于清扫机构与光伏组件之间的角度往往需要多次反复调整才能调整到合适的位置，效率较低。

本实施例中，将获取到的距离值转换为机械臂的控制角度，在清扫机构进行作业时能够实时进行调整，操作更加方便、效率更高，能够避免清扫机构因高度和倾斜角度不合适导致脱离光伏组件或挤压光伏组件的问题。

本申请的一个实施例，如图2所示，一种车载光伏清扫机的运行控制方法，包括步骤：

S201获取第一距离和第二距离；第一距离为清扫机构的上端与光伏组件之间的距离，第二距离为清扫机构的下端与光伏组件之间的距离。

S202根据第一距离、第二距离以及清扫机构的上端和下端之间的间距，计算清扫机构所在平面与光伏组件所在平面之间的夹角。

S203根据预设的控制比例和夹角，计算得到第一控制角度。

具体的，如图3所示，清扫机构位置不合适时，清扫机构所在平面会与光伏组件所在平面形成一个夹角α，通过该夹角可计算出机械臂的其中一个控制角度Δθ

Δθ

α＝tan((a-b)/l)；

其中，l为清扫机构上端和下端之间的间距，a、b分别为第一距离和第二距离，k

S204根据第一距离和第二距离，计算清扫机构和光伏组件之间的预测距离。

S205根据预测距离以及预测距离对应的控制比例，计算第二控制角度。

具体的，如图3所示，θ

Δθ

其中，100为基准高度值，使机械臂末端距离光伏组件的高度至少为100mm左右，当然，100仅为举例说明，在具体实施时可根据实际控制要求适当调高该基准高度值；k

表1x

S206根据第一控制角度和第二控制角度，控制调整机械臂，以便于调整清扫机构相对于光伏组件的位置。

根据上述计算得到的Δθ

基于相同的技术构思，本申请还提供一种车载光伏清扫机，包括移动式机器人和清扫机构，其中：

移动式机器人，通过自身的机械臂与清扫机构连接，用于在执行清扫任务时，沿着清扫路线行走并通过机械臂带动清扫机构对光伏组件进行清扫作业。

清扫机构，安装于机械臂末端，清扫机构的上端安装有第一测距组件，清扫机构的下端安装有第二测距组件。第一测距组件和第二测距组件分别用于采集第一距离和第二距离，以便于控制单元根据第一距离和第二距离对机械臂进行控制；其中，第一距离为清扫机构的上端与光伏组件之间的距离，第二距离为清扫机构的下端与光伏组件之间的距离。

进一步的，第一测距组件和第二测距组件可按照图3中示出的方式进行设置，具体的：

与清扫机构平行的平面，对应与清扫结构的上端、下端及中间，对称于清扫机构两侧，分别各自安装有两个激光传感器；

对称于清扫机构的上端安装的两个激光传感器构成第一测距组件；对称于清扫机构的下端安装的两个激光传感器构成第二测距组件。如图4所示，在清扫机构的两侧各对称安装有两个单点激光传感器，以向左为前进方向、向右为后退方向，当清扫机构前进时，通过清扫机构左侧的上端及下端两个激光传感器采集清扫机构上下两端与光伏组件之间的距离；当清扫机构后退时，则通过清扫机构右侧的两个传感器采集相应数据。在一些实施方式中，如果清扫机构只需要进行单向清扫作业，也可只在清扫机构的一侧安装上下两个传感器。

清扫机构的中间，安装有两个激光传感器，两个激光传感器分别对称安装于清扫机构的两侧。具体的，可根据清扫机构中间设置的两个传感器采集到的数据来计算清扫机构与光伏组件的实际距离。在多种实施方式中，清扫机构中间的激光传感器实时检测清扫机构与光伏组件的实际距离，为清扫机构与光伏组件的间距调整提供有效反馈。

清扫机构的上端对称安装的两个激光传感器，构成第一测距组件；清扫机构的下端对称安装的两个激光传感器，构成第二测距组件。当清扫机构执行清扫作业时，位于行走方向前方一侧的一对激光传感器用来进行预测控制，因为侧面的传感器测得是清扫结构前方的高度数据，所以对桥架可以有个预测判断，如果判断前方为桥架或者高度不同的光伏组件时，可以提前抬起清扫机构；中间一对激光传感器用来进行实时控制，从而实现在地面不平整时，使清扫结构始终与光伏面板保持合适的距离与高度。通过预测控制与实时控制相结合，使调节过程更加平滑，清扫更加顺畅。

在一个实施例中，在前述实施例的基础上，控制单元安装在移动式机器人内部或安装在移动式机器人以外的其他控制端，控制单元具体包括：

处理器，用于根据第一距离和第二距离，计算机械臂的第一控制角度和第二控制角度。

控制模块，用于根据第一控制角度和第二控制角度，控制调整机械臂，以便于调整清扫机构相对于光伏组件的位置。

在一个实施例中，处理器110包括：第一计算模块，用于根据第一距离、第二距离以及清扫机构的上端和下端之间的间距，计算清扫机构所在平面与光伏组件所在平面之间的夹角；第一计算模块，还用于根据预设的控制比例和夹角，计算得到第一控制角度。

在前述实施例的基础上，处理器110还包括：第二计算模块，用于根据第一距离和第二距离，计算清扫机构和光伏组件之间的预测距离；第二计算模块，还根据预测距离以及预测距离对应的控制比例，计算第二控制角度。

需要说明的是，本申请提供的车载光伏清扫机的实施例与前述提供的车载光伏清扫机的运行控制方法的实施例均基于同一发明构思，能够取得相同的技术效果。因而，车载光伏清扫机的实施例的其它具体内容可以参照前述车载光伏清扫机的运行控制方法的实施例内容的记载。

本发明的一个实施例，一种存储介质，存储介质中存储有至少一条指令，指令由处理器加载并执行以实现上述车载光伏清扫机的运行控制方法对应实施例所执行的操作。例如，存储介质可以是只读内存(ROM)、随机存取存储器(RAM)、只读光盘(CD-ROM)、磁带、软盘和光数据存储设备等。它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。