一种清洗机器人转移的方法和设备与流程

本发明涉及光伏清洗技术领域，更具体地说，涉及一种清洗机器人转移的方法。本发明还涉及一种清洗机器人转移的设备。

背景技术：

随着社会对清洁能源的需求不断增加，光伏应用也不断深入和细化，从研发到应用的各个环节，多种不同种类的光伏设备逐渐被应用于实际生产制造中。

光伏设备在使用的过程中，需要对光伏板进行清洗，一般采用清洗机器人对光伏板进行清洗，但是清洗机器人对光伏板清洗完成之后需要被转运至下一块待清洗的光伏板，现有技术中，由于清洗机器人不能够直接由一块光伏板行驶至另一块待清洗的光伏板，一般采用人工或其它搬运设备将清洗机器人进行转移。

手动对清洗机器人进行转移的方法，增加了人力成本，同时也使清洗机器人的清洗效率降低，不能够连续清洗作业；采用搬运设备对清洗机器人进行转移的过程中，清洗机器人需要借助人工移动至搬运设备，同样增加人力成本。

综上所述，如何提供一种可自动对清洗机器人进行转移的方法，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种清洗机器人转移的方法，可实现清洗机器人的自动转移。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种清洗机器人转移的方法，包括：

控制激光源沿x轴移动并对目标物体进行激光扫描，以获取数据点的坐标；

根据所述数据点的坐标，确定所述清洗机器人所在平面；

控制转移平台移动至与所述清洗机器人所在平面匹配的位置，以使所述清洗机器人移动至所述转移平台；

控制所述转移平台带动所述清洗机器人移动至目标位置。

优选的，所述根据所述数据点的坐标，确定所述清洗机器人所在平面包括：

对所述数据点进行筛选，确定拟合用数据点；

根据所述拟合用数据点，确定所述清洗机器人所在平面。

优选的，所述对所述数据点进行筛选，确定拟合用数据点包括：

获取用于筛选所述数据点的z坐标标准，判断所述数据点的z坐标是否符合所述z坐标标准，将z坐标不符合所述z坐标标准的数据点剔除，得到筛选用数据点；

获取用于筛选所述数据点的距离标准，判断相邻所述筛选用数据点之间的距离是否符合所述距离标准，将不符合所述距离标准的筛选用数据点剔除，得到区分用数据点；

获取用于筛选所述区分用数据点的y坐标标准，根据所述y坐标标准判断所述区分用数据点是否符合所述y坐标标准，将不符合所述y坐标标准的区分用数据点进行剔除，或根据所述y坐标标准将所述区分用数据点进行分离；得到删除用数据点；

获取所述删除用数据点法向量标准，判断所述删除用数据点所在平面法向量是否符合所述法向量标准，将不符合所述法向量标准的所述删除用数据点剔除，得到拟合用数据点。

优选的，所述根据所述拟合用数据点，确定所述清洗机器人所在平面包括：

s221：选择部分拟合用数据点，并根据选择的拟合用数据点的坐标确定预拟合平面；

s222：判断是否超过一半的所述拟合用数据点位于所述预拟合平面；

s223：若是，则确定所述预拟合平面为所述拟合平面，若否，则重新选择部分拟合用数据点并返回步骤s221。

优选的，所述确定所述预拟合平面为所述拟合平面之后包括：

根据位于所述拟合平面内的所述拟合用数据点的坐标，确定所述拟合平面的平面形状和平面边界，以确定所述清洗机器人所在平面。

优选的，所述控制转移平台移动至与所述清洗机器人所在平面匹配的位置包括：

获取所述清洗机器人所在平面的位置及角度信息；

获取所述转移平台所在位置及角度的信息；

计算得到所述转移平台需要进行的位移和角度变换；

控制所述转移平台按照所述位移和所述角度变换移动至与所述清洗机器人所在平面匹配的位置。

优选的，所述转移平台带动所述清洗机器人移动至目标位置包括：

获取所述目标位置的位置及角度信息；

控制所述清洗机器人由所述转移平台移动至所述目标位置。

一种清洗机器人转移的设备，包括：

激光装置，用于沿x轴方向移动，并进行激光扫描；

搬运装置，用于将所述清洗机器人移动至目标位置；

控制装置，用于控制所述激光源沿x轴移动并对所述目标物体进行激光扫描，以获取数据点的坐标；根据所述数据点的坐标，确定所述清洗机器人所在平面；控制转移平台移动至与所述清洗机器人所在平面匹配的位置，以使所述清洗机器人移动至所述转移平台；控制所述转移平台带动所述清洗机器人移动至目标位置。

优选的，所述激光装置包括：

激光源，用于进行激光扫面；

移动部件，用于带动所述激光源沿x轴移动。

优选的，所述控制装置包括：

筛选部件，用于对所述数据点进行筛选，确定所述拟合用数据点；

拟合部件，用于根据所述拟合用数据点，确定所述清洗机器人所在平面。

本发明提供的一种清洗机器人转移的方法，包括：控制激光源沿x轴移动并对目标物体进行激光扫描，以获取数据点的坐标；根据数据点的坐标，确定清洗机器人所在平面；控制转移平台移动至与清洗机器人所在平面匹配的位置，以使清洗机器人移动至转移平台；控制转移平台带动清洗机器人移动至目标位置。

本发明提供的清洗机器人转移的方法可以使清洗机器人实现自动转移，避免了清洗机器人在工作的过程中需要人工进行转移的问题，提高了清洗效率。

另外，本发明还提供了一种清洗机器人转移的设备，可以对清洗机器人进行转移。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的清洗机器人转移的方法的具体实施例一的流程示意图；

图2为图1中步骤s2的流程示意图；

图3为图2中步骤s21的流程示意图；

图4为图2中步骤s22的流程示意图；

图5为图1步骤s3的流程示意图；

图6为图1步骤s4的流程示意图；

图7为清洗机器人转移的设备的模块示意图；

图8为图7所示清洗机器人转移的设备的结构示意图；

图9为图8所示搬运装置的具体实施例二的结构示意图；

图10为图8所示清洗机器人转移的设备应用于清洗系统的结构示意图。

图1-10中：

1为激光源、2为搬运装置、3为激光装置、4为控制装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种清洗机器人转移的方法，可以实现清洗机器人的自动转移，替代人工转移的过程。本发明的另一核心是提供一种应用此清洗机器人转移的方法的清洗机器人转移的设备。

请参考图1-10，图1为本发明所提供的清洗机器人转移的方法的具体实施例一的流程示意图；图2为图1中步骤s2的流程示意图；图3为图2中步骤s21的流程示意图；图4为图2中步骤s22的流程示意图；图5为图1步骤s3的流程示意图；图6为图1步骤s4的流程示意图；图7为清洗机器人转移的设备的模块示意图；图8为图7所示清洗机器人转移的设备的结构示意图；图9为图8所示搬运装置的具体实施例二的结构示意图；图10为图8所示清洗机器人转移的设备应用于清洗系统的结构示意图。

本发明提供的一种清洗机器人转移的方法包括：

步骤s1：控制激光源1沿x轴移动并对目标物体进行激光扫描，以获取数据点的坐标。

步骤s2：根据数据点的坐标，确定清洗机器人所在平面。

步骤s3：控制转移平台移动至与清洗机器人所在平面匹配的位置，以使清洗机器人移动至转移平台。

步骤s4：控制转移平台带动清洗机器人移动至目标位置。

上述步骤中，需要进行说明的是，转移平台移动至与清洗机器人所在平面匹配的位置是指：转移平台的边缘与清洗机器人所在平面的边缘接触，且转移平台的台面与清洗机器人所在平面重合，从而使清洗机器人自动移动至转移平台；例如：清洗机器人可以是可自动行驶的清洗机器人，控制清洗机器人自动行驶至转移平台。

另外，在利用激光对包含有目标物体的周围环境进行扫描的过程中，激光照射于物体表面之后，物体表面对激光进行反射，根据反射光线的速度及方向，可以得到数据点的坐标。

由于激光源1在进行激光扫描的过程中会得到大量的数据点，因此可以根据得到的数据点的坐标确定拟合平面。

根据数据点的坐标确定拟合平面的过程可以是将数据点坐标带入平面函数，也可以通过其它拟合的方式实现，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

在上述实施例的基础上，根据数据点的坐标，确定清洗机器人所在平面包括：

步骤s21：对数据点进行筛选，确定拟合用数据点。

步骤s22：根据拟合用数据点，确定清洗机器人所在平面。

上述步骤中，对数据点进行筛选，得到拟合用数据点，主要是剔除激光扫描到的不位于目标物体上的点，具体的判断标准可以根据实际情况确定，在此不做赘述。

拟合用数据点是指剔除了不位于目标物体上的点之后剩余的数据点，根据拟合用数据点的坐标拟合得到拟合平面，会使拟合平面更接近现实中目标物体的平面。

在上述实施例的基础上，对数据点进行筛选，确定拟合用数据点包括：

步骤s211：获取用于筛选数据点的z坐标标准，判断数据点的z坐标是否符合z坐标标准，将z坐标不符合z坐标标准的数据点剔除，得到筛选用数据点。

步骤s212：获取用于筛选数据点的距离标准，判断相邻筛选用数据点之间的距离是否符合距离标准，将不符合距离标准的筛选用数据点剔除，得到区分用数据点。

步骤s213：获取用于筛选区分用数据点的y坐标标准，根据y坐标标准判断区分用数据点是否符合y坐标标准，将不符合y坐标标准的区分用数据点进行剔除，得到拟合用数据点。

步骤s214：获取删除用数据点法向量标准，判断删除用数据点所在平面法向量是否符合法向量标准，将不符合法向量标准的删除用数据点剔除，得到拟合用数据点。

上述步骤中，z坐标标准可以是事先已经确定的数值，筛选时直接输入，由于激光源1的扫描范围较广，因此数据点中包含许多z坐标不符合z坐标标准的数据点，对其进行剔除，得到筛选用数据点。

在使用本发明提供的激光识别的方法对光伏清洗系统中清洗机器人所在平面进行识别的过程中，距离标准为15mm至25mm，优选的，距离标准为20mm。

在判断的过程中，对每个筛选用数据点及与其相邻的筛选用数据点之间的距离进行计算，判断此距离是否符合距离标准；例如对其中一个筛选用数据点进行判断：首先计算此筛选用数据点与其周围相邻点之间的距离，若此距离均符合距离标准，则此筛选用数据点不需要剔除，若此距离中存在不符合距离标准的数值，则此筛选用数据点不符合要求，需要剔除。

需要进行说明的是，筛选用数据点之间的距离与激光源1沿x轴移动的速度，以及目标物体距离激光源1的距离有关，因此，距离标准需要根据实际情况确定，在此不做赘述。

在进行激光扫描的过程中，会对目标物体周围的环境进行扫描。为了使拟合用数据点更加精确，可以根据y坐标标准对区分用数据点的y坐标进行筛选或分离。

需要进行说明的是，搬运装置2平台所在平面为已知数据时，目标物体为清洗机器人所在平面，获取y坐标标准后，判断区分用数据点是否符合y坐标标准，将不符合y坐标标准的区分用数据点剔除，得到删除用数据点；当搬运装置2平台所在平面为未知数据时，目标物体为清洗机器人所在平面和搬运装置2平台所在平面，获取y坐标标准后，根据y坐标标准对区分用数据点进行区分，得到删除用数据点，此时的删除用数据点包括两部分，一部分为清洗机器人所在平面的删除用数据点，一部分为搬运装置2平台所在平面的删除用数据点。

删除用数据点所在平面是指：删除用数据点与其周围相邻或距离较近的点所组成的平面，由于删除用数据点的分布很密集，在得到删除用数据点之后，基本可以确定目标物体平面的法向量的大致范围。

当目标物体仅为清洗机器人所在平面时，得到删除用数据点之后，确定清洗机器人所在平面的法向量近似值，然后将删除用数据点及其相邻或距离较近的删除用数据点拟合为平面，将此平面的法向量与清洗机器人所在平面的近似法向量进行比较，若不符合清洗机器人所在平面法向量的近似值，则对相应的删除用数据点进行剔除。当目标物体为清洗机器人所在平面和搬运装置2平台所在平面时，分别得到清洗机器人所在平面的近似法向量和搬运装置2平台所在平面的近似法向量，然后对清洗机器人所在平面删除用数据点所在平面的法向量与清洗机器人所在平面的近似法向量数值进行对比，将不符合清洗机器人所在平面法向量的近似值的删除用数据点剔除，得到清洗机器人所在平面的拟合用数据点；对搬运装置2平台所在平面的删除用数据点所在平面的法向量与搬运装置2平台所在平面的近似法向量数值进行对比，将不符合搬运装置2平台所在平面法向量的近似值的删除用数据点剔除，得到搬运装置2平台所在平面的拟合用数据点。

在上述实施例的基础上，根据拟合用数据点，确定清洗机器人所在平面包括：

步骤s221：选择部分拟合用数据点，并根据选择的拟合用数据点的坐标确定预拟合平面。

步骤s222：判断是否超过一半的拟合用数据点位于预拟合平面。

步骤s223：若是，则确定预拟合平面为拟合平面，若否，则重新选择部分拟合用数据点并返回步骤s221。

上述步骤中，需要进行说明的是，拟合用数据点为清洗机器人所在平面的拟合用数据点或搬运装置2平台所在平面的拟合用数据点。当目标物体为清洗机器人所在平面和搬运装置2平台所在平面时，上述步骤需进行两次，得到清洗机器人所在平面之后重复一次，得到搬运装置2平台所在平面。在根据拟合用数据点确定拟合平面的过程中，需要选择一个最优平面，使至少超过一半的拟合用数据点位于拟合平面内。

确定拟合平面之后包括：根据拟合用数据点中位于拟合平面内的数据点的坐标，确定拟合平面的平面形状和平面边界，以确定清洗机器人所在平面的外边界。

可以通过对位于拟合平面内的数据点的坐标进行统计，确定位于拟合平面内的数据点的坐标的极限数值，从而拟合出目标物体的边界和形状。

在上述实施例的基础上，控制转移平台移动至与清洗机器人所在平面匹配的位置包括：

步骤s31：获取清洗机器人所在平面的位置及角度信息。

步骤s32：获取转移平台所在位置及角度的信息。

步骤s33：计算得到转移平台需要进行的位移和角度变换。

步骤s34：控制转移平台按照位移和角度变换移动至与清洗机器人所在平面匹配的位置。

上述步骤中，可以通过拟合平面得到清洗机器人所在平面的位置及角度信息，并且获取转移平台自身的位置及角度信息，计算得到转移平台移动至与清洗机器人所在平面匹配的位置需要进行的位移和转动，控制转移平台移动至与清洗机器人所在平面匹配的位置。具体的，可以是转移平台先移动至与清洗机器人所在平面共面的位置，然后移动至与清洗机器人所在平面边缘相邻的位置，当然也可以通过其他方式进行移动，具体根据实际情况确定。

在上述实施例的基础上，转移平台带动清洗机器人移动至目标位置包括：

步骤s41：获取目标位置的位置及角度信息。

步骤s42：控制清洗机器人由转移平台移动至目标位置。

在上述步骤中，清洗机器人是可以自动移动的清洗装置，获取目标位置的位置信息之后，且转移平台已经移动至与清洗机器人所在平面匹配的位置，则可控制清洗机器人自动行驶至目标位置。

需要进行说明的是，本发明提供的清洗机器人转移的方法可以应用于清洗机器人由光伏板移动至转移平台的过程中，也可以应用于清洗机器人由转移平台移动至待清洗光伏板的过程中。

在光伏清洗系统中，可以通过本发明提供的清洗机器人转移的方法对清洗机器人进行转移。在使用本发明提供的方法对清洗机器人所在光伏板的平面进行识别的过程中，由于清洗机器人停留至光伏板的边缘位置，因此清洗机器人的存在并不会影响激光扫描结果。

需要进行说明的是，为了使激光源1在扫描的过程中目标物体能够完全被扫描到，可以使激光的扫描范围为180°至200°之间，优选的，激光的扫描范围为190°，且每隔0.5°发射一个扫描点，并且单次扫描点所组成的平面平行于z轴与y轴组成的平面。

需要进行说明的是，本发明中提到的x轴、y轴、z轴均位于激光源1所在的坐标系中，当目标物体仅为清洗机器人所在平面时，搬运装置2平台所在平面为已知，但是搬运装置2平台所在平面的坐标系为移动设备所在坐标系，此处的移动设备是指可以将清洗机器人和搬运装置2同时进行移动的移动设备，因此需将搬运装置2平台所在平面的坐标系进行转换，得到搬运装置2平台所在平面在激光坐标系中的数值，转换过程需要根据实际情况确定，在此不做赘述。

除了上述清洗机器人转移的方法，本发明还提供一种应用上述实施例公开的清洗机器人转移的方法的清洗机器人转移的设备，包括用于沿x轴方向移动，并进行激光扫描的激光装置3、用于将清洗机器人移动至目标位置的搬运装置2以及控制装置4，控制装置4用于控制激光源1沿x轴移动并对目标物体进行激光扫描，以获取数据点的坐标；根据数据点的坐标，确定清洗机器人所在平面；控制转移平台移动至与清洗机器人所在平面匹配的位置，以使清洗机器人移动至转移平台；控制转移平台带动清洗机器人移动至目标位置。该清洗机器人转移的设备的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

需要进行说明的是，目标物体可以是只有清洗机器人所在平面，也可以是既包括清洗机器人所在平面也包括搬运装置2平台所在平面。

在上述实施例的基础上，激光装置3包括用于进行激光扫面的激光源1和用于带动激光源1沿x轴移动的移动部件。

移动部件可以是导轨滑块结构，也可以是同步轮、同步带结构，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

在上述实施例的基础上，控制装置4包括筛选部件和拟合部件，筛选部件用于对数据点进行筛选，以得到拟合用数据点；拟合部件用于根据拟合用数据点确定清洗机器人所在平面。

优选的，筛选部件包括z坐标筛选单元、距离筛选单元、y坐标筛选单元和法向量筛选单元，z坐标筛选单元用于获取z坐标标准，判断数据点的z坐标是否符合z坐标标准，将z坐标不符合z坐标标准的数据点剔除，得到筛选用数据点；距离筛选单元用于获取距离标准，判断相邻筛选用数据点之间的距离是否符合距离标准，将不符合距离标准的筛选用数据点剔除，得到区分用数据点；y坐标筛选单元用于获取y坐标标准，根据y坐标标准判断区分用数据点是否符合y坐标标准，将不符合y坐标标准的区分用数据点进行剔除，或根据y坐标标准将区分用数据点进行分离；得到删除用数据点；法向量筛选单元用于获取删除用数据点法向量标准，判断删除用数据点所在平面法向量是否符合法向量标准，将不符合法向量标准的删除用数据点剔除，得到拟合用数据点。

优选的，拟合部件包括选择单元、判断单元和定义单元，选择单元用于选择部分拟合用数据点，并根据选择的拟合用数据点的坐标确定预拟合平面；判断单元用于判断是否超过一半的拟合用数据点位于预拟合平面；定义单元用于确定拟合平面，若超过一半的拟合用数据点位于预拟合平面，则确定预拟合平面为拟合平面，若不超过一半的拟合用数据点位于预拟合平面，则传递信息给选择单元重新选择部分拟合用数据点，并继续上述步骤操作。

在上述实施例的基础上，控制装置4包括信息获取单元、计算单元和控制器，信息获取单元用于获取清洗机器人所在平面的位置及角度信息，以及转移平台所在位置及角度信息；计算单元用于计算得到转移平台需要进行的位移和角度变换；控制器用于控制转移平台按照位移和角度变换移动至清洗机器人所在平面。

同时，控制器还可以控制移动部件的移动和清洗机器人的移动。

在另一具体实施例中，激光装置3包括激光源1和沿x轴方向安装的导轨以及可沿导轨滑动的滑块，激光源1与滑块固定连接，控制装置4与激光装置3连接，用于控制激光源1的运动以及激光发射频率。搬运装置2能够实现多个直线自由度以及旋转自由度的运动，可以在每个自由度均安装相应的驱动元件用于驱动搬运装置2实现多自由度的移动，搬运装置2设置有用于放置清洗机器人的转移平台，搬运装置2移动或旋转的过程中，带动转移平台移动或旋转；为了方便控制装置4对搬运装置2的移动进行控制，可以在搬运装置2设置用于检测搬运装置2各个自由度的传感器，能够将搬运装置2各自由度的变化量反馈给控制装置4，也可以用于检测搬运装置2的调整是否到位，形成闭环控制。

搬运装置2可以是图8所示的可多自由度移动和转动的结构，也可以是图9所示的三点支撑结构，或者是其它结构，但需保证能够实现清洗机器人的转移。

另外，本发明提供的清洗机器人转移的方法和设备还可以应用于光伏板或其它设备的清洗系统中，如图10所示，搬运装置2设置于用于移动清洗机器人的移动设备上，且移动设备可同时放置多个清洗机器人。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本发明所提供的清洗机器人转移的方法和设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。