一种光伏智能清扫机器人的控制方法及系统与流程

本发明涉及机器人控制的，特别是涉及一种光伏智能清扫机器人的控制方法及系统。

背景技术：

1、集中式光伏发电是一种以大规模集中式光伏电站为基础的发电系统；它通过将大量的光伏电池板安装在一个集中的地点，以各种形式捕捉太阳能并将其转化为电能；大型光伏电站通常被建在适合太阳能收集的地区，例如沙漠、乡村地区或广阔的空旷地带。

2、光伏清扫机器人是一种专门设计用于清洁光伏电池板的自主移动机器人；光伏电池板在使用过程中可能会积累尘埃、杂草、树叶和其他污染物，这些污染物会降低电池板的发电效率；因此，利用清扫机器人对光伏电池板进行定期清洁可以提高其性能和发电效率。

3、现有的清扫机器人大多采用定时批量清洁的方式控制其对光伏板进行清洁，由于光伏电站光伏电池板的数量巨大，且分布范围较广，因此批量清洁的方式耗时耗力，例如，需要进行清洁的一批光伏板中有一部分光伏板的污染程度并不影响发电效率，然而按现有的批量清洁方式同样需要对其进行清洁，导致清洁机器人做大量无用功，因此亟需一种能够精准定点清洁的光伏智能清扫机器人控制方法。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种能够避免不必要的清洁行为，提高清洁效率，节省时间和能源的光伏智能清扫机器人的控制方法。

2、第一方面，本发明提供了一种光伏智能清扫机器人的控制方法，所述方法包括：

3、对每个光伏发电单元赋予唯一的索引地址，所述索引地址用于供光伏智能清扫机器人定位需要进行清洁的光伏发电单元；

4、获取光伏板工作面图像信息以及光伏板发电状态信息，同一光伏发电单元上采集的所述光伏板工作面图像信息和所述光伏板发电状态信息均对应相同的索引地址；

5、利用预先构建的污垢覆盖面积占比分析模型，对所述光伏工作面图像信息进行特征识别，获得光伏板污染程度评价参数；

6、利用预先构建的光伏发电效率评估模型，对所述光伏板发电状态信息进行特征识别，获得光伏发电效率评价参数；

7、实时获取光伏发电单元所在地域的天气环境信息；

8、根据天气环境信息，获得对应光伏板污染程度评价参数的第一评价权重和对应光伏发电效率评价参数的第二评价权重；

9、根据第一评价权重和第二评价权重，对光伏板污染程度评价参数和光伏发电效率评价参数进行加权计算，获得光伏板清洁指数；

10、将光伏板清洁指数与预设阈值进行比对，当光伏板清洁指数大于预设阈值时，控制光伏智能清扫机器人按索引地址进行导向并清洁；若光伏板清洁指数未大于预设阈值，则无动作。

11、另一方面，本技术还提供了一种光伏智能清扫机器人的控制系统，所述系统包括：

12、索引分配模块，用于为每个光伏发电单元分配唯一的索引地址，所述索引地址用于供光伏智能清扫机器人定位需要进行清洁的光伏发电单元；

13、数据采集模块，用于获取光伏板工作面图像信息和光伏板发电状态信息，并发送；其中，所述光伏板工作面图像信息和光伏板发电状态信息上均标记有索引地址，同一光伏发电单元上采集的光伏板工作面图像信息和光伏板发电状态信息对应相同的索引地址；

14、参数评估模块，用于接收光伏板工作面图像信息和光伏板发电状态信息，并利用预先构建的污垢覆盖面积占比分析模型，对光伏工作面图像信息进行特征识别，以获取光伏板污染程度评价参数，并发送；同时利用预先构建的光伏发电效率评估模型，对光伏板发电状态信息进行特征识别，以获得光伏发电效率评价参数，并发送；

15、天气信息获取模块，用于实时获取光伏发电单元所在地域的天气环境信息，并发送；

16、评价权重调取模块，用于接收天气环境信息，并根据天气环境信息，确定对应光伏板污染程度评价参数的第一评价权重和对应光伏发电效率评价参数的第二评价权重；

17、指数计算模块，用于接收第一评价权重和第二评价权重，并根据第一评价权重和第二评价权重对光伏板污染程度评价参数和光伏发电效率评价参数进行加权计算，得到光伏板清洁指数，并发送；

18、清洁控制模块，用于接收光伏板清洁指数，并将光伏板清洁指数与预设阈值进行比对；当光伏板清洁指数大于预设阈值时，控制光伏智能清扫机器人按索引地址进行导向并清洁；若光伏板清洁指数未大于预设阈值，则无动作。

19、第三方面，本技术提供了一种电子设备，包括总线、收发器、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述任意一项所述方法中的步骤。

20、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述方法中的步骤。

21、进一步地，所述光伏板发电状态信息包括光照强度、电压、电流和温度。

22、进一步地，所述获得光伏板污染程度评价参数的方法，包括：

23、根据光伏板工作面图像信息提取与污染程度相关的特征，包括颜色分布、纹理特征和边缘信息，通过分析光伏板表面的特征，间接反映出污垢的分布和程度；

24、利用预先构建的污垢覆盖面积占比分析模型，对提取到的特征进行识别和分类；

25、根据特征识别结果，计算得到光伏板污染程度评价参数，所述计算公式如下；

26、；其中，表示污染程度评价参数，表示污垢覆盖面积，表示总面积；其中，所述污垢覆盖面积表示在光伏板工作面图像中被识别出的污垢所覆盖的面积，所述总面积表示整个光伏板工作面的表面积。

27、进一步地，所述光伏发电效率评估模型通过提取光伏板发电状态信息中的多个特征参数，并利用如下公式计算得到光伏发电效率评价参数：

28、；其中，表示光伏发电效率评价参数，表示实际发电功率，表示光照辐射能量，表示温度系数，表示光伏组件表面实时温度，示参考温度,参考温度是一个预定的参考温度值，用于与实际温度进行比较；其中温度系数通常是通过性能测试和实测得到的，温度系数表示每摄氏度温度变化对发电效率的影响。

29、进一步地，所述获得光伏板清洁指数的方法包括：

30、根据天气环境信息，获取对应光伏板污染程度评价参数的第一评价权重和对应光伏发电效率评价参数的第二评价权重；

31、获取光伏板污染程度评价参数和光伏发电效率评价参数的具体数值；

32、将光伏板污染程度评价参数乘以第一评价权重，得到加权后的污染程度评价指标；

33、将光伏发电效率评价参数乘以第二评价权重，得到加权后的发电效率评价指标；

34、将加权后的污染程度评价指标和发电效率评价指标相加，得到光伏板清洁指数。

35、进一步地，所述实时获取光伏发电单元所在地域的天气环境信息的方法，包括：

36、在光伏电站的各个发电单元附近安装气象传感器；

37、设置数据采集系统，负责收集和整合来自各个气象传感器采集的天气环境信息；数据采集系统用于将收集到的天气环境信息进行处理和存储，并将天气环境信息与光伏发电单元的索引地址进行关联；

38、通过实时通讯网络，数据采集系统将已整合的天气环境信息传输到云端，用于随时访问和更新。

39、进一步地，控制光伏智能清扫机器人进行清洁的方法，包括：

40、获取光伏板清洁指数；

41、设置阈值，所述阈值用于判断光伏板是否需要清洁；

42、将计算得到的光伏板清洁指数与预设阈值进行比较；

43、根据清洁指数和预设阈值的比较结果，确定相应的清洁决策：

44、如果光伏板清洁指数大于预设阈值，表示光伏板的污染程度超过了设定的阈值，需要进行清洁动作；如果光伏板清洁指数未大于预设阈值，表示光伏板的污染程度仍在可以接受的范围内，无需进行清洁动作；

45、当需要进行清洁时，控制光伏智能清扫机器人按照索引地址进行导向，以准确定位需要进行清洁的光伏发电单元；当无需进行清洁时，光伏智能清扫机器人将不执行任何动作，等待下一个周期的清洁判断。

46、与现有技术相比本发明的有益效果为：通过为每个光伏发电单元分配唯一的索引地址，光伏智能清扫机器人可以精确定位需要进行清洁的光伏发电单元，避免了对所有光伏板进行批量清洁，节约了资源和时间；通过预先构建的污垢覆盖面积占比分析模型和光伏发电效率评估模型，基于光伏板工作面图像信息、发电状态信息，分别获取污染程度评价参数和发电效率评价参数；

47、同时，实时获取光伏发电单元所在地域的天气环境信息，并根据天气环境信息来确定第一评价权重和第二评价权重的取值；这样可以根据环境条件的不同，动态调整评价权重，适应不同的气候和季节变化；根据第一评价权重和第二评价权重，将光伏板污染程度评价参数和发电效率评价参数进行加权计算，得到光伏板清洁指数；这个指数可以量化光伏板的清洁程度，判断是否需要进行清洁操作；

48、通过与预设阈值对比清洁指数，只有当清洁指数超过预设阈值时，才会控制光伏智能清扫机器人按索引地址导向并进行清洁操作；这样可以避免不必要的清洁行为，提高清洁效率，节省时间和能源；

49、综上所述，本发明具备精准定点清洁、智能评价参数、考虑天气环境、清洁指数计算以及高效节能的特点，提高清洁的精确性和效率，减少资源的浪费，同时保证光伏板的持续高效发电。