Page 141 - 基于光伏技术的新能源发电研究
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第三章 光伏电站建设和管理维护
色和纹理的差异较大，属于典型的完全非结构化道路，这些都会给光伏电站道路
识别带来很大的困难。传统的道路识别方法例如消失点检测法、随机森林、朴素
贝叶斯以及 K-means 聚类算法等，容易受到光照强度、阴影等因素的影响，不能
准确地分割出道路边界。因此，研究光伏电站清洁机器人道路识别方法，实现对
光伏电站道路的高精度识别，从而保证清洁机器人在光伏电站能够安全行驶，高
效完成光伏组件表面灰尘的清洁作业显得尤为重要。针对光伏电站的道路识别问
题，开展光伏电站清洁机器人道路识别方法研究，为光伏电站道路的地形分类和
三维路径规划奠定基础。
（二）清洁机器人的系统结构
随着光伏电站规模的不断扩大，传统的清洁方法已不太适用于光伏组件表面
灰尘的清洁。近些年来，众多学者对光伏表面灰尘的清洁方法进行了大量研究，
设计出了多款清洁机器人。清洁机器人是一个具有环境感知、规划导航，智能控
制等多功能的综合系统。清洁机器人的计算系统主要包含环境感知、运动控制、
定位导航、路径规划和通信等五大模块。
第一，环境感知是通过传感器去获取清洁机器人所处的光伏电站环境。主要
是确定清洁机器人相对于近距离目标物的位置关系、机器人周围的光伏电站道路
状况以及光照强弱等，建立光伏电站道路模型。第二，导航定位是清洁机器人实
现清洁作业的基础，只有当清洁机器人确定当前自身状态，才能对下一时刻如何
运动做出规划。其主要用来确定清洁机器人在数字地图中的位置、前进路线等。
第三，路径规划是根据已获得的光伏电站环境信息，为清洁机器人从当前位置到
目标位置规划出一条最优行驶路径。在规划路径时，不仅要考虑到与光伏电站道
路上的障碍物不发生碰撞，而且距离要短，实时性好。第四，控制系统的主要作
用是综合控制清洁机器人的行驶速度和方向，使机器人以优秀的准确度对规划出
来的路径进行实时追踪，使其一直在限定的路径误差范围之内行驶。第五，通信
是将清洁机器人的各个独立的子模块紧密地联系在一起，实现彼此信息交流。由
于对清洁机器人行驶过程中的实时性要求较高，需要通信子系统必须实时可靠地
传递信息。
（三）清洁机器人上的关键技术
清洁机器人关键功能的实现有赖于许多高新技术的有力支持，其关键技术主
要有以下两方面。
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