CN116749185A - 一种多无人机和多机器人协同的智能清洁装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多无人机和多机器人协同的智能清洁装置及方法，该智能清洁装置包括多个清洁机器人、多架无人机、充电站、通信基站以及管理与调度平台，用于解决复杂场景下光伏组件清洁问题；本发明的管理与调度平台会对清洁机器人的电量进行监测，当清洁机器人完成清洁工作时，调度无人机抓取该清洁机器人投送至下一块光伏组件，或者检测到清洁机器人电量低时，将其回收至充电站进行充电，通过循环投送‑回收‑充电‑投送‑回收清洁机器人的方式，来完成所需清洁区域的所有光伏组件的清洁工作，实现多无人机、多机器人协同处理光伏组件表面的污渍，以解决现有清洁技术受限于光伏电站地形复杂、人工清洗困难的问题。

Description

一种多无人机和多机器人协同的智能清洁装置及方法

技术领域

本发明属于光伏组件维护技术领域，更具体的，涉及一种多无人机和多机器人协同的智能清洁装置及方法。

背景技术

太阳能作为一种清洁、高效能源越来越受关注，逐年来光伏产业的规模迅速扩张，大面积的光伏组件暴露在空旷的室外，表面容易受灰尘、鸟粪等污渍的影响，不及时清理在高温环境下容易形成顽固污渍附着在光伏组件（6）的表面，导致光伏组件受热不均匀，造成大量电力损失，且容易形成热斑效应影响光伏组件的稳定运行。

目前光伏组件的清洁方式主要包括人工清洗、车载机器人等方式。人工清洗的局限性在于，对于高处的光伏组件的清洁需要把工人输送至高位作业危险系数高且清洁效率低。车载机器人的清洁方式受限于地形的影响，对于光伏组件排列紧凑，过道狭窄的情况无法采用车载机器人的方式进行清洁。

针对目前清洁方式存在的不足之处总结有以下问题：1.对于复杂地形处于高位的光伏组件，人工清洗难度大危险系数高；2.对于空间狭窄的电站内部，大型机械无法通行；3.人工或大型机械清洗都需要大量的水资源，对于缺水的西北地区电站的清洁尤为困难。

发明内容

本发明提供一种多无人机和多机器人协同的智能清洁装置及方法，以解决现有清洁技术受限于光伏电站地形复杂、人工清洗困难的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

本发明实施例提供一种多无人机和多机器人协同的智能清洁方法，所述智能清洁方法通过多无人机和多机器人协同的智能清洁装置完成的，所述多无人机和多机器人协同的智能清洁装置包括多个清洁机器人、多架无人机、充电站、通信基站、以及管理与调度平台，其中，所述智能清洁方法包括以下步骤：

步骤S1，充电站对回收或存放的清洁机器人充电；

步骤S2，管理与调度平台给无人机发送投送指令；

步骤S3，无人机接收投送指令后，抓取第m个清洁机器人进行投送，m为大于或等于1的整数；

步骤S4，无人机的传感器组件判断投放距离，将清洁机器人精准投送到第i块光伏组件上，i为大于或等于1的整数；

步骤S5，清洁机器人执行清扫程序；

步骤S6，管理与调度平台根据清洁机器人状态判断是否完成第i块光伏组件的清洁任务，若未完成将其回收至充电站补给，并投送下一个清洁机器人继续完成清洁任务；若已完成清洁任务，判断第i块能板是否为最后一块光伏能板，若是则结束流程，完成清洁任务，否则将其投送至i+1块光伏组件上，i为大于或等于1的整数。

根据本发明一可选实施例，步骤S5还包括：所述清洁机器人自主规划清扫路径，完成清扫任务或电量耗尽时清扫机器人停止运动。

根据本发明一可选实施例，步骤S3包括：在抓取和夹持清洁机器人过程中，首先通过视觉传感器对无人机与机器人之间的一次定位，然后通过距离传感器对所述无人机与机器人之间的二次定位；完成精准定位后，无人机上的锁紧机构穿过清洁机器人顶部的通孔结构，并相互靠拢、闭合以锁紧清洁机器人。

根据本发明一可选实施例，步骤S3还包括：在投送清洁机器人过程中，无人机通过视觉传感器判断清洁机器人的投送位置，又通过距离传感器来判断清洁机器人与光伏组件之间的距离，以实现精准投送，且避免压坏光伏组件。

根据本发明一可选实施例，步骤S2还包括：所述管理与调度平台根据混合整数规划模型并结合机器学习遗传算法实现无人机调度，根据清洁机器人反馈的信号，控制无人机投送或回收清洁机器人，在协同工作过程中，通过避碰算法，避免无人机投送或回收过程中的碰撞，完成整个清洁过程的调度工作。

根据本发明一可选实施例，根据混合整数规划模型并结合机器学习遗传算法实现无人机调度的方法包括：

一组无人机用于调度清洁机器人其中n为无人机数量；无人机调度机器人任务组的集合/>；所有任务集合为/>，其中/>为所有任务数量；目标是寻求一个最优调度解，以最小化整个调度过程的完成时间，根据混合整数规划模型：

(1)

(2)

在此模型中，式（1）表示优化目标函数最小化所有任务组的平均完成时间，表示任务组的数量，/>是任务组/>的完成时间，/>表示任务/>的执行起始时间，/>表示任务/>完成时间；通过式（2）保证任务按照优先级的顺序执行，若任务/>优先于/>，则为1，否则为0；同理若任务/>优先于/>，则/>为1，否则为0。

依据上述实施例中的一种多无人机和多机器人协同的智能清洁方法，本发明还提供一种多无人机和多机器人协同的智能清洁装置，所述智能清洁装置用于清洁N块光伏组件（6），包括多个清洁机器人（1）、多架无人机（2）、充电站（3）、通信基站（4）以及管理与调度平台（5）；

其中，所述无人机（2）底部设置有通过电机控制的锁紧机构以及传感器组件（7），所述传感器组件（7）用于实现所述无人机（2）与所述清洁机器人（1）的对接和定位，所述锁紧机构用于抓取和夹持所述清洁机器人（1）；所述清洁机器人（1）包括履带（9）和多个履带吸盘（10）式行走机构和自主规划路径程序模块，所述履带（9）内设置有多个所述履带吸盘（10），履带（9）和多个履带吸盘（10）式行走机构用于稳定吸附于倾斜的光伏组件（6）上行走，所述自主规划路径程序模块用于根据电机驱动齿轮以带动履带（9）转动实现所述清洁机器人（1）在光伏组件（6）上自主清扫；

所述充电站（3）设置有若干充电槽，所述充电槽用于对所述清洁机器人（1）的回收存放与充电补给；所述通信基站（4）为高功率双向无线电基站，以实现所需清洁区域的信号覆盖，以保证所述清洁机器人（1）、所述无人机（2）和所述管理与调度平台（5）之间的正常通信；所述管理与调度平台（5）用于调度所述无人机（2）和所述清洁机器人（1）之间的协同配合，以完成复杂场景下的光伏组件（6）的清洁工作。

根据本发明一可选实施例，所述传感器组件（7）包括视觉传感器（7-1）和距离传感器（7-2），所述视觉传感器（7-1）用于实现所述无人机（2）与所述清洁机器人（1）一次定位；所述距离传感器（7-2）用于实现所述无人机（2）与所述清洁机器人（1）的二次定位，完成二次定位后，所述锁紧机构闭合锁紧以完成所述清洁机器人（1）的对接抓取；

当所述无人机（2）承载所述清洁机器人（1）飞行至光伏组件（6）上空时，所述传感器组件（7）还根据判断所述清洁机器人（1）与光伏组件（6）之间的距离，以实现所述清洁机器人（1）的精准投送，避免压坏光伏组件（6）。

根据本发明一可选实施例，所述锁紧机构左右两侧对称设置有两个抱臂（8），两个所述抱臂（8）通过铰链与所述无人机（2）的底部连接；所述清洁机器人（1）顶部设置有通孔结构，两个抱臂（8）穿过所述通孔结构，并相互靠拢、闭合以锁紧所述清洁机器人（1）。

根据本发明一可选实施例，所述清洁机器人（1）底部还设置有负压式吸盘（11）结构，在清洁机器人需要执行转向操作时，通过所述负压式吸盘（11）吸附光伏组件（6）表面，防止所述清洁机器人（1）转向时跌落。

有益效果：本发明实施例采用无人机和清洁机器人协同的方式对光伏组件进行清洁，包括清洁机器人、可承载无人机、充电站、通信基站、管理与调度平台等组件；相对于现有技术，本发明具有：1.清洁机器人能够稳定吸附于光伏组件上，且具备自主路径规划的能力，无需人工操作即可对光伏组件进行清洁，减少人工投入，提高光伏组件的清洁效率；2.通过无人机投送清洁机器人的方式，可解决因地形复杂或通道狭窄导致地面机械无法通行的问题，实现无障碍稳定投送；3.通过管理与调度平台监测各清洁机器人的运动状态与电量，对整个清洁过程进行管理调度，实现无人化智能清洁。

附图说明

为了更清楚地说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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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。

图1为本申请实施例提供的一种管理与调度平台的流程框图。

图2为本申请实施例提供的一种多无人机和多机器人协同的智能清洁装置的示意图。

图3为本申请实施例提供的一种无人机的结构示意图。

图4为本申请实施例提供的一种无人机装载清洁机器人示意图。

图5为本申请实施例提供的一种清洁机器人的左视图。

图6为本申请实施例提供的一种清洁机器人的俯视图。

图7为本申请实施例提供的一种清洁机器人的立体图。

附图标记说明：图中：1-清洁机器人；2-可承载无人机；3-充电站；4-通信基站；5-管理与调度平台；6-光伏组件；7-1-视觉传感器；7-2-距离传感器；8-抱臂；9-履带；10-履带吸盘；11-负压式吸盘。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例·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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本申请中，“/”表示“或者”的意思。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示，图中虚线表示在结构中并不存在的，仅仅说明结构的形状和位置。本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

光伏组件随着新能源技术的不断发展，清洁能源的利用正在不断深入日常生活。其中，由于光伏发电产品在成本控制以及发电效率上的不断提升，使得太阳能的利用在清洁能源中占据着越来越重要的位置，光伏组件作为光伏发电产品的核心，能够将太阳能转化为电能，其内部的电池串具有光生伏特效应，能够在太阳光的照射下产生电能并通过光伏组件的其他部分向外输出。

针对大面积的光伏组件暴露在空旷的室外，表面容易受灰尘、鸟粪等污渍的影响，不及时清理在高温环境下容易形成顽固污渍附着在光伏组件的表面，导致光伏组件受热不均匀，造成大量电力损失，且容易形成热斑效应影响光伏组件的稳定运行的问题，本发明实施例能够解决上述技术问题。

本发明实施例提供一种多无人机和多机器人协同的智能清洁方法，所述智能清洁方法通过多无人机和多机器人协同的智能清洁装置完成的，所述多无人机和多机器人协同的智能清洁装置包括多个清洁机器人、多架无人机、充电站、通信基站、以及管理与调度平台，其中，所述智能清洁方法包括以下步骤：

步骤S1，充电站对回收或存放的清洁机器人充电；

步骤S2，管理与调度平台给无人机发送投送指令；

步骤S3，无人机接收投送指令后，抓取第m个清洁机器人进行投送，m为大于或等于1的整数；

步骤S4，无人机的传感器组件判断投放距离，将清洁机器人精准投送到第i块光伏组件上；

步骤S5，清洁机器人执行清扫程序；

步骤S6，管理与调度平台根据清洁机器人状态判断是否完成第i块光伏组件（6）的清洁任务，若未完成将其回收至充电站补给，并投送下一个清洁机器人继续完成清洁任务；若已完成清洁任务，判断第i块能板是否为最后一块光伏能板，若是则结束流程，完成清洁任务，否则将其投送至i+1块光伏组件上，i为大于或等于1的整数。

优选地，步骤S5还包括：所述清洁机器人自主规划清扫路径，完成清扫任务或电量耗尽时清扫机器人停止运动。

优选地，步骤S3包括：在抓取和夹持所述清洁机器人过程中，首先通过视觉传感器对无人机与机器人之间的一次定位，然后通过距离传感器对无人机与机器人之间的二次定位；完成精准定位后，无人机上的锁紧机构穿过清洁机器人顶部的通孔结构，并相互靠拢、闭合以锁紧清洁机器人。

优选地，步骤S3还包括：在投送清洁机器人过程中，无人机通过视觉传感器判断清洁机器人的投送位置，又通过距离传感器来判断清洁机器人与光伏组件之间的距离，以实现精准投送，且避免压坏光伏组件。

优选地，步骤S2还包括：所述管理与调度平台根据混合整数规划模型并结合机器学习遗传算法实现无人机调度，根据清洁机器人反馈的信号，控制无人机投送或回收清洁机器人，在协同工作过程中，通过避碰算法，避免无人机投送或回收过程中的碰撞，完成整个清洁过程的调度工作。

其中，根据混合整数规划模型并结合机器学习遗传算法实现无人机调度的方法包括：

一组无人机用于调度清洁机器人其中n为无人机数量；无人机调度机器人任务组的集合/>；所有任务集合为/>，其中/>为所有任务数量；目标是寻求一个最优调度解，以最小化整个调度过程的完成时间，根据混合整数规划模型：

(1)

(2)

在此模型中，式（1）表示优化目标函数最小化所有任务组的平均完成时间，表示任务组的数量，/>是任务组/>的完成时间，/>表示任务/>的执行起始时间，/>表示任务/>完成时间；通过式（2）保证任务按照优先级的顺序执行，若任务/>优先于/>，则为1，否则为0；同理若任务/>优先于/>，则/>为1，否则为0。

进一步地，通过遗传算法确定无人机调配的目标函数，最小化调配任务完成时间，将无人机的任务调配方案编码成染色体，设计适应度函数，评价每个染色体的解空间中的表现，对染色体进行交叉和变异操作，生成新的染色体，根据适应度函数，设计选择策略，选出一部分染色体作为下一代种群，直至达到目标函数的终止条件。

具体地，一种多无人机和多机器人协同的智能清洁方法也为一种管理与调度平台的调度流程，如图1所示，一种管理与调度平台的调度流程如下：

步骤S0，首先开始；接着初始化m=1，i=1。

步骤S1，充电站对回收/存放清洁机器人充电。

步骤S2，管理与调度平台给无人机发送投送指令。

步骤S3，无人机第m个清洁机器人。

步骤S4，无人机的传感器组件判断投放距离，将清洁机器人精准投送到第i块光伏组件上。

步骤S5，清洁机器人执行清扫程序。

步骤S6，判断第i块光伏组件的清洁工作是否完成；若步骤S6判断否，则执行：调度无人机回收第m个清洁机器人；m＝m+1，并重复执行步骤S1至步骤S6；若步骤S6判断是，执行下一个步骤S7。

步骤S7，继续判断i是否小于或等于阈值N，N大于或等于1的整数，N为光伏组件的块数；若步骤S7判断是，i＝i+1，并重复执行步骤S2至步骤S7；若步骤S7判断否，执行下一个步骤S8。

步骤S8；结束。

以上，本发明通过循环投送-回收-充电-投送-回收清洁机器人，在这一过程中，来完成所需清洁区域的所有光伏组件的清洁工作，实现多无人机、多机器人协同处理光伏组件表面的污渍，以解决现有清洁技术受限于光伏电站地形复杂、人工清洗困难的问题。

依据上述实施例中的一种多无人机和多机器人协同的智能清洁方法，如图2所示，本发明还提供一种多无人机和多机器人协同的智能清洁装置，该智能清洁装置用于清洁N块光伏组件6，N大于或等于1的整数，该智能清洁装置包括多个清洁机器人1、多架无人机2、充电站3、通信基站4以及管理与调度平台5。

其中，无人机2底部设置有通过电机控制的锁紧机构以及传感器组件7，传感器组件7用于实现无人机2与清洁机器人1的对接和定位，锁紧机构用于抓取和夹持清洁机器人1。清洁机器人1包括履带9和履带吸盘10式行走机构和自主规划路径程序模块，履带9和履带吸盘10式行走机构用于稳定吸附于倾斜的光伏组件6上行走，自主规划路径程序模块用于根据电机驱动齿轮以带动履带9转动实现清洁机器人1在光伏组件6上自主清扫。本实施例中的清洁机器人1的清扫装置为一般具有除污、去尘功能的结构，此处不做限定。

充电站3设置有若干充电槽，充电槽用于对清洁机器人1的回收存放与充电补给；即充电站3设置有多个充电槽，可同时给多个清洁机器人1进行充电，同时用于存放完成清洁工作后的清洁机器人1。

通信基站4为高功率双向无线电基站，以实现所需清洁区域的信号覆盖，以保证清洁机器人1、无人机2和管理与调度平台5之间的正常通信。管理与调度平台5用于调度无人机2和清洁机器人1之间的协同配合，以完成复杂场景下的光伏组件6的清洁工作。

如图3和图4所示，无人机2为可承载无人机，可以携带预设的质量的负载飞行。无人机2底部设置有通过电机控制的锁紧机构以及传感器组件7，传感器组件7安装于无人机底部，用于无人机2与清洁机器人1的对接，传感器组件7检测到对接完成后，锁紧机构闭合锁紧，完成对清洁机器人的稳定抓取。锁紧机构设置有左右两个抱臂8，左右两个抱臂8与无人机2底部铰接。通过电机来控制抱臂8的展开、闭合角度，能与清洁机器人1顶部结构配合，实现对清洁机器人1的抓取。具体地，传感器组件7包括视觉传感器7-1和距离传感器7-2，视觉传感器7-1用于实现无人机2与清洁机器人1一次定位；距离传感器7-2用于实现无人机2与清洁机器人1的二次定位，完成二次定位后，锁紧机构闭合锁紧以完成清洁机器人1的对接抓取。锁紧机构左右两侧对称设置有两个抱臂8，两个抱臂8通过铰链与无人机2的底部连接；清洁机器人1顶部设置有通孔结构，两个抱臂8穿过通孔结构，并相互靠拢、闭合以锁紧清洁机器人1。抱臂8优选为勾状。

当无人机2承载清洁机器人1飞行至光伏组件6上空时，传感器组件7还根据判断清洁机器人1与光伏组件6之间的距离，以实现清洁机器人1的精准投送，避免压坏光伏组件6。进一步地，可承载无人机2完成清洁机器人1的抓取后，将其投送至光伏组件6的上方时，通过无人机2下方的传感器组件7，判断垂直方向的投送距离，保证清洁机器人1平稳投送至光伏组件6上。

如图5、图6和图7所示，本申请实施例提供的一种清洁机器人结构图。清洁机器人1包括履带吸盘10式行走机构和自主规划路径程序模块，履带吸盘10外围设置有履带9，履带吸盘10式行走机构用于稳定吸附于倾斜的光伏组件6上行走，防止清洗过程中清洁机器人出现打滑跌落的情况。清洁机器人1底部中央设置有负压吸盘11结构，在清洁机器人1需要转向时吸附于光伏板上，可实现清洁机器人1在倾斜光伏组件6上的转向功能，清洁机器人1内设置有自主规划路径程序模块，投送至光伏组件6后可实现自主清扫。

如图6所示，履带9的数量优选为2个，2个履带9设置在清洁机器人1底部的两侧，每个履带9上设置有多个履带吸盘10。通过履带吸盘吸附在光伏组件玻璃板的表面，增加吸附力提高清洁机器人在玻璃板斜面上行走的稳定性。负压吸盘11设置在清洁机器人1底部的中心位置，在清洁机器人需要执行转向操作时，通过可伸缩的负压式吸盘吸附在光伏组件玻璃板的表面，实现清洁机器人的转向功能，保证清洁机器人行走、转向的可靠性。如图7所示，清洁机器人1为立体方型结构。

管理与调度平台5对清洁机器人1的运动状态与电量进行实时监测，通过清洁机器人1的运动状态来判断是否完成该块光伏组件6的清洁工作，再根据清洁机器人1的所剩电量来判断其是否需要回收至充电站3中进行充电。根据清洁机器人1所反馈的数据，调度无人机2进行将清洁机器人1投送至下一块光伏组件6或是回收至充电站3进行充电。

管理调度平台5还通过算法程序实现无人机2调度，根据清洁机器人1反馈的信号，控制无人机2投送或回收清洁机器人1，在协同工作过程中，通过避碰算法，避免无人机2投送或回收过程中的碰撞，完成整个清洁过程的调度工作。

综上，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种多无人机和多机器人协同的智能清洁方法，所述智能清洁方法通过多无人机和多机器人协同的智能清洁装置完成的，所述多无人机和多机器人协同的智能清洁装置包括多个清洁机器人、多架无人机、充电站、通信基站、以及管理与调度平台，其特征在于，所述智能清洁方法包括以下步骤：

步骤S1，充电站对回收或存放的清洁机器人充电；

步骤S2，管理与调度平台给无人机发送投送指令；

步骤S3，无人机接收投送指令后，抓取第m个清洁机器人进行投送，m为大于或等于1的整数；

步骤S4，无人机的传感器组件判断投放距离，将清洁机器人精准投送到第i块光伏组件上，i为大于或等于1的整数；

步骤S5，清洁机器人执行清扫程序；

步骤S6，管理与调度平台根据清洁机器人状态判断是否完成第i块光伏组件的清洁任务，若未完成将其回收至充电站补给，并投送下一个清洁机器人继续完成清洁任务；若已完成清洁任务，判断第i块能板是否为最后一块光伏能板，若是则结束流程，完成清洁任务，否则将其投送至i+1块光伏组件上，i为大于或等于1的整数。

2.根据权利要求1所述的多无人机和多机器人协同的智能清洁方法，其特征在于，步骤S5还包括：清洁机器人自主规划清扫路径，完成清扫任务或电量耗尽时清扫机器人停止运动。

3.根据权利要求1所述的多无人机和多机器人协同的智能清洁方法，其特征在于，步骤S3包括：在抓取和夹持清洁机器人过程中，首先通过视觉传感器对无人机与机器人之间的一次定位，然后通过距离传感器对无人机与机器人之间的二次定位；完成精准定位后，无人机上的锁紧机构穿过清洁机器人顶部的通孔结构，并相互靠拢、闭合以锁紧清洁机器人。

4.根据权利要求3所述的多无人机和多机器人协同的智能清洁方法，其特征在于，步骤S3还包括：在投送清洁机器人过程中，无人机通过视觉传感器判断清洁机器人的投送位置，又通过距离传感器来判断清洁机器人与光伏组件之间的距离，以实现精准投送，且避免压坏光伏组件。

5.根据权利要求1所述的多无人机和多机器人协同的智能清洁方法，其特征在于，步骤S2还包括：所述管理与调度平台根据混合整数规划模型并结合机器学习遗传算法实现无人机调度，根据清洁机器人反馈的信号，控制无人机投送或回收清洁机器人，在协同工作过程中，通过避碰算法，避免无人机投送或回收过程中的碰撞，完成整个清洁过程的调度工作。

6.根据权利要求3所述的多无人机和多机器人协同的智能清洁方法，其特征在于，根据混合整数规划模型并结合机器学习遗传算法实现无人机调度的方法包括：

一组无人机用于调度清洁机器人其中n为无人机数量；无人机调度机器人任务组的集合/>；所有任务集合为/>，其中/>为所有任务数量；目标是寻求一个最优调度解，以最小化整个调度过程的完成时间，根据混合整数规划模型：

(1)

(2)

在此模型中，式（1）表示优化目标函数最小化所有任务组的平均完成时间，表示任务组的数量，/>是任务组/>的完成时间，/>表示任务/>的执行起始时间，/>表示任务/>完成时间；通过式（2）保证任务按照优先级的顺序执行，若任务/>优先于/>，则/>为1，否则为0；同理若任务/>优先于/>，则/>为1，否则为0。

7.一种多无人机和多机器人协同的智能清洁装置，所述智能清洁装置用于实现如权利要求1至6任一所述的多无人机和多机器人协同的智能清洁方法的步骤，其特征在于，包括多个清洁机器人（1）、多架无人机（2）、充电站（3）、通信基站（4）以及管理与调度平台（5）；

其中，所述无人机（2）底部设置有通过电机控制的锁紧机构以及传感器组件（7），所述传感器组件（7）用于实现所述无人机（2）与所述清洁机器人（1）的对接和定位，所述锁紧机构用于抓取和夹持所述清洁机器人（1）；所述清洁机器人（1）包括履带（9）和多个履带吸盘（10）式行走机构和自主规划路径程序模块，所述履带（9）内设置有多个所述履带吸盘（10），履带（9）和多个履带吸盘（10）式行走机构用于稳定吸附于倾斜的光伏组件（6）上行走，所述自主规划路径程序模块用于根据电机驱动齿轮以带动履带（9）转动实现所述清洁机器人（1）在光伏组件（6）上自主清扫；

所述充电站（3）设置有若干充电槽，所述充电槽用于对所述清洁机器人（1）的回收存放与充电补给；所述通信基站（4）为高功率双向无线电基站，以实现所需清洁区域的信号覆盖，以保证所述清洁机器人（1）、所述无人机（2）和所述管理与调度平台（5）之间的正常通信；所述管理与调度平台（5）用于调度所述无人机（2）和所述清洁机器人（1）之间的协同配合，以完成复杂场景下的光伏组件（6）的清洁工作。

8.根据权利要求7所述的多无人机和多机器人协同的智能清洁装置，其特征在于，所述传感器组件（7）包括视觉传感器（7-1）和距离传感器（7-2），所述视觉传感器（7-1）用于实现所述无人机（2）与所述清洁机器人（1）一次定位；所述距离传感器（7-2）用于实现所述无人机（2）与所述清洁机器人（1）的二次定位，完成二次定位后，所述锁紧机构闭合锁紧以完成所述清洁机器人（1）的对接抓取；

当所述无人机（2）承载所述清洁机器人（1）飞行至光伏组件（6）上空时，所述传感器组件（7）还根据判断所述清洁机器人（1）与光伏组件（6）之间的距离，以实现所述清洁机器人（1）的精准投送，避免压坏光伏组件（6）。

9.根据权利要求8所述的多无人机和多机器人协同的智能清洁装置，其特征在于，所述锁紧机构左右两侧对称设置有两个抱臂（8），两个所述抱臂（8）通过铰链与所述无人机（2）的底部连接；所述清洁机器人（1）顶部设置有通孔结构，两个抱臂（8）穿过所述通孔结构，并相互靠拢、闭合以锁紧所述清洁机器人（1）。

10.根据权利要求7所述的多无人机和多机器人协同的智能清洁装置，其特征在于，所述清洁机器人（1）底部还设置有负压式吸盘（11）结构，在清洁机器人需要执行转向操作时，通过所述负压式吸盘（11）吸附光伏组件（6）表面，防止所述清洁机器人（1）转向时跌落。