CN116985127A - 一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，涉及智能处理技术领域，包括低速无人驾驶单元、清扫机器人托运坞、自适应升降对准阵列单元、运维充电坞和协同作业单元，所述低速无人驾驶单元用于实现接驳搬运机器人在屋顶光伏电站的不同楼宇不同楼层之间自主移动，所述屋顶光伏电站为分布式形式，且位于多个相邻房屋的屋顶；所述清扫机器人托运坞设置于接驳搬运机器人内以用于装载清扫机器人，实现对清扫机器人的回收、存储和自动充电；所述自适应升降对准阵列单元设置于接驳搬运机器人上，以用于将清扫机器人顶升到不同高度的光伏面板。本发明能够有效解决建筑屋顶所存在的各类型光伏阵列的清扫工作，降低管理风险和投资费用。

Description

一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统

技术领域

本发明涉及智能处理技术领域，具体涉及一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统。

背景技术

为了应对屋顶光伏电站多楼栋分布、光伏阵列高差大、间隔远等现场问题，需要设计一种新型跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，它能够将清扫机器人搬运到不同楼栋不同高度的光伏面板上进行清扫作业。通过研发该新型的跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统和清扫机器人系统，从而使得仅用少量清扫机器人就能解决多栋建筑屋顶所存在各类型光伏阵列的清扫工作，从而降低管理风险和投资费用。但当前却缺乏此种类型的跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，能够有效解决建筑屋顶所存在的各类型光伏阵列的清扫工作，降低管理风险和投资费用。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是，包括：

低速无人驾驶单元，所述低速无人驾驶单元用于实现接驳搬运机器人在屋顶光伏电站的不同楼宇不同楼层之间自主移动，所述屋顶光伏电站为分布式形式，且位于多个相邻房屋的屋顶；

清扫机器人托运坞，所述清扫机器人托运坞设置于接驳搬运机器人内以用于装载清扫机器人，实现对清扫机器人的回收、存储和自动充电；

自适应升降对准阵列单元，所述自适应升降对准阵列单元设置于接驳搬运机器人上，以用于将清扫机器人顶升到不同高度的光伏面板，实现不同高度的光伏面板阵列自适应对齐；

运维充电坞，所述运维充电坞用于对接驳搬运机器人进行充电、清洁和维护；

协同作业单元，所述协同作业单元用于基于协同作业算法实现多台清扫机器人间和接驳搬运机器人间的协同作业，实现屋顶光伏电站的全覆盖清扫作业。

在上述技术方案的基础上，所述低速无人驾驶单元包括异构融合感知定位、智能规划决策、自适应车辆控制、故障管理与响应，以及功能安全子系统，实现自动驾驶、功能安全、事件回溯以及自迭代能力。

在上述技术方案的基础上，

所述接驳搬运机器人内设置有多个清扫机器人托运坞，且每个清扫机器人托运坞用以装载一清扫机器人；

当接驳搬运机器人基于低速无人驾驶单元自主运动导航至需要清扫的光伏面板阵列点位时，接驳搬运机器人上的清扫机器人托运坞自动打开，清扫机器人启动运行，从接驳搬运机器人登上光伏组件进行清扫；

当清扫机器人在进行清扫作业时，清扫机器人按照既定清扫轨迹对光伏组件阵列的表面实施自动清扫，并在清扫完成后返回接驳搬运机器人的清扫机器人托运坞。

在上述技术方案的基础上，

所述协同作业单元用于规划多台接驳搬运机器人的日常运行路径；

所述协同作业单元还用于基于屋顶光伏电站的地理信息，为屋顶光伏电站的清扫运维规划清扫运维计划，实现预设周期内多栋房屋屋顶光伏面板的清扫任务；

所述协同作业单元还用于基于无人机日常巡检信息和气象站信息，判断得到需重点清扫的屋顶，以优化接驳搬运机器人的运行路径，实现需重点清扫屋顶的多次清扫。

在上述技术方案的基础上，

所述运维充电坞位于屋顶光伏电站所在房屋的屋顶，且设置运维充电坞的房屋的面积大于预设面积；

所述运维充电坞至少包括2个，且运维充电坞分布于不同的屋顶。

在上述技术方案的基础上，对于接驳搬运机器人工作区域的分配：

基于屋顶光伏电站的地理位置、登顶方式、楼栋互动情况，将屋顶光伏电站划分为多个区域，每个接驳搬运机器人负责一个区域；

当某个区域存在清扫任务时，该区域对应的接驳搬运机器人进行清扫机器人的运送，实现该区域光伏面板的清扫。

在上述技术方案的基础上，在进行清扫任务，对于接驳搬运机器人工作场景中的同一区域楼顶互通的场景：

当清扫机器人清扫完某栋楼的光伏面板后，接驳搬运机器人通过互通的楼栋将清扫机器人运送至下一个到清扫的楼栋楼顶；

所述接驳搬运机器人依靠高精度地图和柔性路径规划实现不同楼栋楼顶之间的行走。

在上述技术方案的基础上，在进行清扫任务，对于接驳搬运机器人工作场景中的同一区域独立楼栋的场景：

当清扫机器人清扫完某栋楼的光伏面板后，接驳搬运机器人通过电梯上下楼来接送清扫机器人进行楼栋之间的搬运；

当清扫机器人清扫完某栋楼的光伏面板后，所述接驳搬运机器人通过自适应升降对准阵列单元回收清扫机器人，并自动导航到楼顶电梯口，向梯控系统发送下楼命令，进入电梯后并向梯控系统发送前往1楼命令，达到1楼后，出电梯，前往下一个楼栋，向梯控系统发送上楼命令，进入电梯后向梯控系统发送前往楼顶命令，达到楼顶后出电梯，前往楼顶光伏面板区，在指定点位通过自适应升降对准阵列单元将清扫机器人顶升到光伏面板上。

在上述技术方案的基础上，在进行清扫任务，对于接驳搬运机器人工作场景中的不同区域楼栋的场景：

当清扫机器人清扫完某区域最后一栋的光伏面板后，接驳搬运机器人回收清扫机器人后，经过园区外的马路行驶，通过红绿灯后，前往下一区域的楼栋去投放清扫机器人执行光伏清扫作业。

在上述技术方案的基础上，

所述接驳搬运机器人的软件设计架构包括底层的实时操作系统、中间层的边缘算法功能，以及上层的后台服务端软件；

所述实时操作系统用于负责接驳搬运机器人硬件资源的管理以及计算资源的调度；

所述边缘算法功能用于实现接驳搬运机器人所需的定位、环境感知、路径规划、控制、接驳搬运功能；

所述后台服务端软件用于提供接驳搬运机器人无人驾驶所需的重要服务；

所述重要服务包括高精度定图构建及更新服务、AI模型服务、离线计算服务、仿真服务以数据存储、服务监控、OTA。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过低速无人驾驶单元、清扫机器人托运坞、自适应升降对准阵列单元、运维充电坞和协同作业单元的设置，接驳搬运机器人能够识别清扫机器人的位置，实施跟随移动，针对分布式屋顶定站特点，一台接驳搬运机器人可搭载多台清洁机器人，接驳搬运机器人在不同楼栋各阵列间转移清洁机器人，解决了清洁机器人跨楼栋跨行列工作的问题，实现了机器人的最大化利用，昼夜均可自动运行，日清洗能力得到了极大的提高，有效解决建筑屋顶所存在的各类型光伏阵列的清扫工作，降低管理风险和投资费用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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。

图1为本发明实施例中一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统的结构示意图；

图2为屋顶光伏电站楼栋的分布示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参见图1所示，本发明实施例提供的一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，包括低速无人驾驶单元、清扫机器人托运坞、自适应升降对准阵列单元、运维充电坞和协同作业单元。

低速无人驾驶单元用于实现接驳搬运机器人在屋顶光伏电站的不同楼宇不同楼层之间自主移动，所述屋顶光伏电站为分布式形式，且位于多个相邻房屋的屋顶。

清扫机器人托运坞设置于接驳搬运机器人内以用于装载清扫机器人，实现对清扫机器人的回收、存储和自动充电；

自适应升降对准阵列单元设置于接驳搬运机器人上，以用于将清扫机器人顶升到不同高度的光伏面板，实现不同高度的光伏面板阵列自适应对齐；

运维充电坞用于对接驳搬运机器人进行充电、清洁和维护；

协同作业单元用于基于协同作业算法实现多台清扫机器人间和接驳搬运机器人间的协同作业，实现屋顶光伏电站的全覆盖清扫作业。

本发明中，低速无人驾驶单元包括异构融合感知定位、智能规划决策、自适应车辆控制、故障管理与响应，以及功能安全子系统，实现自动驾驶、功能安全、事件回溯以及自迭代能力。低速无人驾驶单元拥有全栈自研算法池，基于车规级域控制器，具备运行平稳、安全可靠、冗余防呆的特点。本发明中的园区指屋顶光伏电站。

多重冗余安全系统可实现前向动态避障，防范盲区和自动驾驶失效风险；多重车载急停设备远程监控停车提供底线安全保障；智能调度系统无缝对接用户业务管理系统，支持云端下发或智能分配运输、充电、停靠、维修等任务；快速部署系统可实现高效的园区路网地图采集与自动制作、电子围栏编辑工具支持车辆快速部署作业；解决方案支持C-V2X车路协同技术使车端与路侧感知设备通信，为自动驾驶车辆提供超视距视野，结合服务端控制平台(车辆监控，高精定位，路径规划，服务端调度)实现协同，使园区作业更高效。

本发明中，接驳搬运机器人内设置有多个清扫机器人托运坞，且每个清扫机器人托运坞用以装载一清扫机器人；当接驳搬运机器人基于低速无人驾驶单元自主运动导航至需要清扫的光伏面板阵列点位时，接驳搬运机器人上的清扫机器人托运坞自动打开，清扫机器人启动运行，从接驳搬运机器人登上光伏组件进行清扫；当清扫机器人在进行清扫作业时，清扫机器人按照既定清扫轨迹对光伏组件阵列的表面实施自动清扫，并在清扫完成后返回接驳搬运机器人的清扫机器人托运坞。

本发明中，由于每个不同楼栋不同光伏阵列面板的高低位置不同，故接驳搬运机器人上设置有自适应升降对准阵列单元，具体为自动升降对准装置，其能够将清扫机器人顶升到不同的面板高度位置，实现不同高度的光伏面板阵列自适应对齐，清扫机器人能够平稳安全的运动到不同光伏面板上，进行自主清扫作业。

本发明中，协同作业单元用于规划多台接驳搬运机器人的日常运行路径；协同作业单元还用于基于屋顶光伏电站的地理信息，为屋顶光伏电站的清扫运维规划清扫运维计划，实现预设周期内多栋房屋屋顶光伏面板的清扫任务，更加高效的提升电站的发电效率；协同作业单元还用于基于无人机日常巡检信息和气象站信息，判断得到需重点清扫的屋顶，以优化接驳搬运机器人的运行路径，实现需重点清扫屋顶的多次清扫，其他楼栋定期定时常规化清扫，清扫运维更加的有针对性，整套系统的运行更加精细高效。

本发明中，运维充电坞位于屋顶光伏电站所在房屋的屋顶，且设置运维充电坞的房屋的面积大于预设面积；运维充电坞至少包括2个，且运维充电坞分布于不同的屋顶。

在一种可能的实施方式中，参见图2所示，为屋顶光伏电站楼栋的分布示意图，屋顶光伏电站共分布在31栋楼的楼顶区域，有近百个阵列面，阵列间距离短，且清扫任务重。如果单纯依靠一套接驳搬运机器人，工作效率会较低，所以根据现场情况，计划配备二台接驳搬运机器人，并在这31栋房屋的屋顶车棚区，选取两个空间大小相对较大的屋顶设立接驳搬运机器人的运维充电坞，用于接驳搬运机器人的日常充电、清洁和维护。初步计划在A19楼顶设置为1号接驳搬运机器人的运维充电坞，C3楼顶设置为2号接驳搬运机器人的的运维充电坞，A19栋与C3栋有旋转车道，接驳搬运机器人可直接行驶至顶楼，且这两栋的楼顶空置区域较大，适合运维充电坞的建设。接驳搬运机器人会在运维充电坞进行充电、维护，当接受到清洁任务时，接驳搬运机器人会将清扫机器人运送至目的楼顶并进行清扫。

本发明中，对于接驳搬运机器人工作区域的分配：基于屋顶光伏电站的地理位置、登顶方式、楼栋互动情况，将屋顶光伏电站划分为多个区域，每个接驳搬运机器人负责一个区域；当某个区域存在清扫任务时，该区域对应的接驳搬运机器人进行清扫机器人的运送，实现该区域光伏面板的清扫。

例如，参见图2所示，将园区分为两个部分，1号接驳搬运机器人负责1号区域、2号接驳搬运机器人负责2号区域，当所负责的区域有清扫任务时，安排对应区域的搬运机器人进行清扫机器人的运送。1号接驳搬运机器人共负责13栋，分别为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A14、A15、A16、A17、A18、A19，2号接驳搬运机器人共负责18栋，分别为A9、A10、A11、A12、A20、A21、A22、A23、A24、A25、A26、C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7。如此分配的原因是1号接驳搬运机器人负责的A1-A14为独栋，只能依靠电梯进行单楼栋的上下，乘坐电梯与等待电梯耗时较长，效率会较低，所以1号接驳搬运机器人工作区域比1号机器人较少。

设定每套清扫机器人每天清扫3-4个屋顶，每周可以循环清扫一次所有屋顶。每个月每个屋顶的光伏面板至少可以进行4次常规清扫，完全满足屋顶光伏日常清扫运维的需求。

本发明中，在进行清扫任务，对于接驳搬运机器人工作场景中的同一区域楼顶互通的场景：

当清扫机器人清扫完某栋楼的光伏面板后，接驳搬运机器人通过互通的楼栋将清扫机器人运送至下一个到清扫的楼栋楼顶，从而节省了上下楼时间、等电梯时间以及园区车辆行人较多时导致行走速度较慢等问题；

由于楼栋顶部无车道线，接驳搬运机器人依靠高精度地图和柔性路径规划实现不同楼栋楼顶之间的行走。

本发明中，在进行清扫任务，对于接驳搬运机器人工作场景中的同一区域独立楼栋的场景：

当清扫机器人清扫完某栋楼的光伏面板后，接驳搬运机器人通过电梯上下楼来接送清扫机器人进行楼栋之间的搬运；

当清扫机器人清扫完某栋楼的光伏面板后，所述接驳搬运机器人通过自适应升降对准阵列单元回收清扫机器人，并自动导航到楼顶电梯口，向梯控系统发送下楼命令，进入电梯后并向梯控系统发送前往1楼命令，达到1楼后，出电梯，前往下一个楼栋，向梯控系统发送上楼命令，进入电梯后向梯控系统发送前往楼顶命令，达到楼顶后出电梯，前往楼顶光伏面板区，在指定点位通过自适应升降对准阵列单元将清扫机器人顶升到光伏面板上。

本发明中，在进行清扫任务，对于接驳搬运机器人工作场景中的不同区域楼栋的场景：

当清扫机器人清扫完某区域最后一栋的光伏面板后，接驳搬运机器人回收清扫机器人后，经过园区外的马路行驶，通过红绿灯后，前往下一区域的楼栋去投放清扫机器人执行光伏清扫作业。

例如，A区楼栋和C楼栋不在同一个园区，园区之间穿行需要经过红绿灯和斑马线等场景。当清扫机器人清扫完A区最后一栋的光伏面板后，接驳搬运机器人回收清扫机器人后，会经过园区外的马路行驶，通过红绿灯后，前往C区楼栋去投放清扫机器人执行光伏清扫作业。

本发明中，接驳搬运机器人的软件设计架构包括底层的实时操作系统、中间层的边缘算法功能，以及上层的后台服务端软件。底层的实时操作系统和中间层的边缘算法功能运行在接驳搬运机器人本体，保证了接驳搬运机器人系统的实时性，上层的后台服务端酸碱运行在本地高性能服务器主机上，通过私有高带宽局域网络连接为机器人提供各种重要服务功能，保证了接驳搬运机器人系统的稳定性和可靠性。

实时操作系统用于负责接驳搬运机器人硬件资源(包括控制模块、传感器、系统总线、网络等)的管理以及计算资源的调度。对室外全自主导航来说，操作系统的实时性非常重要，操作系统要保证任务能够在规定的时间内得到响应。

边缘算法功能用于实现接驳搬运机器人所需的定位、环境感知、路径规划、控制、接驳搬运功能；

后台服务端软件用于提供接驳搬运机器人无人驾驶所需的重要服务；重要服务包括高精度定图构建及更新服务、AI(人工智能)模型服务、离线计算服务、仿真服务以数据存储、服务监控、OTA(空中下载技术)。

模块化的思想是将接驳搬运机器人软件设计这个复杂问题划分为几个相对容易解决的子问题，这些子问题可以在机器人技术、计算机视觉和机器人动力学方面找到解决问题的思路，通过已有的成熟技术和经验来快速的解决问题。此外模块化的设计更加方便定界问题，修改一个模块的问题，不会影响到其它模块。

(1)高精度地图包含车道信息、交通规则信息、红绿灯的位置信息等。同时高精度地图的精度需要达到厘米级，确保接驳搬运机器人通过高精度地图能够安全的在园区内自动行驶。

(2)定位模块主要解决接驳搬运机器人当前在哪里的问题，定位模块会实时更新接驳搬运机器人在地图上的精确位置，并提供给规划和控制模块使用。

(3)感知模块负责获取接驳搬运机器人周围的障碍物信息例如：汽车、行人、自行车等。同时还负责判断红绿灯状态、识别车道线、跟踪和预测障碍物的运动轨迹等，感知是接驳搬运机器人中最难解决的问题之一。

(4)规划模块分为2块：长期规划和短期规划。长期规划任务是根据接驳搬运机器人当前在哪里，要去哪里，生成一条导航线路。而短期规划则是根据接驳搬运机器人当前的状态输出一条可行驶的轨迹，需要考虑如何避开障碍物等。短期规划只考虑未来200米左右的行驶距离，并且每隔一小段时间根据接驳搬运机器人的行驶状态实时修正行驶轨迹。

(5)控制模块根据规划模块的输出，在满足接驳搬运机器人运动学和动力学模型的前提下，控制接驳搬运机器人按照规划好的线路行驶。

本发明中，基于车棚区、屋顶区不同高度形状面板的自动识别接驳装卸技术，接驳搬运机器人和清扫机器人采用可分离设计方案，具备不同高度面板自动装卸功能，通过接驳搬运机器人的自动泊车技术，能够精准停靠在车棚区、屋顶区自动泊车装卸停靠点，通过自动化升降和托盘装卸技术，将清扫机器人投放到不同高度不同形状的光伏面板上，实现无人清扫机器人在不同楼栋光伏组串间移动，更加灵活高效利用清扫机器人。

(1)任务智能匹配

根据运维任务，自动部署接驳搬运机器人，当清扫机器人完成工作时，接驳搬运机器人及时到达，并进行对接，回收清扫机器人，当光伏组件需要清扫时，接驳搬运机器人可将清扫机器人送至对应的目的地，完成光伏电站全站自动接送，实现现场设备的无人运载。

(2)阵列自动对接

接驳搬运机器人上装有可升降的接引面板，当接驳搬运机器人行驶到指定位置时，接引面板会根据当前光伏组件的高度进行自动升降，接引边会平行接洽于光伏组件的边缘，清扫机器人完成任务后，会自动行驶至接引面板上。清扫机器人的视觉传感器可以获取机器人前方或后方的视频图像，包括接引面板与光伏面板接洽处的影像；当清扫机器人接收到接驳搬运机器人发送的到达指定位置的信号时，清扫机器人控制系统根据视觉传感器判断接引面板的到达位置与指定位置是否匹配，若不匹配，清扫机器人控制系统会向接驳搬运机器人发送接引面板调整指令，若匹配，清扫机器人控制系统会向接驳搬运机器人发送开始装载信号，并控制清扫机器人动力系统驱动开启。

接驳搬运机器人会进行阵列自适应，对接自动检测阵列的角度、高度和边缘，接驳平台多向、多角度自由调整，与阵列精准对接。

本发明中，通过使用多台清扫机器人和跨楼栋的接驳搬运机器人，实现分布式屋顶光伏电站全厂覆盖清扫运维。采用“清洁机器人+搬运机器人”的作业模式，一套清扫机器人系统包含一台清扫机器人和一台接驳搬运机器人。接驳搬运机器人负责管理清扫机器人，工作内容包括：运输、升降、放置、回收清扫机器人；充电维护电池系统。整套光伏清洁运维系统可设置两套清扫机器人系统。

协同规划多台跨楼栋接驳搬运机器人的日常运行路径和清扫计划，基于园区的地理信息，为全场景分布式屋顶光伏电站的清扫运维规划高效的清扫运维计划，实现每月多次全部屋顶光伏面板的清扫任务，更加高效的提升电站的发电效率。

同时，根据无人机日常巡检信息和气象站信息，智能化判断需要重点清扫的楼栋，最优化规划跨楼栋接驳搬运机器人的运行路径，实现面板污浊严重的重点楼栋精细化多次清扫，其他楼栋定期定时常规化清扫，清扫运维更加的有针对性，整套系统的运行更加精细高效。

在一种实例中，对于清扫机器人的任务编制。参见图2所示，分布式屋顶光伏电站共有31栋楼顶有光伏组件需要清扫，清扫模式可以分为常规清扫、特殊清扫等模式。

对于常规清扫模式，每个月每个屋顶的光伏面板至少可以进行4次全面清扫，每套清扫机器人系统每天清扫3-4个屋顶，基于楼栋情况与接驳搬运机器人运动效率分析，计划安排一套清扫机器人系统负责13栋房屋屋顶光伏面板清扫，另一套清扫机器人系统负责18栋房屋屋顶光伏面板清扫，每周可以循环清扫一次所有屋顶，可以满足每月4次全面清扫的需求。

常规清扫时，位于A19栋的1号清洁机器人与接驳搬运机器人负责清扫A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A14、A15、A16、A17、A18、A19，共13栋；位于C3栋的2号清洁机器人与接驳搬运机器人负责清扫A9、A10、A11、A12、A20、A21、A22、A23、A24、A25、A26、C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7，共18栋；由于A区：1、2、3、4、5、6、7、8、14、15、16、17栋为独栋，接驳搬运机器人需要通过电梯直达楼顶至光伏组件铺装区域，所以1号清洁机器人的负责的楼栋少于2号清洁机器人。常规清扫时，1号清洁机器人会从A19出发，先对A18进行清扫，在返回至A19清扫，然后通过A19的旋转道路行驶至地面，再对A1-A8、A14-A17的独栋楼顶进行清扫，清扫完成后再返回A19的运维充电坞；2号清洁机器人会从C3出发，先进行C1-C7互通楼顶光伏组件的清扫，完成后通过C7的旋转道路行驶至地面，通过园区之间的公路，行驶至A区，从A22的旋转道路行驶至A22楼顶光伏组件，对A9-A13、A20-A26进行清扫，完成后返回C3的运维充电坞。

对于智能指派精细化清扫模式，根据无人机巡检信息，分析不同楼栋光伏面板当前的清洁状态程度，智能化判断需要重点清扫的楼栋，系统再根据当前2个清洁机器人的状态、参数、坐标位置，选择清洁机器人将作业区域的清扫任务下发：

如果只有单个阵列需要清扫，则会优先安排无任务的清扫机器人、距离较近的清扫机器人进行清扫，由1台接驳搬运机器人运送1台清扫机器人到对应光伏阵列执行清扫任务；

如果涉及到一个楼栋多光伏面板阵列的清扫任务，会安排1个接驳搬运机器人同时运送2台清扫机器人至该楼栋进行清扫，以便快速完成任务。2台清扫机器人会被投放到对应楼栋不同光伏阵列执行清扫任务。

如果为多楼栋的清扫需求，会根据当前两套清扫机器人系统的状态与任务，对两套机器人系统进行清扫任务区域划分。指派2台接驳搬运机器人分别运送2台清扫机器人到不同楼栋执行清扫任务。

在下发任务后，接驳搬运机器人会利用自身无人驾驶能力最优化规划运行路径，将清扫机器人运送至目标清扫区域，实现光伏面板污浊严重的重点楼栋精细化多次清扫，使清扫运维更加的有针对性，“常规清扫+精细清扫”的模式会整套系统的运行更加精细高效。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，其特征在于，包括：

低速无人驾驶单元，所述低速无人驾驶单元用于实现接驳搬运机器人在屋顶光伏电站的不同楼宇不同楼层之间自主移动，所述屋顶光伏电站为分布式形式，且位于多个相邻房屋的屋顶；

清扫机器人托运坞，所述清扫机器人托运坞设置于接驳搬运机器人内以用于装载清扫机器人，实现对清扫机器人的回收、存储和自动充电；

自适应升降对准阵列单元，所述自适应升降对准阵列单元设置于接驳搬运机器人上，以用于将清扫机器人顶升到不同高度的光伏面板，实现不同高度的光伏面板阵列自适应对齐；

运维充电坞，所述运维充电坞用于对接驳搬运机器人进行充电、清洁和维护；

协同作业单元，所述协同作业单元用于基于协同作业算法实现多台清扫机器人间和接驳搬运机器人间的协同作业，实现屋顶光伏电站的全覆盖清扫作业。

2.如权利要求1所述的一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，其特征在于：所述低速无人驾驶单元包括异构融合感知定位、智能规划决策、自适应车辆控制、故障管理与响应，以及功能安全子系统，实现自动驾驶、功能安全、事件回溯以及自迭代能力。

3.如权利要求1所述的一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，其特征在于：

所述接驳搬运机器人内设置有多个清扫机器人托运坞，且每个清扫机器人托运坞用以装载一清扫机器人；

当接驳搬运机器人基于低速无人驾驶单元自主运动导航至需要清扫的光伏面板阵列点位时，接驳搬运机器人上的清扫机器人托运坞自动打开，清扫机器人启动运行，从接驳搬运机器人登上光伏组件进行清扫；

当清扫机器人在进行清扫作业时，清扫机器人按照既定清扫轨迹对光伏组件阵列的表面实施自动清扫，并在清扫完成后返回接驳搬运机器人的清扫机器人托运坞。

4.如权利要求1所述的一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，其特征在于：

所述协同作业单元用于规划多台接驳搬运机器人的日常运行路径；

所述协同作业单元还用于基于屋顶光伏电站的地理信息，为屋顶光伏电站的清扫运维规划清扫运维计划，实现预设周期内多栋房屋屋顶光伏面板的清扫任务；

所述协同作业单元还用于基于无人机日常巡检信息和气象站信息，判断得到需重点清扫的屋顶，以优化接驳搬运机器人的运行路径，实现需重点清扫屋顶的多次清扫。

5.如权利要求1所述的一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，其特征在于：

所述运维充电坞位于屋顶光伏电站所在房屋的屋顶，且设置运维充电坞的房屋的面积大于预设面积；

所述运维充电坞至少包括2个，且运维充电坞分布于不同的屋顶。

6.如权利要求1所述的一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，其特征在于，对于接驳搬运机器人工作区域的分配：

基于屋顶光伏电站的地理位置、登顶方式、楼栋互动情况，将屋顶光伏电站划分为多个区域，每个接驳搬运机器人负责一个区域；

当某个区域存在清扫任务时，该区域对应的接驳搬运机器人进行清扫机器人的运送，实现该区域光伏面板的清扫。

7.如权利要求6所述的一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，其特征在于，在进行清扫任务，对于接驳搬运机器人工作场景中的同一区域楼顶互通的场景：

当清扫机器人清扫完某栋楼的光伏面板后，接驳搬运机器人通过互通的楼栋将清扫机器人运送至下一个到清扫的楼栋楼顶；

所述接驳搬运机器人依靠高精度地图和柔性路径规划实现不同楼栋楼顶之间的行走。

8.如权利要求6所述的一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，其特征在于，在进行清扫任务，对于接驳搬运机器人工作场景中的同一区域独立楼栋的场景：

当清扫机器人清扫完某栋楼的光伏面板后，接驳搬运机器人通过电梯上下楼来接送清扫机器人进行楼栋之间的搬运；

当清扫机器人清扫完某栋楼的光伏面板后，所述接驳搬运机器人通过自适应升降对准阵列单元回收清扫机器人，并自动导航到楼顶电梯口，向梯控系统发送下楼命令，进入电梯后并向梯控系统发送前往1楼命令，达到1楼后，出电梯，前往下一个楼栋，向梯控系统发送上楼命令，进入电梯后向梯控系统发送前往楼顶命令，达到楼顶后出电梯，前往楼顶光伏面板区，在指定点位通过自适应升降对准阵列单元将清扫机器人顶升到光伏面板上。

9.如权利要求6所述的一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，其特征在于，在进行清扫任务，对于接驳搬运机器人工作场景中的不同区域楼栋的场景：

当清扫机器人清扫完某区域最后一栋的光伏面板后，接驳搬运机器人回收清扫机器人后，经过园区外的马路行驶，通过红绿灯后，前往下一区域的楼栋去投放清扫机器人执行光伏清扫作业。

10.如权利要求1所述的一种跨楼栋跨阵列接驳搬运机器人系统，其特征在于：

所述接驳搬运机器人的软件设计架构包括底层的实时操作系统、中间层的边缘算法功能，以及上层的后台服务端软件；

所述实时操作系统用于负责接驳搬运机器人硬件资源的管理以及计算资源的调度；

所述边缘算法功能用于实现接驳搬运机器人所需的定位、环境感知、路径规划、控制、接驳搬运功能；

所述后台服务端软件用于提供接驳搬运机器人无人驾驶所需的重要服务；

所述重要服务包括高精度定图构建及更新服务、AI模型服务、离线计算服务、仿真服务以数据存储、服务监控、OTA。