無人機的路徑必須在水平以及垂直方向上出現(xiàn)的較高飛行軌跡公差下進行預(yù)編程。

此外，飛行軌跡可能存在較大變化，因為在存在較大的以及無序出現(xiàn)的障礙物時軌跡必須發(fā)生調(diào)整，例如飛行軌跡位于太陽能發(fā)電站或者屋頂時。

從安全技術(shù)上講，用于運送包裹也存在較嚴重的問題，因為其所在區(qū)域通常具有較密集的人流。

權(quán)利要求1所述的發(fā)明其任務(wù)在于，以較高的自動化程度使用較少的能量可以對表面，例如太陽能發(fā)電站、玻璃立面或者屋頂?shù)奈廴疚镞M行清潔以及進一步的處理。

上述任務(wù)通過權(quán)利要求1所述的特征(以及可能存在的特征引文)加以解決。

根據(jù)權(quán)利要求1的改進形式可以對待清潔的物體進行探測，飛行器使用較少的能量即可相對于該物體進行定向和/或?qū)R。

對幾何形狀(即三維信息)進行探測可以沿水平或者垂直平面以平移以及旋轉(zhuǎn)的方式相對于物體進行對齊。

識別物體、邊緣或者其輪廓以及探測與物體的距離有利于以較低的能量設(shè)計飛行軌跡。

尤其是探測表面的高度或者布局可以根據(jù)表面對飛行器或者其清潔裝置的高度進行跟蹤或者對齊。

可以根據(jù)傳感器系統(tǒng)探測到的信息對飛行器進行控制和對齊。

例如，可以將傳感器安裝在飛行器的末端，該傳感器可以分別測量距離，以便平行于邊緣對齊飛行器。

為了節(jié)省成本和重量可以使用簡單傳感器，例如距離測量傳感器。該傳感器可以安排在規(guī)定的位置，例如和飛行器或者其清潔裝置成特殊角度或者距離。

結(jié)合所選的傳感器系統(tǒng)裝置以及飛行器定位可以對物體的幾何形狀特征進行探測。使用簡單傳感器系統(tǒng)即可實現(xiàn)上述要求。

如果傳感器系統(tǒng)一次提供多種信息，例如組合攝像頭，則飛行器在可能的情況下較少需要定位，因為附近的環(huán)境可以更快速或者更全面地進行探測。

表面的清潔可以通過飛行器上的執(zhí)行機構(gòu)直接進行(例如刷子和/或通過機器人產(chǎn)生的氣流)，和/或通過固定轉(zhuǎn)接器和飛行器相連的執(zhí)行機構(gòu)進行。這一類的清潔裝置可以以相對于飛行器可移動方式和/或固定方式相連。

權(quán)利要求2說明了本發(fā)明的一種優(yōu)選實施形式。根據(jù)權(quán)利要求2的改進形式，飛行器的位置、物體的位置和飛行器與物體的相對位置根據(jù)傳感器信息和/或計算加以確定，由此必要時可以實施其他的處理步驟。

結(jié)合所選的傳感器系統(tǒng)裝置以及飛行器定位，可以在飛行器控制器的特殊程序或者計算程序中對其相對位置進行確定。

對于識別深度信息或者邊緣和輪廓的傳感器系統(tǒng)而言，存在兩種間接應(yīng)用情況。

一方面，該傳感器系統(tǒng)和飛行器的飛行控制器相連，以便影響飛行軌跡和其曲線或者飛行器間接導(dǎo)航，例如對齊。

飛行器和所該安裝的清潔裝置的位置，例如飛行高度，可以根據(jù)傳感器信息針對執(zhí)行機構(gòu)在表面的持續(xù)作用進行調(diào)整和/或調(diào)節(jié)。

理想的對齊方式是，清潔裝置或者其作用面平行對齊或者跟蹤物體表面。

飛行器合適的位置(即飛行高度)以及相關(guān)的和待清潔物體表面之間的距離可能根據(jù)所安裝的清潔裝置和其結(jié)構(gòu)的不同而有所變化。

在選擇合適的位置時，也可以通過相對于飛行器移動的清潔裝置的結(jié)構(gòu)對飛行器(例如其飛行線路)的不精確性或者物體表面的不精確性加以補償。

由此，飛行器應(yīng)在可移動結(jié)構(gòu)對可能存在的不精確性加以補償?shù)娘w行路線內(nèi)飛行。

另一方面，清潔裝置可以獨立于飛行控制器進行控制。例如，可以對清潔裝置的執(zhí)行器進行控制，以便在離開待清潔表面時對執(zhí)行機構(gòu)的移動進行調(diào)節(jié)和/或在清潔裝置著陸時沿逆向于地面的方向進行升起，以便清潔裝置執(zhí)行機構(gòu)的工作面遠離地面，從而不會對其造成額外的污染或者防止其著陸。總而言之，由此可以有利于清潔裝置和不同的飛行器進行連接。

如果執(zhí)行機構(gòu)未按規(guī)定作用于物體表面，飛行器的對齊和/或定位則具有重要意義。例如，對于應(yīng)用于荒漠地區(qū)太陽能發(fā)電站而言，如果使用飛行器氣流去除沙子，比較有意義的做法是，在掠過光伏模塊或者反光鏡后，確切地說是在清潔過程后或者清潔過程中與光伏模塊保持較大的距離，以便不會使周圍的灰塵揚起，由此會導(dǎo)致表面重新被污染。

傳感器系統(tǒng)例如可以包含光學(xué)系統(tǒng)，例如紅外線、激光或者攝像頭，但也可以為聲學(xué)系統(tǒng)，例如含超聲波、雷達和/或觸覺功能。飛行器(也被稱作無人機)擁有多種可對上述傳感器系統(tǒng)進行擴展的傳感器，以便實現(xiàn)或者支持導(dǎo)航和飛行安全。

通過力測量傳感器(例如應(yīng)變儀)，可以對清潔裝置在清潔表面的力的傳遞進行檢驗或者也可以對錯誤功能(例如清潔裝置發(fā)生卷邊)進行檢測。通過確定天氣數(shù)據(jù)(例如風(fēng)力、空氣濕度、時間或者溫度，或者基于信息技術(shù)的遠程傳感器數(shù)據(jù)或者天氣預(yù)報)傳感器可以決定停止或者啟動清潔裝置的操作。

權(quán)利要求3說明了本發(fā)明的一種優(yōu)選實施形式。權(quán)利要求3的改進形式，飛行器根據(jù)目的接近物體的待清潔表面。

程序規(guī)定飛行器按順序移動，并使得飛行器不會和待清潔物體發(fā)生碰撞，且必須遵守飛行軌跡。

由此，飛行器首先靠近一個點，也被稱作路標(biāo)。該點預(yù)先進行編程，并通過不同的優(yōu)先權(quán)形成一個模板。

一個點包含水平和垂直位置數(shù)據(jù)以及對齊和/或圍繞一個軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。

其他數(shù)據(jù)可以進行編程，例如在一個點的停留時間。也可以對多個點之間的飛行特征進行規(guī)定，例如加速度或者速度。

如果在一個點處進行飛行，在該點處和/或在多個點之間，飛行器根據(jù)傳感器系統(tǒng)探測到的信息對物體和/或其周圍情況進行探測，隨后相對于該點進行對齊。

通過使用程序并結(jié)合探測到的傳感器信息，飛行器一方面接近該物體，另一方面可以對兩個之間的錯誤位置進行校正。

如果物體按照一定特征，例如以模塊化方式進行安裝，且擁有特征化的幾何形狀，例如垂直的角度或者重復(fù)的平行邊緣，該幾何形狀可以用作飛行器的參考特征。由此可以對多個點之間的飛行進行精細調(diào)節(jié)。

通過所述的處理方式，有利于飛行器和其清潔裝置根據(jù)目的靠近表面，并避免和物體發(fā)生碰撞或者接觸和/或錯誤功能。

權(quán)利要求4說明了本發(fā)明的一種優(yōu)選實施形式。根據(jù)權(quán)利要求4的改進形式，根據(jù)其范圍和/或尺寸飛過物體，必要時對飛行路線進行劃分。如果待清潔的物體稍寬于清潔裝置，則表面根據(jù)清潔裝置的工作面的寬度進行劃分。

飛行器然后沿多個、相互偏移的軌跡飛過物體表面，以便對整個表面進行探測。對此，比較有利的方案是，計算出的飛行軌跡和清潔裝置的工作面重疊。

此外，傳感器系統(tǒng)可以對所有必要的信息，例如物體的尺寸和/或與物體的相對位置進行確定，并計算出有效的以及節(jié)省能量的飛行路線。

總而言之，通過將飛行路線劃分為多個飛行軌跡可以對有效的清潔過程提供支持。

清潔裝置或者安裝在清潔裝置上的執(zhí)行機構(gòu)可以以相對于飛行器可移動的方式進行安排或者安排在飛行器的規(guī)定位置上。

由此，用于清潔表面的飛行軌跡沿著表面的主要范圍進行對齊，而不需要對其進行過細的劃分。

一種應(yīng)用示例為控制程序用于陣列，例如太陽能發(fā)電站內(nèi)的光伏模塊陳列中。

飛行器沿著陣列的主要區(qū)域進行飛行，此外可以節(jié)省額外的轉(zhuǎn)向行程。由此可以減少飛行軌跡的長度，進而節(jié)省能量。

如果清潔裝置和飛行方向相切移動，且優(yōu)點在于，飛行器沿著表面的主要延伸方向進行飛行，飛行器的飛行路線進行相應(yīng)的對齊。

如果清潔裝置無法完全或者足夠覆蓋表面，比較有利的方案是分為多個軌跡進行飛行。此外，比較有利的方案是傳感器系統(tǒng)對邊緣進行探測，因為該探測過程可以優(yōu)化飛行軌跡的計算或者劃分。

清潔裝置通過相對于飛行器的可移動結(jié)構(gòu)安排可以簡化其飛行路線和表面清潔程序。

如果清潔裝置和飛行方向不成切向進行安排，因為清潔裝置由于其特性相對于所使用的執(zhí)行機構(gòu)的工作面具有較重的自重，因而會出現(xiàn)工作面縮小的情況，比較有利的方案是，清潔裝置沿飛行方向進行安排。

為了增大清潔裝置在表面上的工作面，在飛行過程中，也就是說在向前移動或者停止在某個位置時和飛行線路成切向移動。

一種應(yīng)用示例為滾動刷平行對齊飛行器的飛行方向。因為滾動刷相對較重，因此會出現(xiàn)工作面縮小的情況。通過和飛行方向成切向的相對于飛行器的分離移動，可以在飛行過程中對較大的寬度進行清潔，而不需要對飛行器的飛行路線進行過細的劃分。

權(quán)利要求5說明了本發(fā)明的一種優(yōu)選實施形式。根據(jù)權(quán)利要求5的改進形式可以對表面進行更有效的清潔，因為在既定的飛行路線中斷時，例如因為更換飛行器的蓄電池時，可以在最后清潔的位置繼續(xù)飛行和清潔軌跡，因此不需要完整地對已經(jīng)清潔的表面再次進行清潔。

此外，比較有利的方案是，在繼續(xù)清潔時考慮可能存在的飛行器的定位或者飛行精度公差。

考慮該公差可以確保不存在圍繞飛行或者清潔軌跡中斷時所在位置的未清潔表面，對此對已經(jīng)清潔的部分表面重復(fù)進行清潔。

飛行器一方面可以從一個相對于物體的固定點，例如充電站啟動和著陸。另一方面也可以從相對于物體的不同點啟動和著陸。

比較有利的方案是，著陸場所改變其位置。一種應(yīng)用示例在于，在光伏模塊之間機器人或者清潔車輛分別圍繞太陽進行對齊。著陸在這一類的機器人上，例如圍繞該機器人進行充電或者對清潔頭自動進行清潔或者從機器人處啟動可以減少未清潔的飛行路段。

權(quán)利要求6說明了本發(fā)明的一種優(yōu)選實施形式。根據(jù)權(quán)利要求6的改進形式，飛行器以特別節(jié)省能源的方式經(jīng)過預(yù)先編程靠近待清潔的物體或者規(guī)定的啟動和/或著陸位置。

可以使用一種定位系統(tǒng)(例如GPS)，以便飛行至包含待清潔物體所在區(qū)域的預(yù)先規(guī)定的點。由此可以避免原本需要的找尋物體的程序和可能存在的附加電子裝置，因而可以節(jié)省能源。

路標(biāo)也可以提前借助定位系統(tǒng)(例如GPS)加以記錄，以便日后可以對其進行規(guī)定。

本發(fā)明的實施例在附圖中加以說明，并在下文中進行更詳細的描述。

其中：

圖1示出了啟動程序和飛越路標(biāo)；

圖2示出了執(zhí)行機構(gòu)的定位程序；

圖3示出了飛行器在物體上方的不同位置的側(cè)面視圖；

圖4示出了由路標(biāo)和/或飛行軌跡劃分形成的模板。

實施例說明的是由多個陣列組成的太陽能發(fā)電站的應(yīng)用情況。

如圖1所示，首先詢問是否滿足啟動指標(biāo)。例如，對時間進行校準，因為夜間通常風(fēng)力較小，且不會因飛行器形成陰影。

如果滿足指標(biāo)，例如達到規(guī)定時間，且環(huán)境條件滿足工作要求，飛行器進入規(guī)定的路標(biāo)并啟動。

路標(biāo)通過GPS在水平方向確定位置數(shù)據(jù)，在垂直方向確定高度數(shù)據(jù)。

首先通過指南針進行所需的對齊，該指南針可能位于飛行器(也被稱作四軸飛行器或者無人機)內(nèi)，也可以通過飛行器內(nèi)存在的控制電子裝置進行對齊。

此外，路標(biāo)還擁有一個編號，以便將該路標(biāo)和其他路標(biāo)加以區(qū)分，且按順序飛過這些路標(biāo)。

下文中說明了第一種操作模式：

飛行器通過傳感器系統(tǒng)確定其環(huán)境，以便對飛行器或者安裝在飛行器上的清潔裝置相對于待清潔物體的表面進行對齊。

對此，清潔裝置配備有兩個距離傳感器，例如超聲波傳感器。該傳感器測量飛行器和其清潔裝置與物體之間的距離，并與地面對齊。

如果發(fā)現(xiàn)物體，即低于距離傳感器的極限值，則飛行器下降，從而使得清潔裝置的執(zhí)行機構(gòu)作用于表面上，例如條形刷緊貼清潔表面。

對此，距離傳感器必須安裝在清潔裝置的規(guī)定位置，以便可以使用傳感器信息。

下文中說明了第二種操作模式，并在圖2-3中進行示出：

如果清潔裝置(3)相對于飛行器(1)以可移動方式進行安置，例如通過固定轉(zhuǎn)接器(2)，則需要對飛過待清潔物體(5)的高度加以規(guī)定。待清潔的物體安置在地面(6)上。

在該飛行高度上，表面和/或飛行器的不精確性通過固定轉(zhuǎn)接器的移動以機械的方式加以補償，不需要對飛行器進行進一步的控制。

固定轉(zhuǎn)接器和清潔頭可以主動控制其與飛行器的距離。例如清潔頭通過固定轉(zhuǎn)接器利用驅(qū)動裝置升起或者下降。

在所有的操作模式中，通過下降清潔裝置的執(zhí)行機構(gòu)靠近或者跟蹤待清潔的表面。

如果這一類的表面不是在飛行器的下方，而是在飛行器的旁邊，例如高樓大廈的玻璃立面，執(zhí)行機構(gòu)以下降方式靠近待清潔表面。

與之對應(yīng)，升起是指清潔裝置朝著飛行器移動。

圖2示出了在啟動后持續(xù)測量到的飛行器與周圍物體，例如地面或者待清潔物體之間的距離。

如果測量到的數(shù)值大于某個閾值，則不存在待清潔的物體，清潔裝置被升起或者保持在升起狀態(tài)。

如果存在待清潔的物體，即低于距離測量的閾值，則清潔裝置下降。

該程序可以獨立于飛行器的編程，例如在清潔裝置的單獨的控制器中運行。

圖3示出了飛行器在飛過物體的過程前、過程中以及過程后的位置。

根據(jù)是否存在物體對清潔裝置進行控制可以避免飛行器可能和其環(huán)境相碰撞的危險。

如果對表面進行多次劃分，例如劃分為單獨的模塊，則可以將距離測量信息和路徑測量信息相結(jié)合。

由此可以避免，清潔頭在一個陣列(光伏模塊的結(jié)構(gòu)組合)中的每個模塊末端被升起。

如果在規(guī)定的路徑上進行距離測量未發(fā)現(xiàn)待清潔的物體，則清潔裝置被升起。所需的閾值必須大于或者等于一個陣列中兩個模塊之間的最大距離。

由此可以避免清潔裝置不需要的升起和下降。傳感器系統(tǒng)(4)測量與清潔裝置下方和飛行器前方的物體之間的距離，以便可以提前發(fā)出控制命令。

圖4示出了在兩個陣列上方的曲流狀的飛行路線。選擇該飛行路線的原因在于以盡可能低的能源飛過整個表面。飛行軌跡由優(yōu)選路標(biāo)(在附圖中可以從箭頭末端看出)形成，且平行于表面。飛行器從點S開始，并在完整飛越后著陸。

如果必須中斷飛行路線，例如在點U處，飛行器中的蓄電池電量不足，則飛行器直接飛向點S進行著陸和/或更換蓄電池。

飛行路線從中斷的點U前的點F開始繼續(xù)，以便補償飛行器可能存在的定位不精確的問題。

飛行軌跡的數(shù)量和結(jié)構(gòu)通過飛過路標(biāo)形成，并使得清潔裝置的執(zhí)行機構(gòu)的整個寬度作用于待清潔表面。執(zhí)行機構(gòu)的軌跡應(yīng)稍稍重疊，以便對飛行器定位的不精確性加以補償。

在飛過路標(biāo)時，傳感器系統(tǒng)可以用于，飛行器根據(jù)物體的邊緣和輪廓進行靠近。

如果未針對應(yīng)用規(guī)定完整覆蓋所需的路標(biāo)或者規(guī)定不足，傳感器系統(tǒng)和/或飛行器的控制電子裝置根據(jù)邊緣探測，即物體的識別情況對隨后的軌跡進行相應(yīng)的對齊，并隨后進行計算。

比較有利的方案是，在陣列結(jié)構(gòu)范圍的一側(cè)開始，且平行計算稍稍重疊的軌跡。

位置校正以及飛行器的對齊可以獨立于安裝的飛行控制器(例如四軸飛行器)根據(jù)邊緣進行實施，因為邊緣對于飛行器而言是重復(fù)的幾何形狀結(jié)構(gòu)。由此飛行器可以大致平行于模塊邊緣進行對齊。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.用于控制飛行器清潔表面的方法，包含：

—一個用于探測物體幾何形狀特征并根據(jù)其對齊飛行器的傳感器系統(tǒng)，以便通過氣流清潔物體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制飛行器的方法，包含：

—一種確定飛行器與物體相對位置的程序。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制飛行器的方法，包含：

—一種按順序?qū)R飛行器的程序，通過該程序可以避免和物體發(fā)生不期望的碰撞。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項或者多項所述的控制飛行器的方法，包含：

—一種對飛行器的飛行軌跡進行劃分的程序，并使得物體表面最大可能受到清潔頭的作用。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項或者多項所述的控制飛行器的方法，包含：

—飛行器在中斷飛行軌跡后在考慮可能存在的公差的情況下在中斷點處和/或中斷點前繼續(xù)工作。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項或者多項所述的控制飛行器的方法，包含：

—一種根據(jù)其對飛行器進行與編程以及在傳感器輔助下靠近路標(biāo)的程序。