随着我国可再生能源发展规划的公布,近年来大型光伏电站的开发建设不断取得进展,在光伏电站实际运行中,光伏组件表面灰尘堆积,极大地影响了电站的发电效率。传统人力清洁光伏组件成本昂贵,移动清洁机器人因其高效和安全而受到青睐。安全路径获取是移动清洁机器人自主导航的前提,是在光伏电站中自主执行清洁作业的先决条件。本文依据光伏电站的地形特点,将其分为硬质平坦、复杂非平坦两类环境,主要针对移动清洁机器人在不同地形环境下的路径规划问题进行讨论分析,并设计搭建了光伏电站虚拟视景仿真平台。首先,针对硬质平坦地形环境中光伏电站移动清洁机器人的全局路径规划问题,提出一种改进蚁群系统算法。对蚂蚁易陷入死锁、寻优能力弱的缺陷,提出16方向16领域搜索方式与分类死锁处理策略,在降低蚂蚁死锁概率的同时避免传统8方向搜索方式限制机器人的移动方向;以路程距离和平滑度为优化目标,设计多目标启发函数,降低搜索路径长度并减少转弯次数;引入蚂蚁返巢搜索与初始信息素正态分布,分别提高蚂蚁利用率、降低初始阶段盲目搜索性。仿真实验结果表明本文算法全局寻优能力强,路径距离短且较为平滑。其次,根据硬质平坦地形下移动清洁机器人局部避障的需求,将改进蚁群系统算法和动态窗口法融合,提出一种全局实时路径规划算法,并对轨迹评价函数进行优化。融合算法解决了改进蚁群系统算法无法实时避障的缺陷,与动态窗口法相比提高了搜索成功率、保证了路径的全局最优性。再次,在复杂非平坦的光伏电站环境中,设计算法为机器人寻找一条能量消耗最优的节能路径,以提高机器人能效。基于卫星图像和高程信息,利用BP神经网络和最大面积法进行土地分类与栅格化,以此构建越野栅格地图。引入能量消耗模型,计算节点间的能量消耗代价。在改进蚁群系统算法基础上,以最优能量消耗为目标,针对三维场景特点进行算法优化。基于真实地理模型进行测试,结果表明改进后的算法能够为机器人规划一条具有较低能耗的最佳路径。最后,利用虚拟仿真技术在Unity3D引擎中搭建交互式光伏电站虚拟视景平台。通过光照贴图、元胞自动机等技术生动模拟了昼夜光照变换、火灾蔓延、光伏组件坍塌等现象。基于导航网格和蚁群系统算法,对机器人运动场景进行演示验证并实现了虚拟导航功能。该平台直观的阐释了光伏电站灾害影响和移动机器人运动场景,提高了培训效率。