当今,在全球范围内的能源构成中太阳能发电装机容量所占比例不断增加,对于提高光伏面板光电转化效率的相关课题逐渐引起人们的重视。影响光伏面板转换太阳光的效率的因素包含很多种,其中对发电效率影响最大的一个因素是光伏面板表面的灰尘覆盖。光伏面板表面灰尘的累积除影响光伏面板光电转化效率外,严重时还会造成光伏面板表面温度不均,从而导致光伏面板损毁。因此,保持太阳能电池板表面的透光性能对于提高光伏面板光电转化效率和延长使用寿命具有重要意义。针对太阳能电池板表面灰尘积累覆盖的问题,本文设计了一种基于嵌入式微处理器的太阳能电池板清扫机器人,该光伏清扫机器人可以实现对光伏发电站光伏面板表面灰尘的自动清扫。本文主要探讨了光伏清扫机器人的位姿状态估计与清扫轨迹跟踪问题,并设计了清扫机器人的硬件电路与控制程序。首先,分析光伏面板清扫机器人的设计需求和具体功能,设计了光伏面板清扫机器人的机械结构。进行了模块化的控制电路硬件设计,搭建了基于STM32F407控制系统硬件平台,并设计了接口电路及导航系统其次,利用在线获取新息方差的最大似然估计替代观测噪音协方差,得出最小线性方差增益,从而构建自适应扩展卡尔曼滤波器,使得低成本的传感器获取更为准确的位姿估计。在得到光伏清扫机器人当前位姿估计后,采用由位置环与姿态环构成的轨迹跟踪控制器对清扫机器人进行位姿控制,在内环收敛速度不可控的情况下,即当移动机器人实际姿态角与目标姿态角有很大偏差时,本文的控制算法依然能够实现对清扫路径的有效跟踪。最后,以清扫效果和效率为原则,设计了清扫机器人在线轨迹规划规则。再根据清扫机器人控制系统硬件电路和清扫路径,完成了控制系统软件设计,重点分析了位置信息获取、行走控制、自动和定时清扫功能的软件实现问题。