本發(fā)明涉及智能家居控制領(lǐng)域，具體涉及擺動式擦窗機器人玻璃邊緣檢測方法。

背景技術(shù)：

由于智慧生活的快速普及，各種類型的擦窗機器人越來越多地出現(xiàn)在人們的日常生活中，其中擺動式擦窗機器人因其采用負(fù)壓吸附原理，外形結(jié)構(gòu)簡單，同時將擦窗轉(zhuǎn)盤當(dāng)做行走機構(gòu)完成擺動式行走動作，將吸附、行走以及擦拭動作合一，在消除擦痕的同時能最大限度地改善擦拭效果而在市面上較為常見。擦窗機器人要實現(xiàn)較高的擦除率，必須保證能準(zhǔn)確判定出所擦窗戶邊框的位置，但是目前市場上擺動式擦窗機器人仍存在著對玻璃邊緣位置存在誤判、玻璃擦除率不穩(wěn)定等情況。例如，當(dāng)玻璃表面存在較大臟物時，擦窗機器人容易將此臟物位置判斷為玻璃邊緣，直接執(zhí)行后續(xù)方向切換流程，從而導(dǎo)致擦除不干凈和擦窗死區(qū)的出現(xiàn)。因此如何準(zhǔn)確判斷出玻璃邊緣并提高擦除率成為一個有待研究的重點。

目前，針對擦窗機器人的研究主要集中在外形結(jié)構(gòu)設(shè)計、驅(qū)動方式設(shè)計、控制方法等方面，針對具體的玻璃邊緣檢測方法研究較少。姚重彬給出了市面上較為流行的兩款智能擦窗機器人的詳細(xì)比較(姚重彬.智能擦玻璃機器人的研究和應(yīng)用分析[J].科技風(fēng),2015(15):119-120.),大體介紹了擺動式擦窗機器人的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計以及擦除方法，但卻沒有針對控制方法中的玻璃邊緣檢測進行描述分析；長春工程學(xué)院的杜微、孫雅萍、孟艷萍通過對擦窗機器人在跨越運動時的力學(xué)分析，得出了一般情況下機器人在跨越時保證不發(fā)生傾翻和下滑的狀態(tài)下進行跨越的條件公式(杜微,孫雅萍,孟艷萍.擦窗機器人越障問題的研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(34):79-79.)，但其針對的是兩個車體的履帶式擦窗機器人，機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，未給出本發(fā)明所提出問題的解決方案；王舒歡、李紅利將語音控制方法加入到擦窗機器人的控制中，采用了DTW(Dynamic Time Warping,動態(tài)時間規(guī)整)語音識別技術(shù)，將控制任務(wù)進行了一定程度上的細(xì)分(王舒歡.一種語音控制擦窗機器人方法:中國,104865973[P].2015-08-26)，但其研究基于擦窗機器人已經(jīng)能完成基本運動功能之上進行的遙控控制方法的研究，并未涉及擦窗機器人控制器內(nèi)部程序針對玻璃邊緣檢測方面的判斷處理方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，提供一種擺動式擦窗機器人玻璃邊緣檢測方法。

本發(fā)明針對擺動式擦窗機器人具體控制流程中玻璃邊緣檢測相關(guān)部分，給出使用容錯判斷模式準(zhǔn)確判斷玻璃邊緣的方法，旨在解決擺動式擦窗機器人現(xiàn)有技術(shù)中存在的玻璃邊緣觸碰檢測不準(zhǔn)確問題，使得擺動式擦窗機器人在工作中盡可能地減少擦窗死區(qū)，提高擦除率。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是：在玻璃邊緣檢測過程中加入容錯判斷模式，其具體執(zhí)行流程如圖1所示；在擺動式擦窗機器人擦除作業(yè)過程中允許擦窗機器人擦窗底盤對玻璃邊緣位置進行一次誤判，當(dāng)擦窗機器人將某處暫時判定為玻璃邊緣時，擦窗機器人通過退回一步再擦除的方式驗證第一次判斷結(jié)果。若兩次擦除過程中均發(fā)現(xiàn)此處存在玻璃邊緣，則認(rèn)為第一足M1已經(jīng)以較大可能性抵達(dá)玻璃邊緣，此后，通過控制擦窗機器人的另一個擦窗底盤(第一足M2)向行進方向進行相同于第一足M1的運動，判定第一足M2是否抵達(dá)玻璃邊緣，當(dāng)且僅當(dāng)?shù)谝蛔鉓1和第一足M2同時判定為抵達(dá)玻璃邊緣，才判定此處為玻璃邊緣位置并置相應(yīng)標(biāo)志位。具體步驟如下：

步驟1：控制第一足M1向行進方向運行，并實時檢測其功率反饋情況，如果在擦窗機器人機身傾斜角度限定范圍(機身角度限定范圍)內(nèi)檢測到觸碰玻璃邊緣，則控制第一足M1后退一定角度，此后第一足M1繼續(xù)向前運動并檢測功率反饋大小，如果在機身角度限定范圍內(nèi)并未檢測到觸碰玻璃邊緣，則說明第一次判定為誤判，擦窗機器人不執(zhí)行后續(xù)流程，直接進入正常行走模式；相反，如果第二次第一足M1同樣檢測到觸碰玻璃邊緣，則說明第一足M1以較大可能性抵達(dá)玻璃邊緣，置第一足M1觸碰玻璃邊緣標(biāo)志位為1，后續(xù)執(zhí)行步驟2。

步驟2：控制第一足M2向行進方向運動，并實時檢測其功率反饋情況，如果在機身角度限定范圍內(nèi)檢測到觸碰玻璃邊緣，則控制第一足M2后退一定角度，此后第一足M2繼續(xù)向前運動并檢測功率反饋大小，如果在機身角度限定范圍內(nèi)并未檢測到觸碰玻璃邊緣，則說明第一足M2第一次判定為誤判，步驟1中第一足M1玻璃邊緣的檢測也為誤判，擦窗機器人不執(zhí)行后續(xù)流程，直接進入正常行走模式；相反，如果第二次第一足M2同樣檢測到觸碰玻璃邊緣，則說明第一足M2抵達(dá)玻璃邊緣，置第一足M2觸碰玻璃邊緣標(biāo)志位為1。

步驟3：置擦窗機器人準(zhǔn)確抵達(dá)玻璃邊緣標(biāo)志位為1，同時，為了減少其它標(biāo)志位對后續(xù)程序執(zhí)行邏輯的影響，清除第一足M1、第一足M2觸碰玻璃邊緣標(biāo)志位，此時擦窗機器人準(zhǔn)確找到玻璃邊緣位置。

以上步驟均通過編寫為計算機軟件運行，它包括兩大部分，第一部分是擦窗機器人某個足對玻璃邊緣的判定，包括前后兩次檢測確認(rèn)；第二部分另一個足兩次檢測確認(rèn)，對前一個足觸碰玻璃邊緣判定進行驗證。通過二者的配合，可以實現(xiàn)擺動式擦窗機器人對玻璃邊緣有效地觸碰檢測。

本發(fā)明提供的擺動式擦窗機器人玻璃邊緣檢測方法對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果：

1、引入容錯判斷模式，多次驗證觸碰玻璃邊緣準(zhǔn)確性，有效避免擦窗機器人對玻璃邊緣的誤判，減少擦窗死區(qū)。

2、多次判斷檢驗過程可以增大對玻璃污漬較多區(qū)域的清潔力度，使擦窗機器人工作效率更好、使用效果更明顯。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的擺動式擦窗機器人容錯判斷模式執(zhí)行流程圖

圖2是本發(fā)明的擺動式擦窗機器人玻璃邊緣檢測方法實驗所用Win-Robot擺動式擦窗機器人；

圖3是容錯模式針對玻璃表面臟物執(zhí)行示意圖；

圖4是容錯模式針對玻璃邊緣執(zhí)行示意圖；

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明一種擺動式擦窗機器人玻璃邊緣檢測方法通過簡單實例作進一步描述。

本發(fā)明一種擺動式擦窗機器人玻璃邊緣檢測方法主要有以下內(nèi)容：在玻璃邊緣檢測過程中加入容錯判斷模式，其具體執(zhí)行流程如圖1所示；在擺動式擦窗機器人擦除作業(yè)過程中允許擦窗機器人擦窗底盤對玻璃邊緣位置進行一次誤判，當(dāng)擦窗機器人某個擦窗底盤對應(yīng)電機(第一足M1)第一次被檢測到超過設(shè)定閾值的電機功率反饋正向跳變(觸碰玻璃邊緣)時，擦窗機器人將此處暫時判定為玻璃邊緣，此處也有可能為較大的臟物，此后，擦窗機器人退回一步并再次對此處進行擦除作業(yè)，同時記錄第二次擦除過程中第一足M1功率反饋正向跳變情況，即進行第二次擦除以驗證第一次判斷結(jié)果。若兩次擦除過程中均發(fā)現(xiàn)此處存在玻璃邊緣，則認(rèn)為第一足M1已經(jīng)以較大可能性抵達(dá)玻璃邊緣，此后，通過控制擦窗機器人的另一個擦窗底盤(第一足M2)向行進方向進行相同于第一足M1的運動，判定第一足M2是否抵達(dá)玻璃邊緣，當(dāng)且僅當(dāng)?shù)谝蛔鉓1和第一足M2同時判定為抵達(dá)玻璃邊緣，才判定此處為玻璃邊緣位置并置相應(yīng)標(biāo)志位。在實施案例中，使用圖2所示W(wǎng)in-Robot擺動式擦窗機器人，其部分基本參數(shù)如下：

凈重：0.94kg

尺寸：300×150×120mm(長*寬*高)

擦窗底盤軸心距：150mm

轉(zhuǎn)盤半徑：145mm

擦除速度：4分鐘/平方公尺

以第一足M1先觸碰玻璃邊緣為例，實例實施具體過程如下：

步驟1：兩次驗證第一足M1是否觸碰玻璃邊緣

在玻璃邊緣前方使用泥漿涂出一片較大的區(qū)域模擬玻璃表面臟物，使用Win-Robot擺動式擦窗機器人進行擦除時，當(dāng)其第一足M1進入該區(qū)域進行擦除時，第一足M1由于受到突變的阻力而產(chǎn)生較大的功率反饋突變，即檢測到觸碰玻璃邊緣，于是第一足M1會向后退回一定角度后，再繼續(xù)向前擦除，由于第一次已經(jīng)擦過的路徑不再有泥漿，因此第二次向前運動時，Win-Robot并沒有檢測到觸碰玻璃邊緣，擦窗機器人正常向前行走，容錯模式針對玻璃表面臟物運行示意圖如圖3所示。

步驟2：第一足M2兩次往復(fù)運動驗證第一足M1觸碰玻璃邊緣判斷準(zhǔn)確性。

設(shè)定程序，Win-Robot抵達(dá)玻璃邊緣后停止運動并發(fā)出報警，在具體實施過程中將Win-Robot放置于玻璃邊緣附近，保持玻璃表面無明顯污漬，使Win-Robot靠近玻璃邊緣運動，Win-Robot的容錯判斷模式針對玻璃邊緣運行示意圖如圖4所示。在第一足M1確認(rèn)觸碰玻璃邊緣后，Win-Robot控制第一足M2執(zhí)行圖4中④-⑦的過程，到達(dá)過程⑦后，Win-Robot停止運動，并提示已經(jīng)抵達(dá)玻璃邊緣，符合實驗預(yù)期。

步驟3：清除與設(shè)置相應(yīng)標(biāo)志位。

在Win-Robot的軟件工程中，設(shè)置擦窗機器人抵達(dá)玻璃邊緣標(biāo)志位為1，清除第一足M1和第一足M2觸碰玻璃邊緣標(biāo)志位，通過設(shè)置對應(yīng)的全局變量即可實現(xiàn)該步驟。

本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。