一种摆动式擦窗机器人玻璃边缘处向下移动处理方法与流程

本发明涉及智能家居控制领域，具体涉及摆动式擦窗机器人玻璃边缘处向下移动处理方法。

背景技术：

随着智慧生活的理念走进千家万户，市场上已经有了多种类型的擦窗机器人并已广泛应用于日常生活之中。摆动式擦窗机器人因其采用负压吸附原理，同时将擦窗转盘当做行走机构完成摆动式行走动作，将吸附、行走以及擦拭动作合一，在消除擦痕的同时能最大限度地改善擦拭效果而在市面上较为常见。但是目前市场上摆动式擦窗机器人仍存在着擦除路径折返处效率较低、容易出现擦除死区的情况，因此如何给出一种有效地向下移动方法以提高执行效率并同时减小擦窗死区成为亟待解决的重点。

目前，针对擦窗机器人的研究主要集中在外形结构设计、驱动方式设计、控制方法等方面，针对具体的玻璃边缘处向下移动处理方法研究较少。施红兵、颜昌林提出一种新型的摆动式自行走擦窗机器人及其控制方法(施红兵.摆动式自行走擦窗机器人及其控制方法:中国,104905728[P].2015-09-16),给出了摆动式擦窗机器人的机械结构设计以及运动控制方法，详细介绍了该种类型擦窗机器人组成部件以及工作原理，但却没有介绍分析摆动式擦窗机器人在玻璃边缘处向下移动处理的方法；北京航空航天大学机器人研究所的张厚祥、吴星明、宗光华介绍了一种高层擦窗机器人系统，使用三菱公司FX2N可编程控制器对X、Y、Z三个方向上的气缸进行控制，实现了高层擦窗的基本功能(张厚祥,吴星明.擦窗机器人控制系统[J].微计算机信息,2000(1):30-32.)，但是其结构复杂，成本较高，不适宜于家用擦窗条件；王舒欢、李红利将语音控制方法加入到擦窗机器人的控制中，采用了DTW(Dynamic Time Warping,动态时间规整)语音识别技术，将控制任务进行了一定程度上的细分(王舒欢.一种语音控制擦窗机器人方法:中国,104865973[P].2015-08-26)，但其研究基于擦窗机器人已经能完成基本运动功能之上进行的遥控控制方法的研究，并未涉及擦窗机器人控制器内部程序针对玻璃边缘检测方面的判断处理方法。

技术实现要素：

本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种摆动式擦窗机器人玻璃边缘处向下移动处理方法。

本发明针对摆动式擦窗机器人具体控制流程中玻璃边缘处向下移动方法相关部分，给出交叉移动计数方法实现摆动式擦窗机器人玻璃边缘处向下运动，在移动过程中加入误判检测，目的在于实现玻璃边缘处交叉向下移动的一个高效的控制方法，使得摆动式擦窗机器人在工作中尽可能地减少擦窗死区，提高擦除率。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：当擦窗机器人处于玻璃边缘处时，通过判定擦窗机器人运行方向切换次数决定擦窗机器人进行向下移动时，执行交叉移动计数方法的次数，交叉移动计数方法流程图如图1所示。在执行该方法过程中，第一足M1和第一足M2遵循“先退先进，后退后进”的原则，即先远离玻璃边缘迈出一步的足，在另一个足接着远离玻璃边缘后，率先向玻璃边缘迈步，其执行示意图如图2所示。在靠近玻璃边缘过程中进行触碰玻璃边缘检测，未发现玻璃边缘，则继续向前行进检测，最后，根据交叉移动计数方法执行次数，在有效减少玻璃边缘位置误判的情况下，实现摆动式擦窗机器人的向下运动，具体步骤如下：

步骤1：执行交叉移动计数方法，首先判断摆动式擦窗机器人触碰玻璃边缘次数，第一次触碰玻璃边缘时，直接改变行进方向，不执行后续步骤；当擦窗机器人第二次及以后触碰玻璃边缘时，交叉移动计数方法执行两次以实现一定距离的向下移动，擦窗机器人继续执行步骤2。

步骤2：控制擦窗机器人机身上方一足后退一定角度，远离玻璃边缘，此后控制第一足M2后退，远离玻璃边缘，直至擦窗机器人机身竖直，第一足M2停止后退。

步骤3：步骤2中先远离玻璃边缘的第一足M1继续向行进方向运动并进行功率反馈检测，在机身限定角度范围内，如果第一足M1并未检测到触碰玻璃边缘，则擦窗机器人维持行进方向，继续向前正常行走并时刻检测触碰玻璃边缘情况，不执行后续步骤；否则，如果第一足M1在第一次向玻璃边缘靠近过程中，检测到触碰玻璃边缘，则说明第一足M1在交叉移动计数方法下已抵达玻璃边缘，置交叉移动计数方法下第一足M1触碰玻璃边缘标志位为1，执行步骤7。

步骤4：控制第一足M2向行进方向运动兵进行功率反馈检测，在机身限定的角度范围内，如果第一足M2并未检测到触碰玻璃边缘，则说明步骤3中第一足M1触碰玻璃边缘的判断为误判，清除交叉移动计数方法下第一足M1触碰玻璃边缘标志位为0，擦窗机器人维持行进方向，继续向前正常行走并时刻检测触碰玻璃边缘情况，不执行后续步骤；如果第一足M2在第一次向玻璃边缘靠近过程中，检测到触碰玻璃边缘，则说明第一足M2在交叉移动计数方法下已抵达玻璃边缘，置交叉移动计数方法下擦窗机器人触碰玻璃边缘标志位为1，清除交叉移动计数方法下第一足M1触碰玻璃边缘标志位为0，至此交叉移动计数方法执行完一次。

步骤5：根据程序设定交叉移动计数方法执行次数，重复执行步骤2至步骤4，当达到设定次数后，清除交叉移动计数方法下擦窗机器人触碰玻璃边缘标志位为0，改变擦窗机器人行进方向并退出交叉移动计数方法，进入正常行走模式。交叉移动计数方法具体执行流程图如图1所示。

本发明提供的摆动式擦窗机器人玻璃边缘处向下移动处理方法对比现有技术有如下的有益效果：

1、引入容错判断模式以及交叉移动技术方法，多次验证触碰玻璃边缘准确性，有效避免擦窗机器人对玻璃边缘的误判，减少擦窗死区。

2、使用交叉移动计数方法，有效解决摆动式擦窗机器人向下移动问题，状态逻辑清晰。

3、摆动式擦窗机器人玻璃边缘相关处理更加灵活，清洁力度更强。

附图说明

图1是本发明的交叉移动计数方法执行示意图，以足擦窗机器人上方第一足M1先运动为例，介绍交叉移动计数方法执行流程；

图2是本发明的交叉移动计数方法流程图；

图3是本发明的摆动式擦窗机器人玻璃边缘处向下移动处理方法实验所用Win-Robot摆动式擦窗机器人；

具体实施方式

以下结合附图对本发明一种摆动式擦窗机器人玻璃边缘处向下移动处理方法通过简单实例作进一步描述。

本发明一种摆动式擦窗机器人玻璃边缘处向下移动处理方法主要有以下内容：当擦窗机器人处于玻璃边缘处时，通过判定擦窗机器人运行方向切换次数决定擦窗机器人进行向下移动时，执行交叉移动计数方法的次数，交叉移动计数方法流程图如图2所示。在执行该方法过程中，第一足M1和第一足M2遵循“先退先进，后退后进”的原则，即先远离玻璃边缘迈出一步的足，在另一个足接着远离玻璃边缘后，率先向玻璃边缘迈步，其执行示意图如图1所示。在靠近玻璃边缘过程中进行触碰玻璃边缘检测，未发现玻璃边缘，则继续向前行进检测，最后，根据交叉移动计数方法执行次数，在有效减少玻璃边缘位置误判的情况下，实现摆动式擦窗机器人的向下运动。在实施案例中，使用图3所示Win-Robot摆动式擦窗机器人，其部分基本参数如下：

净重：0.94kg

尺寸：300×150×120mm(长*宽*高)

擦窗底盘轴心距：150mm

转盘半径：145mm

擦除速度：4分钟/平方公尺

以约定擦窗机器人上方足为第一足M1，以在玻璃右边缘向下运动为例，实例实施具体过程如下：

步骤1，确认执行交叉移动计数方法的次数

设定当擦窗机器人进入正常行走模式时，发出声光报警并停止运转。将擦窗机器人放置在靠近玻璃边缘位置附近，启动擦窗机器人，其首先向右运动，实验中，当擦窗机器人准确触碰玻璃边缘后，其立刻停止了运转并发出声光报警，说明擦窗机器人第一次触碰玻璃边缘时，直接执行了改变行进方向操作，执行交叉移动方法的次数为0。

步骤2-4，擦窗机器人一次以上触碰玻璃边缘时，执行事先设定交叉移动计数方法执行的次数。

Win-Robot初次运行方向向左，程序中设定交叉移动两次后停止运转并报警。在其第一次触碰玻璃边缘后，直接切换行进方向，Win-Robot向右正常行走。当Win-Robot达右侧玻璃边缘时，其会执行如图1所示交叉移动计数方法，Win-Robot会首先将机身上方擦窗底盘(即图1中第一足M1)向左退回一定角度，程序中设定Win-Robot机身与竖直方向夹角为15度后，Win-Robot控制第一足M2向左后退，直至机身竖直。此后，第一足M1会先向右运动并检测到触碰玻璃边缘，紧接着第一足M2向右运动并检测到触碰玻璃边缘。

步骤5，根据擦窗机器人触碰玻璃边缘次数执行相应次数交叉移动计数方法

由于在程序中设定Win-Robot执行两次交叉移动计数，在步骤4结束后，Win-Robot再次重复执行一遍步骤2至4，并在最后第一足M2触碰玻璃边缘后，Win-Robot停止运转并报警。

在交叉移动计数方法误判实验测试中，使用木条模拟玻璃边缘，Win-Robot执行交叉移动计数流程，当其执行到图1中的流程3时，取走放置的木条，第一足M1向右运动不超过限定角度过程中，并未检测到“玻璃边缘”，Win-Robot将会先控制第一足M2向右运动并检测，实现正常行走，从而实现该方法避免因玻璃边缘误判而形成的擦窗死区出现的目的。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。