厉乐乐
浙江省特种设备科学研究院 浙江杭州 310020
简要：擦窗机器人的出现是一种高效率且让工作人员的安全性大大提高的发明。本文在简单介绍了机器人结构、工作过程和控制系统组成后，着重对视觉图像在擦窗机器人上的应用进行讨论，希望可以给相关从业者以参考。
关键词：擦窗机器人；视觉图像；应用
一 擦窗机器人概述
擦窗机器人结构：在下端有两个圆形的轮子，擦窗机器人依靠这两个轮子在窗户上来回滑动。利用这两个轮子，实现窗户里面和外面的擦拭。内设有视觉监控系统，自动识别门窗边角处，根据边角的形状、距离制定合理的擦拭方案。两个轮子上的抹布采用的是细纤维，这种材质的抹布在擦拭时不会掉落毛屑，抹布只是套在轮子上的，在更换时只需直接将抹布扯下即刻。轮子内部有细孔，内配有水管，可利用该水管喷射水柱清洗窗户上的风沙。
工作过程：1、吸附。擦窗机器人之所以能贴在玻璃表面不掉下来，是因为有吸附力。比如科沃斯的7系窗宝，采用的是真空泵吸附，8系采用的是风机吸附。8系的吸附能力比7系强，可以吸附的材质多一些，除了平滑的玻璃，还可以吸磨砂玻璃，甚至木门、大理石墙面。2、清洁。7系窗宝是两个抹布条，配合刮条，擦玻璃的时候，就是先一条抹布擦，再刮条刮去顽固的污渍，最后是一条抹布条再擦一遍。8系的抹布是全包围的方形抹布，这样擦得就比较全面了，配合专用的清洁液，擦得很干净。3、智能。窗宝可以智能规划清洁路线，根据玻璃的大小，智能擦玻璃。而且8系窗宝有无撞板感应系统，可以擦无框的玻璃。3、安全性。窗宝都配有安全扣和安全绳，防止在擦玻璃的时候出现意外掉落，安全扣的吸力很大，安全绳的伸缩性很好，一般不会掉下来。而且窗宝本身就有报警，出现故障会鸣响，还有15分钟的安全保护时间，足够把窗宝取下来了。用的时候要注意的是，尽管窗宝的吸附力很强，也要注意玻璃之间的衔接空隙不能太大，否则可能会吸不住。大概就这些吧。反正，科沃斯的擦窗机器人是挺不错的，你可以看看。
擦窗机器人控制系统：擦窗机器人支持连接天猫精灵，实现对机器的语音控制，你把擦窗机放到需要清洁的玻璃上，按下启动键，机器进入工作状态后，你坐在沙发上就能够指挥它完成窗户清洁工作。适用于高层擦窗，采用真空吸附在玻璃上，自主规划路线，可以代替人工进行擦窗。一般擦窗机器人的遥控器都是可以直接使用的，用的时候可以对着擦窗机器人，方便及时接收到信号。遥控器不是一般的红外遥控器，它发出的信号是可以透过玻璃的，所以就算窗宝在室外工作，遥控器也还是可以遥控它的。如果中途发现遥控器遥控不动主机了，那就可以试一下“对码”这个操作。其实对码的意思，就是一个遥控器和一台主机相匹配，他们俩之间相互识别之后，就可以遥控了主机。主机开机的之后，同时按下主机上的开始按键和遥控器上的对码按键，然后主机会发出提示音，类似bi~bi~bi~bi~这样的，就表示对码完成了。
二 视觉图形在擦窗机器人上的应用
大概就是使用模板将拍摄到的图像进行对比，或者是利用拍摄到的图像进行处理得到所需的有用信息。你说的机器人识别是指的是避障检测还是其他？我们现在学的机器视觉大概就是图像输入→图像处理→登陆图形→搜索→图像显示→图像输出。也可以通过镜头或者是各类传感器咯，其实镜头也是一种传感器，只是普通传感器输出的大多是电信号，镜头输出的是数值或者模拟信号。盲人或者视力不好的人群，他们可以通过其他身体感官去感受外界信息一样，镜头就是机器的眼睛，传感器就是机器的感觉器官。
具体来说，第一步是测距。单目视觉可以测量距离，是指测量水平宽或水平高上的距离，与相机、镜头的光轴是垂直的平面上的距离测量；第二步是得到信息，如果是避障的话，主要就是指轮廓、宽、高，宽可能更重要些，因为只要前面有东西，需要绕开，要绕多远，只需要有轮廓就可以了，其它的信息是不需要的。当然也可以获得其它信息，如颜色、类别等；第三步是预处理，比如图像增强、灰度化、滤波、二值化等，都是属于预处理，如果图像效果好，可以不需要。第四步是标定，如果仅仅只是为了处理数据，不标定也可以，这样出来的数据只是以像素为单位的；一般人们可能不太好理解像素，因此需要转换成世界坐标，这样是为了便于人们理解距离到底有多少。如一个物体宽1000像素，高750像素。这样人们可能比较难理解，而其世界坐标可能是长100mm、宽75mm，这样像素坐标系与世界坐标第的转换当量就为100mm/1000pixel=0.1mm/pixel，其它再测量得到某个像素值时，只需要乘以这个当量，就可以得到坐标了。
但是机器视觉是基于硬件收集数据，软件来判断收据的一个系统，比较死板，例如玻璃上的瑕疵、黑点、不良等不容易识别出来。容易判断的玻璃表面污点，用机器人视觉是完全没问题的，但是一旦涉及到需要主观逻辑性判断的时候，机器人视觉又显得有点力不从心，因为软件算法再发达也达不到人脑的高度，至少目前是这样的。虽然机器视觉在很多方面暂时无法替代人工视觉，但是机器视觉识别的适应性正在逐步被开发，相信在不久的将来，擦窗机器人可以识别玻璃上各种的污点，很轻松的擦干净。
三 结语
本文首先论述了擦窗机器人的结构、工作流程以及控制系统，在此基础上重点讨论了擦窗机器人的图像识别功能。图像识别对于擦窗机器人是很重要的，它可以帮助擦窗机器人准确识别玻璃上的污渍，定点擦拭。但是图像识别技术还有一些不足，需要企业加大投入改进。
参考文献
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