武新+許磊

摘 要：玻璃窗清潔是每個家庭必不可少的事情，現(xiàn)在大多數(shù)家庭通過手持抹布直接在玻璃窗上擦拭的方式來清潔玻璃窗。目前市場上出售的智能玻璃窗清潔機(jī)器無法準(zhǔn)確判斷玻璃窗上的污漬，不能很好的完成清潔任務(wù)。因此急需一款人機(jī)交互良好、高效的玻璃窗清潔任務(wù)機(jī)器。

關(guān)鍵詞：意愿者玻窗清潔器；體感手勢；人機(jī)交互；智能家居

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種操作便捷、性價比高的集玻窗清潔和健身娛樂于一體的智能玻窗清潔機(jī)器——意愿者玻窗清潔器，如意愿者玻窗清潔器實(shí)物如圖1所示。其將體感手勢識別傳感器應(yīng)用于玻璃的清潔中，是一種集成創(chuàng)新，開創(chuàng)了體感手勢識別傳感器在智能家居領(lǐng)域的新應(yīng)用。作品通過體感手勢傳感器采集人的肢體動作，經(jīng)算法處理得到相應(yīng)的控制信號，采用無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到玻窗清潔器。玻窗清潔器接收、處理控制指令信號后按照人的姿態(tài)動作指令執(zhí)行清潔作業(yè)，從而達(dá)到按人的意愿以一定的軌跡清潔玻窗的目的。

1 作品詳細(xì)介紹

意愿者玻窗清潔器系統(tǒng)由體感手勢識別傳感器（體感感知設(shè)備）、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、玻窗清潔器三部分組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。體感手勢識別傳感器對人體骨骼進(jìn)行追蹤識別，通過上位機(jī)數(shù)據(jù)處理后經(jīng)無線收發(fā)模塊將人的手勢信息傳給玻璃上的清潔機(jī)器，清潔機(jī)器將收到的信息轉(zhuǎn)為相應(yīng)的控制指令進(jìn)行作業(yè)。從而實(shí)現(xiàn)人體對玻窗清潔器的控制。

2 作品創(chuàng)新點(diǎn)

作品通過手勢控制玻窗清潔機(jī)器來清潔玻璃窗，打破了傳統(tǒng)清潔玻窗的方式。將清潔玻窗的工作與健身娛樂融為一體，增添了清潔玻窗工作的趣味性。玻窗清潔器按照人的意愿對玻窗進(jìn)行清潔，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器的互動，使清潔玻窗工作發(fā)生一次革命性的變化。

本作品具有如下創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）產(chǎn)品采集人體手勢，通過對人體骨骼的識別，將人體手勢指令轉(zhuǎn)化為玻窗清潔機(jī)器的運(yùn)行指令，首次將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于智能家居領(lǐng)域；

（2）操作簡單，手勢直接控制機(jī)器作業(yè)，對于玻窗干凈程度有個整體把握；

（3）首次將清潔玻窗工作與人們的健身娛樂融為一體，減少了清潔玻窗工作的枯燥性；

（4）作品清潔速度較快，效率高，大大減少了清潔玻窗的時間；

（5）手無需直接接觸抹布就可清潔玻璃；

（6）實(shí)現(xiàn)了對玻璃窗戶內(nèi)、外兩面的清潔，降低了高層住戶清潔玻窗的危險(xiǎn)性。

高空清潔玻窗圖如圖3所示。

3 作品使用說明

開啟玻窗清潔機(jī)器，將其放在將要清理的玻窗上，即可揮動手臂控制機(jī)器的運(yùn)動。如果在機(jī)器工作中出現(xiàn)語音提示“電壓不足，請充電”時，請將玻窗清潔機(jī)器從玻窗上取下用項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)專用的適配器為其充電。

控制機(jī)器有如下六種控制方式：

4 市場前景

玻窗清潔是每個家庭必不可少的事情，但隨著住宅樓層的增高，大多數(shù)家庭通過手持清潔工具對玻窗進(jìn)行清潔，甚至站在凳子上側(cè)身在外清潔玻窗，其危險(xiǎn)性可想而知！目前市場上出售的智能玻窗清潔器不能判斷玻窗的清潔程度，因此無法圓滿完成清潔任務(wù)。隨著智能家居產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)，人們對科學(xué)帶來的智能體驗(yàn)更加期待。

智能家居作為藍(lán)海工業(yè)，未來的發(fā)展前景毋庸置疑，據(jù)2014年7月互聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)調(diào)研中心調(diào)研報(bào)告顯示：92.2%的網(wǎng)民看好智能家居發(fā)展前景，而家居清潔是智能家居領(lǐng)域中的重要部分，市場前景廣闊。作品將手勢控制機(jī)器進(jìn)行玻窗清潔與健身娛樂融為一體，更貼近人們的生活，是一個良好的市場賣點(diǎn)。

智能家居正在風(fēng)靡全球，家居清潔機(jī)器的發(fā)展就像上世紀(jì)80年代的個人電腦、上世紀(jì)90年代中期的手機(jī)一樣，正處于產(chǎn)業(yè)真正起飛的前夕。據(jù)CNNIC調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2012年6月至2014年6月，全球家居清潔市場以每年28.91%的速率增長，其產(chǎn)業(yè)鏈將達(dá)千億規(guī)模。國內(nèi)智能家居中關(guān)于智能清潔玻窗的服務(wù)也正在起步，而實(shí)現(xiàn)體感手勢控制家居設(shè)備也是一大創(chuàng)新，在這樣的契機(jī)下，作為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的新興科技產(chǎn)業(yè)，既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。

體感手勢智能控制玻窗清潔機(jī)器是智能家居領(lǐng)域的一次改革，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)的“意愿者智能玻窗清潔器”可通過人的手勢姿態(tài)按照人的意愿控制其工作。不僅可有效清潔玻窗，還能在清潔玻窗的同時給人們提供愉悅的智能體驗(yàn)?！耙庠刚咧悄懿４扒鍧嵠鳌痹O(shè)有多種工作模式，其中健身模式在對窗戶做清潔的同時還鍛煉了人們的身體，改變了人們家居清潔的工作方式，真正做到娛樂健身保潔三不誤，滿足大多數(shù)家庭使用需求。通過人機(jī)交互來改善和豐富人們的生活不再是遙不可及的海市蜃樓。未來，人們將用最自然的方式及自然的動作與機(jī)器對話。

5 獲獎感言

這次比賽讓我們團(tuán)隊(duì)的成員進(jìn)步了許多。從方案的確定到作品初具模型，再到作品成功運(yùn)行，這是一個從無到有的過程。我們彷徨過，失落過，微笑過，但我們享受這個過程。感謝iCAN組委會。感謝我們的指導(dǎo)老師一路陪我們走過。感謝我們自己。Yes， i can！

重慶電子工程職業(yè)學(xué)院代表隊(duì)