《计算机空间信息技术与工程机械在人工智能方面的集合.docVIP

计算机空间信息技术与工程机械在人工智能方面的集合 摘要： 随着地球空间信息科学(geo-spatial information science)的进一步发展，可快速得出施工对象的三维实体图，它起到将施工对象和工程机械联系起来的作用，通配套软件，就可以实现虚拟施工，然后生成工作流程编码，再将编码导入车载软件控制系统就可以实现高精度的自动驾驶或遥控与无人驾驶功能，让工作人员把精力放在工作流程的设计上或远离有害及危险环境下的施工作业。会极大地提升工程机械的可操作性，效率和精确度。 关键词： 地球空间信息科学； 工程机械； 三维建模虚拟施工智能化 随着现代社会经济建设的快速发展，工程机械的使用率越来越高。为适应各种工况要求，工程机械的种类繁多，已成为当今社会生产建设的必须工具。但随着工程机械功能的增加，其操作难度也不断提升，加之操作工程机械的工作强度逐渐增大，高级的驾驶员是供不应求。为了适应社会经济建设快速发展的需求，解决工程机械操作难，工作累的问题，我们应该大力发展工程机械的软件系统，通过与地球空间信息科学的集合，使其能做到通过卫星定位，按照预先设定的程序自主独立地进行作业。 一、数据的收集和应用 １.地球空间信息科学 地球空间信息科学(geo-spatial information science)起源于20世纪60年代，是包含了gps，gis和rs等技术，并强调与通讯，计算机技术融合的一门综合性集成技术学科。3s技术构成了地球空间信息科学的核心，它是快速获取和更新大区域地球动态和定位信息的重要手段，通过信息处理快速再现和客观反映地球表层的状况、现象、过程及其空间分布，并深层次地探索现象，事物的形成机理及其内在之间的联系，它是地球科学的一个前沿领域，是地球信息科学的重要组成部分，是数字地球的基础。 ２.空间移动信息服务及三维建模 空间移动信息服务是综合“3s”技术和现代通信技术，以向人们提供与地理位置有关信息和服务的应用系统。近年来，随着计算机技术、遥感技术、摄影测量技术及其相关信息技术的飞速发展，使得通过快速获取地表信息并重建三维地表形态成为现实。通过空间移动信息服务，借助于卫星定位和测量功能快速获得地表及建筑物的各种信息，然后将其传送到地面的接收终端，并由计算机软件根据高度，宽度，编码等属性信息建立三维模型，使其成为地球空间信息技术与工程机械在人工智能方面集合的桥梁。 二、工程机械的人工智能化 １.人工智能工程机械的现状及发展前景 智能化的工程机械可以通过信息化实现自动驾驶或遥控与无人驾驶功能。美国及日本拥有此类产品并仍在研究该技术。卡特彼勒公司利用gps(全球定位系统)、gis和gsm技术，将其计划命名为采矿铲土运输技术系统(mets).采矿用的推土机定位系统有助于司机完成诸如坡度与推土任务。trimble公司的产品是site vision gps，可实现坡度的精确控制，驾驶室内可视化显示系统指导驾驶员精确作业，精度可达厘米级。 但是，以上的工程机械的智能化还是尝试性的，平面化的，只适用于一些简单的动作。要想实现工程机械的更高级的自动和独立的操作，就要以建筑于空间信息服务的三维实体图为桥梁，将工程机械和作业对象联系起来。如同mastercam，ug等软件，通过二维绘图和三维实体造型将工件和数控机床联系在一起。操作员只需要通过软件设计出工作流程，再通过实时监控系统就可以使机械自主完成任务。 未来工程机械的人工智能化系统主要通过以下模块实现。 （1）卫星测量数据→传送到→地面接收终端→生成三维实体图→导入配套软件平台。 （2）采集各种工程机械的各种操作动作的数据→保存→建立相关工程机械的操作动作的数据库→导入→配套软件平台。 （3）以配套软件为平台，根据任务要求，模拟施工，检查校对其中的错误操作→生成→操作代码→传送到→车载软件，控制工程机械的执行，并由各种传感器时时监控施工进程。 ２.工程机械的改进和数据库的建立 近年来我国出现了工程机械产销量井喷的现象。但也要看到我们的产品还有很多问题，一是主要的核心零件还不能完全自主生产，再就是缺乏创新。因此，为了配合未来工程机械的发展，我们一是要加大基础研究的投入，再是能够提升创新能力，引领未来工程机械的发展方向。 现在的工程机械的硬件水平已经相当高了，除了继续发展微型化和超大型化的机械外，就是要增加对工程机械车载软件系统及配套软件的研究开发。工程机械的车载软件系统主要是用来提升机械的可操作性，以便驾驶员能同时，轻松地进行多项操作。当发展到无人驾驶的程度时，即可由车载软件来控制机械的各个动作的完成。而配套的软件主要是一个编程的平台，通过模拟施工，得出工作流程，再生成操作代码，最后传送到工程机械的车载软件上，达到机械自主操作的目的。 ３.工程机械智能化的应用举例 公路建设从早期的工程规划到