基于本体的建筑工地机器人导航数据交换方法

随着自主地面无人车辆（UGV）用于施工项目自动化数据采集的使用增长，施工与机器人领域间跨学科语义数据共享与交换的问题已引起施工利益相关者的关注。跨领域数据转换需要详细规范，尤其在语义数据转换方面。建筑信息模型（BIM）与地理信息系统（GIS）分别是捕获和存储室内结构与室外环境施工数据的两项技术。在缺乏施工与机器人领域间数据交换标准格式的情况下，两行业的工具尚待集成于连贯的部署基础设施中。因此，BIM-GIS 的语义无法被任何机器人平台自动集成。为实现跨领域语义数据传输，语义网技术已广泛用于多学科领域的互操作。我们利用它来铺就在工地更智能、更快速、更精确的机器人导航之路。本文开发了一个集成机器人导航与数据采集的语义网本体，以将 BIM-GIS 的含义传达给机器人。所提出的建筑信息机器人系统（BIRS）提供语义化传输至机器人平台的施工数据，并可供工地机器人导航软件栈使用。为实现此目标，我们首要桥接施工与机器人领域间的知识表示。随后，我们开发了一个与机器人操作系统（ROS）集成的语义数据库，其可与机器人及导航系统通信，以在数据采集每一步为机器人提供语义化建筑数据。最后，通过案例研究验证了所提系统。