本發(fā)明大體上涉及用于預(yù)測機(jī)器事件的分析模型，并且更加具體地涉及用于使用機(jī)器學(xué)習(xí)來研發(fā)機(jī)器操作分類器的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)場的工作環(huán)境中使用的多種機(jī)器可以執(zhí)行各種操作或者任務(wù)。了解這些機(jī)器是如何在現(xiàn)場(例如，工作地點(diǎn))進(jìn)行操作的可以有利于洞悉機(jī)器事件和用戶使用模式。機(jī)器操作可以包括但不限于包括：諸如挖掘、傾倒、行駛、閑置、推動(dòng)、劈裂、重鏟、輕鏟、掘溝、切割等任務(wù)。機(jī)器操作可以是基于所觀察的機(jī)器的類型。這些機(jī)器類型包括但不限于包括：自動(dòng)平地機(jī)、履帶型拖拉機(jī)、推土機(jī)、鋪路機(jī)、電動(dòng)繩鏟車、以及在工地執(zhí)行任務(wù)的任何其它機(jī)器。

分析模型可以被研發(fā)用于基于來自機(jī)器的輸入數(shù)據(jù)(基于機(jī)載工程信道)來預(yù)測機(jī)器的操作以及相關(guān)任務(wù)。輸入數(shù)據(jù)可以包括取自系統(tǒng)傳感器或者與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的其它數(shù)據(jù)收集裝置的條件。輸入數(shù)據(jù)可以包括但不限于包括：機(jī)器轉(zhuǎn)矩、機(jī)器齒輪和齒輪速比、來自與升降機(jī)相關(guān)聯(lián)的液壓傳感器的讀數(shù)、地面和/或履帶速度、斜率數(shù)據(jù)、以及從與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的傳感器或者裝置接收到的指示機(jī)器操作或者任務(wù)的任何其它數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，所述輸入數(shù)據(jù)可以用于基于物理學(xué)來推導(dǎo)數(shù)據(jù)以便確定與操作或者任務(wù)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。已經(jīng)利用了用于使用傳感器來預(yù)測操作的系統(tǒng)和方法，比如，例如，美國專利第4,035,621號(hào)(“Excavator Data Logging”)中公開的系統(tǒng)，其使用傳感器數(shù)據(jù)來確定挖掘機(jī)的操作。

來自機(jī)載工程信道的輸入數(shù)據(jù)的特定數(shù)據(jù)組可以指示機(jī)器操作和/或任務(wù)。因此，可以按照如下方式來布置數(shù)據(jù)組：其中，分析系統(tǒng)可以基于來自機(jī)載工程信道的數(shù)據(jù)來“預(yù)測”機(jī)器的操作。然而，該預(yù)測可能需要通過用戶輸入來協(xié)助以建立規(guī)則或者通過其它手動(dòng)方法來協(xié)助以確定預(yù)測操作的規(guī)則。使用該手動(dòng)方法對(duì)于用戶而言可能較麻煩并且在計(jì)算上效率低。

期望的是一種用于使用機(jī)載工程信道數(shù)據(jù)來更加精確地確定機(jī)器操作的方法。因此，期望的是用于使用機(jī)器學(xué)習(xí)來研發(fā)機(jī)器操作分類器的系統(tǒng)和方法，以便創(chuàng)建精確度更高且計(jì)算效率更大的用于機(jī)器操作的預(yù)測模型。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，公開了一種用于研發(fā)用于機(jī)器的機(jī)器操作分類器的方法。該方法可以包括：從與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)機(jī)載工程信道接收與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，以及基于訓(xùn)練數(shù)據(jù)值來確定一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練特征。該方法還可以包括：確定與一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練特征相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練標(biāo)簽，以及建立預(yù)測模型以使用計(jì)算機(jī)來確定機(jī)器操作分類器。建立預(yù)測模型可以包括：將一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練特征以及與該一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練特征相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練標(biāo)簽供給至機(jī)器學(xué)習(xí)算法并且從該機(jī)器學(xué)習(xí)算法確定預(yù)測模型。預(yù)測模型可以用于接收與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的新數(shù)據(jù)并且基于該新數(shù)據(jù)確定預(yù)測標(biāo)簽。在一些示例中，該方法可以進(jìn)一步包括：確定來自一個(gè)或多個(gè)機(jī)載工程信道的一個(gè)或多個(gè)選擇信道。在一些這種示例中，確定預(yù)測模型可以包括：基于選擇信道來優(yōu)化預(yù)測模型。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，公開了一種用于使用機(jī)器操作分類器來確定機(jī)器的預(yù)測機(jī)器操作的方法。該方法可以包括：從與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)機(jī)載工程信道接收與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的第一數(shù)據(jù)值，以及從該第一數(shù)據(jù)值來確定一個(gè)或多個(gè)第一特征。該方法可以進(jìn)一步包括：通過使用預(yù)測模型來確定第一數(shù)據(jù)值的第一標(biāo)簽。預(yù)測模型是通過如下方式來建立：將一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練特征以及與該一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練特征相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練標(biāo)簽供給至機(jī)器學(xué)習(xí)算法并且從該機(jī)器學(xué)習(xí)算法確定預(yù)測模型。

根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，公開了一種用于研發(fā)用于機(jī)器的機(jī)器操作分類器的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)載工程信道，該一個(gè)或多個(gè)機(jī)載工程信道用于提供與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可以包括輸入模塊，該輸入模塊用于：從一個(gè)或多個(gè)機(jī)載工程信道接收訓(xùn)練數(shù)據(jù)，基于訓(xùn)練數(shù)據(jù)值確定一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練特征，以及確定與一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練特征相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練標(biāo)簽。該系統(tǒng)可以包括機(jī)器學(xué)習(xí)模塊，該機(jī)器學(xué)習(xí)模塊用于建立預(yù)測模型以確定機(jī)器操作分類器。建立預(yù)測模型可以包括：將一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練特征以及與該一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練特征相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練標(biāo)簽供給至機(jī)器學(xué)習(xí)算法并且從該機(jī)器學(xué)習(xí)算法確定預(yù)測模型。在一些示例中，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括預(yù)測建模模塊，該預(yù)測建模模塊從一個(gè)或多個(gè)機(jī)載工程信道接收與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的新數(shù)據(jù)并且通過使用預(yù)測模型基于該新數(shù)據(jù)來確定預(yù)測標(biāo)簽。

通過結(jié)合所包含的附圖閱讀如下詳細(xì)公開內(nèi)容，所公開的系統(tǒng)和原理的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于研發(fā)機(jī)器操作分類器的示例系統(tǒng)的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的與用于研發(fā)圖1的機(jī)器操作分類器的系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的示例機(jī)器數(shù)據(jù)收集模塊的示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于研發(fā)圖1的機(jī)器操作分類器的系統(tǒng)的示例輸入模塊的示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于研發(fā)圖1的機(jī)器操作分類器的系統(tǒng)的示例機(jī)器學(xué)習(xí)模塊的示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于研發(fā)圖1的機(jī)器操作分類器的系統(tǒng)的示例模型預(yù)測建模模塊的示意圖。

圖6是可以執(zhí)行用于提供本發(fā)明的示例系統(tǒng)和方法的指令的示例計(jì)算機(jī)的示意圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的用于使用機(jī)器學(xué)習(xí)來研發(fā)機(jī)器操作分類器的示例方法。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的用于建立預(yù)測模型的示例方法，該示例方法作為圖7的用于使用機(jī)器學(xué)習(xí)來研發(fā)機(jī)器操作分類器的方法的一部分。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的用于確定輸入至預(yù)測模型的新數(shù)據(jù)的標(biāo)簽的示例方法，該預(yù)測模型是通過圖7的用于研發(fā)機(jī)器操作分類器的方法來研發(fā)。

圖10是根據(jù)本發(fā)明的示例機(jī)器的側(cè)視圖，示例系統(tǒng)和方法可以從該示例機(jī)器收集數(shù)據(jù)以便研發(fā)用于機(jī)器的機(jī)器操作分類器。

圖11是根據(jù)本發(fā)明的第二示例機(jī)器的側(cè)視圖，示例系統(tǒng)和方法可以從該第二示例機(jī)器收集數(shù)據(jù)以便研發(fā)用于第二機(jī)器的機(jī)器操作分類器。

圖12是根據(jù)本發(fā)明的第三機(jī)器的側(cè)視圖，示例系統(tǒng)和方法可以從該第三機(jī)器收集數(shù)據(jù)以便研發(fā)用于第三機(jī)器的機(jī)器操作分類器。

盡管將針對(duì)特定圖解性實(shí)施例給出如下詳細(xì)描述，但應(yīng)理解，附圖不必按照比例繪制并且所公開的實(shí)施例有時(shí)是以圖表的方式且在部分視圖中進(jìn)行圖示。此外，在某些情況下，可能已經(jīng)省略了對(duì)于理解所公開的主題不必要的或者使得其它細(xì)節(jié)難以理解的細(xì)節(jié)。因此，應(yīng)理解，本發(fā)明不限于本文所公開和圖示的特定實(shí)施例，而是要對(duì)整個(gè)說明書和權(quán)利要求書以及其任何等效物有充分理解。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了用于使用機(jī)器學(xué)習(xí)來研發(fā)機(jī)器分類器的系統(tǒng)和方法。機(jī)器操作分類器可以觀察機(jī)器的操作并且確定或者預(yù)測機(jī)器所執(zhí)行的操作。為了研發(fā)機(jī)器操作分類器，必須對(duì)來自機(jī)器的數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行分析和組織。為了優(yōu)化研發(fā)這種機(jī)器分類器的過程，必須使用機(jī)器學(xué)習(xí)。

現(xiàn)在看附圖，具體參照?qǐng)D1，示出了使用用于機(jī)器11的機(jī)器學(xué)習(xí)來研發(fā)機(jī)器操作分類器的系統(tǒng)10。機(jī)器11可以是設(shè)計(jì)用于在工地執(zhí)行操作的任何作業(yè)機(jī)器。這種示例機(jī)器可以包括但不限于包括：自動(dòng)平地機(jī)、履帶型拖拉機(jī)、推土機(jī)、鋪路機(jī)、電動(dòng)繩鏟車、以及在工地執(zhí)行任務(wù)的任何其它機(jī)器。機(jī)器10的操作是基于機(jī)器的類型并且可以包括但不限于包括：挖掘、傾倒、行駛、閑置、推動(dòng)、劈裂、重鏟、輕鏟、掘溝、切割等。

系統(tǒng)10可以包括機(jī)器數(shù)據(jù)收集模塊20，機(jī)器數(shù)據(jù)收集模塊20用于收集可能與機(jī)器操作相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。圖2更加詳細(xì)地示出了機(jī)器數(shù)據(jù)收集模塊20，其中，該機(jī)器數(shù)據(jù)收集模塊接收數(shù)據(jù)以產(chǎn)生機(jī)載工程信道21以便讓系統(tǒng)10用來確定機(jī)器操作分類器。機(jī)載工程信道21可以包括與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是從與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的感測輸入裝置接收到的或者推導(dǎo)出的。該數(shù)據(jù)可以包括但不限于包括：發(fā)動(dòng)機(jī)速度、轉(zhuǎn)矩、齒輪、鉸接速率、上升速率等。為了產(chǎn)生機(jī)載工程信道21，機(jī)器數(shù)據(jù)收集模塊20可以包括但不限于包括：地面速度傳感器22、履帶速度傳感器23、斜率傳感器24、齒輪傳感器25、液壓傳感器26、以及任何其它傳感器27。在產(chǎn)生機(jī)載工程信道21時(shí)，機(jī)器數(shù)據(jù)收集模塊20可以使用物理方程式來處理由一個(gè)或多個(gè)感測元件22-27接收到的數(shù)據(jù)以便確定與機(jī)器10相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。

回到圖1，來自機(jī)器數(shù)據(jù)收集模塊20的輸出(例如，機(jī)載工程信道21)可以由輸入模塊30來接收，其在圖3中更詳細(xì)地示出。輸入模塊30可以從數(shù)據(jù)收集模塊20接收呈訓(xùn)練數(shù)據(jù)值32的形式的數(shù)據(jù)。訓(xùn)練數(shù)據(jù)值可以用于確定提取/轉(zhuǎn)化特征34以便創(chuàng)建新的計(jì)算信道，如與機(jī)器10相關(guān)聯(lián)的改善數(shù)據(jù)。在一些示例實(shí)施例中，輸入模塊30可以根據(jù)本領(lǐng)域中已知的任何預(yù)處理方法來對(duì)數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)處理以便確定提取/轉(zhuǎn)化特征34。

在輸入的時(shí)期，為訓(xùn)練數(shù)據(jù)值32以及相關(guān)聯(lián)的提取/轉(zhuǎn)化特征34分配訓(xùn)練數(shù)據(jù)標(biāo)簽36。訓(xùn)練數(shù)據(jù)標(biāo)簽36可以是由系統(tǒng)的觀察者手動(dòng)地提供。例如，可以通過使用機(jī)器的視頻來確定訓(xùn)練數(shù)據(jù)標(biāo)簽36，示出其操作，即，與訓(xùn)練數(shù)據(jù)值32時(shí)間同步，每個(gè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)標(biāo)簽36將伴隨著特定時(shí)期的訓(xùn)練數(shù)據(jù)值32。訓(xùn)練數(shù)據(jù)標(biāo)簽36是機(jī)器10的機(jī)器操作的手動(dòng)標(biāo)簽并且與其時(shí)期中訓(xùn)練數(shù)據(jù)值32的時(shí)期相關(guān)聯(lián)。例如，如果機(jī)器10是挖掘機(jī)并且其在訓(xùn)練數(shù)據(jù)值32的某些時(shí)期期間正在行駛，則輸入數(shù)據(jù)標(biāo)簽36將指示機(jī)器操作是“行駛”。

提取/轉(zhuǎn)化特征34(基于訓(xùn)練數(shù)據(jù)值32)以及其相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練標(biāo)簽36然后就被輸入或者傳遞到機(jī)器學(xué)習(xí)模塊40中。機(jī)器學(xué)習(xí)模塊40可以結(jié)合提取/轉(zhuǎn)化特征34以及相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練標(biāo)簽36使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來建立用于操作分類的模型。機(jī)器學(xué)習(xí)算法研發(fā)如下系統(tǒng)：該系統(tǒng)向數(shù)據(jù)(諸如，提取/轉(zhuǎn)化特征34以及相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練標(biāo)簽36)學(xué)習(xí)而不是僅僅遵循明確編程的指令。在這種情況下，通過輸入提取/轉(zhuǎn)化特征34以及相關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽36來“教導(dǎo)”機(jī)器學(xué)習(xí)模塊40創(chuàng)建模型操作分類器或者預(yù)測模型，該模型操作分類器或者預(yù)測模型將從輸入源(例如，機(jī)器數(shù)據(jù)收集模塊20)接收數(shù)據(jù)并且基于所述數(shù)據(jù)來確定輸入數(shù)據(jù)的機(jī)器操作。

現(xiàn)在參照?qǐng)D4，并且繼續(xù)參照?qǐng)D1至圖3的元件，示出了示例機(jī)器學(xué)習(xí)模塊。機(jī)器學(xué)習(xí)模塊40從輸入模塊30接收輸入(例如，提取/轉(zhuǎn)化特征34以及相關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽36)來作為輸入并且研發(fā)、創(chuàng)建、或者優(yōu)化機(jī)器學(xué)習(xí)算法42。機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以包括用于創(chuàng)建算法的任何方法或者機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域中已知的任何算法類型。例如，機(jī)器學(xué)習(xí)算法42可以使用但不限于使用：經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)44、決策樹46、支持向量機(jī)權(quán)重48等。經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種基于生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能方面的學(xué)習(xí)算法。例如，經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算可以是依據(jù)人工神經(jīng)元的互連群來組建結(jié)構(gòu)以便使用聯(lián)結(jié)主義計(jì)算方法來處理信息。機(jī)器學(xué)習(xí)算法42中的決策樹46的實(shí)施包括：使用決策樹作為預(yù)測模型來將關(guān)于物品的觀察映射至關(guān)于該物品的目標(biāo)值的結(jié)論。例如，決策樹46可以將提取/轉(zhuǎn)化特征34的某些結(jié)果值映射至訓(xùn)練標(biāo)簽36以便確定預(yù)測建模中使用的相關(guān)性。支持向量機(jī)權(quán)重算法48可以分析數(shù)據(jù)并且識(shí)別模式以便基于來自訓(xùn)練數(shù)據(jù)的權(quán)重算法將新示例分配到類別中。支持向量機(jī)算法可以分析數(shù)據(jù)并且優(yōu)化多維空間中的超平面或者超平面組，從而在一對(duì)或者多對(duì)二元分類之間創(chuàng)建最大界限。盡管可以使用上述機(jī)器學(xué)習(xí)算法，但機(jī)器學(xué)習(xí)算法42還可以包括但不限于包括：隨機(jī)森林、邏輯回歸、集成方法(例如，boosted集成、bagged集成)等。

機(jī)器學(xué)習(xí)模塊40還可以包括信道選擇確定器49以便確定用在預(yù)測建模中的選擇信道。信道選擇確定器可以選擇機(jī)載工程信道21的子集以便通過減少所需要的信道的數(shù)量來優(yōu)化預(yù)測模型的形成。在訓(xùn)練數(shù)據(jù)收集期間，信道選擇確定器49可以從與每個(gè)預(yù)期標(biāo)簽相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)化/提取特征34選擇一個(gè)或多個(gè)選擇信道。因此，在使用中，用于機(jī)器操作分類的預(yù)測模型需要分析的信道數(shù)量更少。用于確定選擇信道的方法可以是本領(lǐng)域中的任何機(jī)器學(xué)習(xí)方法。例如，可以使用遞歸特征消除來確定選擇信道。

通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法42創(chuàng)建的(以及，可選地，通過信道選擇確定器49優(yōu)化的)所得預(yù)測模型由系統(tǒng)10的預(yù)測建模模塊50使用，如在圖5中更加詳細(xì)地描述的。預(yù)測建模模塊50接收新數(shù)據(jù)值52以推導(dǎo)新的提取/轉(zhuǎn)化特征54。新的提取轉(zhuǎn)化特征然后被供給至預(yù)測建模模塊56。預(yù)測建模模塊56使用機(jī)器學(xué)習(xí)模塊40的所得預(yù)測模型來確定預(yù)測數(shù)據(jù)58，預(yù)測數(shù)據(jù)58可以包括與新數(shù)據(jù)值52的時(shí)期相關(guān)聯(lián)的預(yù)測標(biāo)簽。例如，如果機(jī)器10是挖掘機(jī)并且新數(shù)據(jù)值52向預(yù)測建模模塊56指示了與行駛操作相關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)(如從創(chuàng)建模型時(shí)執(zhí)行的訓(xùn)練推導(dǎo)出的)，則預(yù)測數(shù)據(jù)58應(yīng)該指示機(jī)器10操作是“行駛”。

可以使用硬件和/或軟件的任何組合來實(shí)施圖1至圖5的任何模塊。圖6是示例計(jì)算機(jī)60的框圖，示例計(jì)算機(jī)60能夠執(zhí)行指令以實(shí)現(xiàn)圖1至圖5的模塊以及/或者執(zhí)行指令以執(zhí)行下文參照?qǐng)D7至圖9所討論的方法。計(jì)算機(jī)60可以是：例如，服務(wù)器、個(gè)人計(jì)算機(jī)、或者任何其它類型的計(jì)算裝置。此示例的計(jì)算機(jī)60包括處理器61。例如，處理器61可以通過來自任何期望系列或者制造商的一個(gè)或多個(gè)微處理器或者控制器來實(shí)施。

處理器61包括本地存儲(chǔ)器62并且經(jīng)由總線69與包括只讀存儲(chǔ)器64和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器65的主存儲(chǔ)器通信。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器65可以通過如下存儲(chǔ)器來實(shí)施：同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SDRAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、RAMBUS動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RDRAM)、以及/或者任何其它類型的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器裝置。只讀存儲(chǔ)器64可以通過硬盤驅(qū)動(dòng)器、閃存存儲(chǔ)器、以及/或者任何其它期望類型的存儲(chǔ)器裝置來實(shí)施。

計(jì)算機(jī)60還可以包括接口電路66。接口電路66可以通過任何類型的接口標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施，諸如，例如，以太網(wǎng)接口、通用串行總線(USB)、以及/或者PCI express接口。一個(gè)或多個(gè)輸入裝置67連接至接口電路66。輸入裝置67容許用戶將數(shù)據(jù)和命令輸入到處理器61中。輸入裝置67可以通過如下方式來實(shí)施：例如，鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏、跟蹤板、跟蹤球、以及/或者語音識(shí)別系統(tǒng)。

一個(gè)或多個(gè)輸出裝置68也連接至接口電路66。輸出裝置68可以通過如下方式來實(shí)施：例如，用于相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的顯示裝置(例如，液晶顯示器、陰極射線管顯示器(CRT)等)。

如上文所提到的，計(jì)算機(jī)60可以用于執(zhí)行機(jī)器可讀指令。例如，計(jì)算機(jī)60可以執(zhí)行機(jī)器可讀指令以便實(shí)施圖1至圖5的模塊以及/或者執(zhí)行在圖7至圖9的框圖中示出的方法。在該示例中，機(jī)器可讀指令包括：由處理器(諸如，在示例計(jì)算機(jī)60中示出的處理器61)執(zhí)行的程序。該程序可以體現(xiàn)在有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(諸如，CD-ROM、軟盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器、數(shù)字多功能盤(DVD)、藍(lán)光光盤、或者與處理器61相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器)上儲(chǔ)存的軟件中，但該整個(gè)程序和/或其部分可替代地可以通過處理器61之外的裝置來執(zhí)行以及/或者體現(xiàn)在固件或者專用硬件中。進(jìn)一步地，盡管參照?qǐng)D1至圖5的示意圖以及/或者圖7至圖9中圖示的流程圖描述了示例程序，但可替代地可以使用許多其它方法來實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。例如，可以改變框的執(zhí)行順序，以及/或者可以改變、消除、或者組合所描述的一些框。

現(xiàn)在看圖7，并且繼續(xù)參照?qǐng)D1至圖5，示出了用于研發(fā)機(jī)器10的機(jī)器操作分類器的示例方法70的流程圖。方法70始于從一個(gè)或多個(gè)機(jī)載工程信道21接收與機(jī)器10相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)值32(框71)。通過使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)值32，確定了訓(xùn)練提取/轉(zhuǎn)化特征34(框72)。方法70包括：確定與訓(xùn)練提取/轉(zhuǎn)化特征34相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練標(biāo)簽36(框73)?？梢曰谟?xùn)練特征34以及相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練標(biāo)簽36來選擇作為選擇信道的一個(gè)或多個(gè)機(jī)載工程信道21以確定預(yù)測模型(框74)。通過使用計(jì)算機(jī)(諸如，計(jì)算機(jī)60)，從機(jī)器學(xué)習(xí)算法和輸入數(shù)據(jù)來建立預(yù)測模型(框75)。

預(yù)測模型的確定(框75)在圖8的流程圖中進(jìn)一步進(jìn)行描述。預(yù)測模型的確定始于將訓(xùn)練提取/轉(zhuǎn)化特征34以及相關(guān)聯(lián)的訓(xùn)練標(biāo)簽36供給至機(jī)器學(xué)習(xí)算法42(框81)。如上文所描述的，機(jī)器學(xué)習(xí)算法42可以包括但不限于包括：經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)44、決策樹46、以及支持向量機(jī)權(quán)重48。該方法然后從機(jī)器學(xué)習(xí)算法來確定預(yù)測模型，其中，預(yù)測模型(例如，預(yù)測建模模塊50)接收與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的新數(shù)據(jù)并且基于所接收到的新數(shù)據(jù)來確定預(yù)測標(biāo)簽。

圖9是示例性方法90的流程圖，示例性方法90用于利用通過圖7的方法70研發(fā)出的操作分類器來預(yù)測機(jī)器10的操作。方法90始于從機(jī)載工程信道21接收與機(jī)器10相關(guān)聯(lián)的新數(shù)據(jù)值52(框91)。方法90然后基于該新數(shù)據(jù)值52來確定一個(gè)或多個(gè)新的提取/轉(zhuǎn)化特征54。新的提取/轉(zhuǎn)化特征54然后被供給至模型預(yù)測模塊56，模型預(yù)測模塊56包括通過方法70研發(fā)出的預(yù)測模型(框93)。通過使用預(yù)測模型，方法80確定用于新的提取/轉(zhuǎn)化特征54的標(biāo)簽(框94)。

工業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明大體上涉及用于預(yù)測機(jī)器事件的分析模型，并且更加具體地涉及用于使用機(jī)器學(xué)習(xí)來研發(fā)機(jī)器操作分類的系統(tǒng)和方法。所公開的系統(tǒng)和方法可以用于預(yù)測各種機(jī)器10的機(jī)器操作，機(jī)器10包括但不限于包括：挖掘機(jī)、平地機(jī)、或者輪式裝載機(jī)。如下文所描述的，并且參照?qǐng)D10至圖12，所公開的系統(tǒng)和方法可以用于：基于來自機(jī)載工程信道21的輸入來預(yù)測所述機(jī)器的特定操作。

看圖10，示出了挖掘機(jī)100。挖掘機(jī)100可以具有：發(fā)動(dòng)機(jī)102、用于推進(jìn)的履帶104、以及用于執(zhí)行作業(yè)功能(例如，挖掘)的器具106。器具106可以包括：動(dòng)臂108、以及用于升高和降低動(dòng)臂108的動(dòng)臂圓筒110。器具106還可以包括：使用斗桿圓筒114來延伸和縮回的斗桿112，并且可以進(jìn)一步包括：諸如鏟斗116等工具，該工具通過使用鏟斗圓筒118來旋轉(zhuǎn)。在操作中，挖掘機(jī)100可以使用圓筒位置的組合來將鏟斗116接合至挖掘地點(diǎn)以便移除材料并且然后操縱鏟斗116以將材料遠(yuǎn)離挖掘地點(diǎn)傾倒或者傾倒到傾倒卡車等中。

在高水平處，挖掘機(jī)100的基本操作可以包括：使用履帶104進(jìn)行的“行駛”、“挖掘”、以及“傾倒”。在低水平處，挖掘機(jī)100也可以執(zhí)行包括如下操作的功能：動(dòng)臂升高和降低、斗桿伸出和拉動(dòng)、以及鏟斗內(nèi)旋轉(zhuǎn)和鏟斗外旋轉(zhuǎn)。這些操作中的每一個(gè)均可以通過一個(gè)事件或者事件組合來完成，包括工具事件、方向事件、齒輪事件、以及功率事件。可以通過如下方式來預(yù)測這些事件的身份：經(jīng)由機(jī)器學(xué)習(xí)模塊40來確定從機(jī)載工程信道21推導(dǎo)出的哪些數(shù)據(jù)值與哪些事件相關(guān)聯(lián)。通過使用所公開的系統(tǒng)和方法，可以精確地以更大計(jì)算效率來預(yù)測挖掘機(jī)100的機(jī)器操作。

進(jìn)一步地，圖11圖示了平地機(jī)120，平地機(jī)120具有：電動(dòng)機(jī)122、轉(zhuǎn)向盤124、鏟刀控制器126、鏟刀130、鏟刀角度圓筒132、以及高度圓筒134。平地機(jī)120可以包括可轉(zhuǎn)向輪136。平地機(jī)120配置為使用鏟刀130來刮鏟和弄平工地138。與上文的挖掘機(jī)100一樣，平地機(jī)120可以在多個(gè)模式下操作，包括：運(yùn)輸模式和平整模式。通過所公開的系統(tǒng)和方法來觀察和預(yù)測的機(jī)器操作可以包括但不限于包括：閑置、精加工鏟、重鏟、劈裂、翻松、拖運(yùn)、道路養(yǎng)護(hù)、掘溝、清溝、掃雪、除雪、鏟坡作業(yè)、滑坡作業(yè)等。所有這些操作和模式均可以使用通過所公開的系統(tǒng)和方法研發(fā)出的預(yù)測模型來進(jìn)行預(yù)測。

本發(fā)明的系統(tǒng)和方法還可以適用于輪式裝載機(jī)150，如在圖12中示出的。該輪式裝載機(jī)可以包括：電動(dòng)機(jī)152、操作者控制器154、動(dòng)臂156、動(dòng)臂圓筒158、以及鏟斗160。鏟斗160可以在裝載位置與傾倒位置之間旋轉(zhuǎn)。與挖掘機(jī)100和平地機(jī)120一樣，由該裝載機(jī)執(zhí)行的機(jī)器操作可以使用與本發(fā)明的系統(tǒng)和方法相關(guān)聯(lián)的機(jī)器學(xué)習(xí)來進(jìn)行預(yù)測。

應(yīng)理解，本發(fā)明提供了用于使用機(jī)器學(xué)習(xí)來研發(fā)機(jī)器操作分類器的系統(tǒng)和方法。盡管僅僅陳述了特定實(shí)施例，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，替代例和修改例將從上述描述中變得顯而易見。這些以及其它替代例均被看作是等效物并且落在本發(fā)明和所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)。