[发明专利]一种基于关系的空间实体对象的描述方法

说明书

技术领域

    本发明属于信息科学领域，尤其是智能理论及其技术应用领域，着重在空间实体知识的描述模型。 

背景技术

近年来,本体论逐渐成为知识工程、人工智能和语义信息等研究领域共同关注的核心问题。随着机器人技术的发展，促进了机器人对空间环境信息的采集与应用，获得了各种不同形式的环境描述模型。但在空间知识的有效组织和表达方面的能力仍然较弱,缺乏对信息的知识及语义上的描述,处于数据丰富而知识欠缺的境地，机器人也难以理解以及应用。因此提出一种新的环境知识描述模型，可表达与构建环境实体的空间特征与空间关系，对于机器人的环境理解与应用具有实用意义。 

Mereotopology是本体论的一个分支，它是一种描述part-whole关系的理论。1996年纽约国立大学的Barry Smith对该理论进行了相对完整的描述。Mereotopology主要用来研究部分-整体,内部-整体,边界关系等。应用领域包括自然语言理解,地理信息系统,机器学习,知识工程等。但其缺乏方位信息与组织方法。 

发明内容

本发明针对现有模型的不足，提出了一种基于关系的空间实体知识的描述方法。 

本发明一种基于关系的空间实体对象的描述方法，该方法具体包括对空间实体对象的定义和空间区域关系的描述； 

1、对空间实体对象的定义的描述：

设 为某空间中实体的集合，一个实体对象定义为,

其中，

(1) ，, 并且所有均被直接包含，表示实体与实体具有的空间关系。

(2) ，,并且所有直接包含，表示实体与实体具有的空间关系。 

(3) ，,  ，是一个三元组，表示实体与实体具有关系。 

由定义可见，一个空间实体知识描述模型是一个三元组，其中,, 分别表示空间实体的内部信息，空间实体的继承信息，和与其他实体之间的关系信息。 

2、对空间实体对象间空间区域关系的描述 

根据表1，横向表示空间实体间的Mereotopology关系，纵向表示方位关系。其组合共描述57种空间实体间关系，称之为SER_57(spatial entity relation)，该描述方法可以描述“in，on，to，overlaps和direction”的空间关系，分别称为SER _IN_20，SER _On_10，SER _To_10，SER _O_10和SER _D_10，并且含有语义信息。

表1 区域对象连接关系

: 该关系不能发生或者未知关系

空间实体间的Mereotopology关系由表2所示，本模型主要采用5种关系和一种未知关系。空间实体的方位关系主要有9种和一种未知关系，见表3所示。

表2 空间实体间的Mereotopology关系

表3 空间实体间的方位关系

有益效果:本发明通过对环境实体间关系的抽象定义，建立一种通用的空间知识模型以及描述方法。该模型具有空间语义信息，可以更好的进行空间数据的组织、查询、推理和分析。

附图说明

图1为空间实体描述示意图。 

具体实施方式

本发明一种基于关系的空间实体对象的描述方法，该方法具体包括对空间实体对象的定义和空间区域关系的描述； 

1、对空间实体对象的定义的描述：

设为某空间中实体的集合，一个实体对象定义为,

其中，

(1) ，, 并且所有均被直接包含，表示实体与实体具有的空间关系。

(2) ，,并且所有直接包含，表示实体与实体具有的空间关系。 

(3) ，,  ，是一个三元组，表示实体与实体具有关系。 

由定义可见，一个空间实体知识描述模型是一个三元组，其中,, 分别表示空间实体的内部信息，空间实体的继承信息，和与其他实体之间的关系信息。 

2、对空间实体对象间空间区域关系的描述