[发明专利]一种非受限路径自然语言的语义角色标注及语义提取方法

说明书

一种非受限路径自然语言的语义角色标注及语义提取方法，所述方法首先收集非受限条件下汉语路径自然语言语料，建立汉语路径自然语言语料库；然后使用基于语块分析和依存句法分析的语义角色标注方法实现对路径自然语言语料的自动标注；最后根据语义角色标注结果，按照顺序划分路径单元，并提取路径单元的导航语义信息。本发明使用基于语块分析和依存句法分析的语义角色标注方法进行路径自然语言语义角色标注，根据提取出的语义角色标注结果进行路径单元划分，最后提取各路径单元的语义信息。该方法能够准确地按照顺序划分路径单元，并准确提取路径语义信息，因此可指导机器人问路导航的顺利实施。

技术领域

本发明涉及一种用于机器人导航的自然语言的语义角色标注及语义提取方法，属于数据处理技术领域。

背景技术

自然语言处理是人工智能领域中的一个重要分支，它以研究计算机与人之间使用自然语言进行通信的方法为目标。自然语言处理并不是简单的研究自然语言的语法和句法关系，而是研究能有效地实现基于自然语言进行计算机通信或人机交互的系统，它是计算机科学的一部分。使用自然语言实现人机交互意味着计算机不仅能理解自然语言，还能使用自然语言表达思想、意图等。前者为自然语言理解，后者为自然语言生成。

人们长期以来一直追求使用自然语言与计算机进行人机交互，因为它既有重要的理论意义，同时也有明显的实际意义。首先，人类可以用自己习惯的自然语言使用计算机，而无需再花费大量的时间去学习各种复杂的计算机语言；其次，人们也可通过它进一步了解人类的语言能力和智能的机制。

语言是人类交流的重要方法，如果可以通过自然语言进行人机交互，那么就可以通过自然语言控制机器人。如果能用自然语言控制机器人，那么机器人也将可以由普通人随心所欲地控制。通过自然语言控制机器人比其他方法更简便，也更符合人类的交流习惯。现代机器人技术在传感器技术、计算机技术和人工智能的推动下快速发展，其中移动机器人因具有可移动性和自治能力，广泛应用于服务、探测、物流等领域。移动机器人的核心技术之一是导航技术，特别是自主导航技术。其中，使用自然语言控制机器人进行自主导航正逐渐成为研究热点。研究者们希望未来可以通过自然语言控制机器人完成导航任务，而导航任务也是其他复杂任务的基础，因此通过自然语言进行导航是实现其他导航任务的基础，对发展人工智能有着重要的意义。

在路径自然语言处理领域，基于英文路径自然语言处理的机器人导航已经有了初步发展，研究人员侧重于通过对动词的研究结合相应的环境来确定机器人导航路径。而汉语路径自然语言的研究还很不成熟，相较于英语路径自然语言处理有着较大的差距。乐小虬等人采用基于分层有限状态自动机的方法来分析自然语言中的方位关系。张雪英等人通过研究中文路径自然语言的语法，提出了基于城市交通的路径自然语言处理方法。刘瑜等人在深入研究路径自然语言中动词的基础上提出了一种基于受限汉语的NLRP分析方法。蒋文明等人从基于统计和规则的两种自然语言处理方法对路径自然语言处理进行了初步分析。李新德等人提出一种基于语块分析的路径自然语言处理的方法。它们在特定的环境下收集了少量语料之后，提出几种主要的语义成分，发现汉语路径自然语言的句法和语义之间存在着较强的联系。它们对语料进行分词、名词实体识别和语块分析等一系列处理，采取基于语块分析的方法提取出路径自然语言中的语义语块。最终，对提取出的各个语义语块按照对应的槽体提取出对构建路径有效的语义信息。但这些汉语路径自然语言处理方法均存在一定的技术问题：

1.以往汉语路径自然语言处理方法仅采用在特定环境下收集的少量语料作为研究对象，而现实的自然语言路径描述则多种多样，所以需要建立非受限条件下较大规模的路径自然语言语料库，用于路径自然语言处理研究工作；

2.在非受限路径自然语言条件下，路径自然语言的句法关系与语义之间的关系更为复杂，仅依靠现有的路径自然语言语义角色标注方法，很难准确地进行路径自然语言语义角色标注，从而影响导航语义信息提取的准确度；