[发明专利]一种基于知识图谱的智能家居隐式冲突检测方法

说明书

本发明公开了一种基于知识图谱的智能家居隐式冲突检测方法。基于知识图谱，提取智能家居中的设备知识，进而采用语义分析技术进行隐式控制冲突的自动化检测；针对智能家居系统中对设备的隐式控制冲突检测自动化程度不高的现状，通过从知识图谱中提取UsedFor，AtLocation和CapableOf等关系作为设备知识获取来源，预处理之后再通过作用域分析、环境影响和极性关系判断最终形成冲突矩阵实现对隐式控制冲突的自动检测；在隐式冲突检测方面本方法不但节省了人力，而且使检测的准确率大大提升。

技术领域

本发明涉及一种智能家居设备之间的隐式冲突检测技术，尤其涉及一种基于知识图谱的隐式冲突检测方法。

背景技术

智能家居通过触摸感应系统、无线遥控以及语音识别系统被用户控制，给用户带来安全、舒适的环境，且家居内的设备可以相互通讯，并能根据预先设计的模式自发运行，真正达到了高效、便利的目的。但随着近年来技术的发展，智能家居中作动器品牌和数量越来越多，作动器之间的关系也愈发复杂，容易产生不可预知的控制冲突。而这些冲突可能会给家居环境带来不必要的麻烦甚至危险。因此，对作动器的控制冲突进行检测，成为了智能家居研究的一个重要方向。

当前，在智能家居冲突检测领域，冲突检测多针对多条规则以不同方式作用于同一作动器时发生的显式冲突。例如，当一条作动器规则要求开灯而同时另一条规则要求关灯，这会引起明显的冲突。但当多个作动器的两条或多条规则同时针对共享环境属性具有相反影响或影响相关物理变量时产生的隐式冲突，例如一条作动器规则命令要求打开窗户，而另一条规则要求开启空调，这会产生对温度影响的隐式冲突。

现有的方法通过人工配置设备描述文件，提供设备对环境变量的影响知识，系统据此判断隐式冲突。但是这样的方法不但耗费人力，而且人工配置容易发生遗漏，影响了隐式冲突检测的准确性。

基于以上背景，本发明提出了一种基于知识图谱，提取智能家居中的设备知识，进而采用语义分析技术进行隐式控制冲突的自动化检测的方法，不但节省了人力，而且使检测的准确率大大提升。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于知识图谱的智能家居隐式冲突检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于知识图谱的智能家居隐式冲突检测方法，该方法包括如下步骤：

(1)当新设备加入智能家居系统时，通过知识图谱ConceptNet的接口获取该新设备的相关知识；

(2)对获取到的该新设备的相关知识去除冠词、代词和连接词，剩余单词进行词性还原并获取对应的Numberbatch词向量用于后续处理；

(3)有些设备的作用域仅局限在其内部，不会与其他设备发生隐式冲突，称为封闭容器，有些设备会影响其外部空间的环境，易与其他设备发生隐式冲突，称为非封闭容器，利用ConceptNet中的设备位置知识和功能知识判别设备的作用域类型；

(4)不同的设备可能影响不同的环境变量，首先将智能家居设备影响的环境变量分为10类：温度、湿度、通风、照明、娱乐、能源、水、气体、健康和安全，不同设备对相同环境变量产生作用时易产生隐式冲突，此外温度和通风之间、湿度和通风之间也会产生隐式冲突，因此需判断设备的环境变量标签；

(5)设备功能具有极性，通过判断不同功能之间是否存在一对极性词来判断两种功能是否冲突，极性关系利用WordNet的反义关系来进行判断，由于反义词存在一词多义的问题，在判断之前需通过WSD消歧技术对极性词的含义进行双向消歧；

(6)为了达到智能家居的实时性要求高的目标，采用矩阵来存储以上步骤输出的结果，也即冲突矩阵，通过判断设备功能之间是否存在冲突可以检测出设备之间是否存在隐式冲突，存在冲突时两种设备的关系记为-1，否则记为1。检测完成后，将设备的两两关系保存在矩阵中。