定性空间推理的分层递阶框架

定性空间推理是定性推理和空间推理的重要组成部分 .拓扑和形状是定性空间推理研究的关键问题 .针对定性空间推理已有一般框架存在的问题 ,提出了定性空间推理的分层递阶框架 ,并结合拓扑和形状方面的定性空间推理研究工作阐述了所提出的框架的有效性和合理性 .最后总结了分层递阶框架的要点并提出了基于该框架的进一步研究工作 .     

一种分层递阶的定性拓扑推理方法

文章针对现有的定性表示方法和拓扑推理算法存在的问题,提出了一种新的方法.首先,提出了基于概念邻域结构的定性表示方法.然后,给出了不同粒度层次上拓扑关系复合表的计算方法.最后,设计得出分层递阶的拓扑推理算法.文章给出的方法具有较高的认知合理性,所提出的推理算法可根据问题来选择合适的表示和推理层次,在已有推理算法给不出解的情况下,可以给出问题的合理解,对一般定性推理研究有参考价值.     

混合维拓扑和尺寸关系的定性空间推理

定性空间推理(QSR)研究空间关系,多数工作集中在单维空间关系,但在地理信息系统(GIS)中多维对象很常见.混合维对象空间关系是指点、线和区域3类对象出现在同一场景的情况,该类问题对定性空间推理研究有着重要的理论意义和应用价值.但这方面的研究工作还比较少.在已有的混合维区域连接演算的基础上进行完善,提出了MRCC5混合维拓扑模型,并研究了其上约束满足推理问题的复杂度.对定性尺寸关系进行了混合维扩展.给出了MDS模型,进而研究了其推理问题.在以上工作基础上.提出了RCCA和MDS的结合模型,给出并分析了结合模型的推理算法.将定性空间推理相关研究推广到混合维领域,深入研究了混合维拓扑关系推理,提出了混合维尺寸以及混合维拓扑尺寸结合模型.     

多智能体系统一致性的递阶结构设计

针对多智能体系统的一致性协作,研究了以提高群体一致性收敛速度为目标的多层递阶拓扑结构设计问题.首先讨论了满足物理拓扑约束并具有更优性能的递阶拓扑结构存在的可能性.在此基础上,根据一致性问题的收敛时间性能指标,将递阶结构设计转化为一个与多层递阶系统中所有子图拉普拉斯矩阵特征值相关的优化问题.通过将连通图转换为若干点导出子图和它们之间的关联图,提出一个该优化问题的双层拓扑结构设计算法,并基于该算法发展了满足物理拓扑结构约束的多层递阶结构设计算法.仿真算例表明由此设计的递阶协作过程可有效加快多智能体群体一致性的收敛速度.     

SDG故障诊断中的分层建模递阶推理方法

针对采用符号有向图(signed directed graph,SDG)对石化工业系统进行故障诊断时,经常存在SDG建模和推理过程十分繁琐、困难的问题,提出了一种基于控制回路分解系统的SDG分层建模及递阶推理方法.在建立SDG模型时将整个系统分解为含有系统层、子系统层和回路层的多层次模型架构,进而利用递阶推理在分层SDG模型中搜索相容通路来实现故障诊断.该方法能清晰表述工业系统的SDG模型,减少了建模和推理的复杂度.以Tennessee Eastman仿真系统为例进行了验证,证明了方法的有效性.     

一种用于常识空间信息处理的定性空间关系模型

在空间信息处理中,一些常识空间信息通常结合多方面空间关系,而且这些空间关系是动态变化的.为了有效地表示这些复杂的空间关系,并对其进行推理,提出了一种结合拓扑、方向和大小关系的空间信息处理模型TDSC (topology-direction-size calculus),并基于TDSC模型提出了处理动态空间关系变化的表示推理框架.首先,利用同对象多属性的方法建立了融合大小、拓扑和方向关系的完备至斥基本关系表示;然后提出了复合表生成算法和推理算法,使得原有模型的表示和推理结果可以直接在新模型中使用.同时提出处理动态空间关系的邻域划分图,给出了邻域划分图的自动生成算法,以及TDSC模型的邻域划分图.最后给出基于TDSC模型邻域划分图的表示和推理框架,并结合实例说明框架的正确性和有效性.     

一个结合多方面定性空间信息的新方法

定性空间推理是人工智能领域中非常重要的研究内容.空间信息包含拓扑关系、大小关系、形状、距离等很多方面.以往多侧重于单一方面的研究,如何将孤立的各方面信息进行统一表示和推理是当前定性空间推理中的一个重要问题.提出利用结合操作来融合不同空间信息表示的新方法.利用结合操作,可以由原先完备互斥关系集合得到新关系,同时利用原有的复合表自动生成新关系的粗复合表.基于结合操作,给出2个理论模型:结合拓扑关系与大小关系模型、结合拓扑关系与远近关系模型.并提出了邻域划分图的概念,说明了邻域划分图与概念邻域图的关系.利用邻域划分图回答了Galton提出的问题:为什么LOS(视觉光线演算)的概念邻域图不同于标准的空间或时间关系的概念邻域图,这些关系的复合表中关系总是来自于概念邻域图.     

地理信息系统中拓扑关系的不确定性推理方法

首先基于点集拓扑学理论提出了一个新的4交差模型,在此基础上分析了空间数据不确定性对拓扑关系形式化描述的影响.通过引入拓扑距离,建立了拓扑关系概念邻域图,并用以实现拓扑关系的不确定性推理.然后,在4交差模型下建立了拓扑关系合成推理关系表,并给出了合成过程中不确定性的表达方法.通过算例分析表明,本文提出的方法是合理的,具有兼顾定性空间推理和定量表达的优点.     

分层递阶的模糊商空间结构分析

主要讨论模糊等价关系在任意阈值的情况下对应的商空间,以及如何在不同阈值对应的商窄间之间分层递阶构建归一化等腰距离函数,得到分层递阶的商空间结构,并讨论模糊等价关系的运算(交、并)与商空间的合成之间的关系.     

智能机器人系统分层递阶智能控制结构的分析与综合

智能机器人是分层递阶智能控制结构开放的复杂巨系统。本文根据神经科学、人脑智能的三个重要特性,对智能机器人系统分屋递阶智能控制结构、功能和各个层级的基本理论做了简要的论述和分析,采用从定性到定量的综合集成技术,用概率模型表达组织级的推理、规划、决策的不确定性,分配协调级的任务,和执行级的控制作用,用熵作为系统分层递阶各级性能的集成测度,建立智能控制的数学模型。智能机器人系统综合可以以下述数学问题为出发点,即寻求适当的决策与控制序列,随智能递降而精度递增的原则,构成系统的总体熵最小,即可获得最优决策、最优控制和最优设计;用在核电站中自动检修的移动式智能机器人系统求熵最小值改善系统性能有效性的事例做了简要说明,进而提出实现的基本途径和应用前景。