基于Voronoi图的定性路径推理

动态空间知识的表示与推理是定性空间推理研究的重要内容.基于Voronoi图及其动态变化,提出运动路径定性表示与推理方法.先根据Voronoi图空间邻近关系定义Voronoi图生成子空间关系,进一步定义定性位置及概念邻域,并应用概念相邻的定性位置序列给出定性路径表示.再由动态Voronoi图的边集变化和给出的概念邻域中定性位置间最短路径的启发式算法,设计并实现具有观察者角度的定性路径推理算法.最后,实验分析并验证该方法的有效性.     

基于Voronoi图的定性路径

定性路径是定性空间推理的一个基本概念。给出了一个基于Voronoi图的定性路径表示与推理方法。该方法应用Voronoi图的邻近关系来表示定性位置和定性路径,即用运动点所在Voronoi区域的邻域来表示定性位置,用运动点所经过的定性位置序列来表示定性路径。设计并实现了一个定性路径推理算法,基于初始Voronoi图及不同时刻所有Voronoi区域的边数来动态更新Voronoi图邻近关系,可识别出运动点并找出定性路径。实验结果表明,该方法是可行的。     

基于空间球理论的定性空间表示

主要研究了三维空间中空间对象的关系表示,介绍了利用部分学理论和形态学理论定义空间球的方法.根据Bran-don Bennettd的RBG理论,定义了空间球的形态关系及判断方法,提出了空间球全等的公理系统,给出了利用空间球模型定性表示方向关系和距离关系的方法.智能体对空间关系的确定是通过空间球实现的,该模型为智能体在约束空间环境中的行动推理提供了一个新的表示方法.     

一种动态定性空间关系自动规划方法

为解决定性空间关系的规划问题,在概念邻域图的基础上提出描述动作与定性空间关系交互的邻域划分图.基于邻域划分图,提出了定性空间关系自动规划的形式化表示和推理算法,证明了算法的可靠性,并举例说明了新方法的应用.该方法在处理单方面空间关系规划中具有用通用性,在机器人导航方面具有潜在的应用前景.     

基于区域延伸的定性空间表示

在区域连接演算(region connection calculus,RCC)理论基础上给出了区域延伸的形式定义.通过区域延伸,定义了关联空间的概念,进而提出了空间表示的一个模型,在这个模型中给出了空间中物体的空间拓扑关系、距离关系、方向关系以及位置等信息的定性表示.智能体对空间关系的确定是通过区域延伸实现的,模型为智能体在约束空间环境中的行动推理提供了一个新的表示方法.     

基于方向关系组合运算表的定性推理

方向关系的定性推理是GIS中的一个重要的理论问题。本文介绍基于井字空间的方向关系定性表示。着重讨论基于方向关系组合运算表的定性推理，最后给出一个基于方向关系组合运算表的定性推理算法。     

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.     

定性空间推理的研究与进展

定性空间推理是人工智能学科处理常识性空间知识的一种方法[l],其推理任务包括图:推导知识库中的隐含知识;针对给定的部分知识或特定的上下文回答询问;维护一致性;获取新知识特别是认知图;定性场景描述的可视化。     

空间网络间的空间关系的表示和推理

空间网络间的空间关系的表示和推理在空间数据库领域具有重要的意义.为了对复杂的空间网络间的空间关系进行定义和区分,首先提出了空间网络间的空间关系的谓词表示和交集模型表示方法,给出了空间网络间的空间关系模型的特征条件式和蕴涵条件式,进一步给出了空间网络间的空间关系的划分定理和推论;系统研究了空间网络间的空间关系的推理方法,针对空间网络间的空间关系推理特点,提出了推理相斥规则和推理蕴涵规则.研究成果为空间网络间的空间关系在空间数据库中的应用奠定了基础,极大地增强了空间数据库处理复杂对象的空间关系的能力.     

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.     

Qualitative Spatial Representation and Reasoning with the Region Connection Calculus

This paper surveys the work of the qualitative spatial reasoning group at the University of Leeds. The group has developed a number of logical calculi for representing and reasoning with qualitative spatial relations over regions. We motivate the use of regions as the primary spatial entity and show how a rich language can be built up from surprisingly few primitives. This language can distinguish between convex and a variety of concave shapes and there is also an extension which handles regions with uncertain boundaries. We also present a variety of reasoning techniques, both for static and dynamic situations. A number of possible application areas are briefly mentioned.     

近似空间关系代数ASRA及应用

粗定位模型是一种基于粗集的近似区域表示模型 ,基于定性空间推理理论对其进行了代数形式化 .通过空间关系矩阵和 2 4 9种基本空间关系构造了近似空间关系代数 ASRA;讨论了 ASRA的公理和基本性质 ,研究了ASRA和 RCC5关系映射中存在的不确定性 ;把 ASRA应用于 GIS,提出了基于 ASRA的空间关系判定算法ASRA- RCC.与同类算法相比 ,ASRA- RCC能够同时支持确定和近似区域 ,并且具有较高的效率     

本体辅助的定性空间关系推理机制

引入本体论思想研究空间关系描述与推理,目的是为了实现地理空间信息的共享和互操作。从地理本体的概念出发,建立了符合常识空间认知的空间关系描述模型。以河南省行政区划、交通、旅游景点为基础数据,构建了空间关系本体实例库;自定义了空间关系推理规则,并实现了规则的SWRL表达;设计了基于本体的定性空间关系推理总体框架,并结合应用实例进行了推理实验,有效地验证了空间关系本体推理机制的可行性。     

Multi-granularity and metric spatial reasoning

Composition reasoning is a basic reasoning task in qualitative spatial reasoning (QSR). It is an important qualitative method for robot navigation, node localization in wireless sensor networks and other fields. The previous composition reasoning works dedicated in single granularity framework. Multi-granularity spatial relation is not rare in real world, and some qualitative spatial relation models are multi-granularity models, such as RCC, STAR_m, CDC_m and OPRA_m. Although multi-granularity composition reasoning is very useful in many applications, it has not been systematically studied before. A special case of multi-granularity composition reasoning, referred to as metric spatial reasoning, is also discussed here. The general frameworks and basic theories for multi-granularity and metric spatial reasoning are put forward here. Furthermore, we redefine the spatial relation models for distance, topology and direction under the proposed multi-granularity and metric frameworks. We add metric representation for the OPRA_m. The multi-granularity and metric reasoning tasks are studied for these four models for the first time. Finally we perform some experiments on OPRA_m with encouraging results to verify our theories. Multi-granularity and metric spatial reasoning tasks are new problems in QSR and quite different from the previous works. Our works can be potentially applied in robot navigation, wireless sensor networks and other applications.     

基于地理本体的空间方向关系定性推理

围绕基于地理本体的空间方向关系定性推理进行研究,给出了定性推理系统总体框架,并对方向关系模型、自定义规则、地理本体、定性推理进行详细探讨。     

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 .