基于COLREGs的场景知识建模与表达研究

被引量 : 0次 | 上传用户:chenzy43111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着传感器和人工智能等技术的不断突破,大力发展智能船舶已成为促进我国船舶工业产业结构调整的重要手段。船舶的智能驾驶包括了机器对水上交通场景的智能感知、智能计算、智能认知及智能决策。其中,机器对场景的感知、计算及认知是机器智能决策关键,也是实现船舶智能驾驶的基础,开展机器对水上交通场景的智能感知、计算及认知研究对于实现船舶驾驶智能化显得尤为重要。船舶驾驶员在船舶航行过程中能迅速整合各种场景信息,从复杂的航行场景信息中捕捉关键要素信息,建立关键要素信息之间的关联关系,并考虑《国际海上避碰规则》(International Regulations for Preventing Collisions at Sea,COLREGs)对不同水上交通场景下船舶行为的约束,从而形成指导船舶行为的知识,而机器难以实现这一点,因为机器缺少对航行场景进行理解和判断的知识基础,无法完成从传感器数据到场景知识及航行态势知识的转化。因此,如何将COLREGs的各种场景知识描述转换成计算机可识别、可处理的知识,让机器类似人脑对COLREGs场景进行认知与处理,对于开展船舶智能驾驶的研究具有重要意义。本文对COLREGs场景知识进行多维特征分析,整理并概括了COLREGs场景知识体系,利用资源描述框架、描述逻辑、集合、元组及函数等方法构建了COLREGs场景知识模型,实现了COLREGs场景知识的形式化表达,利用本体构建了COLREGs场景知识认知模型,实现了机器对COLREGs场景知识的认知与推理。具体的研究成果包括以下几点:一、分析COLREGs场景知识要素及多维特征,知识体系及知识模型。分析COLREGs场景的时间、空间及语义特征,概括了COLREGs场景知识体系,论述了COLREGs场景知识建模与表示的必要性,并给出了COLREGs场景知识模型和知识表达方法的理论框架,为构建场景知识的概念模型和认知模型及知识的表达和推理奠定了理论基础。二、提出一种COLREGs场景知识概念模型和表达方法。将COLREGs场景抽象表达成由水上交通对象及其行为的元组模型,而水上交通对象又可以表达成属性要素和关系要素的三元组(要素类型,要素值,时间)模型。在此基础上,根据要素随时间的动态变化三元组(要素变化类型,变化值,变化的时间段),将水上交通对象行为抽象表达成属性行为和关系行为的三元组(要素变化类型,语义行为,变化的时间段)模型,并对场景对象行为进行语义表达,为构建COLREGs场景认知模型,实现机器对COLREGs场景的智能认知与计算推理提供好理论方法基础。三、提出一种COLREGs场景知识认知模型和推理方法。基于构建的COLREGs场景知识概念模型从传感器数据和环境数据中提取COLREGs场景知识,引入本体理论,构建COLREGs场景知识本体认知模型,揭示了COLREGs场景的内在演化机制,实现机器能够对COLREGs场景进行准确认知,为在COLREGs场景下做出智能驾驶行为决策奠定了基础。本文使用厦门港船舶AIS数据和环境数据对COLREGs场景概念模型和认知模型进行案例验证,实验结果表明,本文对场景的建模与表达可以从传感器数据中提取COLREGs场景知识并实现COLREGs场景的语义认知推理,为用户提供一种面向船舶智能驾驶的场景语义查询机制。本文提出的COLREGs场景知识模型和表达方法为智能驾驶和船舶辅助决策提供了新的方法与思路。
其他文献
为探讨高职大学生学习倦怠与心理健康和应对方式的关系,采用随机抽样方法,通过大学生学习倦怠量表、心理健康症状自评量表、简易应对方式量表,对江苏省270名高职大学生进行问卷测量。研究表明,学习倦怠、应对方式、心理健康之间相关关系显著;学习倦怠、消极应对对心理健康的正向预测作用显著;积极应对对心理健康的负向预测作用显著。应对方式在学习倦怠与心理健康之间起到部分中介作用,占总效应的26.9%,说明学习倦怠
期刊
目的 探讨肺表面活性物质对新生儿肺透明膜病的治疗效果,并分析其对炎症因子的影响。方法 选取2017年1月—2023年2月期间江门市新会区第二人民医院收治的新生儿肺透明膜病患儿94例作为研究对象,采用随机数表法分为两组,各47例。对照组给予经鼻持续正压通气治疗,观察组则在对照组基础上加用肺表面活性物质进行治疗。观察两组患儿临床疗效,并对两组患儿治疗期间的各项指标、肺功能及血清炎性因子水平进行比较。结
期刊
针对初期雨水收集系统采用人工手动控制工艺流程,存在需4人轮班值守、人工效率低、日均供水仅150 m3且供水不稳定的问题,采取将各水池水位信号引入PLC,进而让PLC根据水位信号自动控制雨水收集系统工艺流程,搭配上位机远程监视的措施,达到无人值守、24 h不间断供水、日均供水500 m3的效果,可节约成本2 500万元。
期刊
<正>一、概述1.基本概念任何起搏点所发放的激动,当其周围心肌组织处于应激期时而未能传出使心房或心室除极所产生的漏搏现象,就称为传出阻滞或外出阻滞。2.分类①根据传出阻滞部位:分为窦房交接区、异-心房肌交接区、异-房室交接区、异-心室肌交接区、异-旁道交接区传出阻滞5种。②根据
会议
<正>随着全球气候变化和可持续性问题的加剧,低碳环保的设计策略在园林绿化和工程建筑领域中逐渐受到关注。本文主要探讨了结合低碳环保目标的园林绿化设计策略和工程建筑的实施方案。首先,分析了低碳环保园林设计策略,如本地耐旱植物的选择、雨水收集与排水系统、可再生能源的应用以及园林中的循环再利用策略。随后,探讨了园林工程建筑的低碳实施方案,包括选择低碳环保建筑材料、高效能源利用、废料管理及低碳施工技术。最后
期刊
目的 观察盐酸氨溴索注射液辅助治疗新生儿肺透明膜病的效果。方法 选取该院2020年6月至2022年6月收治的新生儿肺透明膜病62例,随机分为观察组与对照组各31例。两组均静脉注射枸橼酸咖啡因注射液,观察组联合静脉输注盐酸氨溴索注射液。两组治疗7天后评定疗效,观察机械通气时间、总用氧时间及治疗前后血气指标变化等。结果 观察组治疗总有效率93.6%(29/31)高于对照组的74.2%(23/31),机
期刊
探讨高职院校学生学习倦怠与心理健康的关系。采用随机抽样方法,选取江苏省270名高职院校学生,运用大学生学习倦怠量表和心理健康症状自评量表(SCL—90)进行问卷调查。调查结果显示,高职院校学生学习倦怠均分为2.79±0.54、心理健康均分为1.67±0.55,学习倦怠存在显著的年级差异,心理健康存在显著的性别差异和年级差异。学习倦怠与心理健康呈显著负相关(r=0.37,P<0.001);学习倦怠对
期刊
湖南地方戏曲的传播需要媒介,从媒介演变历程来看,人际传播、印刷传播、电子传播都对湖南地方戏的传播内容、表现形式等产生了深刻的影响。现阶段,以互联网和新媒体为代表的新媒介为湖南地方戏的传播带来了机遇和挑战,湖南地方戏的呈现和表达也更加多样化。只有把握不同媒介的传播规律及特征,才能恰如其分地将其运用到湖南地方戏的传播中去,取得良好的效果。在不同媒介时代,湖南地方戏的传播模式都适应当时的媒介特点和传播环
学位
安全合理的行为决策是智能驾驶车辆实现拟人化驾驶的必要前提。冰雪路面长期存在于我国北方地区,在这种极端工况下路面的附着系数降低、车辆的轮胎力发生变化,容易导致驾驶员出现精神紧张、汽车发生打滑等问题,进而影响到车辆行驶的安全性。本文针对冰雪路面下驾驶员的驾驶经验不尽相同导致的驾驶行为不确定和驾驶风险提升的问题,研究基于认知推理的智能驾驶行为决策方法,具体研究内容包含以下几个方面:(1)对冰雪路面下智能
学位
自动驾驶车辆是集智能感知、自主决策、快速规划、优化控制等功能于一体的电气化,自动化移动平台,已成为企业和科研机构的重要技术发展方向。智能公交作为典型的自动驾驶车辆,运行在动态、随机的复杂交通场景中,并且存在传感器测量误差,车辆内外部扰动等不确定性因素,给车辆安全、舒适行驶造成了很大挑战。本文针对智能驾驶公交车在换道场景下的行为决策与优化控制展开研究,提出一种基于卷积神经网络的安全态势评估模型,构建
学位