CN107894884A - 物体描述装置及其描述方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种物体描述装置及其描述方法，包括：能力描述单元，用于对物体的能力进行描述形成描述实体，从而实现能力与物体的分离；能力抽取单元，与所述能力描述单元相耦合，用于对所述描述实体的能力进行共性抽取，以形成能力的共性集合；能力知识图谱单元，与所述能力抽取单元相耦合，用于根据所述形成的能力共性集合构建能力知识图谱库。本发明实施例提供的物体描述装置及其描述方法，通过对物体的能力进行描述实现能力与物体的分离，构建能力知识图谱库。从而实现了物体之间能力的语义互通，减少现在物体与物体之间互操作的复杂度。

Description

物体描述装置及其描述方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体涉及一种物体描述装置及其描述方法。

背景技术

物联网是基于个人和社会的需求，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、信息传递、信息存储、信息处理，具有环境感知、内容感知能力和智能性，为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用的网络。物联网最初的发展阶段为以传感器为物理载体，实现传感器之间的互联，从而构建传感器网络，传感器网络是许多在空间上分布的自动装置组成的一种计算机网络，这些装置使用传感器协作地监控不同位置的物理或环境状况。随着技术的进步，目前物联网的发展已经实现了对传感器进行控制，即传感器控制网络，传感器控制网络是在传统传感网络的基础上通过一系列的通信信道构成一个或多个控制闭环，同时具备信号处理、优化决策和控制操作的功能。在未来，物联网的研发重点将集中在如何实现物体和物体的智慧互联，最终物联网的发展的终极目标是实现万物互联，并通过物体极大地丰富互联网资源。

但目前，物联网的研究中面临的主要问题是物与物的互联的门槛较高，物体之间的信息难以实现共享，物联网应用***之间难以进行有效地沟通，物联网还难以适应规模化和协同化的发展。因此迫切需要一种基于物与物互联的物联网开放平台***，来支撑物与物的互联。如果要实现物与物互联的物联网开放平台***，首先建立一套新的基于物体能力的描述***。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明实施例提供了一种物体描述装置及其描述方法，基于对物体的能力进行描述实现能力与物体的分离，构建能力知识图谱库。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种物体描述装置，包括：能力描述单元，用于对物体的能力进行描述形成描述实体，从而实现能力与物体的分离；能力抽取单元，与所述能力描述单元相耦合，用于对所述描述实体的能力进行共性抽取，以形成能力的共性集合；能力知识图谱单元，与所述能力抽取单元相耦合，用于根据所述形成的能力共性集合构建能力知识图谱库。

另外，本发明实施例还提供了一种物体描述方法，包括：能力描述步骤，用于对物体的能力进行描述形成描述实体，从而实现能力与物体的分离；能力抽取步骤，用于对所述描述实体的能力进行共性抽取，以形成能力的共性集合；能力知识图谱构建步骤，用于根据所述形成的能力共性集合构建能力知识图谱库。

本发明实施例提供的物体描述装置及其描述方法，通过对物体的能力进行描述实现能力与物体的分离，构建能力知识图谱库。从而实现了物体之间能力的语义互通，减少现在物体与物体之间互操作的复杂度。

附图说明

附图，其被包括以提供本发明的进一步理解而且被并入并构成本说明书的一部分，所述附图示出本发明的实施例并且连同说明书用来解释本发明的原理，在附图中：

图1为本发明实施例的物体描述装置结构示意图；

图2为本发明实施例物体描述装置的能力描述示意图；

图3为本发明实施例物体描述装置的能力抽取示意图；

图4为本发明实施例物体描述装置的能力知识图谱示意图；

图5为本发明实施例物体描述方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现在将详细参考本发明的实施例，这些实施例的示例在附图中示出。元件的后缀“模块”和“单元”在此用于方便描述，并且因此可以可交换地被使用，而且没有任何可区别的意义或功能。

虽然构成本发明的实施例的所有元件被描述为结合到单个元件中或***作为单个元件，但是本发明不一定局限于此种实施例。根据实施例，在本发明的目的和范围内所有的元件可以选择性地结合到一个或多个元件并且***作为一个或多个元件。

本发明实施例提出了一种物体描述装置，通过对需要连接到物联网开放体系架构的物体的能力进行描述，实现能力与物体的分离，在信息域中构建与物体相对应的描述实体，使物体的特征和能力在信息域中被清晰映射。并对多个描述实体的能力进行共性抽取，从而形成能力的共性集合，所述能力的共性集合组成具有相同功能的能力元组，并对能力元组进行规范化描述，构建出具有相同功能的能力本体。随着能力本体的不断的构建，最终形成能力知识图谱库，能力知识图谱库具有规范化的统一数据格式的元数据，通过能力知识图谱实现语义上的互通，从而有利于通过能力查找实现物与物的互联，大大降低多种物体在平台***内的互操作复杂度。

图1为本发明实施例的物体描述装置结构示意图，如图1所示，本发明实施例的物体描述装置包括：能力描述单元10、能力抽取单元20及能力知识图谱构建单元30。

图2为本发明实施例物体描述装置的能力描述示意图，如图2所示，能力描述单元10可以对物体101的能力进行描述形成描述实体102，从而实现能力与物体的分离。

需要说明的是，本发明实施例的物体101可以包括物理物体101a及虚拟物体101b，物理物体101a为现实世界中真实存在的物体，例如：鼠标、键盘、手机等。虚拟物体101b为在虚拟空间中存在的物体，需要依附于物理物体存在，例如：播放器软件、手机里的APP等。

具体的，能力描述单元10可以通过对物体101的属性、状态、动作及能力四个部分对物体101进行描述。

其中对物体101的属性描述主要是描述了物体的基本属性，如标签、名字、特征、生产信息等等。此段描述为物体的固有属性，通过对此段描述的读取，可以对物体的基本信息、生产信息、核心功能等信息有概况了解。

用户可根据需求设置属性描述的具体参数，例如，描述物体生产信息的参数可以设置为但不限于物体出厂时的产品名称、产品型号、生产时间、有效期、生产厂商对物体的其他说明等参数。

对物体101的状态描述主要用于描述物体在使用过程中所产生的状态，主要包括使用状态，错误状态，能源消耗状态等。通过对此段描述的读取，可以了解物体所处的状态，对操控物体有重要作用。

用户可根据需求设置状态描述的具体参数，例如，对物体使用状态的描述可以描述物体在正常工作下的各个不同状态，对物体错误状态的描述可以描述物体在工作中出现的错误状态。对物体能源消耗状态的描述可以描述物体在使用过程中出现的能源消耗状态。

对物体101的动作描述主要用于描述物体的感知操控信息，主要包括不同的接口函数信息、通信方式和接入管理等信息。通过此段描述的读取，可以对物体实现感知信息的获取、控制命令的传入、入网操控等等。

用户可根据需求设置动作描述的具体参数，例如，对物体接口函数信息的描述参数具体为接口的名称、接口的标识、接口的方面(上行或下行或者双向)、接口调用的参数等信息。

对物体101的能力描述主要用于描述物体的能力属性。物体的能力主要分为两类，一是功能属性，物体可以通过对动作段接口的操作实现不同的功能，二是物体的数据属性，物体所存储的各种数据是物体的重要组成部分，对数据的需求也是多数物体的交互的重要原因。

通过对物体101的上述四个部分的描述获取的信息构建描述实体102，所述描述实体102为被描述的物体101在信息域中的映射。每一个物体101通过能力描述单元10的描述后都会产生描述实体102。

需要说明的是，本发明实施例的能力描述单元10对物体101的描述内容是可选择性的，不限于本发明实施例列举的物体的属性、状态、动作及能力这几个方向，根据实际情况可以从更多的角度或较少的角度对物体进行描述。

图3为本发明实施例物体描述装置的能力抽取示意图，如图3所示，能力抽取单元20对描述实体102的描述文件进行能力提取，从而形成新的以能力为描述核心的能力元组40。

具体的，如前所述通过能力描述单元10描述后形成的描述实体102主要描述了物体所述具有的属性、状态、动作及能力等特征。能力抽取单元20首先对描述实体102的描述文档中的物体具体有的能力进行单独提取，形成能力标签401，然后对能力标签对应的属性、动作和状态等一系列与能力标签401对应的相关信息进行提取，形成能力知识402。能力标签401和能力知识402共同构成以能力为描述核心的新的描述文档，即能力元组40。所述能力元组40是对一个物体所具有的能力的完全描述，包括了能力标签401和对应的能力知识402。对一个描述实体102进行能力抽取后可以形成一个或多个能力元组40，能力元组40的多少取决于描述实体102具有多少不同的能力。

如图3所示，本发明实施例物体描述装置还包括能力规范化单元50，用于通过词典和规范化算法对能力元组40进行能力语义处理，使得所述能力元组40的能力描述规范化。

由于不同物体在进行描述过程中，相同的能力会有多种不同的表达方式，例如，物体的拍照功能，不同的物体采用的描述方式可能不同，可能会产生：拍照、拍摄、拍照片、照相、摄影等多种描述方式，但实际表达的是同一种能力。但计算机并不能理解多种形式表达的是同一种能力，如果和计算机认识的名称不匹配就不能被其他物体所利用。因此需要对能力元组40进行一定的规范化，这样在与知识图谱互通时，能够增加准确性；另外一种情况是，网络状况不佳，不能与知识图谱互通时，可以提升一定的语义识别能力。

具体的，能力规范化单元50通过对能力元组40中的能力知识402进行分析，通过关键字比对，或者与***内已经处理过的能力比对等，分析出能力所具有的特征，比如飞翔能力，通过对飞翔能力的所具有的飞行高度、速度、载重等与***内已有的飞行能力元组进行关键字或者相似度比对，得出了此能力所要表达的是飞行能力(***内提前已经具有的相应的飞行能力所应具有的特征，或者是人工录入，或者是***在不断的知识累积过程中，通过学习算法自动生成)。以此来保证，各种能力与知识图谱进行相似度计算以前，已经在各个子***内部通过能力规范化单元50进行过一次能力名称的规范化表达。

本发明实施例物体描述装置的能力知识图谱构建单元30可以将具有相同能力的多个能力元组40进行归类形成能力本体60，即能力本体60是具有相同功能的一个或多个能力元组的集合。多个能力本体60构成了能力知识图谱70。

图4为本发明实施例物体描述装置的能力知识图谱示意图，如图所示，本发明的能力知识图谱70由多个能力本体60组成，能力知识图谱70与所有的描述***相连接，包含了对所有物体的能力描述。所述能力知识图谱70为统一数据格式的元数据，所述能力知识图谱70为对物体能力的概念及关系进行形式化表述所形成的标准知识库。

如图4所示，本发明实施例物体描述装置还可以包括能力相似度计算单元80，能力相似度计算单元80主要通过神经网络算法，针对能力知识中的关键字的重复程度进行计算，从而判断新出现的能力元素40具有的能力是否与能力知识图谱70中的某个能力本体60的能力相同。

当通过能力相似度计算单元80进行相似度计算判定新出现的能力元素40与能力知识图谱70中的能力本体60的能力不相同时，则会将新出现的能力元素40的新能力加入能力知识图谱70的能力本体中，使得能力知识图谱70得到扩充。例如，一个物体的飞行能力有了飞行加速度的特点，而飞行能力本体在知识图谱中没有此项特征，那么知识图谱会把此特点加入到飞行能力本体中，使飞行能力本体得到了生长。当通过能力相似度计算单元80进行相似度计算判定新出现的能力元素40与能力知识图谱70中的某个能力本体60的能力相同时，则规范能力元素40的表达方式。当新出现的能力元素40与已有能力本体能力相同，但是能力知识402不同时，同样会将新的能力知识402加入能力知识图谱70的能力本体中，使得能力知识图谱70得到扩充。

本发明实施例的物体描述装置通过对物体的能力进行描述，并对描述后的物体能力进行抽取，实现了物体的能力与物体的分离，随着共性能力的不断丰富，从而构建能力知识图谱库，逐步规范多种物体能力的语义描述，形成统一格式的物体能力的元数据，为物体与物体之间的能力互通打下基础。

本发明实施例还提出了一种物体描述方法，图5为本发明实施例物体描述方法的流程图，如图5所示，本发明实施例的物体描述方法具体包括如下步骤：

能力描述步骤501，对物体的能力进行描述形成描述实体，从而实现能力与物体的分离；

具体的，可以通过对物体的属性、状态、动作及能力四个部分对物体进行描述。属性描述主要是描述了物体的基本属性，如标签、名字、特征、生产信息等等。对物体的状态描述主要用于描述物体在使用过程中所产生的状态，主要包括使用状态，错误状态，能源消耗状态等。对物体的动作描述主要用于描述物体的感知操控信息，主要包括不同的接口函数信息、通信方式和接入管理等信息。对物体的能力描述主要用于描述物体的能力属性。

通过对物体的上述四个部分的描述获取的信息构建描述实体，所述描述实体为被描述的物体在信息域中的映射。每一个物体通过能力描述单元的描述后都会产生描述实体。

能力抽取步骤502，对所述描述实体的能力进行抽取，形成以能力为描述核心的能力元组；

具体的，能力抽取单元首先对描述实体的描述文档中的物体具体有的能力进行单独提取，形成能力标签，然后对能力标签对应的属性、动作和状态等一系列与能力标签对应的相关信息进行提取，形成能力知识。能力标签和能力知识共同构成以能力为描述核心的新的描述文档，即能力元组。

需要说明的是，对一个描述实体进行能力抽取后可以形成一个或多个能力元组，能力元组的多少取决于描述实体具有多少不同的能力。

本发明实施例的物体描述方法还包括能力规范化步骤，通过词典和规范化算法对能力元组进行能力语义处理，使得所述能力元组的能力描述规范化。

能力知识图谱构建步骤503，根据所述形成的能力元素构建能力知识图谱。

具体的，将具有相同能力的多个能力元组进行归类形成能力本体，即能力本体是具有相同功能的一个或多个能力元组的集合。随着能力本体的不断丰富从而构建能力知识图谱库。能力知识图谱为统一数据格式的元数据，是对物体能力的概念及关系进行形式化表述所形成的标准知识库。

本发明实施例的物体描述方法还包括能力相似度计算步骤，将后续形成的能力元素与所述能力知识图谱进行相似度计算，从而不断扩充所述能力知识图谱。

具体的，通过神经网络算法，针对能力知识中的关键字的重复程度进行计算，从而判断新出现的能力元素具有的能力是否与能力知识图谱中的某个能力本体的能力相同。当通过相似度计算判定新出现的能力元素与能力知识图谱中的能力本体的能力不相同时，则会将新出现的能力元素的新能力加入能力知识图谱的能力本体中，使得能力知识图谱得到扩充。当通过相似度计算判定新出现的能力元素与能力知识图谱中的能力本体的能力相同时，则规范能力元素的表达方式。

本发明实施例的物体描述方法通过对物体的能力进行描述，并对描述后的物体能力进行抽取，实现了物体的能力与物体的分离，随着共性能力的不断丰富，从而构建能力知识图谱库，逐步规范多种物体能力的语义描述，形成统一格式的物体能力的元数据，为物体与物体之间的能力互通打下基础。

本说明书详述各种实施例。应理解关于一个实施例详述的方法、要素和概念可与关于其他实施例详述的方法、要素和概念组合。尽管一些此类布置已特别描述，但许多还没有描述——由于大量的置换和组合。然而，所有此类组合的实施方式根据所提供教导对于技术人员是直截了当的。

在本说明书中公开的不同实施例内的要素和教导也意味着交换和组合。节标题仅为读者方便而提供，并且不应理解为限制实施例或本发明的保护范围。在一个标题下的教导和要素可以容易地与在另一个标题下的要素和教导组合。

尽管本发明已详述行为的特别排序与要素的特别组合，但应认识到其他所考虑方法可以重排序行为(可能省略一些行为和添加其他行为)，并且其他所考虑组合可省略一些要素和添加其他要素，等等。

尽管公开为完整***，但所详述布置的子组合也被单独考虑(例如，省略完整***的各种特征)。

本说明书应在所引用参考的情境下阅读。(假定读者熟悉此类现有工作。)那些参考公开本发明人意图与本技术整合的技术和教导。

尽管已参考例示性方法描述本技术的某些方面，但应认识到经配置执行此类方法的行为的设备也考虑为本申请人的发明性工作的部分。同样，其他方面已参考例示性设备描述，并且由此类设备执行的方法同样在本技术的保护范围内。仍进一步地，显然也考虑了包含用于配置处理器或其他可编程***执行此类方法的指令的有形计算机可读介质。

鉴于上面讨论的原理和特征可应用到的各种实施例，显然详述实施例仅是例示性的，并且不应认为限制本发明的保护范围。相反，我们将我们的发明要求为所有此类修改均可落入附随权利要求及其等同物的保护范围和实质之内。

Claims (20)

1.一种物体描述装置，所述装置包括：

能力描述单元，用于对物体的能力进行描述形成描述实体，从而实现能力与物体的分离；

能力抽取单元，与所述能力描述单元相耦合，用于对所述描述实体的能力进行抽取，形成以能力为描述核心的能力元组；

能力知识图谱构建单元，与所述能力抽取单元相耦合，用于根据所述形成的能力元组构建能力知识图谱。

2.如权利要求1所述的物体描述装置，所述对物体的能力进行描述具体为，对物理物体和/或虚拟物体的能力进行描述。

3.如权利要求1或2所述的物体描述装置，所述能力描述单元对物体的能力进行描述具体为，通过对所述物体的属性、状态、动作及能力四个部分来进行描述形成所述描述实体。

4.如权利要求1所述的物体描述装置，所述描述实体为所述物体在所述信息域中的映射。

5.如权利要求1所述的物体描述装置，所述能力抽取单元对所述描述实体的能力进行抽取具体为，通过能力标签提取和能力知识提取实现对所述描述实体的能力进行抽取。

6.如权利要求5所述的物体描述装置，所述能力元组包括物体的能力描述标签和对应的能力知识。

7.如权利要求1所述的物体描述装置，所述装置还包括能力规范化单元，用于通过词典和规范化算法对所述能力元组进行能力语义处理，使得所述能力元组的能力描述规范化。

8.如权利要求7所述的物体描述装置，所述描述规范化的具有相同功能的能力元组形成能力本体。

9.如权利要求8所述的物体描述装置，所述能力知识图谱为一个或多个所述能力本体的集合，所述能力知识图谱为对物体能力的概念及关系进行形式化表述所形成的标准知识库。

10.如权利要求1或9所述的物体描述装置，所述能力知识图谱为统一数据格式的元数据。

11.如权利要求10所述的物体描述装置，所述***还包括能力相似度计算单元，用于将后续形成的能力元素与所述能力知识图谱进行相似度计算，从而不断扩充所述能力知识图谱。

12.一种物体描述方法，所述方法具体包括如下步骤：

能力描述步骤，用于对物体的能力进行描述形成描述实体，从而实现能力与物体的分离；

能力抽取步骤，用于对所述描述实体的能力进行抽取，形成以能力为描述核心的能力元组；

能力知识图谱构建步骤，用于根据所述形成的能力元素构建能力知识图谱。

13.如权利要求12所述的物体描述方法，所述对物体的能力进行描述具体为，对物理物体和/或虚拟物体的能力进行描述。

14.如权利要求12或13所述的物体描述方法，所述对物体的能力进行描述具体为，通过对所述物体的属性、状态、动作及能力四个部分来进行描述形成所述描述实体。

15.如权利要求13所述的物体描述方法，所述对所述描述实体的能力进行抽取具体为，通过能力标签提取和能力知识提取实现对所述描述实体的能力进行抽取，并形成能力元组。

16.如权利要求15所述的物体描述方法，所述方法还包括能力规范化步骤，用于通过词典和规范化算法对所述能力元组进行能力语义处理，使得所述能力元组的能力描述规范化。

17.如权利要求16所述的物体描述方法，所述能力规范化步骤后还包括将所述描述规范化的具有相同功能的能力元组形成能力本体。

18.如权利要求17所述的物体描述方法，所述方法还包括将所述一个或多个所述能力本体集合形成所述能力知识图谱。

19.如权利要求18所述的物体描述方法，所述方法还包括能力相似度计算步骤，用于将后续形成的能力元素与所述能力知识图谱进行相似度计算，从而不断扩充所述能力知识图谱。

20.如权利要求19所述的物体描述方法，所述能力相似度计算步骤具体为，当通过相似度计算判断所述后续形成的能力元素与所述能力知识图谱能力相同，则规范所述能力元素的表达方式；当通过相似度计算判断所述后续形成的能力元素与所述能力知识图谱能力不相同，则将所述后续形成的能力元素扩充至所述能力知识图谱中。