基于本体的虚拟空间关系的表示与推理

摘要

随着虚拟现实技术以及语义Web技术的深入研究与广泛应用，融合语义的虚拟环境成为虚拟现实领域的一个新的研究方向。语义虚拟环境技术通过为虚拟场景添加计算机可以理解的并自行处理的语义信息，提高了虚拟环境的交互性。
　　 本体作为一种能在语义和知识层次上描述信息系统的概念模型，在计算机的许多领域得到了广泛的应用。虚拟空间本体由虚拟空间对象及其之间的虚拟空间关系构成，它为虚拟场景的构建提供重要的语义信息。本文在虚拟现实中融入语义Web技术，对基于本体的虚拟空间关系的表示和推理进行了研究，并且基于X3D标准，OWL，Jena，设计并实现了一个基于虚拟空间本体的推理查询系统。
　　 本文的主要工作如下:
　　 (1)利用本体描述语言OWL表示虚拟空间对象和虚拟空间关系，构建虚拟空间本体，能够组织和存储虚拟现实场景中的空间关系语义信息。
　　 (2)设计虚拟空间关系推理的规则集，通过本体知识和推理规则的结合实现推理。
　　 (3)基于虚拟空间本体和虚拟空间关系推理规则集，设计虚拟场景中的关于空间知识的推理查询系统结构，该系统包括可视化模块，控制模块，本体模块，推理模块，查询模块。开发了虚拟家居商店空间信息推理查询系统，验证了本文的主要工作。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 语义虚拟环境的研究现状

1．3 空间关系模型研究现状

1．3．1 拓扑关系模型

1．3．2 方向关系模型

1．4 空间推理研究现状

1．5 论文的主要工作

1．6 论文的主要结构

第二章 课题相关技术简介

2．1 语义Web与本体

2．1．1 语义Web

2．1．2 本体

2．1．3 本体描述语言OWL

2．1．4 本体文件编辑工具Protégé

2．2 可扩展三维图形标记语言X3D

2．2．1 X3D简介

2．2．2 场景访问接口SAI

2．3 本体编程接口Jena

2．4 本章小结

第三章 虚拟空间本体的设计

3．1 虚拟空间对象

3．2 虚拟空间关系

3．2．1 拓扑关系的表示

3．2．2 方向关系的表示

3．3 属性约束

3．4 本章小结

第四章 虚拟空间本体查询与推理

4．1 基于SPARQL的虚拟空间关系的查询

4．2 Jena推理机

4．3 虚拟空间关系推理规则的设计

4．4 本章小结

第五章 虚拟空间信息推理查询系统的设计

5．1 虚拟空间信息推理查询系统架构设计

5．1．1 可视化模块

5．1．2 控制模块

5．1．3 本体操作模块

5．1．4 推理模块

5．1．5 查询模块

5．2 虚拟家居商店空间信息推理查询系统实现

5．2．1 系统开发工具介绍

5．2．2 虚拟家居商店空间信息推理查询系统的实现

5．2．3 虚拟家居商店空间信息推理查询系统的运行结果

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 论文展望

参考文献

致谢

硕士在读期间发表的论文