基于谓词检测方法上下文感知案例探究

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1、基于谓词检测方法上下文感知案例探究　　摘要：当前，开发灵活的适应环境变化的上下文感知应用较为复杂在上下文感知应用开发过程中，很多未知情况无法事先被充分考虑到，实际的开发又需要处理很多意外情形，因此有效地表示和处理上下文尤为重要谓词检测作为实现上下文感知的重要方法之一，能够有效对上下文信息进行建模，但在实际应用中对于真实物理设备的支持如何在很大程度上仍然是未知的为了应对以上问题，通过构建一个简单的物理场景，将谓词检测方法应用于真实的机器小车上，支持其在一个既定轨道上完成运行任务在该场景下对原始的上下文环境进行建模，将环境特性逐步规约成特定的快照谓

2、词和序列谓词，并在案例研究中，对规约化的谓词进行检测，将谓词检测应用于真实的机器小车实验上实验分析的结果表明，谓词检测的方法能有效检测小车的上下文特性并成功支撑小车完成既定的行走目标关键词：上下文感知；谓词检测；快照谓词；序列谓词中图分类号：TP301文献标志码：A0引言16在普适计算中，相关的环境信息被归类为上下文，上下文感知应用正是基于这些相关的上下文信息为用户不断调整自身行为[1-2]无线通信领域技术的进步，各种新型移动和嵌入式设备的出现，不仅使得上下文感知应用的实现越来越重要，也对其发展提出了更大的挑战谓词检测是实现上下文感知的重要方法

3、之一[1]在实现谓词检测过程中，应用程序使用逻辑谓词的形式描述其对计算环境的感知情况，通过运行时对规约化的谓词进行检测以实现上下文感知已有的基于谓词检测的上下文感知应用研究中，有些侧重于处理含噪声的上下文，通过检测用来描述含噪上下文的逻辑谓词以使应用避免或消除上下文信息中的噪声[2]；有些侧重于处理从分布式资源中获取的异步上下文信息[1，3]大多数已有工作都着重于理论方面的研究，而谓词检测对于真实场景下的上下文感知应用有着怎样的促进作用在很大程度上还是未知的具体来说，以下几个方面的问题亟待解决：1）在真实的场景中谓词是否易于使用和表示，对上下文

4、进行建模以及对谓词的规约是否易于实现；2）谓词检测方法能否有效应用于实际的上下文感知应用中并满足应用需求；3）需要在真实的物理环境下考察谓词检测方法对于实际物理设备的控制效果如何16基于上述几点，本文使用一辆机器小车来考察基于谓词检测的上下文感知方法的实际作用小车不断地同外部物理环境进行交互，由于环境本身对小车而言是未知的，因而应用上下文感知十分必要本文的主要工作为：1）在真实的物理环境下实际控制机器小车，将小车的上下文信息建模成谓词的形式，通过对谓词的检测实现上下文感知；2）将小车运行过程中的环境特性规约成快照谓词，并进一步规约成时序逻辑状态

5、下的序列谓词形式；3）在机器小车上应用基于谓词检测的上下文感知方法，通过实验分析和比较实际控制小车的效果1相关工作在上下文感知计算方面，Dey等[4]明确地定义了上下文感知计算的概念，提出了构建上下文感知应用所需的基本要求大多关于上下文感知方面的工作主要关注于如何构建基于上下文感知的框架、中间件等，并有很多相应的架构被开发出来[5-6]，但缺乏实际的同真实的上下文环境进行有效交互的应用16有些方面的工作侧重于对上下文以及上下文特性建模过程中出现的错误和问题的检测Xu等[7]提出了上下文感知应用中的非一致性检测问题，通过将特性建模成元组的形式，利

6、用元组中元素的比较实现特性检测Sama等[8]使用基于模型的方法来检测上下文感知的应用程序中的错误还有很多工作使用基于规则的方法以帮助检测有关特性Ranganrhan等[7]也是基于一阶谓词逻辑为上下文感知应用提供了基础架构，使用基于规则的方法对上下文进行演绎和推理Sama等[8]在基于模型的方法上也使用了自适应规则来检测相应的特性Schilit[9]通过基于IFTHEN的简单规则描述了在不同上下文上的应用行为，因而应用逻辑较难在不同情况下进行修改与文献[4-6]中侧重于如何构建中间件方面的研究相比，本文的工作重点关注实际的上下文感知应用实现，

7、尤其是将基于谓词检测的上下文感知方法应用在实际的机器小车场景中，真实地比较和验证相关方法的效果文献[7-8]都关注了如何检测上下文感知应用中的错误和不一致问题，本文在小车的研究案例中也会遇到应对外部物理环境中的错误数据问题，但本文不侧重于专门解决这一类问题，只是将某些初步能检测到的错误同样作为上下文的一部分规约成谓词作为相应的特性约束为了增强应用的可复用性，与文献[9]中的IFTHEN规则不同，通过基本的谓词形式能够更有效地将不同场景下复杂的上下文表示出来，同时利用基于时序的序列谓词，可以更为准确地描述环境特性2小车简介将基于谓词检测的上下文感

8、知方法应用于一辆机器小车（RobotCar）上并通过检测其环境特性支持小车运行小车主要由五个部件组成：ARM板、单片机主板、马达驱动器、4个超声波传感