空域冲突消解方法、装置、电子设备及存储介质 |
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| 申请号 | CN202410029936.0 | 申请日 | 2024-01-08 | 公开(公告)号 | CN117935620A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 中国科学院空天信息创新研究院; | 发明人 | 牟方厉; 樊子德; 邓雅文; 朱可卿; 葛蕴萍; 王磊; 李新明; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种 空域 冲突消解方法、装置、 电子 设备及存储介质，属于 飞行器 空域管控技术领域，该方法包括：在确定任意两个飞行器的 申请 空域之间存在冲突的情况下，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的 属性信息 进行分析，确定每个所述飞行器对应的空域调整策略；所述空域凸包模型是基于每个所述飞行器的申请空域确定的；基于每个所述飞行器对应的空域调整策略，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行调整，以消解所述飞行器的申请空域间的冲突；所述属性信息包括空域高度区间、空域时间区间和空域 水 平投影。本发明可以高效地消解大规模飞行器用空需求间的冲突，可靠性高，效果好，能够很好地满足大规模用空需求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种空域冲突消解方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 空域冲突消解方法、装置、电子设备及存储介质技术领域背景技术[0002] 随着社会经济的发展，各类飞行器用空需求的激增与有限空域资源之间的矛盾日益突出，及时高效地对大规模用空需求进行冲突检测和消解，是飞行器管控研究领域的一个关键问题。飞行器间的空域冲突有可能引发危险接近、空中相撞等事故，因此需要在空域规划时进行冲突检测与消解，提前规避空域冲突导致的碰撞风险。 [0003] 然而，现有技术中关于空域冲突检测和消解方法中，大多考虑的检测因素单一，冲突消解手段有限，导致空域冲突消解的可靠性不高，效果较差，无法满足大规模用空需求。 [0004] 因此，如何更好地实现空域冲突消解已成为业界亟待解决的技术问题。 发明内容[0005] 本发明提供一种空域冲突消解方法、装置、电子设备及存储介质，用以更好地实现空域冲突消解。 [0006] 本发明提供一种空域冲突消解方法，包括： [0007] 在确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突的情况下，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个所述飞行器对应的空域调整策略；所述空域凸包模型是基于每个所述飞行器的申请空域确定的； [0008] 基于每个所述飞行器对应的空域调整策略，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行调整，以消解所述飞行器的申请空域间的冲突；所述属性信息包括空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影。 [0009] 根据本发明提供的一种空域冲突消解方法，在所述在确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突的情况下，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个所述飞行器对应的空域调整策略之前，所述方法还包括： [0010] 基于每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息，确定两个所述空域凸包模型间的空域高度区间间距、空域时间区间间距和空域水平投影间距； [0011] 在确定所述空域高度区间间距不大于高度安全间隔，所述空域时间区间间距不大于时间安全间隔，且所述空域水平投影间距不大于水平安全间隔的情况下，确定所述任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突。 [0012] 根据本发明提供的一种空域冲突消解方法，所述对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个所述飞行器对应的空域调整策略，包括： [0013] 采用贪婪策略，分别对所述空域凸包模型的空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影进行调整策略搜索，直至确定各所述空域凸包模型的属性信息满足冲突消解条件；所述冲突消解条件包括所述空域高度区间间距大于所述高度安全间隔，或所述空域时间区间间距大于所述时间安全间隔，或所述空域水平投影间距大于所述水平安全间隔； [0014] 获取各所述空域凸包模型的属性信息满足冲突消解条件下的目标调整策略； [0015] 根据各个所述目标调整策略，得到每个所述飞行器对应的空域调整策略。 [0016] 根据本发明提供的一种空域冲突消解方法，在所述在确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突的情况下，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个所述飞行器对应的空域调整策略之后，所述方法还包括： [0017] 在确定每个所述飞行器对应的空域调整策略均为空的情况下，获取每个所述飞行器的轨迹点集合； [0018] 基于所述高度安全间隔、所述时间安全间隔和所述时间安全间隔，确定两个所述飞行器中任一飞行器的轨迹点集合中每个轨迹点的安全空域凸包模型； [0019] 基于所述任一飞行器在每个时刻下的安全空域凸包模型，与两个所述飞行器中另一飞行器的目标轨迹段间的最小距离，检测两个所述飞行器间是否发生轨迹冲突。 [0020] 根据本发明提供的一种空域冲突消解方法，在所述基于所述任一飞行器在每个时刻下的安全空域凸包模型，与两个所述飞行器中另一飞行器的目标轨迹段间的最小距离，检测两个所述飞行器间是否发生轨迹冲突之后，所述方法还包括： [0021] 在确定两个所述飞行器间发生轨迹冲突的情况下，确定所述任一飞行器在冲突时间段内的安全空域的最小外接体； [0022] 确定所述最小外接体与所述另一飞行器的空域凸包模型的交集几何体和差集几何体； [0023] 利用所述交集几何体和所述差集几何体，对所述另一飞行器的轨迹进行调整，以消解两个所述飞行器间的轨迹冲突。 [0024] 根据本发明提供的一种空域冲突消解方法，所述利用所述交集几何体和所述差集几何体，对所述另一飞行器的轨迹进行调整，包括： [0025] 将所述另一飞行器在所述冲突时间段内的轨迹调整为沿着所述交集几何体表面的曲线； [0026] 将所述曲线与所述另一飞行器在所述差集几何体内的原始轨迹进行平滑连接，生成所述另一飞行器的新的轨迹曲线。 [0027] 本发明还提供一种空域冲突消解装置，包括： [0028] 分析模块，用于在确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突的情况下，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个所述飞行器对应的空域调整策略；所述空域凸包模型是基于每个所述飞行器的申请空域确定的； [0029] 调整模块，用于基于每个所述飞行器对应的空域调整策略，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行调整，以消解所述飞行器的申请空域间的冲突；所述属性信息包括空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影。 [0031] 本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述空域冲突消解方法。 [0032] 本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述空域冲突消解方法。 [0033] 本发明提供的空域冲突消解方法、装置、电子设备及存储介质，通过构建空域凸包进行基于空域完全隔离使用方式的冲突消解，将空域需求申请的冲突消解问题解耦为空域高度区间冲突消解、空域水平投影冲突消解和空域时间区间冲突消解三个独立的问题，进而对每个飞行器对应的空域凸包模型的空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影进行分析，获取消解空域冲突的每个飞行器对应的空域调整策略，可以高效地消解大规模飞行器用空需求间的冲突，可靠性高，效果好，能够很好地满足大规模用空需求。附图说明 [0034] 为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0035] 图1是本发明提供的空域冲突消解方法的流程示意图； [0036] 图2是本发明提供的空域冲突消解方法中空域凸包建模的流程示意图； [0037] 图3是本发明提供的空域冲突消解方法中空域凸包冲突的示意图； [0038] 图4是本发明提供的空域冲突消解方法中轨迹点构建安全空域的结果示意图； [0039] 图5是本发明提供的空域冲突消解方法中轨迹冲突消解的流程示意图； [0040] 图6是本发明提供的空域冲突消解装置的结构示意图； [0041] 图7是本发明提供的电子设备的实体结构示意图。 具体实施方式[0042] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0043] 在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0044] 下面结合图1‑图7描述本发明的空域冲突消解方法、装置、电子设备及存储介质。 [0045] 图1是本发明提供的空域冲突消解方法的流程示意图，如图1所示，包括： [0046] 步骤110，在确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突的情况下，对每个飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个飞行器对应的空域调整策略；空域凸包模型是基于每个飞行器的申请空域确定的； [0047] 步骤120，基于每个飞行器对应的空域调整策略，对每个飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行调整，以消解飞行器的申请空域间的冲突；属性信息包括空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影。 [0048] 具体地，本发明实施例所描述的空域凸包模型是基于每个飞行器的申请空域确定的，利用最小外接凸多边形的建模方式和最小外接椭圆的建模方式，构建各个申请空域的空域凸包模型。 [0049] 其中，最小外接凸多边形的建模方式：用包含所申请空域的最小外接凸多边形的顶点表示(当申请空域为多边形时，最小外接多边形即为自身)，可以记为S＝{(xi,yi)}，其中，(xi,yi)表示顶点i在世界坐标系下的坐标，其可以表示空域水平投影。 [0050] 最小外接椭圆的建模方式：用包含所申请空域的最小外接椭圆的外接矩形顶点表示。可以记空域申请的高度范围H为空域高度的上下界，即H＝[h1,h2]。其中，h1表示申请空域的最低高度，h2表示申请空域的最高高度；并记T为空域申请的时间范围，则申请空域As可以建模为空域凸包模型，其表示为： [0051] As＝{(x,y,z,t)|(x,y)∈S,z∈H,t∈T}； [0052] 即每个飞行器的空域凸包模型为持续时间为T的柱形区域。 [0053] 图2是本发明提供的空域冲突消解方法中空域凸包建模的流程示意图，如图2所示，在本发明的实施例中，根据飞行器的申请空域及其在世界坐标系下的轨迹，构建最小外接圆柱体模型，得到该飞行器申请空域的空域凸包模型。 [0054] 本发明实施例所描述的属性信息指的是每个飞行器对应的空域凸包模型的相关属性信息，包括空域高度区间H、空域时间区间T和空域水平投影S。其中，空域水平投影S表示空域凸包模型在其下方水平面上的投影，如空域凸包模型表示为圆柱体时，其空域水平投影为圆面。 [0055] 本发明实施例所描述的空域调整策略用于调整每个飞行器的空域凸包模型的各个属性信息，使每个飞行器申请空域间冲突消除。 [0056] 需要说明的是，空域冲突检测和消解，是指在空域需求的申请集合中检测和发现潜在的空域冲突并对其进行调整，给出合理的空域使用方案。空域冲突是指两个及以上飞行器用户申请使用的空域，在同一时段存在区域交叠或距离过近的情况。换言之，空域无冲突的前提是两个飞行器空域间要保持必要的安全间隔。 [0057] 在本发明的实施例中，步骤110中，对每个飞行器的申请空域进行空域冲突检测，在确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突的情况下，对每个飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，通过从空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影三个维度进行逐一分析，确定出每个飞行器对应的空域调整策略。 [0058] 进一步地，在本发明的实施例中，步骤120中，基于步骤1110中确定好的每个飞行器对应的空域调整策略，对每个飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行调整，根据属性信息的类型可以确定所调整参数的类型可以分为高度调整、水平调整和时间调整。通常情况下，对于一个冲突调整一种参数达到间隔标准后，即可完成飞行器的申请空域间的冲突消解。 [0059] 本发明实施例的空域冲突消解方法，通过构建空域凸包进行基于空域完全隔离使用方式的冲突消解，将空域需求申请的冲突消解问题解耦为空域高度区间冲突消解、空域水平投影冲突消解和空域时间区间冲突消解三个独立的问题，进而对每个飞行器对应的空域凸包模型的空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影进行分析，获取消解空域冲突的每个飞行器对应的空域调整策略，可以高效地消解大规模飞行器用空需求间的冲突，可靠性高，效果好，能够很好地满足大规模用空需求。 [0060] 基于上述实施例的内容，作为一种可选的实施例，在确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突的情况下，对每个飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个飞行器对应的空域调整策略之前，该方法还包括： [0061] 基于每个飞行器对应的空域凸包模型的属性信息，确定两个空域凸包模型间的空域高度区间间距、空域时间区间间距和空域水平投影间距； [0062] 在确定空域高度区间间距不大于高度安全间隔，空域时间区间间距不大于时间安全间隔，且空域水平投影间距不大于水平安全间隔的情况下，确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突。 [0063] 具体地，在本发明的实施例中，完成每个飞行器申请空域的空域凸包建模后，空域需求申请的冲突检测问题也可以被解耦为空域高度区间冲突检测、空域水平投影冲突检测和空域时间区间冲突检测三个独立的问题。 [0064] 在本发明的实施例中，记高度安全间隔表示为hs，水平安全间隔表示为ps，时间安全间隔表示为ts，任意两个飞行器的空域凸包模型分别表示为空域1和空域2，则空域凸包冲突检测问题建模为如下的凸集间最小距离求解问题。 [0065] 其中，空域高度区间间距的计算为如下的一维区域间最小距离： [0066] min|x1‑x2| [0067] [0068] 式中，x1,x2分别表示空域1和空域2高度区间中的点；h1,1,h1,2和h2,1,h2,2分别表示空域1和空域2高度区间的参数。 [0069] 该问题可以有以下的解析解，空域高度区间间距d1为： [0070] [0071] 同样地，空域时间区间间距的计算为如下的一维区域间最小距离： [0072] min|x1‑x2| [0073] [0074] 式中，x1,x2分别表示空域1和空域2的时间区间中的点；t1,1,t1,2和t2,1,t2,2分别表示空域1和空域2时间区间的参数。 [0075] 该问题的解析解，空域时间区间间距d2为： [0076] [0077] 需要说明的是，由空域凸包建模得到空域的水平投影为凸集，在L2范数下，空域水平投影间距d3可以定义如下： [0078] d3＝inf{‖x1‑x2‖2|x1∈S1,x2∈S2}； [0079] 式中，x1,x2分别表示空域1和空域2水平投影集合S1,S2中的点，inf表示下确界函数。 [0080] 进一步地，S1,S2可以由以下的凸不等式组描述： [0081] S1＝{x|fi(x)≤0,i＝1,...,m}； [0082] S2＝{x|gi(x)≤0,i＝1,...,p}； [0083] 式中，m、p分别表示水平投影集合S1,S2中点的数量。 [0084] 其中，fi(x),gi(x)均为凸函数，问题转化为如下的凸规划问题： [0085] min‖x1‑x2‖2 [0086] [0088] 在本发明的实施例中，空域需求申请采用三类参数表征：申请高度范围、申请位置集合和申请时间范围。对于两个空域需求申请而言，判定二者之间存在空域冲突需要同时满足以下三个准则： [0089] 1)空域高度区间重合或是高度区间间距不大于高度安全间隔； [0090] 2)空域水平投影重合或是水平投影间距不大于水平安全间隔； [0091] 3)空域时间区间重合或是时间区间间距不大于时间安全间隔。 [0092] 空域冲突消解是通过调整空域“冲突对”(即存在冲突的两个空域需求)中某个空域需求的某类参数(包括空域高度区间、空域水平投影和空域时间区间)以消解冲突，冲突无法消解的空域需求的申请可驳回。 [0093] 至此，可以获取到冲突空域的检测结果可以表示为： [0094] if((d1≤hs)AND(d2≤ts)AND(d3≤ps))； [0095] 也就是说，在确定空域高度区间间距不大于高度安全间隔，空域时间区间间距不大于时间安全间隔，且空域水平投影间距不大于水平安全间隔的情况下，可以判定该两个飞行器的申请空域之间存在冲突。 [0096] 本发明实施例的方法，通过基于空域完全隔离使用方式对空域凸包进行建模，将空域需求申请的冲突检测问题解耦为空域高度区间冲突检测、空域水平投影冲突检测和空域时间区间冲突检测三个独立的问题，可以有效地快速解决飞行器管控中大规模用空需求中的冲突检测问题，检测结果可靠性高，检测效果好。 [0097] 基于上述实施例的内容，作为一种可选的实施例，对每个飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个飞行器对应的空域调整策略，包括： [0098] 采用贪婪策略，分别对空域凸包模型的空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影进行调整策略搜索，直至确定各空域凸包模型的属性信息满足冲突消解条件；冲突消解条件包括空域高度区间间距大于高度安全间隔，或空域时间区间间距大于时间安全间隔，或空域水平投影间距大于水平安全间隔； [0099] 获取各空域凸包模型的属性信息满足冲突消解条件下的目标调整策略； [0100] 根据各个目标调整策略，得到每个飞行器对应的空域调整策略。 [0101] 具体地，在本发明的实施例中，当检测到空域“冲突对”后，即确定空域1和空域2间满足冲突空域的检测结果，此时需要对空域冲突进行调整，可以分为高度调整、水平调整和时间调整。通常情况下，对于一个冲突调整一种参数达到间隔标准后即可完成冲突消解。 [0102] 在本发明的实施例中，记空域协调允许的最大高度调整量、水平调整量和时间调整量分别为hm,pm,tm。进一步地，基于贪婪算法，分别对空域凸包模型的空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影进行调整策略搜索。上述过程的具体步骤包括： [0103] 步骤S1，寻找空域“冲突对”消解的最优策略，即寻找两个空域凸包模型的属性信息满足冲突消解条件下的目标调整策略，包括空域1的空域调整策略Δh1,Δp1,Δt1和空域2的空域调整策略Δh2,Δp2,Δt2。 [0104] 其中，Δh1≤hm，Δh2≤hm；Δp1≤pm，Δp2≤pm；Δt1≤tm，Δt2≤tm。 [0105] 调整后的空域对，可以表示如下： [0106] ΔAs1＝{(x,y,z,t)|(x,y)∈S1(Δp1),z∈H1+Δh1,t∈T1+Δt1}； [0107] ΔAs2＝{(x,y,z,t)|(x,y)∈S2(Δp2),z∈H2+Δh2,t∈T2+Δt2}； [0108] 以使得调整后的空域对ΔAs1和ΔAs2间满足下述冲突消解条件： [0109] (d1≤hs)OR(d2≤ts)OR(d3≤ps)； [0110] 即空域高度区间间距大于高度安全间隔，或空域时间区间间距大于时间安全间隔，或空域水平投影间距大于水平安全间隔。 [0111] 同时，需要说明的是，基于贪婪算法的调整策略搜索过程中，还需具有以下调整原则： [0112] 1)尽可能进行单一空域凸包模型的调整，即需满足： [0113] Δp1Δp2＝0,Δh1Δh2＝0,Δt1Δt2＝0； [0114] 2)尽可能小的调整量，即： [0115] [0116] 在本实施例中，根据空域凸包模型的空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影，从高度、水平和时间三个维度分别进行策略搜索，将得到的所有可行调整策略记为： [0117] P＝{Pi|Pi＝[Ii,Δi]}； [0118] 其中，Ii∈R3为三维调整指示标记，对应调整策略的调整方式，以高度调整为例，此时I＝[1,0,0]；Δi为对应的空域调整量，以对空域1高度调整100m，空域2高度调整‑50m为例，此时Δi＝[100,‑50]。 [0119] 步骤S2，按照前述冲突空域的检测结果，对调整后的空域重新进行冲突检测。 [0120] 步骤S3，若检测到冲突，重新按步骤S1进行冲突消解。调整时需要满足即每个空域不允许进行同一维度内的重复调整，直至无法调整或无冲突发生。 [0121] 本发明实施例的方法，通过采用贪婪算法的思想，对每个空域凸包模型从高度、水平和时间三个维度分别进行策略搜索，可以有效解决基于空域完全隔离使用方式的冲突消解，提高了空域冲突消解的效率和效果。 [0122] 需要说明的是，上述空域冲突检测与消解是立足于空域规划中所有空域完全隔离使用的方式。然而，随着飞行器数量的日益增多，对空域空间容量需求的不断提升，若结合具体飞行计划和飞行器的实际运行轨迹，来进行空域需求的动态规划则有可能提升空域使用的灵活性。 [0123] 图3是本发明提供的空域冲突消解方法中空域凸包冲突的示意图，如图3所示的两个空域需求申请，一个为长方体空域，一个为圆柱体空域。按照前述空域冲突检测的判断准则，两个空域存在冲突。但如果考虑实际飞行计划，叠加空域使用计划，如图3中所示，在空域中运行的两个飞行器，虽然运行空域存在交叠冲突，但同一时刻不会在交叠区域出现，可认为二者不存在空域冲突。因此，考虑飞行器时空运行，实际就是将空域冲突判定的标准从空域间的间隔判断转化为飞行器间的动态时空间隔判断，要求飞行器在任意时刻保持间隔标准满足安全间隔要求即可。对于两个空域需求申请而言，通过叠加飞行器的飞行计划和时空运行轨迹，就有可能申请到原本获取不到的空域范围和使用时间。 [0124] 基于上述实施例的内容，作为一种可选的实施例，在确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突的情况下，对每个飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个飞行器对应的空域调整策略之后，该方法还包括： [0125] 在确定每个飞行器对应的空域调整策略均为空的情况下，获取每个飞行器的轨迹点集合； [0126] 基于高度安全间隔、时间安全间隔和时间安全间隔，确定两个飞行器中任一飞行器的轨迹点集合中每个轨迹点的安全空域凸包模型； [0127] 基于任一飞行器在每个时刻下的安全空域凸包模型，与两个飞行器中另一飞行器的目标轨迹段间的最小距离，检测两个飞行器间是否发生轨迹冲突。 [0128] 具体地，在本发明的实施例中，在确定每个飞行器对应的空域调整策略均为空的情况下，说明此时无法通过空域消解“冲突对”，需要进行轨迹冲突检测与消解。 [0129] 进一步地，在本发明的实施例中，获取每个飞行器的轨迹点集合，对飞行器轨迹点进行凸包建模，即按照高度安全间隔hs，水平安全间隔ps，时间安全间隔ts为每个轨迹点建立圆柱形的安全空域凸包模型。 [0130] 图4是本发明提供的空域冲突消解方法中轨迹点构建安全空域的结果示意图，如图4所示，对于飞行器轨迹上的任一轨迹点，以该轨迹点为中心，按照高度安全间隔hs，水平安全间隔ps，时间安全间隔ts构建圆柱形的安全空域。 [0131] 进一步地，在本发明的实施例中，轨迹冲突仅存在于冲突空域中，对于轨迹的冲突检测可以转化为以下的距离求解问题： [0132] d4＝inf{‖x1‑x2‖2|x1∈As1(t),x2∈l2(t‑ts,t+ts)}； [0133] As1(t)＝{(x,y,z)|(x,y)∈S(t),z∈H(t)},t∈T； [0134] 其中，As1(t)表示飞行器1轨迹点在时刻t的安全空域凸包模型；l2(t‑ts,t+ts)表示飞行器2在时间段[t‑ts,t+ts]内的轨迹，即目标轨迹段；d4表示飞行器1在每个时刻下的安全空域凸包模型，与飞行器2的目标轨迹段间的最小距离。 [0135] 在本发明的实施例中，通过计算d4，可以检测飞行器1和飞行器2间是否发生轨迹冲突。若d4＝0，则可以判定飞行器1和飞行器2间发生轨迹冲突，反之，可以判定飞行器1和飞行器2间未发生轨迹冲突。 [0136] 本发明实施例的方法，当确定无法满足空域完全隔离时，通过考虑了飞行器的运行时间和运动轨迹，构建飞行器的轨迹凸包，叠加飞行器的飞行计划和时空运行轨迹，将空域冲突判定的标准从空域间的间隔判断转化为飞行器间的动态时空间隔判断，实现了空间复用下的飞行器轨迹冲突检测，提升了空域使用的效率。 [0137] 基于上述实施例的内容，作为一种可选的实施例，在基于任一飞行器在每个时刻下的安全空域凸包模型，与两个飞行器中另一飞行器的目标轨迹段间的最小距离，检测两个飞行器间是否发生轨迹冲突之后，该方法还包括： [0138] 在确定两个飞行器间发生轨迹冲突的情况下，确定任一飞行器在冲突时间段内的安全空域的最小外接体； [0139] 确定最小外接体与另一飞行器的空域凸包模型的交集几何体和差集几何体； [0140] 利用交集几何体和差集几何体，对另一飞行器的轨迹进行调整，以消解两个飞行器间的轨迹冲突。 [0141] 具体地，本发明实施例所描述的冲突时间段内的安全空域指的是任一飞行器在冲突时间段内所有轨迹点的安全空域凸包模型在空间中依次连接所构成的空域。 [0142] 本发明实施例所描述的最小外接体指的是上述安全空域的最小外接球与最小外接圆柱中具有最小体积的几何体。 [0143] 本发明实施例所描述的交集几何体指的是最小外接体与另一飞行器的空域凸包模型在空间区域中的交集所形成的几何体。 [0144] 本发明实施例所描述的差集几何体指的是最小外接体与另一飞行器的空域凸包模型除去交集几何体后所构成的几何体。 [0145] 图5是本发明提供的空域冲突消解方法中轨迹冲突消解的流程示意图，如图5所示，在本发明的实施例中，设定任一飞行器表示为飞行器1，另一飞行器表示为飞行器2。在确定两个飞行器间发生轨迹冲突的情况下，即检测到飞行器1与飞行器2发生轨迹冲突时，记冲突时间段为[tc1,tc2]，首先确定飞行器1在冲突时间段[tc1,tc2]内的安全空域的最小外接体G，即对冲突时间段[tc1,tc2]内飞行器1的所有轨迹点构建安全空域凸包模型，所有轨迹点对应的安全空域凸包模型可以联合组成一片安全空域，对这个安全空域求最小外接球以及最小外接圆柱，并取该最小外接球和该最小外接圆柱中的最小几何体作为最小外接体G。 [0146] 进一步地，在本发明的实施例中，计算该最小外接体与飞行器2的空域凸包模型As2在空间中的交集几何体，即空间重叠的封闭空域，以及差集几何体，即最小外接体与空域凸包模型As2构成的封闭空域中除去交集几何体所占空域以外的空域。 [0147] 进一步地，在本发明的实施例中，利用该交集几何体和该差集几何体，可以对飞行器2的轨迹进行空域凸包内的路线调整，以消解两个飞行器间的轨迹冲突。 [0148] 本发明实施例的方法，在确定两个飞行器间发生轨迹冲突时，通过综合考虑飞行器的飞行计划和时空运行轨迹，利用其中任一飞行器在冲突时间段内安全空域与另一飞行器的空域凸包模型的空域位置关系，来对飞行器的轨迹进行重新调整，可以有效消解两个飞行器间的轨迹冲突，同时实现了空间的复用。 [0149] 基于上述实施例的内容，作为一种可选的实施例，利用交集几何体和差集几何体，对另一飞行器的轨迹进行调整，包括： [0150] 将另一飞行器在冲突时间段内的轨迹调整为沿着交集几何体表面的曲线； [0151] 将曲线与另一飞行器在差集几何体内的原始轨迹进行平滑连接，生成另一飞行器的新的轨迹曲线。 [0152] 具体地，继续参照图5，在本发明的实施例中，在确定出飞行器1的最小外接体G与飞行器2空域凸包模型As2的交集几何体Gj与差集几何体Gd之后，在冲突时间[tc1,tc2]内，将飞行器2的轨迹调整为沿交集几何体Gj表面运行的曲线。 [0153] 进一步地，在本发明的实施例中，将飞行器2调整后的轨迹曲线段与飞行器2的未调整的原始轨迹段在差集几何体Gd内进行平滑连接，从而生成调整后的飞行器2的新的轨迹曲线，此时，飞行器1与飞行器2的轨迹冲突将得到消解。 [0154] 本发明实施例的方法，通过利用其中任一飞行器在冲突时间段内安全空域与另一飞行器的空域凸包模型间的交集与差集，快速完成飞行器轨迹的调整，在高效消解飞行器间轨迹冲突的同时，也不会影响其余空域冲突检测结果，有利于更好地满足飞行器管控中的大规模用空需求。 [0155] 下面对本发明提供的空域冲突消解装置进行描述，下文描述的空域冲突消解装置与上文描述的空域冲突消解方法可相互对应参照。 [0156] 图6是本发明提供的空域冲突消解装置的结构示意图，如图6所示，该装置包括依次连接的分析模块610和调整模块620。 [0157] 其中，分析模块610，用于在确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突的情况下，对每个飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个飞行器对应的空域调整策略；空域凸包模型是基于每个飞行器的申请空域确定的； [0158] 调整模块620，用于基于每个飞行器对应的空域调整策略，对每个飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行调整，以消解飞行器的申请空域间的冲突；属性信息包括空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影。 [0159] 本实施例所述的空域冲突消解装置可以用于执行上述空域冲突消解方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。 [0160] 本发明实施例的空域冲突消解装置，通过构建空域凸包进行基于空域完全隔离使用方式的冲突消解，将空域需求申请的冲突消解问题解耦为空域高度区间冲突消解、空域水平投影冲突消解和空域时间区间冲突消解三个独立的问题，进而对每个飞行器对应的空域凸包模型的空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影进行分析，获取消解空域冲突的每个飞行器对应的空域调整策略，可以高效地消解大规模飞行器用空需求间的冲突，可靠性高，效果好，能够很好地满足大规模用空需求。 [0161] 图7是本发明提供的电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)710、通信接口(Communications Interface)720、存储器(memory)730和通信总线740，其中，处理器710，通信接口720，存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令，以执行上述各方法所提供的空域冲突消解方法，该方法包括：在确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突的情况下，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个所述飞行器对应的空域调整策略；所述空域凸包模型是基于每个所述飞行器的申请空域确定的；基于每个所述飞行器对应的空域调整策略，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行调整，以消解所述飞行器的申请空域间的冲突；所述属性信息包括空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影。 [0162] 此外，上述的存储器730中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read‑Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 [0163] 另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的空域冲突消解方法，该方法包括：在确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突的情况下，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个所述飞行器对应的空域调整策略；所述空域凸包模型是基于每个所述飞行器的申请空域确定的；基于每个所述飞行器对应的空域调整策略，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行调整，以消解所述飞行器的申请空域间的冲突；所述属性信息包括空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影。 [0164] 又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的空域冲突消解方法，该方法包括：在确定任意两个飞行器的申请空域之间存在冲突的情况下，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行分析，确定每个所述飞行器对应的空域调整策略；所述空域凸包模型是基于每个所述飞行器的申请空域确定的；基于每个所述飞行器对应的空域调整策略，对每个所述飞行器对应的空域凸包模型的属性信息进行调整，以消解所述飞行器的申请空域间的冲突；所述属性信息包括空域高度区间、空域时间区间和空域水平投影。 [0165] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。 [0166] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。 [0167] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 |
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