CN113012477B - 飞行路径的获取方法、飞行管道的生成方法、装置及设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了飞行路径的获取方法、飞行管道的生成方法、装置及设备，属于空域管理技术领域。飞行路径的获取方法包括：获取目标飞行器的飞行路径获取请求，飞行路径获取请求包括目标飞行器的起始位置及目的地位置。基于起始位置及目的地位置获取一个或多个参考飞行管道，每个参考飞行管道对应有管道属性信息。确定其他飞行器针对参考飞行管道的占用信息。根据管道属性信息及占用信息从参考飞行管道中确定目标飞行管道，基于目标飞行管道获取目标飞行器的目标飞行路径。本申请通过参考飞行管道量化空域，并综合管道属性信息及其他飞行器的飞行路径确定目标飞行器的飞行路径，保证了目标飞行器的飞行安全。

Description

飞行路径的获取方法、飞行管道的生成方法、装置及设备
本申请是申请号为201911201390.8、申请日为2019年11月29日、发明名称为“飞行路径的获取方法、飞行管道的生成方法、装置及设备”的发明专利的分案申请。
技术领域
本申请涉及空域管理技术领域，特别涉及一种飞行路径的获取方法、飞行管道的生成方法、装及设备。
背景技术
随着空域管理技术的发展，被允许进入空域的飞行器也越来越多。在空域中，飞行器往往需要按照飞行路径来进行飞行。因此，如何获取飞行器的飞行路径，是保证飞行器的飞行安全的关键。
在相关技术中，若目标飞行器位于可飞行区域内，则基于目标飞行器当前位置、目的地位置以及可飞行区域内的建筑物信息确定飞行器的飞行路径。
然而，在可飞行区域内有多个飞行器处于飞行状态的情况下，由于多个飞行器各自独立地按照相关技术所提供的方法获取飞行路径并进行飞行，因而飞行器之间存在相撞的可能。可以看出，按照相关技术所提供的方法获取飞行路径的安全性不高。
发明内容
本申请实施例提供了一种飞行路径的获取方法、飞行管道的生成方法、装置及设备，以解决相关技术安全性不高的问题。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种飞行路径的获取方法，所述方法包括：
获取目标飞行器的飞行路径获取请求，所述飞行路径获取请求包括所述目标飞行器的起始位置及目的地位置；
基于所述起始位置及所述目的地位置获取一个或多个参考飞行管道，每个参考飞行管道对应有管道属性信息；
确定其他飞行器针对所述参考飞行管道的占用信息；
根据所述管道属性信息及所述占用信息从所述参考飞行管道中确定目标飞行管道，基于所述目标飞行管道获取所述目标飞行器的目标飞行路径。
可选地，所述基于所述起始位置及所述目的地位置获取一个或多个参考飞行管道，包括：
获取初始飞行管道；
基于所述起始位置及所述目的地位置，从所述初始飞行管道中确定所述参考飞行管道。
可选地，所述根据所述管道属性信息及所述占用信息从所述参考飞行管道中确定目标飞行管道，包括：
将所述参考飞行管道作为端点，结合所述参考飞行管道之间的连接关系得到所述参考飞行管道的无向图；
基于所述管道属性信息及所述占用信息确定每个端点的代价函数数值；
将所述起始位置及所述目的地位置之间代价函数数值之和最小的端点确定为所述目标飞行管道。
可选地，每个目标飞行管道对应一个占用起始时间，所述基于所述目标飞行管道获取所述目标飞行器的目标飞行路径，包括：
根据所述起始位置及所述目标飞行管道中占用起始时间最小的目标飞行管道的位置确定所述目标飞行器的起飞管道；
根据所述目的地位置及所述目标飞行管道中占用起始时间最大的目标飞行管道的位置确定所述目标飞行器的降落管道；
将所述起飞管道、所述目标飞行管道以及所述降落管道作为所述目标飞行路径。
可选地，所述基于所述目标飞行管道获取所述目标飞行器的飞行路径之后，所述方法还包括：
对于任一个目标飞行管道，若检测到所述目标飞行器到达所述目标飞行管道，获取当前时刻下所述目标飞行管道的更新的管道属性信息及更新的占用信息；
若根据所述更新的管道属性信息及所述更新的占用信息确定所述目标飞行管道可用，允许所述目标飞行器进入所述目标飞行管道。
可选地，所述方法还包括：
若根据所述更新的管道属性信息及所述更新的占用信息确定所述目标飞行管道不可用，确定更新的目标飞行路径；
将所述更新的目标飞行路径发送给所述目标飞行器。
可选地，所述获取当前时刻下所述目标飞行管道的更新的管道属性信息及更新的占用信息之前，所述方法还包括：
预测所述目标飞行器进入所述目标飞行管道的参考时间；
获取所述目标飞行器的实际飞行时间；
若检测到所述目标飞行器的实际飞行时间与所述参考时间的差值小于阈值，确定所述目标飞行器到达所述目标飞行管道。
一方面，提供了一种飞行管道的生成方法，所述方法包括：
获取地图信息；
根据所述地图信息确定地面数据，所述地面数据包括路网及不包含路网的区域中的一种或两种；
基于所述地面数据的类型对所述地面数据进行映射，生成多个飞行管道。
可选地，当所述地面数据包括所述路网时，所述基于所述地面数据的类型对所述地面数据进行映射，生成多个飞行管道，包括：
对所述路网进行映射，得到一条或多条飞行航道；
将所述飞行航道划分为互不重叠的多个飞行管道。
可选地，当所述地面数据包括所述不包含路网的区域时，所述基于所述地面数据的类型对所述地面数据进行映射，生成多个飞行管道，包括：
对所述不包含路网的区域进行划分，得到多个子区域；
将每个子区域映射为一个飞行管道，生成多个飞行管道。
可选地，所述基于所述地面数据的类型对所述地面数据进行映射，生成多个飞行管道之后，所述方法还包括：
针对任一个飞行管道，获取所述飞行管道上的定位信息；
根据所述定位信息确定所述飞行管道的管道参数，所述管道参数包括所述飞行管道的管道轴线或几何信息；
基于所述管道参数设置所述飞行管道的管道编号，根据所述管道编号对所述飞行管道进行管理，所述管道编号用于对所述飞行管道进行唯一标识。
一方面，提供了一种飞行路径的获取装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取目标飞行器的飞行路径获取请求，所述飞行路径获取请求包括所述目标飞行器的起始位置及目的地位置；
第二获取模块，用于基于所述起始位置及所述目的地位置获取一个或多个参考飞行管道，每个参考飞行管道对应有管道属性信息；
第一确定模块，用于确定其他飞行器针对所述参考飞行管道的占用信息；
第二确定模块，用于根据所述管道属性信息及所述占用信息从所述参考飞行管道中确定目标飞行管道，基于所述目标飞行管道获取所述目标飞行器的目标飞行路径。
可选地，所述第二获取模块，用于获取初始飞行管道；基于所述起始位置及所述目的地位置，从所述初始飞行管道中确定所述参考飞行管道。
可选地，所述第二确定模块，用于将所述参考飞行管道作为端点，结合所述参考飞行管道之间的连接关系得到所述参考飞行管道的无向图；基于所述管道属性信息及所述占用信息确定每个端点的代价函数数值；将所述起始位置及所述目的地位置之间代价函数数值之和最小的端点确定为所述目标飞行管道。
可选地，每个目标飞行管道对应一个占用起始时间，所述第二确定模块，用于根据所述起始位置及所述目标飞行管道中占用起始时间最小的目标飞行管道的位置确定所述目标飞行器的起飞管道；根据所述目的地位置及所述目标飞行管道中占用起始时间最大的目标飞行管道的位置确定所述目标飞行器的降落管道；将所述起飞管道、所述目标飞行管道以及所述降落管道作为所述目标飞行路径。
可选地，所述装置还包括：检测模块，用于对于任一个目标飞行管道，若检测到所述目标飞行器到达所述目标飞行管道，获取当前时刻下所述目标飞行管道的更新的管道属性信息及更新的占用信息；若根据所述更新的管道属性信息及所述更新的占用信息确定所述目标飞行管道可用，允许所述目标飞行器进入所述目标飞行管道。
可选地，所述装置还包括：更新模块，用于若根据所述更新的管道属性信息及所述更新的占用信息确定所述目标飞行管道不可用，确定更新的目标飞行路径；将所述更新的目标飞行路径发送给所述目标飞行器。
可选地，所述装置还包括：预测模块，用于预测所述目标飞行器进入所述目标飞行管道的参考时间；获取所述目标飞行器的实际飞行时间；若检测到所述目标飞行器的实际飞行时间与所述参考时间的差值小于阈值，确定所述目标飞行器到达所述目标飞行管道。
一方面，提供了一种飞行管道的生成装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取地图信息；
确定模块，用于根据地图信息确定地面数据，所述地面数据包括路网及不包含路网的区域中的一种或两种；
生成模块，用于基于所述地面数据的类型对所述地面数据进行映射，生成多个飞行管道。
可选地，当所述地面数据包括所述路网时，所述生成模块，用于对所述路网进行映射，得到一条或多条飞行航道；将所述飞行航道划分为互不重叠的多个飞行管道。
可选地，当所述地面数据包括所述不包含路网的区域时，所述生成模块，用于对所述不包含路网的区域进行划分，得到多个子区域；将每个子区域映射为一个飞行管道，生成多个飞行管道。
可选地，所述装置还包括：管理模块，用于针对任一个飞行管道，获取所述飞行管道上的定位信息；根据所述定位信息确定所述飞行管道的管道参数，所述管道参数包括所述飞行管道的管道轴线或几何信息；基于所述管道参数设置所述飞行管道的管道编号，根据所述管道编号对所述飞行管道进行管理，所述管道编号用于对所述飞行管道进行唯一标识。
一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器及处理器；所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行，以实现本申请的任一种可能的实施方式所提供的飞行路径的获取方法或飞行管道的生成方法。
另一方面，提供了一种可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现本申请的任一种可能的实施方式所提供的飞行路径的获取方法或飞行管道的生成方法。
本申请实施例所提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过参考飞行管道对空域进行量化，并结合参考飞行管道的管道属性信息以及其他飞行器对参考飞行管道的占用信息来确定目标飞行器的目标飞行路径。因此，目标飞行器按照本实施例所提供的方法确定出的目标飞行路径进行飞行，可避免与其他飞行器的相撞，不仅保证了飞行安全，还实现了对空域中飞行器的统一管理调度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
图1是本申请实施例提供的实施环境示意图；
图2是本申请实施例提供的飞行路径的获取方法的流程图；
图3是本申请实施例提供的飞行路径的获取方法的流程图；
图4是本申请实施例提供的映射示意图；
图5是本申请实施例提供的映射示意图；
图6是本申请实施例提供的飞行管道的生成方法的流程图；
图7是本申请实施例提供的方法流程图；
图8是本申请实施例提供的映射示意图；
图9是本申请实施例提供的映射示意图；
图10是本申请实施例提供的映射示意图；
图11是本申请实施例提供的飞行路径的获取装置的结构示意图；
图12是本申请实施例提供的飞行管道的生成装置的结构示意图；
图13是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
本申请实施例提供了一种飞行路径的获取方法及一种飞行管道的生成方法，该方法可应用于如图1所示的实施环境中。图1中，包括两个以上的飞行器和服务器，飞行器通过通信网络与服务器通信连接，以向服务器发送飞行路径的获取请求，并获取服务器所返回的目标飞行路径。服务器中存储有飞行管道数据库，从而基于飞行管道数据库所存储的飞行管道来确定上述目标飞行路径。
需要说明的是，服务器可以是一台服务器，也可以是由多台服务器组成的服务器集群，或者是一个云计算服务中心。本领域技术人员应能理解上述服务器仅为举例，其他现有的或今后可能出现的终端或服务器如可适用于本申请，也应包含在本申请保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
基于上述图1所示的实施环境，参见图2，本申请实施例提供了一种飞行路径的获取方法，该方法可应用于图1所示的服务器中。如图2所示，该方法包括：
步骤201，获取目标飞行器的飞行路径获取请求，飞行路径获取请求包括目标飞行器的起始位置及目的地位置。
其中，目标飞行器的起始位置可以是目标飞行器当前所在的位置，也可以是任一参考位置。参见图3，目标飞行器可接收飞行任务，从而根据飞行任务确定目标飞行器的目的地位置。在实施中，目标飞行器可以与用户终端通信连接，用户终端提供由目的地位置的输入界面，若从输入界面检测到用户输入的位置，则将检测到的位置作为目的地位置传输至目标飞行器。之后，目标飞行器便可将包括起始位置及上述目的地位置的飞行路径获取请求发送给服务器，从而使得服务器获取到目标飞行器的飞行路径获取请求。
或者，在实施中，用户终端也可将检测到的目的地位置直接发送给服务器，则服务器基于目的地位置获取可调用的一个或多个飞行器的当前位置，将满足条件的飞行器作为目标飞行器，将目标飞行器的当前位置作为起始位置。本实施例对所需要满足的条件不加以限定，例如，目标飞行器可以是当前位置与目的地位置之间的直线距离最短的飞行器。
步骤202，基于起始位置及目的地位置获取一个或多个参考飞行管道，每个参考飞行管道对应有管道属性信息。
参考飞行管道(Flight Pipe)是空域中的虚拟管道，参考飞行管道即为空域中的一部分立体空间。通过参考飞行管道可对整体空域进行量化分割，以便于后续获取目标飞行器的目标飞行路径。在本实施例中，参考飞行管道对应的管道属性信息包括但不限于参考飞行管道中可同时承载的飞行器数量、长度、SNR(Signal Noise Ratio，信噪比)、最大飞行速度、最大飞行器尺寸、最大飞行器重量以及天气等等。
其中，参考飞行管道可同时承载的飞行器数量可以为一个或多个，根据经验或实际需要进行设置即可。参考飞行管道可同时承载的飞行器数量越少，则飞行器之间发生碰撞的概率便越低。当参考飞行管道内可同时承载的飞行器数量为一个时，则说明同一时刻仅允许一架飞行器通过，因而通过的飞行器不会在参考飞行管道内与其他飞行器碰撞，安全性较高。
另外，SNR用于指示参考飞行管道内网络信号的传播质量，SNR越大，则传播质量越差，网络信号可能需要多次重传，从而导致参考飞行管道内的网络延迟越高。正是由于存在这样的网络延迟，因而服务器向飞行器发送的各项指令会延迟传输至飞行器，从而降低了飞行器的飞行安全性。例如，当飞行器在A位置时，服务器向飞行器发送了停止行进的指令，则该指令用于指示飞行器在A位置停止行进。但由于网络延迟的存在，飞行器在由A位置飞行至B位置之后才能接收到该指令，因而本应在A位置停止行进的飞行器会继续飞行至B位置才停止行进。因此，需要设置上述最大飞行速度(Max Flight Pipe Velocity)，即参考飞行管道内所飞行的所有飞行器被允许的最大飞行速度，以避免在服务器发送指令至飞行器接收指令这一时间段内，飞行器已飞出较远的距离(即上述举例中A位置与B位置之间的距离较远)，从而保证了飞行器的飞行安全性。
在示例性实施例中，基于起始位置及目的地位置获取一个或多个参考飞行管道，包括：获取初始飞行管道。基于起始位置及目的地位置，从初始飞行管道中确定参考飞行管道。初始飞行管道的获取方式可参见下文，此处先不进行赘述。无论通过怎样的方式获取初始飞行管道，本实施例均可将起始位置及目的地位置作为对角点确定地面上的参考区域(例如矩形区域)，按照所确定的参考飞行管道映射在地面的区域能够覆盖该参考区域的规则从初始飞行管道中确定参考飞行管道。参见图4，图4中的两个五角星分别代表起始位置及目的地位置，则将图4所示的初始飞行管道确定为参考飞行管道，便可使得参考飞行管道映射在地面的区域能够覆盖基于起始位置及目的地位置所确定的参考区域。当然，除了按照上述方法确定参考飞行管道，本实施例也可直接将初始飞行管道作为参考飞行管道。
步骤203，确定其他飞行器针对参考飞行管道的占用信息。
考虑到空域中除了目标飞行器以外，还可能存在一个或多个其他飞行器，且其他飞行器也可能会占用上述参考飞行管道，占用参考飞行管道是指位于该参考飞行管道对应的立体空间内。因此，需要确定其他飞行器针对参考飞行管道的占用信息，以便于结合其他飞行器针对参考飞行管道的占用信息来确定目标飞行器的飞行路径。在实施中，其他飞行器针对参考飞行管道的占用信息包括其他飞行器中的每个飞行器占用了哪个参考飞行管道、从何时开始占用该参考飞行管道以及从何时结束占用该参考飞行管道。
步骤204，根据管道属性信息及占用信息从参考飞行管道中确定目标飞行管道，基于目标飞行管道获取目标飞行器的目标飞行路径。
根据步骤202中的说明可知，管道属性信息中包括可同时承载的飞行器数量。在实施中，对于任一参考飞行管道，根据该参考飞行管道可同时承载的飞行器数量以及占用信息便可确定该参考飞行管道在哪些时间段可以作为目标飞行管道。例如，若该参考飞行管道可同时承载的飞行器数量为一个，则在其他飞行器中的任一飞行器占用该参考飞行管道的时间段内，该参考飞行管道均不能作为目标飞行管道。若该参考飞行管道可同时承载的飞行器数量为两个，则在其他飞行器中的任一飞行器占用该参考飞行管道时，该参考飞行管道仍可以作为目标飞行管道，只有在其他飞行器中的任意两个飞行器同时占用该参考飞行管道的时间段内，该参考飞行管道才不能作为目标飞行管道。对于可同时承载的飞行器数量为三个或更多个的情况，可参考上述两个的情况，此处不再加以赘述。
另外，在确定了每个参考飞行管道可以作为目标飞行管道的时间段之后，还可以结合管道属性信息中的SNR、最大飞行速度、最大飞行器尺寸、最大飞行器重量以及天气等信息进行筛选，从而最终确定出目标飞行管道。例如，可以在可以作为目标飞行管道的参考飞行管道中，删除SNR大于SNR阈值(即网络延迟过高)、最大飞行器尺寸小于目标飞行器尺寸、最大飞行器重量小于目标飞行器重量以及天气为雨雪等异常天气的参考飞行管道。
之后，可以按照实际需要从筛选后剩余的参考飞行管道中确定出一个或多个目标飞行管道，从而组合得到目标飞行路径。例如，实际需要可以为目标飞行路径的距离最短，则从参考飞行管道中选择总长度之和最短的参考飞行管道作为目标飞行管道。或者，实际需要还可以为目标飞行路径的飞行时间最短，则可综合参考飞行管道的长度以及每个参考飞行管道所允许的最大飞行速度确定目标飞行管道，则目标飞行器按照目标飞行管道所组成的目标飞行路径进行飞行，可以最快地从起始位置到达目的地位置。
或者，实际需要还可以为目标飞行路径的飞行安全性最高，则可根据SNR以及天气中的一种或两种确定目标飞行管道。例如选择平均SNR较低的参考飞行管道作为目标飞行管道，使得目标飞行器按照目标飞行路径飞行时能够及时的接收到服务器的指令从而保证安全。或选择天气情况较好(例如晴朗无风)的参考飞行管道作为目标飞行管道，使得目标飞行器按照目标飞行路径飞行地较为平稳，从而保证了飞行安全。
或者，实际需要还可以为目标飞行路径能够避免民众焦虑，民众焦虑是指民众看见空域中存在飞行器而引发的焦虑。因而可以根据民众密集程度来选择不同高度的参考飞行管道作为目标飞行管道，例如在民众较为密集的区域(例如商业区、住宅区)确定较高的参考飞行管道作为目标飞行管道，在民众较为稀疏的区域(例如山野区)确定较低的参考飞行管道作为目标飞行管道，从而得到可在高度上切换的目标飞行路径。
需要说明的是，所确定的目标飞行管道具有空间上的顺序，从而使得目标飞行器按照该顺序依次飞行经过每个目标飞行管道，便可以从起始位置到达目的地位置。另外，所确定的每个目标飞行管道对应一个占用起始时间，占用起始时间的顺序与上述空间上的顺序相同。对于任一目标飞行管道，占用起始时间是预估得到的目标飞行器开始占用该目标飞行管道的时间，即目标飞行器飞入该目标飞行管道的时间。例如，距离起始位置最近的目标飞行管道在空间上为第一个目标飞行管道，第一个目标飞行管道的占用起始时间可以为起飞后的1分钟。与第一目标飞行管道相邻的目标飞行管道在空间上为第二个目标飞行管道，第二个目标飞行管道的占用起始时间可以为起飞后的5分钟。
在示例性实施例中，还可以根据如下的步骤A1-A3确定目标飞行管道：
步骤A1、将参考飞行管道作为端点，结合参考飞行管道之间的连接关系得到参考飞行管道的无向图。
参考飞行管道的无向图可参见图5，其中，可将参考飞行管道中交叉飞行管道作为一个端点(Pipe Terminal)，交叉飞行管道是指具有两个以上出口的飞行管道，每个出口对应于一个方向，不同出口所对应的方向有所不同。例如，交叉飞行管道可以为具有三个出口的丁字形飞行管道、具有四个出口的十字形飞行管道等等。而对于参考飞行管道中仅具有两个出口的线性飞行管道，则将管道两端分别作为一个端点，从而通过两个端点来表示线性飞行管道。对于获取无向图的方式，可以上述划分得到初始飞行管道之后，便对所有初始飞行管道均作为端点，得到初始飞行管道的无向图。在后续确定出参考飞行管道之后，直接从初始飞行管道的无向图中获取参考飞行管道的无向图即可。或者，也可以在确定出参考飞行管道之后，再根据所确定的参考飞行管道实时生成无向图。
步骤A2、基于管道属性信息及占用信息确定每个端点的代价函数数值。
对于任一端点，代价函数数值用于指示经过该端点所需的代价，代价函数数值越高则说明经过该端点所需的代价越大，因而在比较选择过程的过程中，往往选择代价函数数值较小的端点。在实施中，代价函数可参见如下的公式：
f(n)＝g(n)+w(pipe,t1,t2)h(n)
上式中，f(n)为代价函数，w(pipe,t1,t2)为t1到t2时刻端点所在的参考飞行管道的权值，t1及t2时刻之间为目标飞行器位于参考飞行管道内的时间。若根据占用信息确定参考飞行管道内已有的其他飞行器的数量小于该参考飞行管道可同时承载的飞行器数量，则说明目标飞行器可以进入该参考飞行管道，因而将该权值配置为1，若根据占用信息确定参考飞行管道内已有的其他飞行器的数量等于该参考飞行管道可同时承载的飞行器数量，则说明目标飞行器不可以进入该参考飞行管道，因而将该权值配置为正无穷。可以看出，目标飞行器不可以进入的参考飞行管道的代价函数数值为无限大，因而后续选择时不会将这些参考飞行管道作为目标飞行管道，从而保证了目标飞行器的安全。
另外，g(n)为从起始位置到当前端点的实际代价，h(n)为当前端点到目的地位置的预估代价，基于管道属性信息可确定实际代价及预估代价。例如，可以将管道属性信息中的长度信息作为指标来确定实际代价。则对于起始位置到当前端点的实际代价，可以是从起始位置到当前端点已经经过的参考飞行管道的长度之和。对于当前端点到目的地端点的预估代价，可以将当前端点与目的地端点之间的直线距离作为预估代价，也可以将基于直线距离按照经验计算的其他距离作为预估代价。或者，也可以根据管道属性信息所包括的信息中的一种或多种信息综合确定实际代价及预估代价，当根据的信息数量为多个时，可以对多个信息进行加权得到实际代价及预估代价。
根据上述说明可确定实际代价g(n)、权值w(pipe,t1,t2)以及预估代价h(n)，从而确定任一个端点的代价函数数值，并基于所确定的代价函数数值确定目标飞行管道。
步骤A3、将起始位置及目的地位置之间代价函数数值之和最小的端点确定为目标飞行管道。
由于线性飞行管道的端点具有上述代价函数数值，因而在每个交叉飞行管道的端点处，都选择代价函数数值较小的端点所在的线性飞行管道作为目标飞行管道。例如在图5中，在代价函数数值为7和代价函数数值为5的参考飞行管道之间，便选择了代价函数数值为5的参考飞行管道作为目标飞行管道。最后，将代价函数数值之和最小的端点所在的参考飞行管道确定为目标飞行管道即可。
需要说明的是，由于代价函数数值中考虑了端点与目的地位置的预估代价，因而代价函数数值较小的端点其预估代价也较小，预估代价较小则说明端点是更趋向于目的地位置的。正是由于选择了代价函数数值较小的端点，因而所选择的每个端点都是趋向于目的地位置的，从而使得本实施例所确定的目标飞行管道能够由起始位置到达目的地位置。该确定方式也称为启发式搜索，由于是基于参考飞行管道的端点所进行的有趋向性的搜索，因而需要搜索的端点较少、搜索效率高，对存储资源的需求也较少。
可选地，基于目标飞行管道获取目标飞行器的目标飞行路径，包括：根据起始位置及目标飞行管道中占用起始时间最小的目标飞行管道的位置确定目标飞行器的起飞管道。根据目的地位置及目标飞行管道中占用起始时间最大的目标飞行管道的位置确定目标飞行器的降落管道。将起飞管道、目标飞行管道以及降落管道作为目标飞行路径。
目标飞行管道中占用起始时间最小的目标飞行管道即为距离起始位置最近的一个目标飞行管道，因此需要根据该占用起始时间最小的目标飞行管道的位置以及起始位置来确定起飞管道，以便于目标飞行器由起始位置起飞进入该目标飞行管道。若对起始位置进行竖直映射所得到的点为该占用起始时间最小的目标飞行管道上的一点，则起飞管道为1字形，否则起飞管道为L形。
相应地，还根据占用起始时间最大的目标飞行管道的位置以及目的地位置来确定降落管道，以便于目标飞行器从占用起始时间最大的目标飞行管道降落至目的地位置。因此，目标飞行器按照起飞管道、目标飞行管道以及降落管道的顺序便可从起始位置到达目的地位置，因而起飞管道、目标飞行管道以及降落管道可作为目标飞行器的目标路径。起飞管道及降落管道可以在目标飞行器起飞之间规划好，也可以在目标飞行器的飞行过程中动态规划。
另外，本实施例也可按照上述代价函数数值的方式来确定起飞管道及降落管道。在这一方式中，参见图5，可从起始位置与周围参考飞行管道之间确定出一个或多个起飞管道，每个起飞管道与参考飞行管道之间的交叉点均为管道切入点(Pipe Joint Point)，因而任一个起飞管道可通过起始位置及管道切入点两个端点进行表示，与起飞管道相连的参考飞行管道通过管道切入点及管道本身的一个端点进行表示。相应地，还可从目的地位置与周围参考飞行管道之间确定出一个或多个降落管道，降落管道则通过管道切入点及目的地位置两个端点进行表示，与降落管道相连的参考飞行管道通过管道切入点及管道本身一个端点进行表示。在进行确定时，按照起飞管道、参考飞行管道以及降落管道的端点的代价函数数值之和最小的方式确定出目标飞行路径即可。
在一种可选的实施方式中，基于目标飞行管道获取目标飞行器的飞行路径之后，方法还包括：对于任一个目标飞行管道，若检测到目标飞行器到达目标飞行管道，获取当前时刻下目标飞行管道的更新的管道属性信息及更新的占用信息。若根据更新的管道属性信息及更新的占用信息确定目标飞行管道可用，允许目标飞行器进入目标飞行管道。
在目标飞行器起飞之后，目标飞行器及其他飞行器在飞行过程中均可能遇到突发情况，从而导致各个目标飞行管道的占用信息改变为更新的占用信息。例如一个目标飞行管道原来的占用信息为在A-B时刻被一个其他飞行器占用，而该其他飞行器发生故障飞行速度较慢，从而直到B时刻之后的C时刻才结束对该目标飞行管道的占用，从而使得目标飞行管道对应的为更新的占用信息。另外，目标飞行管道本身的管道属性信息也可能改变为更新的管道属性信息，例如管道属性信息中的SNR及天气就可能发生改变。可以看出，由于占用信息及管道属性信息均发生了更新，因而之前确定的目标飞行管道在当前时刻可能并不适用于继续作为目标飞行管道。
因此，每检测到目标飞行器到达一个目标飞行管道时，均可获取该目标飞行管道实时的更新的管道属性信息及更新的占用信息，从而确定当前时刻下该目标飞行管道确实仍适用于目标飞行器进行飞行，即该目标飞行管道可用。若确定可用，再允许目标飞行器进入目标飞行管道，从而避免了目标飞行器与其他飞行器相撞，提高了飞行安全性。
相应地，若根据更新的管道属性信息及更新的占用信息确定目标飞行管道不可用，确定更新的目标飞行路径；将更新的目标飞行路径发送给目标飞行器。也就是说，若目标飞行管道不可用，则可重新基于目标飞行器当前的位置与目的地位置更新目标飞行路径，以便于目标飞行器能够按照更新的目标飞行路径飞行至目的地位置。
在示例性实施例中，获取当前时刻下目标飞行管道的更新的管道属性信息及更新的占用信息之前，方法还包括：预测目标飞行器进入目标飞行管道的参考时间。获取目标飞行器的实际飞行时间。若检测到目标飞行器的实际飞行时间与参考时间的差值小于阈值，确定目标飞行器到达目标飞行管道。
在实施中，服务器可以预测该参考时间并存储于本地，并且，在检测目标飞行器之后，记录目标飞行器的实际飞行时间，从而可在参考时间与时间飞行时间的差值小于阈值的情况下，触发确定目标飞行管道是否可用。若确定下一个目标飞行管道可用，则授予目标飞行器下一个目标飞行管道的使用权。目标飞行器在接收到下一个目标飞行管道的使用权之后，便可释放当前所在的目标飞行管道的使用权，以便于服务器将当前所在的目标飞行管道调度给其他飞行器使用。完成释放时候，目标飞行器即可飞入下一个目标飞行管道。
或者，服务器还可以将参考时间发送给目标飞行器，由目标飞行器自行记录实际飞行时间，并进行参考时间与实际飞行时间的比较。在差值小于阈值的情况下，目标飞行器可向服务器发送目标飞行管道的使用请求，该使用请求用于获取所到达的下一个目标飞行管道的使用权。服务器在接收到该使用请求之后触发确定下一个目标飞行管道是否可用，从而确定是否授予目标飞行器下一个目标飞行管道的使用权。
当然，除了在实际飞行时间与参考时间的差值小于阈值时确定到达以外，服务器还可以持续获取或每隔参考时间获取一次目标飞行器的位置，或由目标飞行器每隔参考时间将当前位置上传至服务器。若服务器获取到的位置与目标飞行管道的起始端之间的距离小于参考距离，则确定目标飞行器到达目标飞行管道，从而触发确定目标飞行管道是否可用。
综上所述，本实施例通过参考飞行管道对空域进行量化，并结合参考飞行管道的管道属性信息以及其他飞行器对参考飞行管道的占用信息来确定目标飞行器的目标飞行路径。因此，目标飞行器按照本实施例所提供的方法确定出的目标飞行路径进行飞行，可避免与其他飞行器的相撞，不仅保证了飞行安全，还实现了对空域中飞行器的统一管理调度。
另外，基于上述图1所示的实施环境，本申请实施例还提供了一种飞行管道的生成方法，该方法可应用于图1所示的服务器中。需要说明的是，通过该方法所生成的飞行管道可作为上文中的初始飞行管道，从而实现上文中初始飞行管道的获取。参见图6，该方法包括：
步骤601，获取地图信息。
如图7所示，服务器可从地图数据库获取到地图信息。在实施中，地图数据库可以存储于服务器本地，则服务器从本地读取地图数据库便可获取到地图信息。或者，地图数据库也可以存储于其他服务器平台，服务器可向其他服务器平台发送地图信息的获取请求，以接收其他服务器平台根据该获取请求返回的地图信息，从而实现地图信息的获取。
步骤602，根据地图信息确定地面数据。
其中，地面数据包括路网及不包含路网的区域中的一种或两种。路网包括但不限于马路(Road)、街道(Street)、铁路(Railway)、山路(Hill)以及河道(River)等等。而不包含路网的区域可以为森林、农田、湖面以及海面等等。由于所确定的各种道路以及区域上往往不会存在建筑物等飞行器需要规避的障碍物，因而可直接基于上述道路及区域来确定出用于飞行器进行飞行的飞行管道，详见步骤603。
步骤603，基于地面数据的类型对地面数据进行映射，生成多个飞行管道。
在实施中，地面数据的类型不同，则对地面数据进行映射的方式也有所不同。当地面数据包括路网时，映射方式包括：对路网进行映射，得到一条或多条飞行航道；将飞行航道划分为互不重叠的多个飞行管道。
参见图8，可将根据地图信息所确定的各种道路向空域中进行映射，从而得到一条或多条飞行航道。当飞行航道的数量为多条时，多条飞行航道之间可以相互交叉或相互并列。并且，同样的道路可以映射至空域中的不同高度，例如在图8中，便将同样的道路映射至空域中的40米高度及80米高度。另外，参见图9，若道路的宽度大于阈值，还可将该道路映射为双航道、三航道等并列的多航道。
在映射得到飞行航道之后，对飞行航道进行划分，得到互不重叠的多个飞行管道。参见图9，对于交叉的两条飞行航道，可以将交叉处划分为一个交叉飞行管道(FlightCross Pipe)，对于任一条飞行航道除交叉处以外的其他部分，则可以间隔参考距离进行划分，得到直线或曲线形式的线性飞行管道，本实施例不对划分方式加以限定。完成划分之后，多个飞行管道的平面映射图可参见图4。在图4中，较粗的线条代表多航道，较细的线条代表单航道。较大的圆点代表多航道与多航道(或多航道与单航道)交叉所形成的交叉飞行管道，较小的圆点代表单航道与单航道交叉所形成的交叉飞行管道。需要说明的是，图4仅为部分飞行管道的示意图，在实施中飞行管道的数量及连接关系可能与图4中有所不同。
另外，当地面数据包括不包含路网的区域时，映射方式包括：对不包含路网的区域进行划分，得到多个子区域；将每个子区域映射为一个飞行管道，生成多个飞行管道。
在实施中，可根据参考规则对不包含路网的区域进行划分，得到多个子区域。参考规则可包括参考形状及参考尺寸，从而使得划分得到子区域的形状及尺寸满足该参考规则。例如，参考形状为正方形、参考尺寸为参考边长，则划分得到的子区域均为相同边长的正方形。参考规则可根据经验进行设置，也可以根据不包含路网的区域的实际情况进行设置。例如，可根据不包含路网的区域的实际形状来设置参考形状，根据不包含路网的区域的实际尺寸来设置参考尺寸，本实施例不对参考规则的设置方式加以限定。另外，根据参考规则划分得到的多个子区域的形状及尺寸可以相同，也可以不同。
在得到多个子区域之后，便可将每个子区域在空域中映射为一个飞行管道，从而得到多个飞行管道。当时，每个子区域也可以映射至空域中的不同高度，从而使得得到的多个飞行管道位于空域中的不同高度层。
当地面数据既包括路网又包括不包含路网的区域时，则可对路网及不包含路网的区域分别进行映射，从而得到如图10所示的平面映射图。在应用过程中，若目标飞行器的起始位置及目的地位置之间存在不包含路网的区域时，则可交替使用路网映射得到的飞行管道以及子区域映射得到的飞行管道来确定出目标飞行器的飞行路径。以图10所示的标号为例，可先按照路网映射得到的飞行管道确定出一段飞行路径，再按照子区域映射得到的飞行管道10、14及18确定出一段飞行路径，最后重新按照路网映射得到的飞行管道确定出一段飞行路径，从而最终得到用于目标飞行器从起始位置到达目的地位置的飞行路径。
在示例性实施例中，在得到多个飞行管道之后，方法还包括：针对任一个飞行管道，获取飞行管道上的定位信息；根据定位信息确定飞行管道的管道参数，管道参数包括飞行管道的管道轴线或几何信息；基于管道参数设置飞行管道的管道编号，根据管道编号对飞行管道进行管理，管道编号用于对飞行管道进行唯一标识。
其中，对于任一个飞行管道，可以按照该飞行管道的形状获取一个或多个定位信息。例如在飞行管道的形状为线性的情况下，则可在飞行管道的两端之间获取位于同一直线或曲线上的多个点的定位信息。在飞行管道的形状为非线性的情况下，也可以获取飞行管道的几何中心及边长的定位信息。之后，根据所获取的定位信息便可确定出管道参数。在飞行管道为线性的情况下，可根据所获取的定位信息拟合得到管道轴线，将管道轴线作为管道参数。该管道轴线通过N次方程式进行表示，N为不小于0的正整数。在飞行管道为非线性的情况下，则可将所获取的定位信息直接作为管道参数，即将几何中心及边长等几何信息作为管道参数。
接着，参见图7，便可基于管道参数设置飞行管道的管道编号，例如将管道编号设置为“管道参数-经度-纬度”。当然，本实施例不对管道编号的设置方式加以限定，只要能够对飞行管道进行唯一标识即可。除了上述“管道参数-经度-纬度”的设置方式以外，参见图8，也可以按照“FP-映射高度-经度-纬度-序列号”的方式设置该管道编号。其中FP是飞行管道的英文名称Flight Pipe的缩写形式。例如，图8中的“FP-40-116-40-2998”代表映射高度为40米、经度为116、纬度为40的第2298个飞行管道。
通过针对飞行管道设置的管道编号，可以对飞行管道进行管理。例如，对于任一个飞行管道，可将飞行管道的管道属性信息及占用信息与该飞行管道的管道编号对应存储，从而形成飞行管道数据库。在应用过程中，通过飞行管道的管道编号便可从飞行管道数据库中查询到对应的管道属性信息及占用信息，以便于对空域中各个飞行管道的调度及使用。
进一步地，在得到管道参数之后，还可以基于管道参数拟合管道包络，管道包络即为飞行管道的虚拟管壁。拟合管道包络的作用在于，对飞行管道所包括的立体空间进行精确地表示。在拟合过程中，可以基于飞行管道的实际形状拟合得到管道包络。或者，还可以根据实际需要或经验设置飞行管道径向截面的形状及尺寸，从而基于该管道径向截面拟合得到。其中，本实施例不对径向截面的形状及尺寸加以限定，例如径向截面的形状可以为圆形、矩形、多边形等形状。以径向截面的形状为圆形为例，则可根据经验或实际需要设置圆形的半径尺寸(如3米、5米等等)，从而拟合得到圆柱形的飞行管道。
需要说明的是，步骤201-步骤204中的初始飞行管道除了可按照步骤601-603中所述的方法映射生成以外，也可以通过其他方式获取。例如，本实施例也可以直接对空域进行划分，从而实现初始飞行管道的获取。
综上所述，本实施例通过路网及不包含路网的区域中的一种或两种映射生成飞行管道。由于路网及不包含路网的区域中往往不会存在建筑物等飞行器需要规避的障碍物，因此所确定出飞行管道较适用于飞行器进行飞行。另外，该生成方式方便快捷，不仅便于普及，还有利于对空域的规划管理。
基于相同构思，本申请实施例提供了一种飞行路径的获取装置，参见图11，该装置包括：
第一获取模块1101，用于获取目标飞行器的飞行路径获取请求，飞行路径获取请求包括目标飞行器的起始位置及目的地位置；
第二获取模块1102，用于基于起始位置及目的地位置获取一个或多个参考飞行管道，每个参考飞行管道对应有管道属性信息；
第一确定模块1103，用于确定其他飞行器针对参考飞行管道的占用信息；
第二确定模块1104，用于根据管道属性信息及占用信息从参考飞行管道中确定目标飞行管道，基于目标飞行管道获取目标飞行器的目标飞行路径。
可选地，装置还包括：所述第二获取模块1102，用于获取地图信息；基于起始位置及目的地位置，从初始飞行管道中确定参考飞行管道。
可选地，第二确定模块1104，用于将参考飞行管道作为端点，结合参考飞行管道之间的连接关系得到参考飞行管道的无向图；基于管道属性信息及占用信息确定每个端点的代价函数数值；将起始位置及目的地位置之间代价函数数值之和最小的端点确定为目标飞行管道。
可选地，每个目标飞行管道对应一个占用起始时间，第二确定模块1104，用于根据起始位置及目标飞行管道中占用起始时间最小的目标飞行管道的位置确定目标飞行器的起飞管道；根据目的地位置及目标飞行管道中占用起始时间最大的目标飞行管道的位置确定目标飞行器的降落管道；将起飞管道、目标飞行管道以及降落管道作为目标飞行路径。
可选地，装置还包括：检测模块，用于对于任一个目标飞行管道，若检测到目标飞行器到达目标飞行管道，获取当前时刻下目标飞行管道的更新的管道属性信息及更新的占用信息；若根据更新的管道属性信息及更新的占用信息确定目标飞行管道可用，允许目标飞行器进入目标飞行管道。
可选地，装置还包括：更新模块，用于若根据更新的管道属性信息及更新的占用信息确定目标飞行管道不可用，确定更新的目标飞行路径；将更新的目标飞行路径发送给目标飞行器。
可选地，装置还包括：预测模块，用于预测目标飞行器进入目标飞行管道的参考时间；获取目标飞行器的实际飞行时间；若检测到目标飞行器的实际飞行时间与参考时间的差值小于阈值，确定目标飞行器到达目标飞行管道。
综上所述，通过参考飞行管道对空域进行量化，并结合参考飞行管道的管道属性信息以及其他飞行器对参考飞行管道的占用信息来去确定目标飞行器的目标飞行路径。因此，目标飞行器按照本实施例所提供的方法确定出的目标飞行路径进行飞行，可避免与其他飞行器的相撞，不仅保证了飞行安全，还实现了对空域中飞行器的统一管理调度。
基于相同构思，本申请实施例提供了一种飞行管道的生成装置，参见图12，该装置包括：
获取模块1201，用于获取地图信息；
确定模块1202，用于根据地图信息确定地面数据，地面数据包括路网及不包含路网的区域中的一种或两种；
生成模块1203，用于基于地面数据的类型对地面数据进行映射，生成多个飞行管道。
可选地，当地面数据包括路网时，生成模块1203，用于对路网进行映射，得到一条或多条飞行航道；将飞行航道划分为互不重叠的多个飞行管道。
可选地，当地面数据包括不包含路网的区域时，生成模块1203，用于对不包含路网的区域进行划分，得到多个子区域；将每个子区域映射为一个飞行管道，生成多个飞行管道。
可选地，装置还包括：管理模块，用于针对任一个飞行管道，获取飞行管道上的定位信息；根据定位信息拟合得到飞行管道的管道参数，管道参数包括飞行管道的管道轴线或几何信息；基于管道参数设置飞行管道的管道编号，根据管道编号对飞行管道进行管理，管道编号用于对飞行管道进行唯一标识。
综上所述，本实施例通过路网及不包含路网的区域中的一种或两种映射生成飞行管道。由于路网及不包含路网的区域中往往不会存在建筑物等飞行器需要规避的障碍物，因此所确定出飞行管道较适用于飞行器进行飞行。另外，该生成方式方便快捷，不仅便于普及，还有利于对空域的规划管理。
需要说明的是，上述实施例提供的装置在实现其功能时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的装置与方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
基于相同构思，参见图13，本申请实施例提供了一种提供了一种电子设备，电子设备包括处理器1301及存储器1302；存储器1302中存储有至少一条指令，至少一条指令由处理器1301加载并执行，以实现本申请的任一种可能的实施方式所提供的飞行路径的获取方法或飞行管道的生成方法。
基于相同构思，本申请实施例提供了一种可读存储介质，存储介质中存储有至少一条指令，指令由处理器加载并执行以实现本申请的任一种可能的实施方式所提供的飞行路径的获取方法或飞行管道的生成方法。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种飞行路径的确定方法，其特征在于，包括：
确定一个或多个飞行管道，所述飞行管道的定位信息包括所述飞行管道的两端之间位于同一直线或曲线上的多个点的定位信息，或者，所述飞行管道的几何中心的定位信息；
根据所述一个或多个飞行管道的管道属性信息和占用信息，确定所述飞行路径，其中所述占用信息包括飞行器在所述飞行管道内的时间；
其中，所述飞行管道的管道属性信息和占用信息与所述飞行管道的管道编号对应存储，所述管道编号基于管道参数设置，所述管道参数包括管道轴线或者几何信息，所述管道轴线根据所述飞行管道的两端之间位于同一直线或曲线上的多个点的定位信息拟合得到，所述几何信息包括所述飞行管道的几何中心。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
在所述飞行管道的形状为线性的情况下，所述飞行管道的定位信息包括所述飞行管道的两端之间位于同一直线或曲线上的多个点的定位信息；或者，
在所述飞行管道的形状为非线性的情况下，所述飞行管道的定位信息包括所述飞行管道的几何中心的定位信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞行器在所述飞行管道内的时间，包括：
所述飞行器占用所述飞行管道的起始时间和结束时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管道属性信息包括：飞行器数量、长度、信噪比、最大飞行速度、最大飞行器尺寸、最大飞行器重量和天气中的至少一项。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个飞行管道包括一个或多个目标飞行管道，所述根据所述一个或多个飞行管道的管道属性信息和占用信息，确定所述飞行路径，具体包括：
基于所述管道属性信息和所述占用信息确定的代价函数，从所述多个飞行管道中确定所述目标飞行管道，组成所述飞行路径。
6.一种飞行路径的确定装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定一个或多个飞行管道，所述飞行管道的定位信息包括所述飞行管道的两端之间位于同一直线或曲线上的多个点的定位信息，或者，所述飞行管道的几何中心的定位信息；
第二确定模块，用于根据所述一个或多个飞行管道的管道属性信息和占用信息，确定所述飞行路径，其中所述占用信息包括飞行器在所述飞行管道内的时间；
其中，所述飞行管道的管道属性信息和占用信息与所述飞行管道的管道编号对应存储，所述管道编号基于管道参数设置，所述管道参数包括管道轴线或者几何信息，所述管道轴线根据所述飞行管道的两端之间位于同一直线或曲线上的多个点的定位信息拟合得到，所述几何信息包括所述飞行管道的几何中心。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
在所述飞行管道的形状为线性的情况下，所述飞行管道的定位信息包括所述飞行管道的两端之间位于同一直线或曲线上的多个点的定位信息；或者，
在所述飞行管道的形状为非线性的情况下，所述飞行管道的定位信息包括所述飞行管道的几何中心的定位信息。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述飞行器在所述飞行管道内的时间，包括：
所述飞行器占用所述飞行管道的起始时间和结束时间。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述管道属性信息包括：飞行器数量、长度、信噪比、最大飞行速度、最大飞行器尺寸、最大飞行器重量和天气中的至少一项。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个飞行管道包括一个或多个目标飞行管道，所述第二确定模块具体用于：
基于所述管道属性信息和所述占用信息确定的代价函数，从所述多个飞行管道中确定所述目标飞行管道，组成所述飞行路径。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器及处理器；所述存储器中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由所述处理器加载并执行，以实现权利要求1-5任一所述的飞行路径的确定方法。
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