CN115017842B - 气动数据的插值方法及装置、电子设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种气动数据的插值方法及装置、电子设备、存储介质，方法包括：获取输入量，根据所述输入量确定目标检索值；根据所述目标检索值在指定数据结构中查找若干目标结构体；其中，所述指定数据结构包括多个索引对应的基本结构体，每一基本结构体包括当前索引本位指针和当前索引右值指针；根据所述若干目标结构体中当前索引本位指针确定若干第一结构体，根据所述若干目标结构体中当前索引右值指针确定若干第二结构体；基于所述若干第一结构体和所述若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理，得到与所述输入量对应的目标输出量。本申请方案，显著提升了插值效率。

Description

气动数据的插值方法及装置、电子设备、存储介质

技术领域

本申请涉及飞行管理技术领域，特别涉及一种气动数据的插值方法及装置、电子设备、计算机可读存储介质。

背景技术

气动数据的插值主要应用于航天航空飞行器的半实物/无实物仿真和自控系统设计领域。在进行半实物/无实物仿真，姿态系统设计时，不同型号飞行器对气动数据的需求不一致，所采用数据的行列数也不一致。因此针对不同型号飞行器，需分别对应设计数据差值程序。此外，根据飞行器模型的工况计算其受到的气动力时，需频繁计算气动数据插值计算，插值计算的速度和效率直接影响着仿真实时性和姿控系统设计的工作效率。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种气动数据的插值方法及装置、电子设备、计算机可读存储介质，用于便捷地获取用于插值的数据，从而提升了插值效率。

一方面，本申请提供了一种气动数据的插值方法，包括：

获取输入量，根据所述输入量确定目标检索值；

根据所述目标检索值在指定数据结构中查找若干目标结构体；其中，所述指定数据结构包括多个索引对应的基本结构体，每一基本结构体包括当前索引本位指针和当前索引右值指针；

根据所述若干目标结构体中当前索引本位指针确定若干第一结构体，根据所述若干目标结构体中当前索引右值指针确定若干第二结构体；

基于所述若干第一结构体和所述若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理，得到与所述输入量对应的目标输出量。

在一实施例中，所述指定数据结构包括与M个层级的索引对应的基本结构体，其中M为大于等于2的整数；第N层级的索引对应基本结构体内包括第N+1层级的多个索引对应的基本结构体，N为1至M-1的任一整数；所述目标检索值包括与M个层级对应的子检索值；

所述根据所述目标检索值在指定数据结构中查找若干目标结构体，包括：

按照M个层级的子检索值的层级顺序，在所述指定数据结构的第i个层级查找与第i个子检索值匹配的基本结构体，i为1到M的任一整数；其中，当查到与第j个子检索值匹配的基本结构体后，若j小于M，依据与第j个子检索值匹配的基本结构体中当前索引本位指针确定第三结构体，依据与第j个子检索值匹配的基本结构体中当前索引右值指针确定第四结构体，在所述第三结构体和所述第四结构体内查找与第j+1个子检索值匹配的基本结构体，j为1到M的任一整数；

在所述指定数据结构的第M层级，查找与第M层级的子检索值匹配的若干基本结构体，将其作为若干目标结构体。

在一实施例中，所述输入量包括具有层级关系的M种类型的输入参数；

所述根据所述输入量确定目标检索值，包括：

针对第i个层级的输入参数，进行转换处理，得到第i个层级的子检索值，并基于M个层级的子检索值构成所述目标检索值，i为1到M的任一整数。

在一实施例中，所述针对第i个层级的输入参数，进行转换处理，得到第i个层级的子检索值，包括：

针对第i个层级的输入参数，执行第i个层级的偏移处理，得到偏移后输入参数；

对所述偏移后输入参数，执行第i个层级的缩放处理，得到缩放后输入参数；

对所述缩放后输入参数向下取整，得到第i个层级的子检索值。

在一实施例中，所述指定数据结构中与M个层级的子检索值匹配的基本结构体，构成二叉树结构，所述二叉树结构有M个层级的节点，所述目标结构体为所述二叉树结构第M个层级的节点；所述输入量包括具有层级关系的M种类型的输入参数；

所述基于所述若干第一结构体和所述若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理，得到与所述输入量对应的目标输出量，包括：

基于第M个层级的缩放后输入参数、所述若干第一结构体和所述若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理，得到所述二叉树结构中第M个层级的节点对应的插值结果；

根据第x个层级的缩放后输入参数、第x+1个层级的节点对应插值结果进行插值处理，得到所述二叉树结构中第x个层级的节点对应的插值结果，x为1到M-1的任一整数；

当获得第1个层级的节点对应的插值结果，将其作为与所述输入量对应的目标输出量。

在一实施例中，在所述根据所述目标检索值在指定数据结构中查找若干目标结构体之前，所述方法还包括：

从若干气动数据文件中读取M种类型的条件数据，其中，M种类型的条件数据被预配置为M个层级；

针对第k个层级的若干条件数据，将其进行偏移处理，获得不小于零的若干偏移后条件数据；其中，k为1到M的任一整数；

将第k个层级的若干偏移后条件数据进行缩放处理，获得若干缩放后条件数据；其中，所述缩放后条件数据为大于等于零的整数；

以第k个层级若干缩放后条件数据作为当前值，构建第k个层级的若干基本结构体，获得M个层级的基本结构体；其中，第k个层级的若干基本结构体对应的索引，以各个基本结构体内当前值大小顺序来确定；

基于M个层级的基本结构体构建所述指定数据结构，所述指定数据结构中第M个层级的基本结构体内，写入所述气动数据文件中对应于条件数据的力学参数。

在一实施例中，在所述基于M个层级的基本结构体构建所述指定数据结构之前，所述方法还包括：

判断第k个层级的若干基本结构体的当前值是否为连续整数；

若否，将第k个层级的基本结构体进行补齐，使得补齐后第k个层级的所有基本结构体的当前值为连续整数。

另一方面，本申请提供了一种气动数据的插值装置，包括：

获取模块，用于获取输入量，根据所述输入量确定目标检索值；

查找模块，用于根据所述目标检索值在指定数据结构中查找若干目标结构体；其中，所述指定数据结构包括多个索引对应的基本结构体，每一基本结构体包括当前索引本位指针和当前索引右值指针；

确定模块，用于根据所述若干目标结构体中当前索引本位指针确定若干第一结构体，根据所述若干目标结构体中当前索引右值指针确定若干第二结构体；

插值模块，用于基于所述若干第一结构体和所述若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理，得到与所述输入量对应的目标输出量。

进一步的，本申请提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行上述气动数据的插值方法。

此外，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可由处理器执行以完成上述气动数据的插值方法。

本申请方案，以指定数据结构存储气动数据，借助指针构成基本结构体之间的快速调用，可以便捷地获取用于插值的数据，从而显著提升了插值效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为相关技术中一种气动数据的插值方法的流程示意图；

图2为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的气动数据的插值方法的流程示意图；

图4为本申请一实施例提供的基本结构体的示意图；

图5为本申请一实施例提供的指定数据结构的示意图；

图6为本申请一实施例提供的目标结构体的查找方法的流程示意图；

图7为本申请一实施例提供的子检索值的确定方法的流程示意图；

图8为本申请一实施例提供的插值方法的流程示意图；

图9为本申请一实施例提供的指定数据结构的生成方法的流程示意图；

图10为本申请一实施例提供的基本结构体的补齐前后对比示意图；

图11为本申请一实施例提供的气动数据的插值装置的框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

气动数据可以包括条件数据和对应于条件数据的力学参数。这里，条件数据可以包括马赫数、攻角、侧滑角、舵偏角（舵偏角可以包括俯仰舵、偏航舵、滚转舵）中一种或多种的组合。力学参数可以包括但不限于阻力系数（CA）、底阻系数（CAB）、法向力系数（CN）、侧向力系数（CL）、绕x轴转动力矩系数（Mx）、绕y轴转动力矩系数（My）、绕z轴转动力矩系数（Mz）。由于可能存在多种类型的条件数据，各类条件数据在不同组合下构成多种条件数据。因此，气动数据表征在各种条件数据指示条件下的力学参数。参见如下表1，记录了几条气动数据。

马赫数	攻角	侧滑角	俯仰舵	偏航舵	滚转舵	C A	C AB	C N	M x	M y	M z
												0 .3	- 5	- 5	0	0	- 20	2	3	4	5	6	7
0 .3	- 5	- 5	0	0	1 0	4	5	6	7	8	9
												0 .3	- 5	0	0	0	- 10	1 6	1 7	1 8	1 8	2 0	2 1
0 .3	5	- 5	0	0	0	7 9	8 0	8 1	8 2	8 3	8 4

表1

为说明本方案内容，这里先对需要用到的几个术语的定义进行说明：

本位：代指当前值。

左值：比当前值小且最大的值。

右值：比当前值大且最小的值。

示例性的，在数列1、3、5、7、9中，若当前值为5，则5的左值为3，5的右值为7。

在相关技术中，气动数据被打散放置于多个文件，每一文件对应某一类型的条件数据，最后一种条件数据的文件内还包括力学参数。在进行数据插值时，需根据输入的指定条件数据在多个文件中搜索出指定条件数据的左值和右值所对应的力学参数，进而插值得到与指定条件数据对应的力学参数作为输出量。

参见图1，为相关技术中一种气动数据的插值方法的流程示意图，如图1所示，多个类型的条件数据存在层级关系，依据层级关系在各类型的条件数据的文件中查找左值所在行和右值所在行，并在查到最低层级条件数据之后，可以获得力学参数进行插值。在多个层级上完成插值后，可以得到与指定条件数据对应的力学参数，作为输出量，该输出量即为最终的插值结果。

相关方案存在以下不足之处：第一，气动数据分散在多个文件中，文件维护时容易出错，且出错后难以验证。第二，插值方法的通用性差，因气动数据分散成多个文件，导致在插值顺序及输入量固化，而在实际应用中，不同场景下所采用的条件数据可能并不相同。第三，在存在多个类型条件数据的情况下，在多个文件中查找数据的工作量巨大，导致插值效率低下。

如图2所示，本实施例提供一种电子设备1，包括：至少一个处理器11和存储器12，图1中以一个处理器11为例。处理器11和存储器12通过总线10连接，存储器12存储有可被处理器11执行的指令，指令被处理器11执行，以使电子设备2可执行下述的实施例中方法的全部或部分流程。在一实施例中，电子设备1可以是手机、平板电脑、主机、服务器等，用于执行气动数据的插值方法。

存储器12可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read Only Memory，简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory，简称PROM），只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序可由处理器11执行以完成本申请提供的气动数据的插值方法。

参见图3，为本申请一实施例提供的气动数据的插值方法的流程示意图，如图3所示，该方法可以包括以下步骤310-步骤340。

步骤310：获取输入量，根据输入量确定目标检索值。

其中，输入量为用于作为插值依据的指定条件数据。

电子设备可以响应于插值指令，从中解析出指定条件数据，作为输入量，并将该输入量进行转换，得到目标检索值。目标检索值用于在本申请所提出的指定数据结构中进行检索，以获得用于插值的数据。

步骤320：根据目标检索值在指定数据结构中查找若干目标结构体；其中，指定数据结构包括多个索引对应的基本结构体，每一基本结构体包括当前索引本位指针和当前索引右值指针。

参见图4，为本申请一实施例提供的基本结构体的示意图，如图4所示，基本结构体对应于当前索引，当前索引表示基本结构体在数据列表或数字中的存储位置。示例性的，存在数组[J1,J2,J3,J4]，J1、J2、J3、J4分别代表一个基本结构体，则基本结构体J1的当前索引为0（存储位置从0开始），基本结构体J2的当前索引为1，基本结构体J3的当前索引为2，基本结构体J4的当前索引为3。基本结构体内可以包括当前值、当前索引本位指针、当前索引右值指针、当前索引左值指针、输出量。当前值为基本结构体所对应的条件数据换算得到的数值，当前值为非负整数。当前索引本位指针表示基本结构体实际取值所在的基本结构体，示例性的，当前索引为3的基本结构体的当前索引本位指针为2，说明该基本结构体实际取值要通过当前索引为2的基本结构体来实现，换而言之，当前索引为3的基本结构体与当前索引为2的基本结构体的当前索引本位指针指向同一存储位置。当前索引左值指针表示基本结构体实际左值所在的基本结构体，示例性的，当前索引为3的基本结构体的当前索引左值指针为1，说明当前索引为1的基本结构体，为当前索引为3的基本结构体的实际左值所在的基本结构体。当前索引右值指针表示结构体实际右值所在的基本结构体，示例性的，当前索引为3的基本结构体的当前索引右值指针为4，说明当前索引为4的基本结构体，为当前索引为3的基本结构体的实际右值所在的基本结构体。输出量可以为记录在基本结构体中的力学参数。

指定数据结构中可以包括多个基本结构体，一些基本结构体内输出量字段为空，因此，需通过指针快速访问实际存在输出量的其它基本结构体。通过目标检索值进行查找后，可以得到若干目标结构体。

示例性的，输入量为马赫数x1，基于马赫数x1转换得到的目标检索值为y，在指定数据结构中查找到当前索引为y的基本结构体，作为目标结构体。

步骤330：根据若干目标结构体中当前索引本位指针确定若干第一结构体，根据若干目标结构体中当前索引右值指针确定若干第二结构体。

这里，第一结构体为目标结构体中当前索引本位指针所确定的基本结构体；第二结构体为目标结构体中当前索引右值指针所确定的基本结构体。

在查到目标结构体之后，根据目标结构体中的当前索引本位指针确定第一结构体，根据目标结构图中右值索引本位指针确定第二结构体。第一结构体和第二结构体内输出量字段内存在数据。

步骤340：基于若干第一结构体和若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理，得到与输入量对应的目标输出量。

在确定第一结构体和第二结构体之后，可以解析出第一结构体所存储的输出量以及第二结构体所存储的输出量，并基于解析得到的输出量以及输入量进行插值处理，从而得到与输入量对应的目标输出量。这里，插值方式可以是线性插值，也可以是非线性插值。

示例性的，以线性插值为例说明插值过程：输入量为马赫数x1，第一结构体的当前值为y1，第二结构体的当前值为y2，第一结构体所存储的输出量为z1，第二结构体所存储的输出量为z2，则目标输出量为z1+（z2-z1）*（（x1-y1）/（y2-y1））。

通过上述措施，以指定数据结构存储气动数据，借助指针构成基本结构体之间的快速调用，可以便捷地获取用于插值的数据，相比相关方案显著提升了插值效率。

在一实施例中，输入量可以包括至少两种条件数据，此时，每一种条件数据可以认为是一种类型的输入参数，且多种类型的输入参数存在层级关系。当应用场景中以M种条件数据作为输入量时，相应的，指定数据结构包括与M个层级的索引对应的基本结构体，其中，M为大于等于2的整数。示例性的，输入量包括马赫数、攻角、侧滑角、俯仰舵、偏航舵、滚转舵共6种条件数据，则指定数据结构包括与6个层级的索引对应的基本结构体。

在指定数据结构中第N层级的索引对应基本结构体内包括第N+1层级的多个索引对应的基本结构体，N为1至M-1的任一整数。换而言之，索引具有层级关系，上一层级的索引对应的基本结构体内包括下一层级的多个索引对应的基本结构体。

参见图5，为本申请一实施例提供的指定数据结构的示意图，如图5所示，指定数据结构包括多个层级的基本结构体，基本结构体内可以包括下一层级结构体列表，下一层级结构体列表内包括下一层级的多个索引对应的基本结构体，多个层级的基本结构体层层嵌套。示例性的，指定数据结构包括与马赫数、侧滑角、滚转舵三种条件数据的索引对应的基本结构体，马赫数的层级高于侧滑角、侧滑角的层级高于滚转舵。因此，马赫数的每个索引对应的基本结构体内，包括侧滑角的多个索引对应的基本结构体；侧滑角的每个索引对应的基本结构体内，包括滚转舵的多个索引对应的基本结构体。

当应用场景中以M种条件数据作为输入量时，以输入量所确定的目标检索值包括与M个层级对应的子检索值，这里，每一子检索值由一种类型的条件数据转化得到。

参见图6，为本申请一实施例提供的目标结构体的查找方法的流程示意图，如图6所示，该方法可以包括如下步骤321-步骤322。

步骤321：按照M个层级的子检索值的层级顺序，在指定数据结构的第i个层级查找与第i个子检索值匹配的基本结构体，i为1到M的任一整数；其中，当查到与第j个子检索值匹配的基本结构体后，若j小于M，依据与第j个子检索值匹配的基本结构体中当前索引本位指针确定第三结构体，依据与第j个子检索值匹配的基本结构体中当前索引右值指针确定第四结构体，在第三结构体和第四结构体内查找与第j+1个子检索值匹配的基本结构体，j为1到M的任一整数。

基于目标检索值在指定数据结构中查找时，依据层级顺序，依次选择子检索值在其对应层级的基本结构体中进行查找。示例性的，指定数据结构包括与马赫数、侧滑角、滚转舵三种条件数据的索引对应的基本结构体，马赫数的层级高于侧滑角、侧滑角的层级高于滚转舵。目标检索值包括与马赫数对应的第一子检索值、与侧滑角对应的第二子检索值、与滚转舵对应的第三子检索值。这种情况下，依据层级顺序，依次选择第一子检索值在第一个层级的基本结构体中进行查找、选择第二子检索值在第二个层级的基本结构体中进行查找、选择第三子检索值在第三个层级的基本结构体中进行查找。

在任一层级的基本结构体中进行查找过程中，若查到索引与该层级的子检索值匹配的基本结构体，判断基本结构体是否为最后一个层级的基本结构体。若否，则依据该基本结构体中当前索引本位指针确定第三结构体，依据该基本结构体中当前索引右值指针确定第四结构体。这里，第三结构体即为查找过程中以当前索引本位指针所确定的基本结构体，第四结构体即为查找过程中以当前索引右值指针所确定的基本结构体。在确定第三结构体之后，继续以下一个层级的子检索值，在第三结构体的下一层级结构体列表内查找相匹配的基本结构体。在确定第四结构体之后，继续以下一个层级的子检索值，在第四结构体的下一层级结构体列表内查找相匹配的基本结构体。

因此，在查找过程中，以各个层级的子检索值查到的基本结构体的数量会逐层翻倍。以第一层级的子检索值查到第一层级的单一基本结构体，以第一层级查到的基本结构体确定第一层级的第三结构体和第四结构体。以第二层级的子检索值分别在第一层级的第三结构体和第四结构体内进程查找，查到第一层级的第三结构体内第二层级的基本结构体，以及，第一层级的第四结构体内第二层级的基本结构体。以第二层级查到的两个基本结构体分别确定第二层级的第三结构体和第四结构体，进而以第三层级的子检索值继续查找，以此类推，直到查到的基本结构体属于最后一个层级。

步骤322：在指定数据结构的第M层级，查找与第M层级的子检索值匹配的若干基本结构体，将其作为若干目标结构体。

当在指定数据结构体的最后一层基本结构体中，查找与最后一层的子检索值匹配的若干基本结构体，可以确定查到目标结构体。

由于本申请中指定数据结构将各个层级的索引对应的基本结构体层层嵌套，在应用场景存在多种类型的条件数据的情况下，可以更为容易地实现数据查找，降低工作量，从而提高数据插值的整体效率。此外，气动数据以指定数据结构可以更为便捷地存储维护，降低了插值可能出现的错误。

在一实施例中，在输入量包括具有层级关系的M种类型的输入参数的情况下，在根据输入量确定目标检索值时，可以针对第i个层级的输入参数，进行转换处理，得到第i个层级的子检索值，并基于M个层级的子检索值构成目标检索值，i为1到M的任一整数。

一种情况下，可以在查找之前直接根据输入量内所有层级的输入参数，逐个进行转换，得到多个子检索值，进而根据多个子检索值构成目标检索值。

另一种情况下，转换子检索值的进程可以与查找过程同步，换而言之，在查找第一个层级的基本结构体之前，先将第一个层级的输入参数转换为第一个层级的子检索值，并进行查找。在查到第一个层级的基本结构体，并确定第一个层级的第三结构体和第四结构体之后，在查找第二个层级的基本结构体之前，将第二个层级的输入参数转换为第二个层级的子检索值，以此类推，直到转化出最后一个层级的子检索值后在最后一个层级的基本结构体中查找目标结构体。

在一实施例中，参见图7，为本申请一实施例提供的子检索值的确定方法的流程示意图，如图7所示，该方法可以包括如下步骤311-步骤313。

步骤311：针对第i个层级的输入参数，执行第i个层级的偏移处理，得到偏移后输入参数。

在对第i个层级的输入参数进行偏移处理时，需使用第i个层级的数据最小值。这里，数据最小值指的是该层级实际对应的条件数据的最小值。示例性的，表1中滚转舵对应层级的数据最小值为-20。

一种情况下，第i层的基本结构体中可以记录第i层级的数据最小值。换而言之，每一层级的数据最小值可以记录在当前层级的基本结构体内，此时，基本结构体内无需记录下一层级数据最小值。在执行步骤311之前，可以从第i层的任一基本结构体中读取第i层级的数据最小值。

另一种情况下，第i-1层的基本结构体中可以记录第i层级的数据最小值。参见图5，每一层级基本结构体内包括下一层级数据最小值。在执行步骤311之前，可以从第i-1层的基本结构体中读取第i层级的数据最小值。这种方式可以在处理第i个层级的输入参数时，直接从第i-1层的基本结构体中获得数据最小值，减少了从第i层的任一基本结构体中读取数据最小值的操作，相对而言效率更高。

将第i个层级的输入参数减去第i个层级的数据最小值，从而完成第i个层级的偏移处理，得到第i个层级偏移后输入参数。由于第i个层级的输入参数必定不小于第i个层级的数据最小值，因此，偏移后输入参数大于等于零。

步骤312：对偏移后输入参数，执行第i个层级的缩放处理，得到缩放后输入参数。

在获得第i个层级的偏移后输入参数后，可以借助第i个层级的数据缩放倍数进行缩放处理。

一种情况下，第i层的基本结构体中可以记录第i个层级的缩放倍数。在执行步骤312之前，可以从第i层的任一基本结构体中读取第i层级的当前层级缩放倍数。

另一种情况下，第i-1层的基本结构体中可以记录第i个层级的缩放倍数。参见图5，每一层级基本结构体内包括下一层级缩放倍数。在执行步骤312之前，可以从第i-1层的基本结构体中读取第i层级的缩放倍数。这种方式可以在处理第i个层级的输入参数时，直接从第i-1层的基本结构体中获得数据缩放倍数，减少了从第i层的任一基本结构体中读取缩放倍数的操作，相对而言效率更高。

如果当前层级缩放倍数大于一，则对偏移后输入参数进行放大处理；如果当前层级缩放倍数小于一，则对偏移后输入参数进行缩小处理。经过缩放处理后，可以得到缩放后输入参数。

步骤313：对缩放后输入参数向下取整，得到第i个层级的子检索值。

在获得第i个层级的缩放后输入参数后，可以进行向下取整，得到不小于零的整数，作为第i个层级的子检索值。

i为1到M之间的任一整数，因此，可以对输入量中每一层级的输入参数进行转换，从而得到各个层级不小于零的子检索值。

在一实施例中，当指定数据结构中存在至少两个层级的基本结构体，以包含M个子检索值查找得到的M个层级的基本结构体，构成二叉树结构图。二叉树结构有M个层级的节点，每一层级的基本结构体即为二叉树结构中的节点，目标结构体为二叉树结构第M个层级的节点，也就是二叉树结构中最后一个层级的叶子节点。

基于前述查找过程可知，二叉树结构中第i层级的节点（基本结构体）通过基本结构体内的当前索引本位指针和当前索引右值指针进行分叉，从而连接到第i+1层级的节点（基本结构体）。

参见图8，为本申请一实施例提供的插值方法的流程示意图，如图8所示，在以若干第一结构体和若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理时，可以包括如下步骤341-步骤343。

步骤341：基于第M个层级的缩放后输入参数、若干第一结构体和若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理，得到二叉树结构中第M个层级的节点对应的插值结果。

二叉树结构中第M个层级的节点即为此前所确定的目标结构体，每一目标结构体对应一个第一结构体和一个第二结构体。针对任一目标结构体而言，根据该目标结构体所对应的第一结构体所存储的输出量和第二结构体的输出量，进行插值处理，从而得到该目标结构体对应的插值结果。二叉树结构中可能存在多个第M层级的节点，因此，可以得到与多个目标结构体对应的插值结果。

步骤342：根据第x个层级的缩放后输入参数、第x+1个层级的节点对应插值结果进行插值处理，得到二叉树结构中第x个层级的节点对应的插值结果，x为1到M-1的任一整数。

步骤343：当获得第1个层级的节点对应的插值结果，将其作为与输入量对应的目标输出量。

在得到二叉树结构第M个层级的节点对应插值结果之后，可以继续进行插值处理，以得到前一个层级的节点对应插值结果。因此，插值的顺序是从低层级向高层级执行。

对于第x个层级的任一节点而言，该节点（基本结构体）在第x+1层级存在左分支节点和右分支节点，左分支节点位于第x层级的该节点的当前索引本位指针指示的第三结构体内，右分支节点位于第x层级的该节点的当前索引右指针指示的第四结构体内。在获得第x+1层的左分支节点和右分支节点对应的插值结果后，可以根据第x层级的缩放后输入参数q1（缩放后输入参数此前已经过偏移处理）、第x层级的该节点的第三结构体内的当前值p1、第x层级的该节点的第四结构体内的当前值p2、左分支节点对应的插值结果r1、右分支节点对应的插值结果r2，插值得到第x层该节点对应的插值结果H。H= r1+（r2-r1）*（（q1-p1）/（p2-p1））。

经过多次插值后，可以得到二叉树结构的第1个层级的节点对应的插值结果，第1个层级仅存在唯一基本结构体，因此最终得到唯一的插值结果，将该插值结果作为与输入量对应的目标输出量。

通过上述措施，可以借助指定数据结构中与各层级的子检索值匹配的基本结构体，构成二叉树结构，并以此在各个层级上进行插值处理，从而得到与包含多个类型输入参数（条件数据）的输入量所对应的目标输出量。

在一实施例中，在执行本申请气动数据的插值方法之前，需构建本申请中指定数据结构。参见图9，为本申请一实施例提供的指定数据结构的生成方法的流程示意图，如图9所示，该方法可以包括如下步骤910-步骤950。

步骤910：从若干气动数据文件中读取M种类型的条件数据，其中，M种类型的条件数据被预配置为M个层级。

在不同应用场景下，可以获得不同的气动数据文件，可以从中读取M种类型的条件数据。这里，M为大于等于1的整数。

示例性的，气动数据文件包括马赫数和力学参数的映射关系，此时，读取单一条件数据马赫数。示例性的，气动数据文件包括马赫数、侧滑角、滚转轮和力学参数的映射关系，此时，可以读取3种类型的条件数据马赫数、侧滑角和滚转轮。每一种类型可能存在多个条件数据，比如，马赫数可以有0.3、0.6；侧滑角可以有-2、0、2。

步骤920：针对第k个层级的若干条件数据，将其进行偏移处理，获得不小于零的若干偏移后条件数据；其中，k为1到M的任一整数。

在对第k个层级的若干条件数据进行偏移处理时，可以从若干条件数据中确定第k个层级的条件数据最小值。将第k个层级每一条件数据减去条件数据最小值之后，可以得到若干偏移后条件数据。偏移后条件数据不小于零。示例性的，侧滑角包括-2、0、2，确定条件数据最小值为-2，将每一条件数据减去条件数据最小值，完成偏移处理，得到偏移后条件数据0、2、4。

步骤930：将第k个层级的若干偏移后条件数据进行缩放处理，获得若干缩放后条件数据；其中，缩放后条件数据为大于等于零的整数。

在获得第k个层级的若干偏移后条件数据之后，可以对若干偏移后条件数据进行缩放处理，从而得到若干缩放后条件数据。经过缩放后，条件数据为大于等于零的整数。这一过程中，可以确定第k个层级的当前层级缩放倍数。

如果对第k个层级进行放大，以使缩放后条件数据为大于等于零的整数，选择能够满足条件的最小倍数作为当前层级缩放倍数。示例性的，偏移后马赫数为0、0.3，能够使缩放后马赫数变为大于等于零的整数的最小倍数为10，因此，当前层级缩放倍数为10。示例性的，偏移后攻角为0、5、10、15，偏移后攻角已经是大于等于零的整数，因此，当前层级缩放倍数为1。

步骤940：以第k个层级若干缩放后条件数据作为当前值，构建第k个层级的若干基本结构体，获得M个层级的基本结构体；其中，第k个层级的若干基本结构体对应的索引，以各个基本结构体内当前值大小顺序来确定。

获得第k个层级若干缩放后条件数据之后，可以将其作为基本结构体内的当前值，从而构建若干基本结构体。构建出的基本结构体可以写入前述提到的下一层级缩放倍数（或者当前层级缩放倍数）、当前值、下一层级数据最大值（或者当前层级数据最大值）、下一层级数据最小值（或者当前层级数据最小值）。此外，在基本结构体内设置当前索引本文指针，指向基本结构体自身；在基本结构体内设置当前索引左值指针，指向该层级内当前索引的左值所在基本结构体；在基本结构体内设置当前索引右值指针，指向该层级内当前索引的右值所在基本结构体。在获得第k个层级的若干基本结构体后，可以根据基本结构体中当前值的大小顺序，确定基本结构体的存储位置，作为基本结构体对应的索引。

基于M个层级每一层级的条件数据进行上述处理后，可以得到M个层级的基本结构体。

步骤950：基于M个层级的基本结构体构建指定数据结构，指定数据结构中第M个层级的基本结构体内，写入气动数据文件中对应于条件数据的力学参数。

在获得M个层级的基本结构体之后，可以进行层层嵌套，往第k个层级的每一基本结构体中放入下一层级结构体列表，下一层级结构体列表包括第k+1层级的多个基本结构体。对于第M个层级的基本结构体，可以向其中写入启动数据文件中对应于条件数据的力学参数。由于每一层级的任一基本结构体实际对应于该层级的一个条件数据，最后一个层级内写入的力学参数对应于多种条件数据。示例性的，表1中第一层级马赫数0.3对应的基本结构体内包括第二层级的基本结构体；在第二层级攻角-5对应的基本结构体内包括第三层级的基本结构体；在第三层级侧滑角-5对应的基本结构体内包括第四层级的基本结构体；在第四层级俯仰舵0对应的基本结构体内包括第五层级的基本结构体；在第五层级偏航角0对应得到基本结构体内包括第六层级的基本结构体；在第六层级滚转舵-20对应的基本结构体内记录的输出量为多种力学参数：CA为2、CAB为3、CN为4、Mx为5、My为6、Mz为7。根据指定数据结构中多个层级基本结构体之间的嵌套关系，可以明确得出在马赫数为0.3、攻角为-5、侧滑角为-5、俯仰舵为0、偏航舵为0、滚转舵为-20的情况下，力学参数CA为2、CAB为3、CN为4、Mx为5、My为6、Mz为7。

此外，可以在指定数据结构中第1个层级的基本结构体之前加入一个调用入口结构体，该调用入口结构体可以包括下一层级结构体列表，该下一层级结构体列表包括第1个层级的多个基本结构体。在一实施例中，调用入口结构体可以包括第1个层级的缩放倍数、数据最小值，便于后续插值过程中调用指定数据结构时快速处理第1个层级对应的输入参数，以得到第1个层级的子检索值。

通过上述措施，可以构建出用于实现本申请方案的指定数据结构，针对不同场景的气动数据，生成指定数据结构的方式相同，所生成的指定数据结构可以不同，且并不影响后续数据插值过程，因此，极大地提高了本申请借助指定数据结构的插值方法的通用性。

在一实施例中，获得M个层级的基本结构体之后，在基于M个层级的基本结构体构建指定数据结构之前，可以对各个层级的基本结构体进行补齐，从而提升后续数据查找的效率。

M个层级中，第k个层级的当前值可能并非连续整数。比如：第一个层级马赫数的当前值为0、3，这种情况下，如果目标检索值中对应于马赫数的子检索值为1或2，则后续无法快速地查到匹配的基本结构体。因此，需要对第k个层级的基本结构体进行补齐。

对于第M个层级的基本结构体，判断第k个层级的若干基本结构体的当前值是否为连续整数。一方面，若是，则后续该层级的子检索值可以直接匹配到基本结构体内的索引，因此，无需进行补齐处理。另一方面，若否，可以将第k个层级的基本结构体进行补齐，使得补齐后第k个层级的所有基本结构体的当前值为连续整数。在当前值为连续整数的情况下，各个基本结构体的当期值与基本结构体对应的索引在数值上相同。此外，在补齐之后，各个基本结构体的位置方式变化，因此，基本结构体内的当前索引本位指针、当前索引左值指针和当前索引右值指针可以相应进行调整。

示例性的，如果第k个层级第1个基本结构体的当前值为0，第2个基本结构体的当前值为2，则第k个层级缺乏当前值为1的基本结构体。此时，可以增加当前值为1的基本结构体，并将该基本结构体中当前索引本位指针、当前索引左值指针和当前索引右值指针设为与当前值为0的基本结构体相同。换而言之，补齐的基本结构体除了当前值自身独有以外，其它信息均与另一非补齐的基本结构体相同，且该非补齐的基本结构体的当前索引与该补齐的基本结构体的当前索引最为接近。

参见图10，为本申请一实施例提供的基本结构体的补齐前后对比示意图，如图10所示，补齐前该层级的基本结构体的当前值分别为0、2、4，并非连续整数，因此，可以补齐当前值为1和3的基本结构体。其中，当前值为1的基本结构体的当前索引本位指针、当前索引左值指针和当前索引右值指针与当前索引为0的基本结构体相同；当前索引为3的基本结构体的当前索引本位指针、当前索引左值指针和当前索引右值指针与当前索引为2的基本结构体相同。在补齐之后，基本结构体的当前值从0到4，基本结构体对应索引也是从0到4，各个基本结构体的当前值与索引一致。

图11是本发明一实施例的一种气动数据的插值装置的框图，如图11所示，该装置可以包括：

获取模块1110，用于获取输入量，根据所述输入量确定目标检索值；

查找模块1120，用于根据所述目标检索值在指定数据结构中查找若干目标结构体；其中，所述指定数据结构包括多个索引对应的基本结构体，每一基本结构体包括当前索引本位指针和当前索引右值指针；

确定模块1130，用于根据所述若干目标结构体中当前索引本位指针确定若干第一结构体，根据所述若干目标结构体中当前索引右值指针确定若干第二结构体；

插值模块1140，用于基于所述若干第一结构体和所述若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理，得到与所述输入量对应的目标输出量。

上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述气动数据的插值方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

功能如果以软件功能模块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，本申请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）执行本申请各个实施例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。

Claims (10)

1.一种气动数据的插值方法，其特征在于，包括：

获取输入量，根据所述输入量确定目标检索值；其中，所述输入量为气动数据中的指定条件数据，所述气动数据包括条件数据和对应于条件数据的力学参数；

根据所述目标检索值在指定数据结构中查找若干目标结构体；其中，所述指定数据结构包括多个索引对应的基本结构体，每一基本结构体包括当前索引本位指针和当前索引右值指针；其中，所述指定数据结构体用于存储气动数据，所述指定数据结构包括与M个层级的索引对应的基本结构体，其中M为大于等于2的整数；第N层级的索引对应基本结构体内包括第N+1层级的多个索引对应的基本结构体，N为1至M-1的任一整数；所述M个层级的索引的基本结构体分别对应气动数据中的一种条件数据，所述气动数据的条件数据为马赫数、攻角、侧滑角、俯仰舵、偏航舵、滚转舵中任意M种的组合；

根据所述若干目标结构体中当前索引本位指针确定若干第一结构体，根据所述若干目标结构体中当前索引右值指针确定若干第二结构体；

基于所述若干第一结构体和所述若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理，得到与所述输入量对应的目标输出量；其中，所述目标输出量为对应于所述指定条件数据的力学参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标检索值包括与M个层级对应的子检索值；

所述根据所述目标检索值在指定数据结构中查找若干目标结构体，包括：

按照M个层级的子检索值的层级顺序，在所述指定数据结构的第i个层级查找与第i个子检索值匹配的基本结构体，i为1到M的任一整数；其中，当查到与第j个子检索值匹配的基本结构体后，若j小于M，依据与第j个子检索值匹配的基本结构体中当前索引本位指针确定第三结构体，依据与第j个子检索值匹配的基本结构体中当前索引右值指针确定第四结构体，在所述第三结构体和所述第四结构体内查找与第j+1个子检索值匹配的基本结构体，j为1到M的任一整数；

在所述指定数据结构的第M层级，查找与第M层级的子检索值匹配的若干基本结构体，将其作为若干目标结构体。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述输入量包括具有层级关系的M种类型的输入参数；

所述根据所述输入量确定目标检索值，包括：

针对第i个层级的输入参数，进行转换处理，得到第i个层级的子检索值，并基于M个层级的子检索值构成所述目标检索值，i为1到M的任一整数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述针对第i个层级的输入参数，进行转换处理，得到第i个层级的子检索值，包括：

针对第i个层级的输入参数，执行第i个层级的偏移处理，得到偏移后输入参数；

对所述偏移后输入参数，执行第i个层级的缩放处理，得到缩放后输入参数；

对所述缩放后输入参数向下取整，得到第i个层级的子检索值。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述指定数据结构中与M个层级的子检索值匹配的基本结构体，构成二叉树结构，所述二叉树结构有M个层级的节点，所述目标结构体为所述二叉树结构第M个层级的节点；所述输入量包括具有层级关系的M种类型的输入参数；

所述基于所述若干第一结构体和所述若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理，得到与所述输入量对应的目标输出量，包括：

基于第M个层级的缩放后输入参数、所述若干第一结构体和所述若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理，得到所述二叉树结构中第M个层级的节点对应的插值结果；

根据第x个层级的缩放后输入参数、第x+1个层级的节点对应插值结果进行插值处理，得到所述二叉树结构中第x个层级的节点对应的插值结果，x为1到M-1的任一整数；

当获得第1个层级的节点对应的插值结果，将其作为与所述输入量对应的目标输出量。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述根据所述目标检索值在指定数据结构中查找若干目标结构体之前，所述方法还包括：

从若干气动数据文件中读取M种类型的条件数据，其中，M种类型的条件数据被预配置为M个层级；

针对第k个层级的若干条件数据，将其进行偏移处理，获得不小于零的若干偏移后条件数据；其中，k为1到M的任一整数；

将第k个层级的若干偏移后条件数据进行缩放处理，获得若干缩放后条件数据；其中，所述缩放后条件数据为大于等于零的整数；

以第k个层级若干缩放后条件数据作为当前值，构建第k个层级的若干基本结构体，获得M个层级的基本结构体；其中，第k个层级的若干基本结构体对应的索引，以各个基本结构体内当前值大小顺序来确定；

基于M个层级的基本结构体构建所述指定数据结构，所述指定数据结构中第M个层级的基本结构体内，写入所述气动数据文件中对应于条件数据的力学参数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述基于M个层级的基本结构体构建所述指定数据结构之前，所述方法还包括：

判断第k个层级的若干基本结构体的当前值是否为连续整数；

若否，将第k个层级的基本结构体进行补齐，使得补齐后第k个层级的所有基本结构体的当前值为连续整数。

8.一种气动数据的插值装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取输入量，根据所述输入量确定目标检索值；其中，所述输入量为气动数据中的指定条件数据，所述气动数据包括条件数据和对应于条件数据的力学参数；

查找模块，用于根据所述目标检索值在指定数据结构中查找若干目标结构体；其中，所述指定数据结构包括多个索引对应的基本结构体，每一基本结构体包括当前索引本位指针和当前索引右值指针；其中，所述指定数据结构体用于存储气动数据，所述指定数据结构包括与M个层级的索引对应的基本结构体，其中M为大于等于2的整数；第N层级的索引对应基本结构体内包括第N+1层级的多个索引对应的基本结构体，N为1至M-1的任一整数；所述M个层级的索引的基本结构体分别对应气动数据中的一种条件数据，所述气动数据的条件数据为马赫数、攻角、侧滑角、俯仰舵、偏航舵、滚转舵中任意M种的组合；

确定模块，用于根据所述若干目标结构体中当前索引本位指针确定若干第一结构体，根据所述若干目标结构体中当前索引右值指针确定若干第二结构体；

插值模块，用于基于所述若干第一结构体和所述若干第二结构体所存储的输出量进行插值处理，得到与所述输入量对应的目标输出量；其中，所述目标输出量为对应于所述指定条件数据的力学参数。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行权利要求1-7任意一项所述的气动数据的插值方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可由处理器执行以完成权利要求1-7任意一项所述的气动数据的插值方法。

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