基于预测网格批量获取与共享缓存的航线规划方法和装置与流程

本发明涉及航线规划，尤其涉及一种基于预测网格批量获取与共享缓存的航线规划方法和装置。

背景技术：

1、目前，随着低空经济、智慧空管、无人机物流、智慧巡检以及城市空中交通（urbanair mobility，uam）的快速发展，越来越多的飞行器需要依据地理信息系统（geographicinformation system，gis）提供的环境数据进行自主航线规划。但相关技术在航线规划（也可称为航迹规划）过程中，通常需要实时从gis数据库或空间服务平台中获取网格对应的空间属性，导致频繁访问gis服务，从而使得航线规划耗时较长。基于此，如何在不造成资源浪费的情况下，减少航线规划耗时目前尚未具有较好的解决方案。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于预测网格批量获取与共享缓存的航线规划方法和装置，以解决相关技术导致航线规划耗时较长等问题；也就是说，本发明实施例可在节点扩展过程中预测未来搜索区域，从而将待查询网格编码集合（如正向待查询网格编码集合等）一次性发送至地理数据服务端，即可通过预测未来搜索区域实现预测网格的批量获取，以实现一次性批量获取未来可能访问的网格信息，并更新目标共享网格缓存，可不再重复访问地理数据服务端，而是通过统一缓存实现数据共享，从而可有效减少针对网格信息的远程访问次数，且无需加载全部gis数据，进而可在不造成资源浪费的情况下，有效减少航线规划耗时。

2、根据本发明的一方面，提供了一种基于预测网格批量获取与共享缓存的航线规划方法，所述方法包括：

3、在检测到目标航线规划任务时，确定所述目标航线规划任务的航线规划起始位置和航线规划终点位置；并采用所述航线规划起始位置，初始化所述目标航线规划任务对应的正向搜索开放集合；

4、从所述正向搜索开放集合中确定出当前正向扩展节点；并在确定所述当前正向扩展节点满足正向扩展条件后，基于所述当前正向扩展节点和正向搜索半径，确定当前正向预测搜索区域；所述正向扩展条件包括正向未相遇条件，所述当前正向扩展节点未包含于所述反向搜索关闭集合时，所述当前正向扩展节点满足所述正向未相遇条件；

5、基于所述目标航线规划任务对应的目标共享网格缓存，从所述当前正向预测搜索区域中确定出正向待查询网格编码集合；并将所述正向待查询网格编码集合批量发送至地理数据服务端，以查询所述正向待查询网格编码集合中各个正向待查询网格编码所指示网格的网格信息；将所述各个正向待查询网格编码所指示网格的网格信息保存至所述目标共享网格缓存中；

6、采用所述航线规划终点位置，初始化所述目标航线规划任务对应的反向搜索开放集合，以使所述航线规划终点位置所对应网格作为反向路径搜索的起始网格；并从所述反向搜索开放集合中确定出当前反向扩展节点；

7、在确定所述当前反向扩展节点满足反向扩展条件后，基于所述当前反向扩展节点和反向搜索半径，确定当前反向预测搜索区域；并基于所述目标共享网格缓存，从所述当前反向预测搜索区域中确定出反向待查询网格编码集合；所述反向扩展条件包括反向未相遇条件，所述当前反向扩展节点未包含于所述正向搜索关闭集合时，所述当前反向扩展节点满足所述反向未相遇条件；

8、将所述反向待查询网格编码集合批量发送至所述地理数据服务端，以查询所述反向待查询网格编码集合中各个反向待查询网格编码所指示网格的网格信息；并将所述各个反向待查询网格编码所指示网格的网格信息保存至所述目标共享网格缓存中；

9、基于所述目标共享网格缓存和所述当前正向预测搜索区域进行正向路径搜索，以更新所述正向搜索开放集合和正向搜索关闭集合；并基于所述目标共享网格缓存和所述当前反向预测搜索区域进行反向路径搜索，以更新所述反向搜索开放集合和反向搜索关闭集合；

10、迭代执行所述从所述正向搜索开放集合中确定出当前正向扩展节点，以及迭代执行所述从所述反向搜索开放集合中确定出当前反向扩展节点；直至所述当前正向扩展节点未满足所述正向未相遇条件，或者直至所述当前反向扩展节点未满足所述反向未相遇条件，以确定相遇节点；

11、从所述相遇节点开始，依据正向路径搜索过程中节点间的扩展关系回溯至正向起始网格，得到正向子路径，所述正向起始网格为所述航线规划起始位置对应的网格；从所述相遇节点开始，依据反向路径搜索过程中节点间的扩展关系回溯至反向起始网格，得到反向子路径，所述反向起始网格为所述航线规划终点位置对应的网格；一个路径搜索过程中节点间的扩展关系用于指示节点间的父子关系；

12、采用所述正向子路径和所述反向子路径，构建目标拓扑路径；基于所述目标拓扑路径，确定所述目标航线规划任务的目标航迹。

13、根据本发明的另一方面，提供了一种基于预测网格批量获取与共享缓存的航线规划装置，所述装置包括：

14、处理单元，用于在检测到目标航线规划任务时，确定所述目标航线规划任务的航线规划起始位置和航线规划终点位置；并采用所述航线规划起始位置，初始化所述目标航线规划任务对应的正向搜索开放集合；

15、所述处理单元，还用于从所述正向搜索开放集合中确定出当前正向扩展节点；并在确定所述当前正向扩展节点满足正向扩展条件后，基于所述当前正向扩展节点和正向搜索半径，确定当前正向预测搜索区域；所述正向扩展条件包括正向未相遇条件，所述当前正向扩展节点未包含于所述反向搜索关闭集合时，所述当前正向扩展节点满足所述正向未相遇条件；

16、所述处理单元，还用于基于所述目标航线规划任务对应的目标共享网格缓存，从所述当前正向预测搜索区域中确定出正向待查询网格编码集合；

17、查询单元，用于将所述正向待查询网格编码集合批量发送至地理数据服务端，以查询所述正向待查询网格编码集合中各个正向待查询网格编码所指示网格的网格信息；

18、所述处理单元，还用于将所述各个正向待查询网格编码所指示网格的网格信息保存至所述目标共享网格缓存中；

19、所述处理单元，还用于采用所述航线规划终点位置，初始化所述目标航线规划任务对应的反向搜索开放集合，以使所述航线规划终点位置所对应网格作为反向路径搜索的起始网格；并从所述反向搜索开放集合中确定出当前反向扩展节点；

20、所述处理单元，还用于在确定所述当前反向扩展节点满足反向扩展条件后，基于所述当前反向扩展节点和反向搜索半径，确定当前反向预测搜索区域；并基于所述目标共享网格缓存，从所述当前反向预测搜索区域中确定出反向待查询网格编码集合；所述反向扩展条件包括反向未相遇条件，所述当前反向扩展节点未包含于所述正向搜索关闭集合时，所述当前反向扩展节点满足所述反向未相遇条件；

21、所述查询单元，还用于将所述反向待查询网格编码集合批量发送至所述地理数据服务端，以查询所述反向待查询网格编码集合中各个反向待查询网格编码所指示网格的网格信息；

22、所述处理单元，还用于将所述各个反向待查询网格编码所指示网格的网格信息保存至所述目标共享网格缓存中；

23、所述处理单元，还用于基于所述目标共享网格缓存和所述当前正向预测搜索区域进行正向路径搜索，以更新所述正向搜索开放集合和正向搜索关闭集合；并基于所述目标共享网格缓存和所述当前反向预测搜索区域进行反向路径搜索，以更新所述反向搜索开放集合和反向搜索关闭集合；

24、所述处理单元，还用于迭代执行所述从所述正向搜索开放集合中确定出当前正向扩展节点，以及迭代执行所述从所述反向搜索开放集合中确定出当前反向扩展节点；直至所述当前正向扩展节点未满足所述正向未相遇条件，或者直至所述当前反向扩展节点未满足所述反向未相遇条件，以确定相遇节点；

25、所述处理单元，还用于从所述相遇节点开始，依据正向路径搜索过程中节点间的扩展关系回溯至正向起始网格，得到正向子路径，所述正向起始网格为所述航线规划起始位置对应的网格；从所述相遇节点开始，依据反向路径搜索过程中节点间的扩展关系回溯至反向起始网格，得到反向子路径，所述反向起始网格为所述航线规划终点位置对应的网格；一个路径搜索过程中节点间的扩展关系用于指示节点间的父子关系；

26、所述处理单元，还用于采用所述正向子路径和所述反向子路径，构建目标拓扑路径；基于所述目标拓扑路径，确定所述目标航线规划任务的目标航迹。

27、根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、以及存储程序的存储器，其中，所述程序包括指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行上述所提及的方法。

28、根据本发明的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使计算机执行上述所提及的方法。

29、本发明实施例可在检测到目标航线规划任务时，确定目标航线规划任务的航线规划起始位置和航线规划终点位置；并采用航线规划起始位置，初始化目标航线规划任务对应的正向搜索开放集合；以及可从正向搜索开放集合中确定出当前正向扩展节点；并在确定当前正向扩展节点满足正向扩展条件后，基于当前正向扩展节点和正向搜索半径，确定当前正向预测搜索区域；从而可基于目标航线规划任务对应的目标共享网格缓存，从当前正向预测搜索区域中确定出正向待查询网格编码集合；并将正向待查询网格编码集合批量发送至地理数据服务端，以查询正向待查询网格编码集合中各个正向待查询网格编码所指示网格的网格信息；将各个正向待查询网格编码所指示网格的网格信息保存至目标共享网格缓存中。相应的，可采用航线规划终点位置，初始化目标航线规划任务对应的反向搜索开放集合，以使航线规划终点位置所对应网格作为反向路径搜索的起始网格；并从反向搜索开放集合中确定出当前反向扩展节点；在确定当前反向扩展节点满足反向扩展条件后，基于当前反向扩展节点和反向搜索半径，确定当前反向预测搜索区域；并基于目标共享网格缓存，从当前反向预测搜索区域中确定出反向待查询网格编码集合；从而将反向待查询网格编码集合批量发送至地理数据服务端，以查询反向待查询网格编码集合中各个反向待查询网格编码所指示网格的网格信息；并将各个反向待查询网格编码所指示网格的网格信息保存至目标共享网格缓存中。进一步的，可基于目标共享网格缓存和当前正向预测搜索区域进行正向路径搜索，以更新正向搜索开放集合和正向搜索关闭集合；并基于目标共享网格缓存和当前反向预测搜索区域进行反向路径搜索，以更新反向搜索开放集合和反向搜索关闭集合；从而迭代执行从正向搜索开放集合中确定出当前正向扩展节点，以及迭代执行从反向搜索开放集合中确定出当前反向扩展节点；直至当前正向扩展节点未满足正向未相遇条件，或者直至当前反向扩展节点未满足反向未相遇条件，以确定相遇节点。相应的，可从相遇节点开始，依据正向路径搜索过程中节点间的扩展关系回溯至正向起始网格，得到正向子路径，正向起始网格为航线规划起始位置对应的网格；从相遇节点开始，依据反向路径搜索过程中节点间的扩展关系回溯至反向起始网格，得到反向子路径，反向起始网格为航线规划终点位置对应的网格；一个路径搜索过程中节点间的扩展关系用于指示节点间的父子关系；进而采用正向子路径和反向子路径，构建目标拓扑路径；基于目标拓扑路径，确定目标航线规划任务的目标航迹。可见，本发明实施例可在节点扩展过程中预测未来搜索区域，从而将待查询网格编码集合（如正向待查询网格编码集合等）一次性发送至地理数据服务端，即可通过预测未来搜索区域实现预测网格的批量获取，以实现一次性批量获取未来可能访问的网格信息，并更新目标共享网格缓存，可不再重复访问地理数据服务端，而是通过统一缓存实现数据共享，从而可有效减少针对网格信息的远程访问次数，且无需加载全部gis数据，进而可在不造成资源浪费的情况下，有效减少航线规划耗时。