(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211285730.1 (22)申请日 2022.10.20 (71)申请人 中国电子科技 集团公司第二十八研 究所 地址 210046 江苏省南京市栖霞区灵山 南 路一号 (72)发明人 刘冠邦　秦望龙　钱海力　赵晓莲　 蓝振家　贾俊翔　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 李淑静 (51)Int.Cl. G06F 16/29(2019.01) G06F 16/27(2019.01) G06F 16/23(2019.01)G06F 16/9537(2019.01) G06T 15/00(2011.01) (54)发明名称 一种四维空域自适应栅格化规划方法及装 置 (57)摘要 本发明公开了一种四维空域自适应栅格化 规划方法及装置， 属于空中交通管理领域。 该方 法基于墨卡托投影建立参考坐标系和物理坐标 系的映射关系， 将物理坐标系下的禁飞区、 管制 区等按区域类别、 使用时间映射到参考坐标系， 进行自适应栅格化形成数量较少的三维时空无 冲突空域集合， 最后将该空域集合投影到物理空 间形成空域使用时间表和三维空域使用图。 该方 法采用自适应栅格化方法对四维空域进行快捷 规划， 时空表述简洁， 计算机占用资源少， 空域管 制和使用更为直观， 在民航空域管理领域有广阔 的应用前 景。 权利要求书2页 说明书9页 附图8页 CN 115357679 A 2022.11.18 CN 115357679 A 1.一种四维空域自适应栅格化 规划方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： （1） 基于墨卡 托投影建立物理 空间R与参 考空间R'之间的映射关系； （2） 在物理 空间和参 考空间初始化空域 集信息； （3） 依次获取用户设置的空域α 的类别、 经度、 纬度、 高度、 使用时间、 时序信息； （4） 基于墨卡 托投影将空域α 从物理 空间R转换到参 考空间R'， 记为α'； （5） 在参考空间R'下， 判断空域α'与已用空域集合M是否存在时空冲突， 如果有时空冲 突， 则执行步骤 （6） ， 否则转入步骤 （7） ； （6） 根据重要性 排序， 确定冲突消解方案； （7） 在参考空间空域集合 φ中确定与空域α'相交的空域集合γ'， 对γ'进行栅格化， 同 步更新φ； （8） 将参 考空间空域 集合φ投影到物理 空间， 更新 三维空域使用图 ； （9） 根据已用空域 集合M的使用时间、 空域编号信息建立空域使用时间表。 2.根据权利要求1所述的四维空域自适应栅格化规划方法， 其特征在于， 所述步骤 （5） 中， 判断空域α'与已用空域 集合M是否存在时空冲突包括以下步骤： （501） 判断已用空域集合M是否为空集 ， 如果是空集， 则不冲突； 如果不是空集， 进入 步骤 （502） ； （502） 依次遍历已用空域集合M， 判断空域α'与M中空域是否有时间冲 突， 如果没有时间 冲突， 则不冲突； 否则进入步骤 （5 03） ； （503） 判断空域α'与M中的时间冲突空域是否有空间冲突， 如果没有则不冲突； 否则判 定空域α'与已用空域 集合M存在冲突。 3.根据权利要求2所述的四维空域自适应栅格化规划方法， 其特征在于， 所述步骤 （502） 中， 判断是否有时间冲突包括： 记空域α'的使用时间为 ， 已用空域集合M中遍历到的空域使用时间为 ， 当满足 或 时， 判定存在 时间冲突。 4.根据权利要求2所述的四维空域自适应栅格化规划方法， 其特征在于， 所述步骤 （503） 中， 判断是否有空间冲突包括： 获取空域α'的最小外切六面体， 与时间冲突空域的最小外切六面体进行坐标对比， 如 果存在交叠区， 则判定为空间冲突。 5.根据权利要求1所述的四维空域自适应栅格化规划方法， 其特征在于， 所述步骤 （6） 包括： （601） 已用空域 集合M与空域α'有冲突的所有空域构成冲突空域 集合T； （602） 遍历冲 突空域集合T， 对所有 空域的重要等级值进行求和， 得到冲 突空域集合T的 重要等级； （603） 比较空域α'重要等级与冲突空域集合T的重要等级， 如果冲突空域集合T重要等 级高， 则将步骤 （5） 产生的冲突信息发送给空域α'的申请单位进 行空域调整， 否则发送给冲 突空域集合T的申请单位进行调整；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115357679 A 2（604） 回收冲突空域 集合T的空域空间。 6.根据权利要求1所述的四维空域自适应栅格化规划方法， 其特征在于， 所述步骤 （7） 中， 确定空域 集合γ'包括： 获取并判断用户输入的空域α'的平面类型， 如果为圆形， 则以圆上X值最大点、 X值最小 点、 Y值最大点、 Y值最小点以及上述四个点的二等分点组成的8个点为基础， 依次遍历这8个 点所在的空域θ， 得到θ1~θ8； 如果为多边形， 则依次遍历多边形顶点所在的空域θ， 得到θ1~ θn； 基于空域θ 的并集得到空域 集合γ'。 7.根据权利要求1所述的四维空域自适应栅格化规划方法， 其特征在于， 所述步骤 （7） 中， 对γ'进行栅格化包括： 计算空域α'的横、 纵、 高坐标的最小、 最大值； 根据横、 纵、 高坐标的最小、 最大值构 建虚 拟单元对空域集合γ'中的单元进 行剖分； 记录剖分后新生成单元的编号、 顶 点坐标和单元 关系。 8.一种四维空域自适应栅格化 规划装置， 其特 征在于， 包括： 空间映射关系构建模块， 用于基于墨卡托投影建立物理空间R与参考空间R'之间的映 射关系； 初始化模块， 用于在物理 空间和参 考空间初始化空域 集信息； 空域属性获取模块， 用于依次获取用户设置的空域α 的类别、 经度、 纬度、 高度、 使用时 间、 时序信息； 第一转换模块， 用于基于墨卡 托投影将空域α 从物理 空间R转换到参 考空间R'， 记为α'； 时空冲突判断模块， 用于在参考空间R'下， 判断空域α'与已用空域集合M是否存在时空 冲突， 如果有时空冲突， 则调用冲突消解模块， 否则调用栅格化模块； 冲突消解模块， 用于根据重要性 排序， 确定冲突消解方案； 栅格化模块， 用于在参考空间空域集合φ中确定与空域α'相交的空域集合γ'， 对γ' 进行栅格化， 同步更新φ； 第二转换模块， 用于将参考空间空域集合φ投影到物理空间， 更新三维空域使用图 ； 状态标识模块， 用于根据已用空域集合M的使用时间、 空域编号信 息建立空域使用时间 表。 9.一种计算机设备， 其特 征在于， 包括： 一个或多个处 理器； 存储器； 以及 一个或多个程序， 其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中， 并且被配置为由 所述一个或多个处理器执行， 所述程序被处理器执行时实现如权利要求1 ‑7中任一项所述 的四维空域自适应栅格化 规划方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序 被处理器执行时实现如权利要求 1‑7中任一项 所述的四维空域自适应栅格化规划方法的步 骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115357679 A 3