一种对局域空间栅格化的编码解码的方法、设备及介质

技术领域

本发明涉及航空航天的技术领域，具体涉及一种对局域空间栅格化的编码解码的方法、设备及介质。

背景技术

传统用于多旋翼无人机电子导航地图采用经纬高对其所应用空间进行定义，根据不同精度需求，按照取小数点后不同位数能够达到不同精度，若观测时间足够长能够达到毫米级，达到毫米级精度经纬度共需要8字节进行传输存储，无论是导航规划还是无人机自身检测闭环，每次都需要电子地图的8个字节信息。

但是，对于传统无人机来说任务区域不会超过在10公里*10公里范围内，经纬度信息中4个字节乃至更多都是无用信息，在这个区域内都不会有任何变化，但是无论是N米EA、RTC米3或UBX市面上传统GPS协议这些信息无人机都需要采集，让无人机产生了很多不必要的计算传输和存储。且高频经纬度信息在某个空间传输毫无加密性可言，目前市面上反无人机枪有一种模式就是模拟GPS信息对无人机进行干扰和打击。

因此，目前缺乏一种高效、节省存储空间及能够适应不同区域和任务编码方法。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种对局域空间栅格化的编码解码的方法、设备及介质，以解决现有技术中局域空间栅格化的编码解码不够高效、节约，且不能适应不同区域和任务编码的技术问题。

本发明提供了一种对局域空间栅格化的编码解码的方法，包括：

S1、设定任务区域范围大小和任务需求精度K；

S2、定义空间坐标的任意轴向的临时变量，并初始化BASE＝0、i＝0、X[i]，其中所述i的表示层数，X[i]就是第i层区域范围内每个格子精度的大小；

S3、对比当前X[i]与所述精度k的大小，若X[i]≤k了，则不用进行局域栅格化划分，保存或输出所述临时变量的二进制编码，并根据划分层数划分局域空间网格，否则输出划分层数i+1，并将X[i]的去掉一半赋值生成X[i+1]；

S4、更新BASE＝0+X[i]，判断精度K是否大于X[i+1]和BASE之和，若大于则将所述划分层数按照二进制赋值1，否则赋值0；

S5、将X1[i+1]替代S3中的X[i]，并重复步骤S3-S5，直到输出二进制编码。

可选地，所述i的表示层数，包括：

所述层数i≤32。

可选地，所述定义空间坐标的任意轴向的临时变量，包括：

所述空间坐标的任意轴包括X轴、Y轴及Z轴。

可选地，所述编码解码方法，还包括：

S6、根据输出的二进制编码，将每层精度大小与每层对应赋值相乘后相加，获得所述临时变量。

本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述任一项所述方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一项所述的方法的步骤。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明采用分层二分法精度高，容量小，编码计算快速简单，且不同的任务可选用不同层级精度的编码，并且可拓展性能强，编码经过拓展可用不同的形式表示，可根据处理的计算机性能的差别使用不同的形式进行传输，通过拓展后的编码安全性得到增强，并且其本身就具有一定的加密作用。本发明减少了目前无人机产生了一些不必要的传输和存储的过程，并能适用了不同的区域和任务，提高了无人机飞控和地面管控站的容量利用率和协议安全性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明中GeoSOT地球剖分网格模型示意图；

图3为本发明中各层级网格尺度统计表的示意图；

图4为本发明中局域空间栅格化的成果示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本发明实例中相同标号的功能单元具有相同和相似的结构和功能。

参见图1，本发明提供了本发明提供了一种对局域空间栅格化的编码解码的方法，包括：

S1、设定任务区域范围大小和任务需求精度K；

S2、定义空间坐标的任意轴向的临时变量，并初始化BASE＝0、i＝0、X[i]，其中所述i的表示层数，X[i]就是第i层区域范围内每个格子精度的大小；

S3、对比当前X[i]与所述精度k的大小，若X[i]≤k了，则不用进行局域栅格化划分，保存或输出所述临时变量的二进制编码，并根据划分层数划分局域空间网格，否则输出划分层数i+1，并将X[i]的去掉一半赋值生成X[i+1]；

S4、更新BASE＝0+X[i]，判断精度K是否大于X[i+1]和BASE之和，若大于则将所述划分层数按照二进制赋值1，否则赋值0；

S5、将X1[i+1]替代S3中的X[i]，并重复步骤S3-S5，直到输出二进制编码。

本实施例中，参见图2，本发明采用的划分和编码方案遵循《地球空间网格编码规则》的规定，以GeoSOT-3D的世界的网络框架以本初子午线和参考椭球赤道平面的交点为原点。地球表面空间网格剖分采用经纬度坐标空间,为了保证经纬高的整度、整分、整秒的划分,将地球空间扩展成2的整数次幂的经纬度空间,定义为512°×512°×512°网格,将每度的60′空间扩展到64′,将每分的60″空间扩展到64″,按照八分法逐级剖分至32级,最小表达精度可精确到1.5c米，存储容量4字节。(参见图3)。对于扩展的经纬度坐标空间中180°×360°范围内的部分与实际地理空间一致,超过180°×360°范围的部分没有实际地理意义。当高程为地球表面高度时,空间立体网格即为地球平面网格。

由于实际旋翼类无人机作业范围不可能过大，且大多数情况只在一些小范围固定熟悉的场景类进行作业，而且考虑精度、容量、安全等因素，所以采用对区域内进行局部编码技术方案，编码及传输方式采用二进制的思路，提高了无人机飞控和地面管控站容量利用率、协议安全性，而且简单高效，具体思路方法如下：

1、以100米一维为例子，若当前需要编码精度为50米的编码，利用二分法就会产生(0，1)的两个编码，一层空间产生。当按照特定协议输出为0时，则认为规划目的地在0～50米，反之50～100米范围；

2、当我们需要更精确的编码时，例如25米精度，则在步骤1的基础上再次进行划分，就会产生(00,01,10,11)的四个编码，二层空间产生，编码表达分别是(0～25米,25～50米,50～75米,75米～100米)。

3、重复上述操作直到满足精度要求为止。

参见图4，假设二维空间是一个100米*100米的一个区域，在空间中任意取一点P(16米,68米),编码精度＝10米。

对这一点P进行编码，以X轴16为例：

设Base＝0；

判断当前X[i]与所述精度k的大小，即100＞10；

X1＝100/2＝50；

10

所以第一层编码为0，此层编码的精度为X1；

50＞10；

X2＝X1/2＝25；

Base＝0+X1＝50；

10

所以第二层编码为0，此层编码的精度为X2；

25＞10；

X3＝X2/2＝13；

Base＝0+X2＝25；

10

所以第三层编码为1，此层编码的精度为X3；

13＞10；

X4＝X3/2＝7；

Base＝Base+X3＝13；

10＞Base+X4；

所以第四层编码为0，此层编码的精度为X4；

7＜10，则不再进行局域格栅化划分；

保存或输出得到的二进制编码为：0100；

同理，y轴方向的坐标68，得到编码为：1011；

所以得到的P的空间编码为：

X(16):0010；

Y(68):1011。

本发明还进一步提供了解码的方案，根据输出的二进制编码，将每层精度大小与每层对应赋值相乘后相加，获得所述临时变量

以前述编码(0010,1011)为例；

X＝X[1]*0+X[2]*0+X[3]*1+X[4]*0＝13；

Y＝X[1]*1+X[2]*0+X[3]*1+X[4]*1＝50+13+7＝70；

即解码后的坐标为(13,70)。

其中，本发明可以根据实际应用场景来选择划分层级。例如重庆市总面积82402平方公里，假设相当于287公里×287公里的正方形区域。若需要最小栅格精度为5c米的栅格，则需要进行划分23个层级，存储容量3字节。具体每层级精度参见下表：

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本发明采用分层二分法精度高，容量小，编码计算快速简单，且不同的任务可选用不同层级精度的编码(例如一个飞行速度较慢的无人机和超音速的导弹因为瞬时速率相差较大，前者可采用层级精度较高的编码位后者可用近似于自身瞬时速率的层级精度编码位)，并且可拓展性能强，编码经过拓展可用不同的形式表示，可根据处理的计算机性能的差别使用不同的形式进行传输，通过拓展后的编码安全性得到增强，并且其本身就具有一定的加密作用。本发明减少了目前无人机产生了一些不必要的传输和存储的过程，并能适用了不同的区域和任务，提高了无人机飞控和地面管控站的容量利用率和协议安全性。

本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述任一项所述方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一项所述的方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。