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空天快响算法库

• V1.0 - 2025/03/24: 添加北斗编码模块, 目标区域网格模块， 无人机任务规划模块

北斗编码 ktkx.beidou

• GBT+39409-2020 北斗网格位置码, 实现非两级区域10级网格编解码, 两级区域3级网格编解码, 全区域10级高度码

  网格层级	网格码长度	网格大小	高度码长度	网格高度	总长度
  1	4	6\degree\times4\degree	3	445.28km	7
  2	6	55.66km\times55.66km	4	55.66km	10
  3	7	27.83km\times18.55km	5	27.83km	12
  4	9	1.85km\times1.85km	6	1.85km	15
  5	11	123.69m\times123.69m	7	123.69m	18
  6	12	61.84m\times61.84m	8	61.84m	20
  7	14	7.73m\times7.73m	9	7.73m	23
  8	16	0.97m\times0.97m	10	0.97m	26
  9	18	12cm\times12cm	11	12.1cm	29
  10	20	1.5cm\times1.5cm	12	1.5cm	32

• V1.0 - 2025/03/24:

  • 新增:
    • 实现非两级区域10级网格编解码, 两级区域3级网格编解码
    • 全区域10级高度码

北斗区域网格码 ktkx.beidou.LocationCode

编码 ktkx.beidou.LocationCode.to_code()

• Args:
   lon(SupportsFloat): 经度(deg), Range: [-180, 180]
   lat(SupportsFloat): 纬度(deg), Range: [-90, 90]
   alt(SupportsFloat): 高程(m), Range: [-6378137, inf], Defaults: None
   level(int): 网格层级, Range: [1, 10], Defaults: 10
   dimension(int): 网格维度, Range: 2 or 3, Defaults: 2

• Returns:
   str: 二/三维网格码

解码 ktkx.beidou.LocationCode.to_coordinate()

• Args:
   code(str): 二/三维网格码  dimension(int): 网格码维度, Range: 2 or 3, Defaults: 2

• Returns:
   NDArray:
    NDArray[float, float]: 经度(deg), 纬度(deg)
    NDArray[float, float, float]: 经度(deg), 纬度(deg), 高程(m)

区域 ktkx.region

• 将二维区域目标按照指定的网格层级进行离散化, 储存区域和网格信息

• V1.0 - 2025/03/24:

  • 新增:
    • 将二维区域目标按照指定的网格层级进行离散化
  • 待解决:
    • 由于进程竞争锁, 并行计算速度远低于但进程计算, 后续用Cyhton进行并行计算
    • 点和线目标的区域类

区域类 ktkx.region.Region

初始化区域 ktkx.region.Region()

• Args:
   coordinates(List[Tuple[float, float]]): 区域顶点经纬度坐标(deg)
   level(int): 北斗网格层级
   workers(int): 并行数量

区域离散化层级 ktkx.region.Region.level: int

区域多边形 ktkx.region.Region.polygon: Polygon

网格数组 ktkx.region.Region.grid_array: NDArray

网格位置码数组 ktkx.region.Region.grid_code_array: NDArray

网格中心数组 ktkx.region.Region.grid_center_array: NDArray

网格面积数组 ktkx.region.Region.grid_area_array: NDArray

网格 ktkx.region.Grid

初始化网格 ktkx.region.Grid()

• Args:
   code(str): 北斗二维地理网格码
   center(NDArray): 网格中心点, Defaults: None
   full_grid(bool): 网格是否完整, Defaults: True
   polygon(Polygon): 网格多边形, Defaults: None

• Examples:

  • 创建完整网格

  Grid(code = code)

  • 创建不完整网格

  Grid(code = code, polygon = polygon, full_grid = False)

网格码 ktkx.region.Grid.code: str

网格层级 ktkx.region.Grid.level: int

网格经度差 ktkx.region.Grid.delta_lon: float

网格纬度差 ktkx.region.Grid.delta_lat: float

网格中心 ktkx.region.Grid.center: NDArray

网格多边形 ktkx.region.Grid.polygon: Polygon

网格是否完整 ktkx.region.Grid.full_grid: bool

无人机 ktkx.uav

• 考虑无人机的续航约束, 对无人机的区域推扫任务进行航线规划

• V1.0 - 2025/03/24:

  • 新增:
    • 实现无人机类, 包含无人机开始结束位置, 无人机续航约束
    • 使用贪心算法对进行任务规划首层网格规划
    • 使用ortools中启发式算法进行优化
  • 待实现
    • 距离矩阵并行计算
    • 网格内任务规划
    • 多目标任务规划

无人机类 ktkx.uav.Uav

初始化无人机 ktkx.uav.Uav()

• Args:
   id(int): 无人机ID
   start_coordinate(NDArray): 无人机起始经纬度坐标(deg)
   end_coordinate(NDArray): 无人机结束经纬度坐标(deg)
   endurance(SupportsFloat): 无人机续航里程(m)

无人机ID ktkx.uav.Uav.id (int)

起始坐标 ktkx.uav.Uav.start_coordinate: NDArray

起始网格码 ktkx.uav.Uav.start_code: str

结束坐标 ktkx.uav.Uav.end_coordinate: NDArray

结束网格码 ktkx.uav.Uav.end_code: str

续航里程 ktkx.uav.Uav.endurance: SupportsFloat

无人机任务规划类 ktkx.uav.UavPlanning

初始化任务规划 ktkx.uav.UavPlanning()

• Args:
   region(ktkx.region.Region): 目标区域
   uav_list(list[ktkx.uav.Uav]): 无人机列表

规划初始解 ktkx.uav.UavPlanning.init_solve

• Returns:
   list[list[int]]: 无人机节点规划结果
    list(i): 第i架无人机规划结果
     list(i)(j): 第i架无人机经过的第j个节点

规划优化解 ktkx.uav.UavPlanning.solve

• Args:
   time(SupportsFloat): 最长优化时间