美团内部讲座｜北航全权：一种城市空中移动性管理分布式控制框架( 四 )

最后是综合法，形态学骨架法适合密集的地图，而三角法更适合稀疏的地图，综合法兼顾密集与稀疏两种情况，通过半自动的方式建成航路网。

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形态学骨架法的实现过程如下图所示，首先是骨架提取，有些同学可能会问为什么骨架提取之后会产生这些变量，这是是因为我们要保证提取出来的骨架距离两边黑色危险区的距离要大于一定的阈值，如果不满足的话，就要断开去除，之后再进行直线拟合。当然还要在里面加入一些目标点，与整个网络连接在一起。最后需要提取图的结构，把节点和边的关系按照图论的建模方式提取出来。

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三角剖分法就是通过费马点把这些节点连接在一起，有些边会穿过障碍物，我们再通过优化方法避开，最后形成一个网络。另外，我们可以将人口密度等因素等效为黑色禁飞区添加到地图中。通常在地图中， “1”表示有障碍物， “0”表示没有障碍物。我们在航路网建模中做了一个进一步的工作，用0～1之间的概率来表示，有些禁飞区比如墙等是绝对不能飞进去的，但是有些区域人口稀疏一些，就不适合用“1”来表示，这种情况下可以使用0.4、0.5这样的概率来表示。我们希望能够通过这种方式来构建航路网，这在下图中没有体现。

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综合法就是在下图这种情况下，我们在障碍物密集区内部使用形态学骨架法来做，在外部稀疏区使用费马点来做，最后把它们联立成网络。有时候我自己的学生会问我，什么叫密集的，什么叫稀疏的？我觉得不要考虑这个问题，自己来判断，因为航路网建模不是一定要完全自动化的过程，而且一旦建成之后以后就不需要改变了，所以在建模的过程中需要人为的去确定每个区域的航路网是什么形状。这样就能很好的兼顾上述两种方法，最终形成不同的航路网。

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下图是航道的抽象结构示意图，航道内部我们参考了目前的高速公路，中间有一个隔离带，这个隔离带就是我们前面提到的两架飞行器之间的安全距离，它可以是双向的。

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另一方面，航路网的节点也有结构，如下图所示，我们一般是以圆柱形结构。节点有多个航道相接，需要考虑不同航道的飞行器不能间隔太近，因此需要增加节点的半径，确保不同航道的飞行器间隔足够远。

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航路网有抽象的结构，内部也有具体的结构，通过一些约束条件，确保不同飞行器在任何情况下都能大于安全距离，这就让我们知道怎样去设计整个航路网。
3.1.2 无人机模型
我们需要对无人机发出指令，这就需要有一定的标准的接口，接口我们有一些模态比如断电模态、等待授权模态、预位模态、飞行模态、避障模态、迫降模态给无人机发指令，这样的话，无人机就相当于被我们的交通控制系统控制了。这个接口我们目前还不是那么标准，我希望最终我们能有一套空中交通系统的标准。