CN1995917B - 一种电子地图俯视角度显示控制方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于导航领域，提供了一种电子地图俯视角度显示控制方法、装置及设备，所述方法包括以下步骤：接收电子地图俯视角度切换指令；根据所述俯视角度切换指令指定的俯视角度、该俯视角度对应的透视投影计算函数，以及当前路网周边设施的位置数据和三维数据，生成对应的局部区域的三维导航图像；存储所述三维导航图像在缓冲区中；以导航系统所在硬件的固有频率显示所述三维导航图像。在本发明中，根据不同俯视角度生成路网和路网周边设施的三维导航图像，突破了传统地图的二维显示的局限，增强了导航系统的导航效果，使得用户可以从不同俯视角度察看电子地图，满足了用户多角度观察导航图像的需求。
Description
技术领域
本发明属于导航领域，尤其涉及一种电子地图俯视角度显示控制方法、装置及设备。
背景技术
全球定位系统(Global Positioning System，GPS)利用导航卫星进行定时、定位和测距，能在全世界范围内实现全天候、全方位连续为海上、陆地和空中的用户提供实时高精度的三维空间、速度和时间信息。该系统主要由三部分组成，即空间部分、地面控制部分和用户装置部分。空间部分由24颗卫星组成，分布在6个道平面上。地面控制部分由负责管理、协调整个地面控制系统的工作的主控站、在主控站的控制下，向卫星注入寻电文的地面天线、作为数据自动收集中心的监测站和通讯辅助系统组成。用户装置部分主要由GPS接收机和卫星天线组成。GPS接收机根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型，根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。
目前，GPS系统已经广泛应用于车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等陆地应用，远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等海洋应用，以及飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等航空航天应用中。
在车载导航中，用户使用的GPS导航设备可以是个人数字助理(PersonalDigital Assistant，PDA)、移动终端、MP3、MP4、电子腕式设备以及各类微型电子仪表等电子设备，设备中安装有GPS导航系统。在导航时，系统根据用户选择的出发地、目的地、经由地、回避地按相应的导航路径规划原则，例如高速公路优先、最短时间原则、最短距离原则等计算出一条导航路径。在车辆行驶过程中，系统根据设备上的GPS接收器接收到的GPS信号，确定导航对象当前所处的位置、移动方向、速度等，结合为用户计算的导航路径，根据系统电子地图数据库对用户进行导航。
在当前应用的GPS导航系统的图形化显示中，通常用垂直俯视图的形式显示电子地图，其传统二维纸质地图应用的突破没有显现出来，尤其是随着生活中三维技术的发展，用户希望获得三维地图显示，从而在GPS导航设备的显示屏上从不同的角度观察电子地图。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种电子地图俯视角度显示控制方法，旨在解决现有GPS导航系统中采用垂直俯视图的形式显示电子地图，用户无法从不同的多角度观察电子地图的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种电子地图俯视角度显示控制方法，所述方法包括以下步骤：
预先存储电子地图在不同俯视角度下的投影计算函数集合，以及路网周边设施的位置数据和三维数据；
接收电子地图俯视角度切换指令；
根据所述俯视角度切换指令指定的俯视角度、该俯视角度对应的透视投影计算函数，以及当前路网周边设施的位置数据和三维数据，生成对应的局部区域的三维导航图像；
存储所述三维导航图像在缓冲区中；
以导航系统所在硬件的固有频率显示所述三维导航图像。
本发明实施例的另一目的在于提供一种电子地图俯视角度显示控制装置，所述装置包括：
电子地图数据库，用于存储电子地图在不同俯视角度下的透视投影计算函数集合，以及路网周边设施的位置数据和三维数据；
俯视角度切换指令接收模块，用于接收电子地图俯视角度切换指令；
导航图像生成模块，用于根据所述俯视角度切换指令指定的俯视角度、该俯视角度对应的透视投影计算函数，以及当前路网周边设施的位置数据和三维数据，生成对应的局部区域的三维导航图像；以及
导航图像显示模块，用于存储所述三维导航图像在缓冲区中，并以导航系统所在硬件的固有频率显示所述三维导航图像。
本发明实施例的另一目的在于提供一种GPS导航设备，所述导航设备包括一电子地图俯视角度显示控制装置，所述装置包括：
电子地图数据库，用于存储电子地图在不同俯视角度下的透视投影计算函数集合，以及路网周边设施的位置数据和三维数据；
俯视角度切换指令接收模块，用于接收电子地图俯视角度切换指令；
导航图像生成模块，用于根据所述俯视角度切换指令指定的俯视角度、该俯视角度对应的透视投影计算函数，以及当前路网周边设施的位置数据和三维数据，生成对应的局部区域的三维导航图像；以及
导航图像显示模块，用于存储所述三维导航图像在缓冲区中，并以导航系统所在硬件的固有频率显示所述三维导航图像。
在本发明实施例中，根据不同俯视角度下的透视投影计算函数以及路网、路网周边设施的位置数据和三维数据生成路网和路网周边设施的三维导航图像，突破了传统地图的二维显示的局限，增强了导航系统的导航效果，使得用户可以从不同俯视角度察看电子地图，满足了用户多角度观察导航图像的需求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的导航模式下电子地图俯视角度显示控制方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的浏览模式下电子地图俯视角度显示控制方法的实现流程图；
图3是本发明实施例提供的导航模式下电子地图俯视角度显示控制装置的结构图；
图4是本发明实施例提供的浏览模式下电子地图俯视角度显示控制装置的 结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例通过电子地图在不同俯视角度下的透视投影计算函数集合，根据不同俯视角度下的透视投影计算函数以及路网、路网周边设施的位置数据和三维数据，生成具有三维效果的导航图像。
在本发明实施例中，配置与各俯视角度对应的透视投影计算函数集合。在不同俯视角度下，电子地图路网上各点以及路网周边设施立体线段(长、宽、高，立体线段数据从电子地图数据库获取)有着不同的空间坐标值(x，y，z)。而经过某俯视角度下的透视投影计算函数集合中与各形态立体线段相对应的透视投影计算函数处理后，空间坐标值转换为有三维效果的平面坐标值(x，y)。这些路网上的点组合成了具有三维效果的平面路网线段，路网周边设施立体线段上的点组合成了具有三维效果的平面线段，进一步组合成具有三维效果的平面路网周边设施图形。
同时，还在电子地图图像上附加通过同一个透视投影计算函数计算出的网格线，直角相交的网格线用同一俯视角度下的透视投影计算函数集合中与直角相交的网格线相对应的透视投影计算函数进行计算，通过转换后有三维效果的平面网格线中纵向及横向平行线间距近宽远窄的形态，进一步保证了三维俯视的视觉效果。这样在每一个俯视角下都存在一套与之对应的路网、路网周边设施以及网格线透视投影计算函数，将三维俯视效果透视投影并绘制在二维平面上，形成风格各异的电子地图。
图1示出了本发明实施例提供的在导航模式下，电子地图俯视角度显示控制方法的实现流程，详述如下：
在步骤S101中，接收电子地图显示俯视角度切换指令。在该步骤中，用户可以根据需要输入需要电子地图显示的相应俯视角度切换指令。
在步骤S102中，根据当前比例尺及导航对象当前所处的位置、移动方向、速度等数值计算出在导航系统所在硬件的固有显示频率下，随导航对象移动而平滑显示的图像内容，例如各个图像所包含的路网信息、路网周边设施信息以及网格线信息。
在实际导航过程中，导航对象当前所在的位置、移动方向及速度信息根据接收到的GPS信号判断。在模拟导航过程中，导航对象当前所在的位置、移动方向及速度信息根据用户设定的导航对象的移动速度、导航对象的出发时间和当前时间判断。
在步骤S103中，用于根据所述计算出的图像内容所包含的电子地图局部区域内的路网数据，路网周边设施的位置数据和三维数据，为了增强三维视觉效果，并覆盖上网格线，经接收到的俯视角度切换指令指定的俯视角度对应的透视投影计算函数，计算并生成与之对应的局部区域的三维导航图像。为了保证导航图像的无缝连续显示，将导航图像存储在缓冲区中。
在步骤S104中，将暂存在缓冲区中的临次三维导航图像以导航系统所在硬件的固有显示频率无缝连续显示图片动画，与硬件显示设备配合，达到导航图像随导航对象移动过程中三维电子地图不断随俯视角度平滑变化的效果。
图2示出了本发明实施例提供的在浏览模式下，电子地图俯视角度显示控制方法的实现流程，详述如下：
在步骤S201中，接收电子地图显示俯视角度切换指令。
在步骤S202中，根据当前比例尺及当前点的位置信息、当前点所处电子地图的局部区域以及周边相邻局部区域所包含的路网数据，路网周边设施的位置数据和三维数据，为了增强三维视觉效果，并覆盖上网格线，，经接收到的俯视角度切换指令指定的俯视角度对应透视投影计算函数，分别计算并生成与之对应的局部区域三维导航图像。为了保证导航图像的无缝连续显示，将导航图像 存储在缓冲区中。
其中，周边相临局部区域的图像的数量取决于缓冲区的容量，如容量大则生成的周边相临局部区域图像就多，容量小生成的周边相临局部区域图像就少。
在步骤S203中，将暂存在缓冲区中的临次三维导航图像以导航系统所在硬件的固有显示频率无缝连续显示图片动画，与硬件显示设备配合达到导航图像随导航对象移动过程中三维电子地图不断随俯视角度平滑变化的效果。
图3示出了本发明实施例提供的在导航模式下，电子地图俯视角度显示控制装置的结构，为了便于描述，仅示出了与本发明相关的部分。该电子地图俯视角度显示控制装置可以是内置于GPS导航设备中的软件单元、硬件单元或者软硬件相结合的单元。
电子地图数据库31中存储了电子地图在不同俯视角度下的透视投影计算函数集合，以及路网周边设施的位置数据和三维数据，为了增强三维视觉效果，还包括与不同俯视角度对应的网格线的透视投影计算函数。
俯视角度切换指令接收模块32接收到俯视角度切换指令后，导航图像内容计算模块33根据当前比例尺及导航对象当前所处的位置、移动方向和速度，计算导航系统所在硬件的固有显示频率下，随导航对象移动而平滑显示的图像内容。
在实际导航过程中，导航对象当前所在的位置、移动方向及速度信息由导航信息判断模块34根据接收到的GPS信号判断。在模拟导航过程中，导航对象当前所在的位置、移动方向及速度信息由模拟导航控制模块35根据用户设定的导航对象的移动速度、导航对象的出发时间和当前时间判断。
导航模式图像计算处理模块36根据导航图像内容计算模块33计算出的图像内容所包含的电子地图局部区域内的路网数据，路网周边设施的位置数据和三维数据，为了增强三维视觉效果，并覆盖上网格线，经接收到的俯视角度切换指令指定的俯视角度对应透视投影计算函数，计算并生成与之对应的局部区域的三维导航图像。为了保证导航图像的无缝连续显示，将导航图像存储在缓 冲区中。
导航图像显示模块37将暂存在缓冲区中的临次三维导航图像以导航系统所在硬件的固有显示频率无缝连续显示图片动画，与硬件显示设备配合，达到导航图像随导航对象移动过程中三维电子地图不断随俯视角度平滑变化的效果。
图4示出了本发明实施例提供的在浏览模式下，电子地图俯视角度显示控制装置的结构，为了便于描述，仅示出了与本发明相关的部分。该电子地图俯视角度显示控制装置可以是内置于GPS导航设备中的软件单元、硬件单元或者软硬件相结合的单元。
电子地图数据库31中存储了电子地图在不同俯视角度下的透视投影计算函数集合，以及路网周边设施的位置数据和三维数据，为了增强三维视觉效果，还包括与不同俯视角度对应的网格线的透视投影计算函数。
俯视角度切换指令接收模块32接收到俯视角度切换指令后，浏览模式图像计算处理模块41根据当前比例尺及当前点的位置信息、当前点所处电子地图的局部区域以及周边相邻局部区域所包含的路网数据，路网周边设施的位置数据和三维数据，为了增强三维视觉效果，并覆盖上网格线，经接收到的俯视角度切换指令指定的俯视角度对应透视投影计算函数，分别计算并生成与之对应的局部区域三维导航图像。为了保证导航图像的无缝连续显示，将导航图像存储在缓冲区中。
导航图像显示模块37将暂存在缓冲区中的临次三维导航图像以导航系统所在硬件的固有显示频率无缝连续显示图片动画，与硬件显示设备配合，达到导航图像随导航对象移动过程中三维电子地图不断随俯视角度平滑变化的效果。
由上可知，在本发明实施例中，根据不同俯视角度下的透视投影计算函数以及路网、路网周边设施的位置数据和三维数据可以在导航模式或者浏览模式下生成路网和路网周边设施具有三维效果的导航图像，突破了传统地图的二维 显示的局限，增强了导航系统的导航效果，使得用户可以从不同俯视角度察看电子地图。同时，通过对网格线的三维效果处理，更进一步增强了电子地图的三维显示效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种电子地图俯视角度显示控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
预先存储电子地图在不同俯视角度下的投影计算函数集合，以及路网周边设施的位置数据和三维数据；
接收电子地图俯视角度切换指令；
根据所述俯视角度切换指令指定的俯视角度、该俯视角度对应的透视投影计算函数，以及当前路网周边设施的位置数据和三维数据，生成对应的局部区域的三维导航图像；
存储所述三维导航图像在缓冲区中；
以导航系统所在硬件的固有频率显示所述三维导航图像。
2.如权利要求1所述的电子地图俯视角度显示控制方法，其特征在于，所述根据所述俯视角度切换指令指定的俯视角度、该俯视角度对应的透视投影计算函数，以及当前路网周边设施的位置数据和三维数据，生成对应的局部区域三维导航图像的步骤具体包括：
根据当前比例尺及导航对象当前所处的位置、移动方向和速度信息，计算导航系统所在硬件的固有显示频率下，随导航对象移动而平滑显示的图像内容；
根据所述计算出的图像内容所包含的电子地图局部区域内的路网数据，路网周边设施的位置数据和三维数据，经接收到的俯视角度切换指令指定的俯视角度对应的透视投影计算函数，计算并生成与之对应的局部区域的三维导航图像。
3.如权利要求1所述的电子地图俯视角度显示控制方法，其特征在于，所述根据所述俯视角度切换指令指定的俯视角度、该俯视角度对应的透视投影计算函数，以及当前路网周边设施的位置数据和三维数据，生成对应的局部区域三维导航图像的步骤具体包括：
根据当前比例尺及当前点的位置信息、当前点所处电子地图的局部区域以及周边相邻局部区域所包含的路网数据，路网周边设施的位置数据和三维数据，经接收到的俯视角度切换指令指定的俯视角度对应的透视投影计算函数，分别 计算并生成与之对应的局部区域三维导航图像。
4.如权利要求1、2或3所述的电子地图俯视角度显示控制方法，其特征在于，所述俯视角度对应的透视投影计算函数还包括与当前俯视角度对应的网格线的透视投影计算函数。
5.一种电子地图俯视角度显示控制装置，其特征在于，所述装置包括：
电子地图数据库，用于存储电子地图在不同俯视角度下的透视投影计算函数集合，以及路网周边设施的位置数据和三维数据；
俯视角度切换指令接收模块，用于接收电子地图俯视角度切换指令；
导航图像生成模块，用于根据所述俯视角度切换指令指定的俯视角度、该俯视角度对应的透视投影计算函数，以及当前路网周边设施的位置数据和三维数据，生成对应的局部区域的三维导航图像；以及
导航图像显示模块，用于存储所述三维导航图像在缓冲区中，并以导航系统所在硬件的固有频率显示所述三维导航图像。
6.如权利要求5所述的电子地图俯视角度显示控制装置，其特征在于，所述导航图像生成模块进一步包括：
导航图像内容计算模块，用于根据当前比例尺及导航对象当前所处的位置、移动方向和速度，计算导航系统所在硬件的固有显示频率下，随导航对象移动而平滑显示的图像内容；以及
导航模式图像计算处理模块，用于根据所述计算出的图像内容所包含的电子地图局部区域内的路网数据，路网周边设施的位置数据和三维数据，经接收到的俯视角度切换指令指定的俯视角度对应的透视投影计算函数，计算并生成与之对应的局部区域的三维导航图像。
7.如权利要求5所述的电子地图俯视角度显示控制装置，其特征在于，所述导航图像生成模块进一步包括：
浏览模式图像计算处理模块，用于根据当前比例尺及当前点的位置信息、当前点所处电子地图的局部区域以及周边相邻局部区域所包含的路网数据，路 网周边设施的位置数据和三维数据，经接收到的俯视角度切换指令指定的俯视角度对应的透视投影计算函数，分别计算并生成与之对应的局部区域三维导航图像。
8.如权利要求5、6或7所述的电子地图俯视角度显示控制装置，其特征在于，所述俯视角度对应的透视投影计算函数还包括与当前俯视角度对应的网格线的透视投影计算函数。
9.一种GPS导航设备，其特征在于，所述导航设备包括一电子地图俯视角度显示控制装置，所述装置包括：
电子地图数据库，用于存储电子地图在不同俯视角度下的透视投影计算函数集合，以及路网周边设施的位置数据和三维数据；
俯视角度切换指令接收模块，用于接收电子地图俯视角度切换指令；
导航图像生成模块，用于根据所述俯视角度切换指令指定的俯视角度、该俯视角度对应的透视投影计算函数，以及当前路网周边设施的位置数据和三维数据，生成对应的局部区域的三维导航图像；以及
导航图像显示模块，用于存储所述三维导航图像在缓冲区中，并以导航系统所在硬件的固有频率显示所述三维导航图像。
10.如权利要求9所述的GPS导航设备，其特征在于，所述导航图像生成模块进一步包括：
导航图像内容计算模块，用于根据当前比例尺及导航对象当前所处的位置、移动方向和速度，计算导航系统所在硬件的固有显示频率下，随导航对象移动而平滑显示的图像内容；以及
导航模式图像计算处理模块，用于根据所述计算出的图像内容所包含的电子地图局部区域内的路网数据，路网周边设施的位置数据和三维数据，经接收到的俯视角度切换指令指定的俯视角度对应的透视投影计算函数，计算并生成与之对应的局部区域的三维导航图像。
11.如权利要求9所述的GPS导航设备，其特征在于，所述导航图像生成 模块进一步包括：
浏览模式图像计算处理模块，用于根据当前比例尺及当前点的位置信息、当前点所处电子地图的局部区域以及周边相邻局部区域所包含的路网数据，路网周边设施的位置数据和三维数据，经接收到的俯视角度切换指令指定的俯视角度对应的透视投影计算函数，分别计算并生成与之对应的局部区域三维导航图像。
12.如权利要求9、10或11所述的GPS导航设备，其特征在于，所述俯视角度对应的透视投影计算函数还包括与当前俯视角度对应的网格线的透视投影计算函数。
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