CN101122464A - 一种gps导航系统中道路显示方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于导航领域，提供了一种GPS导航系统中道路显示方法、装置及设备，所述方法包括以下步骤：获取电子地图数据库中各道路的记录点，确定各记录点在屏幕中三维显示的位置，并将各道路记录点连成线段；以所述线段作为道路中心线，计算所述线段上各像素点对应道路显示宽度；获取所述线段上各像素点的填色方向；根据计算出的线段上的每个像素点对应道路显示宽度和填色方向，以该像素点为中心在两侧进行像素点填色；将对所述像素点填色后的道路图像显示。本发明解决了现有技术中在GPS导航系统中的道路不能根据远近的不同配合道路自身形状达成远窄近宽的三维显示效果的问题。

Description

一种GPS导航系统中道路显示方法、装置及设备

技术领域

本发明属于导航领域，尤其涉及一种GPS导航系统中道路显示方法、装置及设备。

背景技术

现有技术中，GPS导航系统通常使用的三维道路显示方法是通过获取电子地图数据库中各道路记录点，并确定屏幕显示区域后，根据事先设定与各俯视角度对应的透视投影计算函数，按设定的俯视角度进行坐标变换，得到三维显示模式下各记录点在屏幕中的显示位置，再直接根据对应的道路宽度绘制道路并显示。

这种三维道路显示方式虽然有一定三维俯视的视觉效果，但无法贴切展现真实世界中道路远窄近宽、远小近大的视觉规律，使图像失真。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种GPS导航系统中道路显示方法，旨在解决现有技术中在GPS导航系统中的道路不能根据远近的不同配合道路自身形状达成远窄近宽的三维显示效果的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种GPS导航系统中道路显示方法，所述方法包括以下步骤：

获取电子地图数据库中各道路的记录点，确定各记录点在屏幕中三维显示的位置，并将各道路记录点连成线段；

以所述线段作为道路中心线，计算获取所述线段上各像素点对应道路显示宽度；

获取所述线段上各像素点的填色方向；

根据计算出的线段上的每个像素点对应道路显示宽度和填色方向，以该像素点为中心在两侧按显示宽度进行像素点填色；

将对所述像素点填色后的道路图像显示。

本发明实施例的另一目的在于提供一种GPS导航系统中道路显示装置，所述装置包括：

记录点处理模块，用于在获取电子地图数据库中各道路的记录点，确定各记录点在屏幕中三维显示的位置，并将各道路记录点连成线段；

道路显示宽度计算模块，用于以该线段作为道路中心线，计算获取所述线段上各像素点所在的道路显示宽度；

道路填色方向计算模块，用于获取所述线段上各像素点的填色方向；

像素点处理模块，用于根据计算出的线段上的每个像素点对应道路显示宽度和填色方向以该像素点为中心在两侧按显示宽度进行像素点填色；以及

道路图像显示模块，用于将对所述像素点填色后的道路图像显示。

本发明实施例的又一目的在于提供一种GPS导航设备，所述设备进一步包括一道路显示装置，所述装置包括：

记录点处理模块，用于在获取电子地图数据库中各道路的记录点，确定各记录点在屏幕中三维显示的位置，并将各道路记录点连成线段；

道路显示宽度计算模块，用于以该线段作为道路中心线，计算获取所述线段上各像素点所在的道路显示宽度；

道路填色方向计算模块，用于获取所述线段上各像素点的填色方向；

像素点处理模块，用于根据计算出的线段上的每个像素点对应道路显示宽度和填色方向以该像素点为中心在两侧按显示宽度进行像素点填色；以及

道路图像显示模块，用于将对所述像素点填色后的道路图像显示。

本发明实施例通过将获取的各道路记录点连成线段，并计算该线段上每个像素点对应道路的显示宽度，获取所述线段上各像素点的填色方向，根据每个像素点对应道路的显示宽度和填色方向，以该像素点为中心在两侧按显示宽度进行像素点填色，并显示道路图像，解决了现有技术中在GPS导航系统中的道路不能根据远近的不同配合道路自身形状达成远窄近宽的三维显示效果的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的GPS导航系统中道路显示方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的道路的记录点连成线段的示意图；

图3是本发明实施例提供的GPS导航设备的结构图。

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。

本发明实施例通过将获取的各道路记录点连成线段，并计算获取该线段上每个像素点对应道路的显示宽度，获取所述线段上各像素点的填色方向，根据每个像素点对应道路的显示宽度和填色方向，以该像素点为中心在两侧进行像素点填色，并显示道路图像，实现了在二维平面上产生了三维空间感和物体的立体感。

图1示出了本发明实施例提供的GPS导航系统中道路显示方法的流程，详述如下。

在步骤S101中，获取电子地图数据库中各道路的记录点。

在具体实施过程中，在使用GPS导航系统时，首先调用电子地图数据库中数据，根据用户输入的比例尺以及各条道路级别从各道路宽度列表中获取各条道路的对应宽度，以道路宽度列表中对应的数值作为各条道路在屏幕视平线处显示宽度，并获取电子地图数据库中各道路的记录点。

在步骤S102中，根据屏幕显示的地图区域、用户输入的比例尺以及屏幕分辨率通过坐标变换确定获取的记录点在屏幕上的三维显示位置。

在具体实施过程中，当在导航模式下时，导航对象选定需要显示的位置为导航对象当前所在的位置，由于在导航模式下时，导航对象当前所在的位置不断改变，从而显示给导航对象的电子地图需要不断的更新和重绘。

为了使显示给导航对象的电子地图在随导航对象移动过程中达到平滑连贯的显示效果，首先根据导航对象选定的当前比例尺、导航对象当前所处的位置、移动方向和移动速度以及导航对象当前所在位置对应的电子地图的局部区域以及周边相邻局部区域信息，计算导航系统所在硬件的固有显示频率下，随导航对象移动而显示的电子地图的实际显示区域，同时根据导航设备的屏幕大小确定电子地图的画面大小，根据电子地图的实际显示区域和电子地图的画面大小确定电子地图的显示区域。

当然，为了使显示给导航对象的电子地图更加平滑和连贯，将确定的电子地图的显示区域存储至缓冲区。

在实际导航时，导航对象的位置、移动方向和移动速度是根据导航系统中的GPS信号接收器接收到的GPS信号判断出的；在模拟导航时，导航对象的移动方向和移动速度由导航对象预先设定，再根据导航对象的移动方向和移动速度判断导航对象的位置。

在浏览模式下，导航对象选定需要显示的位置为导航对象浏览的当前位置，根据导航对象选定的当前比例尺、导航对象浏览的当前位置信息、导航对象浏览的当前位置所处电子地图的局部区域以及周边相邻局部区域信息，确定与之对应的电子地图的显示区域。

为了使显示给导航对象的电子地图更加平滑和连贯，将确定的电子地图的显示区域存储至缓冲区。其中所确定的电子地图的显示区域的大小与缓冲区的容量有关，缓冲区的容量越大，则确定的相邻局部区域的电子地图的显示区域的范围越大。

图2为本发明实施例提供的三维显示坐标系中道路的记录点连成线段的示意图，图中的C、D、E、F、G、H、I、J等均为记录点。

在步骤S103中，将获取的各道路记录点连成线段。

当然，在将各道路记录点连成线段时，采用单像素进行连接或者双像素进行连接，并以此线段构成的连线为道路中心线，但在最终形成的三维效果图中可不显示，如图2中CD、DE、EF、FG、GH、HI、IJ等线段。

在步骤S104中，计算线段上各像素点所在的道路显示宽度。

线段上每个像素点所在道路显示宽度与视平线处该道路显示宽度成比例关系，其比例和该像素点至消失点的垂直距离与视平线至消失点的垂直距离的比例相同。

根据电子地图中各道路宽度列表和道路级别获取当前比例尺下所述道路宽度为K个像素，则设定视平线处该道路显示宽度为K个像素，按照透视原理消失点处道路显示宽度为零。在具体实施过程中，以屏幕左下方为原点，设屏幕任意处C点的坐标为(x，y)，则该道路在C点的显示宽度为k(x，y)为：

$k(x,y)=\frac{K\·A{C}_1}{\mathrm{AB}}=\frac{K\·(\mathrm{AB}-y)}{\mathrm{AB}}$

其中，x、y分别为C点的横坐标和纵坐标，AC₁为A点到C₁点的距离，AB为A点到B点的距离，K为视平线处该道路显示宽度。

由于显示宽度为整数个像素，k(x，y)值四舍五入，k(x，y)∈(0，1)时取值为1。

在步骤S105中，获取该线段上像素点的填色方向。

作为本发明的实施例，在对线段上的像素点填色时，先计算该线段与显示屏幕水平线的夹角，然后可以采用以下两种方案确定线段上像素点的填色方向：

第一种是，当该线段与显示屏幕水平方向平行时，则填色方向为垂直方向，当该线段与显示屏幕水平方向不平行时，则填色方向为水平方向；

另一种是，在对相邻记录点之间的线段上的像素点填色时，按该线段的法线方向进行填色。

在步骤S106中，根据计算出的线段上的每个像素点对应道路显示宽度和填色方向以该像素点为中心在两侧按显示宽度进行像素点填色，在步骤S107中，显示道路图像。

这样，通过以上步骤，使得三维地图正确反映出原来景物之间的空间关系和立体形态，符合观察图片时各物体之影像间透视关系，实现了在二维平面上产生了三维空间感和物体的立体感，突破人眼的视觉感受达到特殊的艺术效果。

图3示出了本发明实施例提供的GPS导航设备的结构，包括电子地图数据库11以及道路显示装置12。

其中，记录点位置确定模块122获取电子地图中各道路的记录点，并确定获取的记录点在屏幕上三维显示的位置。记录点处理模块121将获取的各道路记录点连成线段。

当然，在具体实施过程中，在记录点位置确定模块122获取电子地图中各道路的记录点，根据屏幕显示的地图区域、用户输入的比例尺以及屏幕分辨率确定屏幕显示区域，再通过坐标变换确定获取的记录点在屏幕上的三维显示的位置。

在记录点处理模块121将获取的各道路记录点连成线段后，道路显示宽度计算模块123计算该线段上各像素点所在的道路显示宽度，具体的计算过程在前文已述，此处不再赘述。

道路填色方向计算模块124获取该线段上各像素点的填色方向。

作为本发明的实施例，对该线段上的像素点填色时，先计算该线段与显示屏幕水平线的夹角，然后可以采用两种方案确定线段上像素点的填色方向：

第一种是，当该线段与显示屏幕水平方向平行时，则填色方向为垂直方向，当该线段与显示屏幕水平方向不平行时，则填色方向为水平方向；

另一种是，在对相邻记录点之间的线段上的像素点填色时，按该线段的法线方向进行填色。

像素点处理模块125根据计算出的线段上的每个像素点对应道路显示宽度和填色方向以该像素点为中心在两侧按显示宽度进行像素点填色。

道路图像显示模块126将对像素点填色后的道路图像显示。

本发明实施例通过将获取的各道路记录点连成线段，并计算获取该线段上每个像素点对应道路的显示宽度和填色方向，根据每个像素点对应道路的显示宽度和填色方向，以该像素点为中心在两侧按显示宽度进行像素点填色，并显示道路图像，解决了现有技术中在GPS导航系统中的道路不能根据远近的不同配合道路自身形状达成远窄近宽的三维显示效果的问题。

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 (6)

1.一种GPS导航系统中道路显示方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取电子地图数据库中各道路的记录点，确定各记录点在屏幕中三维显示的位置，并将各道路记录点连成线段；

以所述线段作为道路中心线，计算所述线段上各像素点对应道路显示宽度；

获取所述线段上各像素点的填色方向；

根据计算出的线段上的每个像素点对应道路显示宽度和填色方向，以该像素点为中心在两侧进行像素点填色；

将对所述像素点填色后的道路图像显示。

2.如权利要求1所述的GPS导航系统中道路显示方法，其特征在于，在获取电子地图数据库中各道路的记录点后，所述方法进一步包括：

根据用户输入的比例尺、屏幕分辨率和屏幕显示地图的区域通过坐标变换确定所述记录点在屏幕上的三维显示的位置。

3.一种GPS导航系统中道路显示装置，其特征在于，所述装置包括：

记录点处理模块，用于在获取电子地图数据库中各道路的记录点，确定各记录点在显示屏幕中三维显示的位置，并将各道路记录点连成线段；

道路显示宽度计算模块，用于以该线段作为道路中心线，计算所述线段上各像素点所在的道路显示宽度；

道路填色方向计算模块，用于获取所述线段上各像素点的填色方向；

像素点处理模块，用于根据计算出的线段上的每个像素点对应道路显示宽度和填色方向以该像素点为中心在两侧进行像素点填色；以及

道路图像显示模块，用于将对所述像素点填色后的道路图像显示。

4.如权利要求3所述的GPS导航系统中道路显示装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

记录点位置确定模块，用于根据用户输入的比例尺、屏幕分辨率和屏幕显示地图区域通过坐标变换确定所述记录点在显示屏幕上的三维显示的位置。

5.一种GPS导航设备，包括电子地图数据库，其特征在于，所述设备进一步包括一道路显示装置，所述装置包括：

记录点处理模块，用于获取电子地图数据库中各道路的记录点，确定各记录点在屏幕中三维显示的位置，并将各道路记录点连成线段；

道路显示宽度计算模块，用于以该线段作为道路中心线，计算所述线段上各像素点所在的道路显示宽度；

道路填色方向计算模块，用于获取所述线段上各像素点的填色方向；

像素点处理模块，用于根据计算出的线段上的每个像素点对应道路显示宽度和填色方向以该像素点为中心在两侧进行像素点填色；以及

道路图像显示模块，用于将对所述像素点填色后的道路图像显示。

6.如权利要求5所述的GPS导航设备，其特征在于，所述装置进一步包括：

记录点位置确定模块，用于根据用户输入的比例尺、屏幕分辨率和屏幕显示地图区域通过坐标变换确定所述记录点在显示屏幕上的三维显示的位置。

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