CN102759353A - 导航装置、确定高度坐标的方法和生成数据库的方法 - Google Patents

导航装置、确定高度坐标的方法和生成数据库的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102759353A
CN102759353A CN2012101296598A CN201210129659A CN102759353A CN 102759353 A CN102759353 A CN 102759353A CN 2012101296598 A CN2012101296598 A CN 2012101296598A CN 201210129659 A CN201210129659 A CN 201210129659A CN 102759353 A CN102759353 A CN 102759353A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lattice cell
tin
segment
triangular surface
grid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012101296598A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102759353B (zh
Inventor
V.伊瓦诺夫
T.菲尔德鲍尔
A.普里雅克欣
P.库纳思
M.斯特拉森伯格-克莱西亚克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harman Becker Automotive Systems GmbH
Original Assignee
Harman Becker Automotive Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harman Becker Automotive Systems GmbH filed Critical Harman Becker Automotive Systems GmbH
Publication of CN102759353A publication Critical patent/CN102759353A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102759353B publication Critical patent/CN102759353B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/22—Indexing; Data structures therefor; Storage structures
    • G06F16/2228—Indexing structures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3863—Structures of map data
    • G01C21/3867—Geometry of map features, e.g. shape points, polygons or for simplified maps
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3863—Structures of map data
    • G01C21/387—Organisation of map data, e.g. version management or database structures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3863—Structures of map data
    • G01C21/387—Organisation of map data, e.g. version management or database structures
    • G01C21/3874—Structures specially adapted for data searching and retrieval
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3863—Structures of map data
    • G01C21/387—Organisation of map data, e.g. version management or database structures
    • G01C21/3881—Tile-based structures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/29—Geographical information databases
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/05—Geographic models
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation

Abstract

一种导航装置，其具有数据库，该数据库存储了分别用于拼图中图块的索引数据。该索引数据分别针对叠加到图块上的栅格中多个栅元中的每个栅元，包括用于与相应栅元至少部分重叠的不规则三角网的每个三角形表面(26-39)的标识符。该栅格中的多个栅元被定义成覆盖相应图块(25)。该导航装置的处理装置被配置成，使用该索引数据确定具有给定横向坐标的地图特征位于的三角形表面(26-39)，以便确定该地图特征的高度坐标。还描述了一种使用数据库确定高度坐标的方法，以及，一种生成该数据库的方法。

Description

导航装置、确定高度坐标的方法和生成数据库的方法
技术领域
本发明涉及导航装置中与高度信息的应用相关联的方法和装置。本发明尤其涉及导航装置、确定高度坐标的方法和生成数据的方法。本发明尤其涉及可用于将三维地形可视化的这种装置和方法，该三维地形包括定位在其上的地图特征。
背景技术
导航装置中日益广泛地使用了地形高度信息。在其中可能使用这样的高度信息的一个示范性领域是对三维地图的输出。可使用光学输出单元来输出电子地图。由于电子地图可以在较小的和/或便携的装置的屏幕上显示，所以它们具有多用途和紧凑的优点。三维(3D)地图，即，直观性的表达，对于使用者可能特别有价值，这归功于它们的识别质量较高。即，与传统的二维表达相比，在输出三维地图的情况下，可有利于对周围环境地区(诸如街道交叉口)的识别。
可在其中使用高度信息的另一个示范性领域包括导航应用或驾驶员辅助。例如，在路线搜索中使用的各种成本函数，例如燃料消耗成本，可能取决于将要通过的高度差异。高度信息使得在沿某路线旅行时所通过的高度差异能够被确定。高差对于燃料消耗或其它驾驶员辅助功能的影响可被考虑在内。
对于这些使用高度信息的许多应用，可能需要确定地图特征的高度坐标。例如，为了正确地定位地图特征(诸如道路路段、兴趣点或在三维地形图上的区域)，其高度坐标必须是已知的。
确保以正确的高度定位地图特征的一种方法是，针对每个这样的地图特征，在地图数据库中除了存储横向坐标(lateral coordinate)以外，还存储高度坐标。如果为地图特征仅存储了一个高度坐标，则针对显示地形时典型可用的各种不同的级别或分辨率，可能不能一致地显示该地图特征，这是缘于从一个级别到另一个级别的基础数字高程模型(digital elevation model)(DEM)的差异。就存储空间而言，针对每个级别都存储一个高度坐标是不可取的。
另一个方法是，基于DEM数据，使用地图特征的横向坐标确定其高度坐标。针对具有不规则三角网(TINs)形式的DEM数据，一旦具有给定横向坐标的地图特征所位于的三角形表面是已知的，则可容易的计算出高度坐标。但是，识别出正确的三角形表面，尤其是包括大量三角形表面的图块(tile)，可能包含繁重的运算量。
据此，需要以下这样的导航装置和方法，其在基于地图特征的横向坐标确定其高度坐标时，能够提高性能。
发明内容
通过在独立权利要求中叙述的导航装置和方法解决了这种需求。
依据一个方面，提供了导航装置。该导航装置具有数据库和被耦合到该数据库的处理装置。该数据库针对拼图(tiling)中的多个图块(tile)，分别存储了针对相应图块的索引数据和定义三维地表的至少一个不规则三角网TIN。该索引数据针对栅格的多个栅元(cell)中的每个栅元，分别包括用于与相应栅元至少部分重叠的每个三角形表面的标识符。栅格的多个栅元被定义成，覆盖相应图块。处理装置被配置成，基于位于该三维地表上的地图特征的横向坐标，确定该地图特征的高度坐标。为了这个目的，该处理装置被配置成，使用该索引数据，确定该地图特征所位于的至少一个TIN的三角形表面，以便确定高度坐标。
该数据库具有索引结构。使用索引数据，可以较低的运算量确定三角形表面的较小的子集，该地图特征可能潜在地位于其上。从而，可降低运行时确定高度坐标所需要的运算复杂度。
依据本领域的常规术语，“横向坐标”是指在垂直于重力矢量的正交方向上所测量出的坐标。
正如在此所使用的，如果三维三角形表面在图块上的投影与栅元重叠，则认为该三角形表面与该栅元“重叠”。即，在确定三角形表面是否与栅元重叠时，不考虑该三角形表面的高度信息。
这些栅元可以是矩形栅元，其具有与参照系的x和y坐标轴对齐的边，该地图特征的横向坐标是在该参照系中定义的。
处理装置可被配置成，基于该地图特征的横向坐标，确定出该地图特征位于的图块的栅元。处理装置可被配置成，使用该图块的索引数据，确定出至少一个TIN的三角形表面的子集，其与所确定出的栅元至少部分重叠。从而，可使用该索引结构，识别出该地图特征可能位于的所有候选的三角形表面。
该处理装置可被配置成，确立地图特征所位于的子集中的一个三角形表面。为了这个目的，处理装置可使用数学方式的程序。这样的“包括在”程序的示例对于技术人员来说是已知的。仅需要在候选三角形表面的子集上执行该程序，其平均起来将明显小于在图块上的三角形表面的总个数。该处理装置可被配置成，基于定义所确立的三角形表面的数据，计算该地图特征的高度坐标。
针对该拼图(tiling)中的至少一个图块，在整个图块上，这些栅元的尺寸可能不同。即，在一个图块之内，栅格可能包括具有不同尺寸的栅元。从而，可将TIN的三角形表面的不同尺寸计算在内。在三角形表面大体上较小的图块的区域中，可使用较小的栅元。
对于拼图中的所有图块，该多个栅元可分别被定义成，使得与该多个栅元中任意一个相重叠的三角形表面的数目受预定义的上限限制。这可通过适当地选择栅元尺寸获得，在每单位面积上具有更多个三角形表面的区域中，栅元尺寸更小。因此，在查询索引数据时，可限定所返回的候选三角形表面的最大个数。
该导航装置可包括光学输出单元。处理装置可被耦合到光学输出单元上，并可被配置成控制该光学输出单元，在对应于所确定高度坐标的高度处，输出地图特征。
如果就地图特征具有多对横向坐标意义而言延伸地图特征，则可使用该索引结构分别确定多个三角形表面。
该地图特征可以是道路路段、兴趣点、某区域，或者，可被定位在三维地形上的任意其它特征。
依据另一个方面，提供了数据库。该数据库针对拼图的多个图块，分别存储了用于相应图块的索引数据和定义了三维地表的至少一个不规则三角网TIN。该索引数据针对栅格中多个栅元中的每个栅元，分别包括用于与相应栅元至少部分重叠的每个三角形表面的标识符。该栅格的多个栅元被定义成覆盖相应图块。
依据另一个方面，提供了基于横向坐标确定地图特征高度坐标的方法。数据库被用来确定该高度坐标。该数据库针对拼图的多个图块，分别存储了用于相应图块的索引数据，以及定义出三维地表的至少一个不规则三角网TIN。该索引数据针对栅格的多个栅元中的每一个栅元，分别包括用于与相应栅元至少部分重叠的每个三角形表面的标识符。在该方法中，访问索引数据，以基于横向坐标，建立地图特征位于其上的至少一个TIN的三角形表面。基于这些横向坐标和定义出所建立的三角形表面的数据，确定该地图特征的高度坐标。
确定高度坐标的方法的实施例可对应于具有相应作用的导航装置的实施例。
依据另一个方面，提供了生成用于导航装置的数据库的方法。该方法包括以下步骤，这些步骤分别针对拼图的图块来执行，即：检索定义至少一个不规则三角网TIN的数据。该至少一个TIN表达三维表面。针对该图块定义具有多个栅元的栅格，使得该多个栅元覆盖该图块。针对该栅格的每个图块，确定与相应栅元至少部分重叠的TIN的所有三角形表面。在该数据库中存储用于该图块的索引数据和定义至少一个TIN的数据。针对该多个栅元的每个栅元，该索引数据包括关于与相应栅元至少部分重叠的TIN所有三角形表面的信息。
使用该方法，可生成具有索引数据的数据库。在使用该地图特征的横向坐标执行查询时，这些索引数据有利于对地图特征位于的三角形表面进行识别的处理。
可将多个栅元定义成，使得在整个栅格中这些栅元的尺寸不同。从而，可将三角形表面不同的密度计算在内。
可局部地选择栅格中的栅元的尺寸，使得与栅元至少部分重叠的TIN的三角形表面的数目受预定上限限制。从而，在查询中，使用索引结构识别出的候选三角形表面的个数可保持在该预定上限以下。
可基于定义至少一个TIN的数据的分别率级别，选择关于在栅格中栅元的个数，或者每个栅元的最大尺寸的限制。不同的分辨率级别一般使得三角形表面的个数不同。在定义栅格的时候，这可作为限制被考虑在内。
该栅格可被定义成使得这些栅元中的每个栅元为矩形，并且每个栅元的边与该图块的边平行或重叠。
具有索引结构的数据库可装配到导航装置中。
当该数据库被用于确定高度坐标时，其可被用于在不同的应用领域中，诸如，可视化地图特征定位于的三维地形、对由于通过某路线所导致的成本的运算、路线搜索，或类似领域。
将理解的是，以上提及的这些特征和那些在以下将要解释的特征不仅可在所指示出的各个组合中使用，而且还可在其它的组合中，或单独地使用。
附图说明
在结合附图进行阅读时，根据以下对实施例的详细说明，实施例前述的和其它特征将变得显而易见。在附图中，相似的参考标号表示相似的元件。
图1是导航装置的示意性框图；
图2是数据库的示意性表达；
图3是具有叠加的拼图的地形平面图；
图4是说明图块的TIN的透视图；
图5是示出具有叠加的栅格的图块的平面图；
图6是示出该叠加的栅格的图块的平面图；
图7是示出另一个叠加的栅格的图块的平面图；
图8是示出另一个叠加的栅格的图块的平面图；
图9是确定高度坐标的方法的流程图；
图10是生成数据库的方法的流程图。
具体实施方式
图1示意性地说明了依据一个实施例的导航装置1。该导航装置1包括处理装置2，其控制导航装置1的操作。处理装置2可包括中央处理单元，其具有例如一个或更多个微处理器、数字信号处理器或专用集成电路的形式。该处理装置2还可包括图形处理器。导航装置1进一步包括被存储在存储装置3中的数据库10。存储装置3可包括不同类型的存储器(诸如随机存取存储器、闪存或硬盘)中的任意一种，或任意组合，而且还可包括可移除存储器(诸如紧凑式磁盘(CD)、DVD、记忆卡或类似存储装置)。导航装置1还包括光学输出单元4。该导航装置1可包括附加部件，诸如定位传感器和/或无线接收机和/或输入接口5。
存储装置3存储了定义三维地形的数据库10。在数据库10中的这些数据可被处理装置2用于生成三维地图，即，可视化该地形，以确定与路线相关联的燃料消耗或其它成本，或类似信息。
如在下面将更加详细地解释的，按照拼图(tiling)来组织数据库10中的数据。将为其存储表达三维地形的数据的分区，被划分成多个图块。针对这些图块中的每一个，存储数字高程模型(DEM)数据。DEM数据可包括一个或多于一个的不规则三角网(TIN)。TIN的每个三角形表面位于仅一个图块中。对于位于给定图块中具有给定横向坐标(即，x和y坐标)的地图特征，针对该图块定义的所有TIN的三角形表面，都是地图特征有可能位于的潜在候选目标。为了提高在识别具有给定横向坐标的地图特征所位于的三角形表面的处理时的性能，数据库10还为每个图块存储了索引数据。
索引数据将三角形表面的子集与在图块上定义的给定区域(被称为栅元)关联起来。这些栅元可被定义成，使得组合起来的所有栅元完全覆盖一个图块，为该图块定义了这些栅元。栅元的边界可以是栅格的栅格线，栅格线与图块的边平行或重合。
这些栅元中的每一个栅元可以是矩形的，该栅元的边与图块的边平行或重合。对于这样的栅元，可以较低的运算成本建立给定的一对横向坐标位于的栅元。
索引数据，针对该图块定义的多个栅元之中每个栅元，包括关于与该栅元至少部分地重叠的一个TIN或多个TIN的所有三角形表面的信息。在具有给定横向坐标的地图特征所位于的栅元是已知的情况下，基于该索引数据，可很容易检索出候选三角形表面中的较小子集。该地图特征必定位于该子集中的三角形表面其中之一上，依据该索引数据，这些三角形表面与栅元至少部分地重叠。这不需要多次执行用于确定地图特征是否位于给定三角形表面上的程序，该程序执行次数平均起来与图块的TIN的三角形表面的个数成比例。
图2是数据库10的示意性视图。该数据库10可用于导航装置1中。该数据库10表达一种三维地形。如果期望提供多种不同的分别率级别，则可为这些分辨率级别中的每一个级别提供如以下所解释的数据结构。
数据库10包括与拼图的第一图块相关联的数据11、与拼图的第二图块相关联的数据12、与拼图的第三图块相关联的数据13等。用于不同图块的数据11至13可具有相同的基本结构。仅数据11的结构将被示范性地详细解释。
数据11包括DEM数据15。DEM数据15可定义一个TIN或若干个TIN。对于矩形图块，可定义偶数个TIN。对于不同的缩放级别可能存在不同的TIN。例如，针对每个图块，对于粗糙的缩放级别可定义两个TIN，而对于较细致的缩放级别可定义四个TIN。
分别表达TIN的数据可包括3重数的阵列，这些3重数代表该TIN的每个顶点的三个坐标。也可以使用其它表达，诸如使用模板模式，其避免了对分开存储每个图块所有顶点的坐标的需要。相应地代表TIN的数据还可包括索引阵列，其具有定位(reference)顶点阵列中顶点的索引。该索引阵列可为每个三角形表面，定义形成了相应三角形表面的角的三个顶点。可使用在本领域中已知的各种技术，以紧凑形式存储该TIN。
数据11还包括索引数据16。该索引数据16针对在图块上定义的栅格的每个栅元，包括关于与相应栅元重叠的TIN中的三角形表面的信息。例如，在与每个栅元相关联的索引数据16中可包括用于三角形表面的适宜标识符，诸如三角形表面的索引。
如图2所说明的，该索引数据可以每图块一个的方式存储，并可与其它数据(例如DEM数据)一起，被并入相应图块的一个更大的数据结构中。因此可更加易于响应于地形的局部变化而进行更新。这些更新可作为空中更新(over-the-air updates)执行，仅不得不替换需要改变的图块。
图3是地形的示意性平面图，针对该地形定义了拼图20。该地形可在不同高程的水平面上延伸，正如阴影区域示意性指示的。阴影区域可处于一个高程水平面上，诸如海平面，而非阴影区域可以处于另一个高程水平面。
地形的三维地表结构可通过为每个图块定义的TIN表达，至少能达到良好的近似性。在运行时间呈现地表结构时，TIN表现出良好的性能。
图4是说明在图块上定义的TIN 21的示意性透视图。该TIN包括多个三角形表面。为了确定地图特征22的高度坐标，必须知道地图特征22位于哪个三角形表面上。当知道该三角形表面时，可基于地图特征的横向坐标，并基于定义相应三角形表面的数据，计算高度坐标。这可通过计算在该三角形表面上的投影来完成。
索引数据被用于提高在识别地图特征所位于的三角形表面时的性能。
图5是图块25的平面图。TIN的拓扑用实线示出。具有以虚线示出的栅格线的栅格被叠加到图块25上。图6是示出图5中的栅格40和该栅格的栅元41-44的平面图。为了清楚，TIN拓扑被省略。
TIN包括在图5的平面图中示出的多个三角形表面26-39。当这些三角形表面被投影到x-y平面上时，这些三角形表面可分别与栅格40的栅元41-44中的一个或若干个重叠。
索引数据提供了关于与不同栅元41-44重叠的三角形表面的信息。例如，三角形表面26-29与栅元41重叠。该索引数据将相应地定义，三角形表面26-29与栅元41重叠，三角形表面30和31与栅元44重叠、三角形表面26、29、32和33与栅元42重叠，三角形表面32-39与栅元43重叠。
该信息可在生成数据库的预处理阶段中确定。在数据库被配备到导航装置之前，关于哪些三角形表面与栅格的不同栅元重叠的信息，作为索引数据存储在数据库中，用于后续的应用。
在确定地图特征所位于的三角形表面的过程中，可利用该索引数据。例如，如果地图特征位于栅元44(这可基于该地图特征的横向坐标容易地确定出)，则该地图特征必定位于这两个三角形表面30和31中的一个上。仅这两个面30和31需要使用常规的程序来测试，以确定该地图特征是位于三角形表面30还是三角形表面31上。
虽然在图6中说明了规则的栅格40，但是栅格也可定义成，使得遍及该图块的这些栅元具有不同的尺寸。每单位面积上三角形表面的个数越多，则在面积上栅元尺寸可被选择得越小。例如，在定义三角形表面34-37的区域中，可选择稍小的栅元尺寸。
图7说明了具有不同栅元尺寸的栅格50。栅元51、52和57具有第一尺寸。栅元54-56具有第二尺寸，栅元54-56的面积分别是栅元51、52和57的面积的四分之一。
在图块25上覆盖栅格50的情况下，仅三角形表面34和35与栅元53重叠。仅三角形表面35和36与栅元54重叠。仅三角形表面36和37与栅元55重叠，并且，仅三角形表面37和34与栅元56重叠。
根据在相应位置处三角形表面的密度，可依据栅元位置的函数来系统地调节栅元尺寸。例如，规则栅格的栅元可分裂成多个栅元，如果确定与原栅元重叠的三角形表面的个数达到或超过给定上限。可因此将候选三角形表面的最大个数设定成给定值。
在确定地图特征所位于的三角形表面时，可利用索引数据。例如，如果地图特征位于栅格50的栅元54中(这可基于该地图特征的横向坐标很容易地确定出)，则该地图特征必定位于两个三角形表面35和36其中之一上。仅这两个面35和36需要使用常规程序来测试，以确定该地图特征位于三角形表面35还是三角形表面36上。
对于图7中说明的栅格，在定义该图块的DEM的数据中可包括额外的数据结构。该额外的数据结构可包括关于不同栅元的尺寸和位置的信息。
除了仅使处于右上角的栅元分裂以外，还可调节栅格线的间隔。从而，可使栅格线间隔合适。
图8说明了具有不同栅元尺寸的另一个栅格59。在该栅格59中，栅格线间隔不同。栅元57具有第一尺寸，栅元57和58为非正方形的矩形，并具有第二尺寸，栅元57和58的面积分别是栅元57的面积的一半。栅元53至56具有更小的面积。
关于栅格线间隔的信息，可被存储在定义DEM的数据中。尤其是，如果栅格线间隔是不等距的，则可存储关于平行于x和y轴的栅格线的位置的信息。该信息可在简单查询操作中，被用于确定具有给定的一对横向坐标的地图特征位于哪个栅元中。
图9是基于地图特征的横向坐标，确定其高度坐标的方法60的流程图。该方法60可通过导航装置的处理装置执行。
在61处，确定地图特征所位于的图块和图块的栅元。这可以较低的运算量完成，因为每个图块和在该图块中的每个栅元所覆盖的最大和最小的x和y坐标是已知的。关于栅格线位置的信息可从数据库中检索出，以确定地图特征所位于的栅元。可至少在定义栅元的栅格的栅格线间隔不是等距离的情况下，检索该信息。
在62处，检索关于与所确定的栅元重叠的三角形表面的信息。图块的索引数据被用于确定哪个(些)三角形表面与相应栅元重叠。地图特征必定位于这些三角形表面中的一个上。
在63处，确定是否多于一个的三角形表面与栅元重叠。如果多于一个三角形表面与栅元重叠，则该方法前进到64，否则该方法前进到65。在64处，从与栅元重叠的多个三角形表面中，选择地图特征所位于的一个三角形表面。为了这个目的，可针对与栅元重叠的这些三角形表面中的每一个执行程序，以确定具有横向坐标的地图特征是否位于相应的三角形表面上。虽然这种确定比步骤61或62的运算量大，但是其仅针对与该栅元重叠的三角形表面是必须执行的。该方法前进到65。
在65处，已经确定地图特征所位于的一个三角形表面。定义在空间中的该三角形表面的数据，被用于通过计算确定该地图特征的高度坐标。为了这个目的，可计算出该三角形表面与经过该地图特征的x和y坐标，并平行于高度坐标轴的直线的交叉点。
在66处，可在导航装置中使用所确定的高度坐标。例如，光学输出单元可被控制成，使得该地图特征被显示在对应于所确定的高度坐标的高度处。
图10是生成具有索引数据的数据库的方法的流程图。该方法可针对拼图的各个不同图块被顺序地执行，使用被叠加到相应图块上的栅格，生成索引数据。该方法由诸如计算机的电子装置执行。
在71处，可基于具体级别，选择栅格中栅元的最大栅元尺寸。对于不同的层，或具体级别，拼图和TIN可以是不同的。据此，可基于相应的具体级别，选择特征栅元的尺寸。
在72处可生成栅格，其具有多个栅元。该多个栅元组合起来完全覆盖该图块。该栅格初始地可被生成为规则的栅格，每个图块的尺寸小于在71中确定的最大尺寸。
在73处，可选择栅格中的一个栅元。该栅元可以是栅格中某个任意的栅元，对这些栅元迭代执行步骤73至77。
在74处，确定在该图块的TIN中与该栅元至少部分地重叠的所有三角形表面。虽然这可能运算量很大，但是步骤74是在生成数据库的预处理阶段执行的。因此运行时间性能没有受到消极影响。
在75处，确定与该栅元至少部分地重叠的三角形表面的个数是否大于预定上限。如果确定出，与该栅元至少部分地重叠的三角形表面的个数大于预定上限，该方法在76处继续。在76处，该栅元可分裂成多个较小的栅元，这些较小栅元中的每个栅元的边平行于图块的边。然后该方法返回73，在该处可选择这些较小栅元中的一个。
如果确定，与该栅元至少部分重叠的三角形表面的个数不大于预定上限，则该方法在77处继续。在77处，确定了是否已经针对所有栅元执行了步骤73至77。如果还存在尚未针对其确定与该栅元重叠的三角形表面的另一个栅元，则该方法返回73，选择新的栅元并重复步骤73至77。
如果在77处确定已经针对所有栅元都执行了步骤73至77，则该方法在78处继续。在78处，将索引数据存储到数据库中，该索引数据包括关于哪些三角形表面与该栅格中的不同栅元重叠的信息。
虽然在图10中未示出，但是关于栅格线定位的信息也可存储在相应图块的数据中。例如，可存储与x轴平行延伸的栅格线的y坐标，以及，可存储与y轴平行延伸的栅格线的x坐标。如果栅格线间隔是不等距的，则可选择性地存储栅格线的位置。
在针对拼图中的所有图块都已经执行了方法70时，数据库可被配备到导航装置中，以在确定地图特征的高度坐标时使用。
虽然已经详细地描述了依据实施例的方法和装置，但是在其它实施例中可实现变形。例如，尽管说明了具有方形栅元的栅格，但是栅格的栅元还可具有其它适宜的形状，诸如非方形的矩形形状。又例如，拼图的图块可具有不同的尺寸和/或形状。
本发明的实施例可被用于，例如，将具有被定位在该地形上的地图特征的三维地形可视化，以用于路线搜索或其它驾驶员辅助应用，但并不限于此。

Claims (17)

1.一种导航装置(1)，包括：
数据库(10)，其针对拼图(20)的多个图块(25)，分别存储用于相应图块(25)的索引数据(16)和至少一个不规则三角网TIN，该不规则三角网定义三维地表(21)，
其中，所述索引数据(16)针对栅格(40；50)中多个栅元(41-44；51-57)中的每个栅元，分别包括标识符，该标识符用于与相应栅元(41-44；51-57)至少部分重叠的所述至少一个TIN的每个三角形表面(26-39)，所述栅格(40；50)的所述多个栅元(41-44；51-57)被定义成覆盖相应的图块(25)；以及
处理装置(2)，耦合到所述数据库(10)，并配置成，基于位于所述三维地表(21)上的地图特征(22)的横向坐标，确定所述地图特征(22)的高度坐标，
所述处理装置(2)配置成，使用所述索引数据(16)，确定所述地图特征(22)位于的所述至少一个TIN的三角形表面(26-39)，以确定所述高度坐标。
2.如权利要求1所述的导航装置(1)，
其中，所述处理装置(2)配置成
基于所述横向坐标，识别所述地图特征(22)位于的图块(25)的栅元(41-44；51-57)；并且
使用所述图块(25)的所述索引数据(16)，确定所述至少一个TIN的三角形表面(26-39)的子集，其至少部分地与所确定的所述栅元(41-44；51-57)重叠。
3.如权利要求2所述的导航装置(1)，
其中，所述处理装置(2)进一步配置成
确立所述地图特征(22)位于的所述子集中的一个三角形表面(26-39)；并且
基于定义所确立的所述三角形表面(26-39)的数据，计算所述地图特征(22)的所述高度坐标。
4.如权利要求2所述的导航装置(1)，
其中，针对所述拼图(20)中的至少一个图块(25)，遍及所述图块的所述栅元(51-57)尺寸不同。
5.如权利要求4所述的导航装置(1)，
其中，针对所述拼图(20)中的所有图块(25)，所述多个栅元(51-57)分别被定义成，使得与所述多个栅元(51-57)中的任意一个栅元重叠的三角形表面(26-39)的个数受预定义的上限限制。
6.如前述权利要求中的任一项所述的导航装置(1)，
进一步包括光学输出单元(4)，
其中，所述处理装置(2)被耦合到所述光学输出单元(4)，并配置成控制所述光学输出单元(4)，以在与所确定的所述高度坐标相对应的高度处输出所述地图特征(22)。
7.一种使用数据库(10)，基于横向坐标确定地图特征(22)的高度坐标的方法，针对拼图(20)中的多个图块(25)，所述数据库(10)分别存储用于相应图块(25)的索引数据(16)和定义三维地表(21)的至少一个不规则三角网TIN，其中，所述索引数据(16)针对栅格(40；50)中的多个栅元(41-44；51-57)中的每个栅元，分别包括标识符，该标识符用于与所述相应栅元(41-44；51-57)至少部分重叠的所述至少一个TIN中的每个三角形表面(26-39)，所述方法包括：
访问所述索引数据(16)，以基于所述横向坐标，确立所述地图特征位于的所述至少一个TIN的三角形表面(26-39)；以及
基于所述横向坐标，并基于定义所确立的所述三角形表面(26-39)的数据，确定所述高度坐标。
8.如权利要求7所述的方法，
其中，为了确立所述三角形表面(26-39)，基于所述横向坐标识别所述地图特征(22)位于的图块(25)的栅元，并检索出在所述索引数据(16)中为所述栅元存储的所述标识符。
9.如权利要求7或权利要求8所述的方法，
其中，针对所述拼图(20)中的至少一个图块(25)，遍及所述图块(25)中的所述栅元(51-57)的尺寸不同。
10.如权利要求7或权利要求8所述的方法，
其中，光学输出单元(4)被控制成，在与所确定的所述高度坐标对应的高度处，输出所述地图特征(2)。
11.如权利要求7或权利要求8所述的方法，
其中，所述数据库是通过地图生成过程生成的，该地图生成过程包括针对所述拼图(20)中的所述图块(25)分别执行的以下步骤：
检索出定义所述至少一个不规则三角网TIN的数据，所述至少一个TIN表达所述三维地表(21)；
定义具有多个栅元(41-44；51-57)的所述栅格(40；50)，所述多个栅元(41-44；51-57)覆盖所述图块(25)；
针对所述栅格(40；50)中的每个栅元，确定与相应栅元(41-44；51-57)至少部分重叠的所述TIN的三角形表面(26-39)；以及
将用于所述图块(25)的索引数据(16)和定义所述至少一个TIN的数据(15)存储在所述数据库(10)中，针对所述多个栅元(41-44；51-57)中的每个栅元(41-44；51-57)，所述索引数据(16)包括关于与所述相应栅元至少部分重叠的所述TIN的所有三角形表面(26-39)的信息。
12.一种生成用于导航装置(1)的数据库(10)的方法，所述方法包括针对拼图(20)的图块(25)分别执行的以下步骤：
检索出定义至少一个不规则三角网TIN的数据，所述至少一个TIN表达三维地表(21)；
定义具有多个栅元(41-44；51-57)的栅格(40；50)，所述多个栅元(41-44；51-57)覆盖所述图块(25)；
针对所述栅格(40；50)中的每个栅元，确定与相应栅元(41-44；51-57)至少部分重叠的所述TIN的三角形表面(26-39)；以及
将用于所述图块(25)的索引数据(16)和定义所述至少一个TIN的所述数据(15)存储在所述数据库(10)中，所述索引数据(16)针对所述多个栅元(41-44；51-57)中的每个栅元(41-44；51-57)，包括关于与所述相应栅元至少部分重叠的所述TIN的所有三角形表面(26-39)的信息。
13.如权利要求12所述的方法，
其中，所述多个栅元(41-44；51-57)定义成，使得遍及所述栅格(40；50)所述栅元(51-57)的尺寸不同。
14.如权利要求13所述的方法，
其中，局部地选择所述栅格(50)的所述栅元(51-57)的尺寸，使得与栅元(51-57)至少部分重叠的所述TIN的三角形表面(26-39)的个数受预定义的上限限制。
15.如权利要求12-14中的任一项所述的方法，
其中，基于定义所述至少一个TIN的所述数据的分辨率级别，选择所述栅格(40；50)的栅元(41-44；51-57)个数。
16.如权利要求12-14中的任一项所述的方法，
其中，所述栅格(40；50)被定义成，使得所述栅元(41-44；51-57)中的每个栅元为矩形，并且每个栅元(41-44；51-57)的边与所述图块(25)的边平行或重叠。
17.如权利要求12-14中的任一项所述的方法，
其中，所述数据库(10)被存储在导航装置(1)的存储装置(3)中，用于地形可视化。
CN201210129659.8A 2011-04-29 2012-04-27 导航装置、确定高度坐标的方法和生成数据库的方法 Active CN102759353B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11164314.4A EP2518444B1 (en) 2011-04-29 2011-04-29 Navigation device and method of determining a height coordinate
EP11164314.4 2011-04-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102759353A true CN102759353A (zh) 2012-10-31
CN102759353B CN102759353B (zh) 2016-12-14

Family

ID=44680927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210129659.8A Active CN102759353B (zh) 2011-04-29 2012-04-27 导航装置、确定高度坐标的方法和生成数据库的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9835462B2 (zh)
EP (1) EP2518444B1 (zh)
JP (1) JP6230213B2 (zh)
KR (1) KR101994317B1 (zh)
CN (1) CN102759353B (zh)
BR (1) BR102012006951B1 (zh)
CA (1) CA2771549C (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109564104A (zh) * 2016-08-03 2019-04-02 罗伯特·博世有限公司 基于3d地标校正导航设备的高度模型的方法
CN110209750A (zh) * 2019-05-08 2019-09-06 杭州迦智科技有限公司 地图处理方法、装置、存储介质及处理器
CN111561922A (zh) * 2020-04-26 2020-08-21 中国人民解放军61540部队 一种基于重力灯塔特征描述与分类的潜艇导航方法及系统
CN117349704A (zh) * 2023-10-31 2024-01-05 重庆市规划和自然资源信息中心 根据三维地籍数据库进行建筑物信息数据分类的工作方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9129428B2 (en) * 2012-05-31 2015-09-08 Apple Inc. Map tile selection in 3D
US9355484B2 (en) 2014-03-17 2016-05-31 Apple Inc. System and method of tile management
US10026222B1 (en) * 2015-04-09 2018-07-17 Twc Patent Trust Llt Three dimensional traffic virtual camera visualization
KR101685999B1 (ko) 2015-12-30 2016-12-29 주식회사 리얼타임테크 대용량 tin 데이터 분산 저장 방법
US20190205332A1 (en) * 2016-08-25 2019-07-04 Koninklijke Philips N.V. Storing and retrieving spatial data in/from a database
CN109190157B (zh) * 2018-07-26 2023-05-23 中国核电工程有限公司 一种用于Autodesk AutoCAD P&ID的对象位置信息的刷新方法
US11403822B2 (en) * 2018-09-21 2022-08-02 Augmntr, Inc. System and methods for data transmission and rendering of virtual objects for display
US11681834B2 (en) 2019-01-30 2023-06-20 Augmntr, Inc. Test cell presence system and methods of visualizing a test environment
CN111192366B (zh) * 2019-12-30 2023-04-07 重庆市勘测院 用于建筑高度三维控制的方法及装置、服务器
CN113779046B (zh) * 2021-11-15 2022-02-11 亿海蓝（北京）数据技术股份公司 不规则区域索引的生成方法、装置、介质和电子设备
CN117173362B (zh) * 2023-11-03 2024-01-26 湖南省第一测绘院 一种实景三维模型坐标系构建与瓦块分割方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010028350A1 (en) * 1997-05-09 2001-10-11 Xanavi Information Corporation Map database device, map display apparatus and recording medium capable of efficiently having and utilizing height data
WO2004011882A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-05 Thales North America, Inc. Method and device for displaying topographical data
US20040215428A1 (en) * 2003-04-28 2004-10-28 Massachusetts Institute Of Technology Method for producing property-preserving variable resolution models of surfaces
WO2009143870A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-03 Tomtom International B.V. Navigation apparatus and method of generating a view therefor

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3410439B2 (ja) * 2000-09-11 2003-05-26 国際航業株式会社 デジタル地図データを用いた３次元地形生成システム
JP4619504B2 (ja) * 2000-09-19 2011-01-26 アジア航測株式会社 ３次元デジタル地図作成装置
JP2002236019A (ja) * 2001-02-08 2002-08-23 Pasuko:Kk 地表面抽出処理システム
JP2003284918A (ja) 2002-03-28 2003-10-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd 排ガス処理装置
JP3961493B2 (ja) * 2004-02-18 2007-08-22 株式会社光栄 三角形ポリゴンの頂点情報を算出するためのゲーム・プログラム、それを格納する記録媒体、及びゲーム装置
KR100657937B1 (ko) * 2004-12-14 2006-12-14 삼성전자주식회사 2차원 선형 데이터의 실시간 3차원 변환 방법 및 장치,그리고 이를 이용한 2차원 선형 데이터의 실시간 3차원시각화 방법 및 장치
KR20070099298A (ko) * 2006-04-04 2007-10-09 (주)아너스베이 모바일 내비게이션용 3차원 형상정보 생성방법 및 장치
JP2009163317A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Asahi Koyo Kk 地形モデル補間装置、方法及びプログラム
US8665266B2 (en) * 2010-06-23 2014-03-04 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Global visualization process terrain database builder

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010028350A1 (en) * 1997-05-09 2001-10-11 Xanavi Information Corporation Map database device, map display apparatus and recording medium capable of efficiently having and utilizing height data
WO2004011882A1 (en) * 2002-07-31 2004-02-05 Thales North America, Inc. Method and device for displaying topographical data
US20040215428A1 (en) * 2003-04-28 2004-10-28 Massachusetts Institute Of Technology Method for producing property-preserving variable resolution models of surfaces
WO2009143870A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-03 Tomtom International B.V. Navigation apparatus and method of generating a view therefor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109564104A (zh) * 2016-08-03 2019-04-02 罗伯特·博世有限公司 基于3d地标校正导航设备的高度模型的方法
CN110209750A (zh) * 2019-05-08 2019-09-06 杭州迦智科技有限公司 地图处理方法、装置、存储介质及处理器
CN111561922A (zh) * 2020-04-26 2020-08-21 中国人民解放军61540部队 一种基于重力灯塔特征描述与分类的潜艇导航方法及系统
CN111561922B (zh) * 2020-04-26 2021-08-31 中国人民解放军61540部队 一种基于重力灯塔特征描述与分类的潜艇导航方法及系统
CN117349704A (zh) * 2023-10-31 2024-01-05 重庆市规划和自然资源信息中心 根据三维地籍数据库进行建筑物信息数据分类的工作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CA2771549C (en) 2015-10-27
EP2518444B1 (en) 2014-06-11
KR20120122957A (ko) 2012-11-07
BR102012006951B1 (pt) 2020-04-22
KR101994317B1 (ko) 2019-06-28
CA2771549A1 (en) 2012-10-29
EP2518444A2 (en) 2012-10-31
CN102759353B (zh) 2016-12-14
JP2012234174A (ja) 2012-11-29
JP6230213B2 (ja) 2017-11-15
US20120274633A1 (en) 2012-11-01
US9835462B2 (en) 2017-12-05
EP2518444A3 (en) 2013-05-15
BR102012006951A2 (pt) 2017-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102759353A (zh) 导航装置、确定高度坐标的方法和生成数据库的方法
CN107436148B (zh) 一种基于多地图的机器人导航方法及装置
US9355494B1 (en) Systems and methods for coordinated editing of seismic data in dual model
US9395466B1 (en) Systems and processes for building multiple equiprobable coherent geometrical models of the subsurface
CN109186551B (zh) 倾斜摄影测量建筑物特征点提取方法、装置与存储介质
KR101925088B1 (ko) 데이터베이스 생성 방법, 네비게이션 장치, 및 높이 정보 판정 방법
CN109269472B (zh) 倾斜摄影测量建筑物特征线提取方法、装置与存储介质
CN113048980B (zh) 位姿优化方法、装置、电子设备及存储介质
KR101551739B1 (ko) 3차원 지형상에 구조물을 위치시키는 방법
JP2021185408A (ja) ビルブロックデータのマージに関する方法、装置、電子デバイス、コンピュータ可読記憶媒体及びコンピュータプログラム
EP2589933B1 (en) Navigation device, method of predicting a visibility of a triangular face in an electronic map view
CN102779165A (zh) 栅格地图图片库的建立方法
CN103917984B (zh) 用于辅助属性建模的系统及方法
Hong et al. A fast large-scale path planning method on lunar DEM using distributed tile pyramid strategy
CN103236083A (zh) 基于立体影像库的实时三维测量方法
CN112308969B (zh) 三维地图生成方法及装置
CN117689832B (zh) 交通标牌生成方法、装置、设备和存储介质
JP7375066B2 (ja) 無人飛行体または航空機によって撮影した航空画像に基づいてｈｄマップを生成する方法およびシステム
CN112948518B (zh) 对象处理方法、装置、电子设备和计算机存储介质
EP3997489B1 (en) A method for adapting an unstructured mesh model of a geological subsurface
CN117689832A (zh) 交通标牌生成方法、装置、设备和存储介质
JP2019196977A (ja) 測量支援装置、及び測量支援プログラム
Barnash Hopi Horizon Analysis with GIS

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant