CN103092908B - 建筑物的参数化图形表示 - Google Patents

Abstract

本发明涉及产生建筑物的三维（3d）图形表示的方法。该方法包括：建立包括关于建筑物（1）的和建筑块（2‑5）上的参数化结构特征的信息的外观控制数据，该建筑块是建筑物的碎块，并且基于外观控制数据中的基准从数据库检索模板数据，其中模板数据涉及建筑块（2‑5）的预先建立的图形表示。接着该方法还包括对于每个建筑块（2‑5）,基于相应的模板数据和外观控制数据计算建筑块（2‑5）的3d图形表示，以及基于外观控制数据组合建筑块（2‑5）的3d图形表示以产生建筑物（1）的3d图形表示。

Description

建筑物的参数化图形表示

技术领域

本发明涉及产生建筑物的三维图形表示的方法、用于产生包含包括关于建筑物的参数化结构特征的信息的外观控制数据的数据库的方法、以及车辆导航系统。

背景技术

使用电子地图的导航在近年来变得越来越普遍。电子地图例如用在车辆导航系统中，以便当用户驾驶车时给用户提供导航和方向。特别是，二维（2d）或三维（3d）电子地图可配备有建筑物的图形表示。特别是，在电子地图内提供建筑物的3d模型例如路标或兴趣点（POI），以便便于用户的定向。因为建筑物的图形表示对用户有高识别价值，用户在将驾驶时的视觉印象与电子地图的图形表示联系起来时被支持。

然而，由于几个原因，作为建筑物的图形表示的3d模型的提供限于少量建筑物。

第一个原因是，3d模型基于几种技术而产生，例如，以表面模型或参数化模型（CSG模型）的形式。CSG模型使用布尔运算且一般用在机械工程或飞机工程中。基于基本几何形状这样产生3d模型特别需要大量人力。每个模型一般由3d设计者在单独的过程中产生。设计者试图以准确的方式产生代表真实建筑物的3d模型。因为这样的过程昂贵且耗时，3d模型的产生一般限于城市内的非常显著的路标。

另一原因是，基于多边形或CSG模型存储3d模型需要相当大的存储容量。如果大量模型被存储，则存储容量要求变得难以满足。

另一原因是，例如在车辆导航设备内的有限的计算资源需要限制被同时描绘的所使用的基本几何形状的数量。一般，图形处理器（GPU）计算3d模型。如果大量3d模型被计算，则有限的计算资源可能限制对每个3d模型使用的多边形的数量。有限数量的多边形需要模型的一般化。在这个背景下，一般化意味着建筑物的某些特征从3d模型省略。然而，没有对一般化的准则。一般化的类型和量于是在3d设计者的辨别力的范围内。因此，根据3d设计者的主观印象，一般化可能从一个建筑物到另一建筑物不同。作为结果，包括建筑物的模型的电子地图对用户可能有不一致的印象。可以用任意和不协调的方式表示建筑物。

再一原因是，为了产生建筑物的模型，一般必须获得空中照片和此外从例如地面上的高分辨率图像获得的数据。这样的数据的获取需要大量工作量。这使3d模型的产生很昂贵。

又一原因是，因为3d模型的产生是由单独的3d设计者执行的单独的过程，所以出现了错误，例如基本几何图形例如多边形的错误组装或交叉或错误组装的多边形的使用。由于3d模型的数量，完整性的验证昂贵且耗时。

所有这些原因使模型的产生主要限于城市区域，和可能城市区域之外的显著的单独路标或POI。特别是，在小城市或乡村中可能不提供3d模型，因为图像数据的获取太昂贵。

因此，需要提供产生对用户有高识别价值的建筑物的图形表示的更好的方法。这是被独立权利要求满足的需要。从属权利要求描述实施方案。

发明内容

根据一个方面，提供了产生建筑物的三维（3d）图形表示的方法。该方法包括建立包括关于建筑物的和建筑块上的参数化结构特征的信息的外观控制数据，建筑块是建筑物的碎块。该方法还包括基于外观控制数据中的基准从数据库检索模板数据，其中模板数据涉及建筑块的预先建立的图形表示。该方法还包括对每个建筑块基于相应的模板数据和外观控制数据计算建筑块的3d图形表示。该方法还包括基于外观控制数据组合建筑块的3d图形表示以产生建筑物的3d图形表示。

通过建立包括关于建筑物的参数化结构特征及其建筑块的信息的外观控制数据，提供了导致建筑物的高识别价值的提供3d图形表示的一种可靠和廉价的方式。不是基于基本几何图形例如多边形产生3d图形表示，建筑物的图形表示从与基本结构特征例如地面层、屋顶等有关的建筑块产生。建筑块的预先建立的图形表示确保建筑物的图形表示的快速和故障安全的产生。

而且，建筑块的数量是固有地有限的，且一个建筑块可用于计算不同建筑物的很多图形表示。因此，如果与对于每个建筑物所有信息都被保存的情况比较，存储容量要求可以明显降低。例如，按照惯例，对于建筑物的每个图形表示，以例如3d模型的多边形的形式的所有信息都被单独地保存。然而根据这个方面，对于不同的图形表示，只有指示某些建筑块/模板数据的基准可能需要被单独地保存。所需存储容量的量可明显减少。

在这个意义上，建筑物的图形表示可以不涉及建筑物的一对一电子复制，而更确切地可涉及包括最相关的结构特征的图形表示，这些结构特征对用户识别某些建筑物的图形表示是必要的。

而且，因为建筑物的每个图形表示涉及同一组基本建筑块，不同建筑物的3d图形表示被标准化和协调。按照惯例，不同的图形表示可由不同的3d设计者产生。不同的3d设计者可使用不同的准则，或不同地解释形式结构特征。这导致图形表示的不合常规的产生，这些图形表示此外极大地被绘图员影响。根据这个方面，可通过提供预先建立的一组建筑块和模板数据来提供图形表示的更协调的集合。

特别是，例如通过GPU从模板数据计算3d图形表示所需的计算量被最小化，因为模板数据已经涉及建筑块的图形表示。于是，只需计算建筑块的有限的和例如优化数量的3d图形表示，此后，建筑块被组合，以便形成整个建筑物的图形表示。

例如，外观控制数据可包括至少下列信息：用于3d图形表示的建筑块的数量和模板数据表示的建筑块的类型信息。

特别是在这里，类型信息可使建筑块与从包括地面层、屋顶、塔楼、建筑扩建的组中选择的建筑物的碎块有关。

因此，对于不同的建筑物，外观控制数据可包括关于建筑块的数量和类型的不同信息。例如，如果与例如在近郊区域中的住宅比较，那么一般大教堂可包括不同数量和不同类型的建筑块。虽然住宅可只包括与地面层和屋顶有关的建筑块，但是大教堂可包括建筑扩建、几个塔楼、地面层和不同的屋顶形状。

特别是，可为建筑块提供具有不同的类型数据的不同的模板数据。例如，具有类型信息“地面层”的模板数据可具有与具有类型信息“塔楼”的模板数据不同的形式或形状。

特别是在这里，外观控制数据可总是包含具有关于地面层的类型信息的至少一个建筑块。地面层可以是很多建筑物的基本建筑块。因此，可能要求任何建筑物包含具有类型信息地面层的建筑块，其例如用作基准建筑块。

而且，外观控制数据可包括至少一个建筑块的信息，其选自包括宽度、深度、高度、颜色、纹理、旋转、对称性、与其它建筑块的相对位置、地理位置的组。这样的信息可用于改造并组装不同的建筑块。例如，通过指定某个建筑块的宽度、深度和高度，该某个建筑块可基于现实生活对应物在其尺寸上被改造，以便提供真实建筑物的最佳图形表示。此外，特定的颜色和/或纹理可为用户增加识别价值。

当基于外观控制数据组合建筑块的3d图形表示时，可使用旋转、对称性、与其它建筑块的相对位置，以便产生建筑物的3d图形表示。包含在外观控制数据中的建筑块的地理位置可涉及建筑物的实际地理位置。例如，如果上面概述的地面层用作基准建筑块，则地面层可指定建筑物的地理位置。可接着使用定义相对于地面层的相对位置的相对位置值来布置其它建筑块。

而且，模板数据可选自包括二维形状、3d模型的组。虽然在某些情况下可能需要提供以3d模型的形式的模板数据，在其它情况下可能需要提供以二维形状的形式的模板数据。例如，在建筑块的类型信息涉及“塔楼”的情况下，模板数据可以是塔楼的3d模型的形式。

例如，在教堂的情况下：在同一时期期间建造的在同一地理区域内的教堂可具有塔楼的非常相似的外观（例如，“歌特风格”或“巴洛克风格”）。这被称为结构特征的形式语言。提供以某些和有限数量的塔楼形状的3d模型的形式的模板数据可能因此是可行的。接着，通过选择最接近地匹配塔楼的真实外观的模板数据并可选地进一步修改塔楼的图形外观例如通孔纹理可对用户获得高识别价值。在这个意义上，三维图形表示的产生可以不涉及产生建筑物的一对一电子拷贝，而可涉及产生对用户有高识别价值的建筑物的参数化图形表示。这通过使用包括关于参数化结构特征（而不是关于基本几何建筑块例如多边形等）的信息的外观控制数据来实现。

然而，如上概述的，也可提供以二维形状的形式的模板数据。于是，计算建筑块的3d表示可包括基于外观控制数据通过使相应的模板数据的二维形状挤压成形来再现所述建筑块的3d模型，二维形状由外观控制数据表示。在这个背景下，挤压成形可以指使用3d形状作为底部区域而产生3d形状。

计算建筑块的3d图形表示还可包括基于外观控制数据的对该建筑块的3d模型执行的至少一个操作，该操作选自包括按比例调整、旋转、侧转、着色和纹理化的组。通过执行这样的操作，可进一步改造结构块的3d模型，以便对用户增加高识别价值。

然后，组合建筑块的3d图形表示可包括基于外观控制数据布置建筑块的3d模型并将建筑块的3d模型连接到彼此。一旦不同的建筑块的3d模型如上面概述的被获得，建筑物本身的3d图形表示就可通过相对于彼此组合并布置建筑块来获得。关于如何组合和如何布置不同的建筑块的信息可包含在外观控制数据内。例如，外观控制数据可包括关于不同的建筑块相对于彼此或例如相对于地面层的相对位置的信息。于是例如，将塔楼连接到地面层的外部并将屋顶连接到地面层的顶部可能是可能的。由此，例如可通过组合不同的建筑块，即，地面层、塔楼和屋顶的图形表示来组装整个教堂。

而且，组合建筑块的3d图形表示还可包括基于外观控制数据的对所述建筑物的3d模型执行的至少一个操作，该操作选自包括按比例调整、旋转、侧转、着色和纹理化的组。

而且，可基于选自包括建筑物的类型、建筑物的结构分类、建筑物的地理位置和图像数据的组的元素来建立外观控制数据。例如，当需要教堂的图形表示时，只基于与建筑物的结构分类和建筑物的地理位置组合的低分辨率图像数据来建立外观控制数据可能是可能的。例如，如果已知建筑物是位于意大利北部的歌特式教堂，则很少的图像数据可用于证实教堂具有两个塔楼、一个十字型翼部和一个半圆室（如可能对这个时期的教堂典型的）。例如，屋顶的外观可从关于在某个地区中的歌特式教堂中的屋顶的外观的一些一般知识得到。于是，基于这个有限数量的信息，可基于具有高识别价值的因此建立的外观控制数据来计算教堂的图形表示。

根据本发明的当前内容的方法还可包括显示在电子地图中的建筑物的所产生的图形表示。

根据另一方面，提供了用于产生包含包括关于建筑物和建筑块的参数化结构特征的信息的外观控制数据的数据库的方法，建筑块是建筑物的碎块。该方法包括基于选自包括建筑物的类型、建筑物的结构分类、建筑物的地理位置和图像数据的组的信息来产生建筑物的参数化信息。该方法还可包括基于参数化信息将建筑物分成建筑块以及基于建筑块中的参数化信息来产生外观控制数据并将外观控制数据存储在数据库中。

通过基于有限数量的信息例如建筑物的类型、建筑物的结构分类、建筑物的地理位置和图像数据来产生建筑物的参数化信息，可能减少产生包含外观控制数据的数据库所需的工作量。然而同时，外观控制数据可产生，使得由包含在数据库中的外观控制数据所指定的图形表示的识别价值高。

如上面概述的，建筑物的结构分类连同有限数量的图像数据一起可用于有效地产生建筑物的参数化信息。图像数据可例如由从移动的车辆拍摄的空中图像和低分辨率图像组成。

因为包含外观控制数据的数据库的产生只依赖于比较容易得到的信息以及一组预先建立和参数化结构块，为大量建筑物提供外观控制数据可能是可能的。例如，在电子地图中，使用兴趣点（POI）的3d图形表示描绘的POI的数量可明显增加。如上面概述的，这也是因为计算量和存储容量要求明显减小了。

下列操作中的至少一个自动出现可能是可能的：产生参数化信息、基于预先确定的参数化功能分割建筑物、使参数化信息与建筑块关联。当影响建筑物的参数化信息的产生的因素的数量被最小化且此外预先确定的一组建筑块用于分割建筑物时，这些操作可被自动或至少部分地自动执行，这增加了在时间和金钱方面所需的工作量。

例如，对于在某些地理区域内的很多建筑物，参数化信息可自动或部分地自动产生。一般，在某些地理区域内，建筑物的外观不明显变化，例如德国南部内的房屋可使用大量公共的特征化结构特征来被分类。

而且，参数化功能可包括在预定的极限内将建筑物随机地分成建筑块的随机化作用。通过这么做，可确保当自动产生参数化信息和建筑块时，不是相应地产生的在电子地图内的每个建筑物都看起来是相同的。例如，在住宅区中，不同的住宿院舍可具有稍微不同的外观。这允许产生地理区域的更不均匀的和到这时更现实的表示，而在产生包含外观控制数据的数据库时仍然使用高的原子化程度。

根据另一方面，提供了车辆导航系统。车辆导航系统包括：数据库，其包括包含关于建筑物和建筑块的参数化结构特征的信息的外观控制数据以及涉及建筑块的图形表示的模板数据，建筑块是建筑物的碎块；图形处理器，其配置成基于相应的模板控制数据和外观控制数据计算建筑块的3d图形表示，并配置成基于外观控制数据组合建筑块的3d图形表示以产生建筑物的3d图形表示。车辆导航系统还包括显示器，其配置成显示包含建筑物的3d图形表示的电子地图。

对于这样的车辆导航系统，可得到参考上述发明的其它方面描述的效果。

附图说明

下面将参考附图更详细地描述本发明的实施方案。在这些附图中，

图1是车辆导航系统的示意图。

图2示出建筑物的3d图形表示的图解说明。

图3示出建筑物的图形表示的建筑块的不同组合。

图4示出具有类型信息“地面层”的不同模板数据。

图5示出具有类型信息“屋顶”的不同模板数据。

图6示出具有类型信息“塔楼”的不同模板数据。

图7示出以3d模型的形式的不同建筑块。

图8示出具有类型信息“扩建”的不同模板数据。

图9是根据本发明的一个方面的流程图。

图10是根据本发明的另一方面的流程图。

具体实施方式

图1是车辆导航系统20的示意性表示。车辆导航系统20包括两个数据库10、11、图形处理器12、显示器13、人界面设备14、数字地图数据库15和处理器16。

在图1中，数据库10包含包括关于建筑物上和建筑块上的参数化结构特征的信息的外观控制数据，建筑块是建筑物的碎块。数据库11包含模板数据，其中不同的模板数据涉及建筑块的预先建立的图形表示。建筑块涉及例如某个建筑物的地面层、屋顶、塔楼和建筑扩建。不同建筑块的数量和类型从一个建筑物到另一建筑变化。建筑块的类型经由某种类型的信息来识别。建筑块的类型信息和数量都包含在外观控制数据中，外观控制数据保存在数据库10中。

通过首先计算如在图形处理器（GPU）12中的外观控制数据所表示的每个建筑块的3d图形表示来获得建筑物的3d图形表示。在这里，模板数据可涉及二维形状或甚至三维模型。接着，因为模板数据已经涉及如外观控制数据所表示的单独的建筑块的预先建立的图形表示，GPU 12只需要执行减小的计算量的有限数量的计算步骤中的每个，以便获得不同的建筑块的图形表示。这样的计算操作可包括二维形状的挤压成形以获得3d模型，以及3d模型的按比例调整、旋转、侧转、着色和纹理化。以什么方式执行那些操作中的哪个由包括关于不同的建筑块的宽度、深度、高度、颜色、纹理化、旋转和对称性的信息的外观控制数据指定。一般，因为每个计算步骤只需要有限的计算资源，所以GPU 12的计算量减小了。接着，GPU 12可例如计算大量建筑物的图形表示，因为计算每个单独的图形表示的计算量减小了。

一旦不同建筑块的3d图形表示以这样的方式得到，存储在数据库10中的外观控制数据也包括关于一个建筑块相对于其它建筑块的相对位置和建筑物的总地理位置的信息。例如，可能存在例如以具有类型信息“地面层”的建筑块的形式的具有相关的绝对地理位置的基准建筑块。绝对位置指建筑物的地理位置，该建筑物的图形表示产生并以后显示在显示器13上的电子地图中。此外，规定其它建筑块相对于基准建筑块的相对位置。于是GPU 12可能组合并布置建筑块的不同3d图形表示，以便获得总建筑物的3d图形表示。

应理解，可能也对建筑物的3d图形表示执行如前面关于建筑块的3d图形表示概述的一些图形操作，例如按比例调整、旋转、侧转等。

建筑物的图形表示可在显示器13上显示在电子地图中。经由人界面设备14，用户可指定电子地图的视场或虚拟角度，电子地图在该虚拟角度下显示。这样的参数影响如图形处理器12所计算的建筑物的图形表示的描绘。例如，如果电子地图的视场涉及较小的放大，则建筑物的图形表示的比例需要相应地被修改。因此，如果观察角修改，则在3d图形表示上的观察角也改变。

一般，电子地图的某些特征以三维方式显示。因为观察角可例如通过人界面设备14来修改，所以必须提供3d特征例如建筑物的3d模型。这是因为如果观察角改变，那么建筑物的图形表示被描绘的视角也改变。于是，如果3d模型是可用的，则新的图形表示可容易被计算并基于观察角的3d模型来获得。

处理器16可用于控制车辆导航系统20的不同实体之间的交互作用。例如，处理器16控制从人界面设备14到图形处理器12和从图形处理器12到显示器13的输入的传送。

即使分开地描述和讨论了图1的不同实体，应理解，不同的实体可组合在一个单元中。不同的实体可进一步被实现为硬件或软件或其组合。

在图2中，描绘了两个建筑物1的图形表示。这样的图形表示可以例如结合如在前面图1的显示器13上显示的电子地图来使用。建筑物1是教堂。在左手侧上，以教堂的形式的建筑物1包括地面层2、屋顶3、塔楼4和以半圆室的形式的建筑扩建5。例如，地面层2具有矩形形状。

不同地，在图2的右手侧上描绘的教堂具有地面层2，其具有更复杂的形状。这是因为建筑物1的图形表示还包括十字翼部。因此，地面层2是以十字架的形式。此外，屋顶3相应地被改造。塔楼4也具有不同的形状。尽管如此，单独的建筑块的数量和类型对图2中的两个所描绘的建筑物1保持相同。

如图2所示的以教堂的形式的这两个建筑物都基于结构特征从基本建筑块组装。这将在下面被更详细地解释。然而，如可从图2中看到的，即使有限数量的下层建筑块用于组装完整的建筑物，高识别价值也可被实现。用户可容易将建筑物识别为教堂或大教堂。将如图2所示的两个建筑物的外观彼此区分开甚至是可能的。

关于图3，对教堂示例性地示出建筑块的另外的配置。从图3可看到，通过改变表示不同的建筑块的模板数据，可实现教堂的各种不同的图形表示。在图3中，描绘了只使用具有类型信息地面层2、塔楼4、屋顶3和建筑扩建5的模板数据的基本建筑块的教堂的九个图形表示。然而，不同建筑块的个别形状、方向和布置可改变。这导致变化的图形表示。

通过使用用于提供不同的建筑块的有限数量的模板数据，可能获得建筑物1——在图2和3的情况下是具有高识别价值的教堂——的图形表示。这是因为不是根据基本几何形状例如多边形或几何参数而更确切地根据结构特征的形式语言的元素来选择模板数据。

参考图4、5和6，更详细地并单独地对不同的类型信息示出具有不同的类型信息的模板数据的可能性。例如，关于图4，描绘了关于类型信息“地面层”的模板数据32。如可看到的，模板数据32涉及具有各种不同的外观的二维形状。例如，提供了简单的矩形形状或十字形模板数据。除了别的以外还提供了T形、L形或圆形模板数据。从基于某些建筑物的结构特征的形式语言的这样的预先建立的基本模板数据中，可能提供并计算建筑块的图形表示。特别是，可能标准化并预先确定模板数据。这导致用于产生建筑物的图形表示的故障安全的方法。

关于图5，显示了屋顶的不同模板数据。如可看到的，提供了屋顶的各种各样的36个不同的3d模型。屋顶的那些3d模型可容易与例如通过如图4所示的二维形状的挤压成形而得到的地面层的3d模型组合。不同的屋顶基于结构特征的形式语言。例如，提供了做礼拜的地方、住宿院舍、工业建筑物等的屋顶。因此，仅通过组合地面层的3d模型与屋顶的3d模型，可得到高识别价值。

在图6中，描绘了塔楼的模板数据34。在这种情况下，模板数据表示限定塔楼的垂直横截面的二维形状。应理解，不是提供塔楼的这样的二维形状，模板数据34也能以三维模型的形式存在。模板数据34的横截面二维形状可通过诸如二维形状的挤压成形或旋转的操作转换成三维模板数据，例如塔楼的3d模型。

如可从图6中看到的，模板数据34再次基于结构特征的形式语言。基于建筑历史的某些时期的结构特征创建的不同形状的塔楼被使用。例如，不同的模板数据34相应于对在世界的不同区域中在不同的世纪典型的塔楼（罗马式、哥特式、伊斯兰式、中世纪式等）。通过这么做，容易获得结合真实的建筑物向用户提供高识别价值的建筑物的图形表示。

在图7中，描绘了建筑块4——在图7的情况下是塔楼——的不同3d模型。这示出从图6的二维形状到图7中的建筑块的3d模型的转变。例如，图7中的3d模型可从图6中的2d形状的旋转得到。此外，通过关于屋顶的不同对称操作，可获得不同的图形表示。在任一情况下，计算以模板数据4的3d模型的形式的图形表示所需的计算量减小了。

关于图8，描绘了关于建筑扩建的模板数据35。在这里，地面层一般通过某些建筑扩建来扩展。此外，在图8的情况下，模板数据35以二维形状的形式存在。通过适当的图形操作例如挤压成形，模板数据35的二维形状可转换成建筑块的三维模型。由此，可对建筑块计算并以后组合图形表示，以便产生整个建筑物的三维图形表示。

在图9中，描绘了说明根据本发明的方法的流程图。该方法在步骤S1开始。在步骤S2中，建立外观控制数据。根据本发明，可能例如从数据库获得某些建筑物的外观控制数据。此外，根据另一方面，可能基于有限的输入例如图像数据、建筑物的类型、建筑物的结构分类和建筑物的地理位置来产生外观控制数据。例如，通过确定建筑物的地理位置和某些图像数据，可能自动确定建筑物的某种结构分类。例如，结构分类可指定罗马式教堂、住宿院舍等。基于建筑物的这样的结构分类和地理位置，可能例如自动或半自动地引出关于建筑物的一些结构特征的结论。例如，欧洲的做礼拜的地方一般看起来与亚洲的不同。此外，例如在近郊区域中的住宿院舍看起来与城市的某个中心行政区中的住宿院舍不同。因此，从这样的输入中，可能建立外观控制数据。在下面的图10中提供并将在下面进一步描述关于步骤S2的更多的细节，即，外观控制数据的建立。

在图9的步骤S3中，对于每个建筑块，检索模板数据。例如，模板数据可基于关于包括外观控制数据的建筑块的数量和类型的一些信息从数据库检索。例如，外观控制数据可包括建筑物具有四个塔楼的信息，塔楼位于某个正方形形状的地面层的中心处。不同的塔楼可例如通过提供对某些模板数据的参考进一步由外观控制数据指定。如关于图6更详细地解释的，可为不同的塔楼提供不同的模板数据。一旦在步骤S3中检索到模板数据，在步骤S4中，就对每个建筑块计算3d图形表示。

在步骤S4中计算3d图形表示任选地包括计算建筑块的3d模型。模板数据已经以3d模型的形式存在也是可能的。一旦3d模型被得到，3d模型就可另外被按比例调整、侧转、旋转、着色或纹理化。通过执行这样的操作，首先确保以后不同的建筑块可容易组合到主建筑物的图形表示，且其次，建筑块的3d模型进一步被改造，以便更好地匹配真实的建筑物。这增加了识别价值。在外观控制数据中也规定了以什么方式执行这些操作中的哪个。

在步骤S5中，建筑块的3d图形表示被组合以得到建筑物的3d图形表示。例如，在外观控制数据内规定了不同建筑块的相对方向和定位。于是，可能基于这个规定来使不同的建筑块相对于彼此定位并对齐。

在步骤S6中，在电子地图中描绘了建筑物的3d图形表示。一般，这包括确定观察角，并基于观察角计算在3d图形表示上的特定2d视野。在外观控制数据中或在数字地图数据库中也指定建筑物（其3d图形表示被计算）的地理位置。这用于描绘在电子地图中的正确位置处的图形表示。接着，该方法在步骤S7中终止。

关于图10，更详细地讨论了图9的步骤S2，即，外观控制数据的建立。图9的步骤S2可包括图10的步骤S201到步骤S204。虽然在车辆内可提供包含外观控制数据的数据库，但这个数据库的产生可被单独地执行。例如，可能在产生数据库时执行步骤S201-S204。

在步骤S201中，获得关于某个建筑物的信息。这样的信息包括建筑物的类型、建筑物的结构分类、建筑物的地理位置、以及图像数据。特别是，例如图像数据可以是例如从移动的车辆得到的低分辨率图像数据。一般，使用从移动车辆得到的图像数据。

建筑物的类型指例如做礼拜的地方或住宿院舍。建筑物的结构分类更详细地规定建筑物的类型，例如“歌特式教堂”或“西部风格的住宿院舍”。建筑物的地理位置也可用于获得建筑物的结构分类。

基于在步骤S201得到的信息，在步骤S202中，产生参数化信息。参数化信息将在步骤S202中得到的信息转换成参数化结构特征。例如，在某个数据库中指定一组不同的参数化信息。接着，在步骤S202中，选择一个参数化信息，其基于在步骤S201中得到的信息的评估来更接近地匹配真实的建筑物。

基于参数化信息，在步骤S203中，建筑物分成建筑块。例如，可使用预先确定的参数化功能来执行该分割。参数化功能可指定哪些结构块用于产生某个建筑物的图形表示。例如，产生教堂的图形表示所必需的建筑块将通常非常不同于产生例如住宿院舍的图形表示所必需的建筑块。

特别是，可能在步骤S202中自动产生参数化信息并在步骤S203中将建筑物自动分成建筑块。这可能是有用的，如果必须为大量建筑物建立外观控制数据。这可能是当产生数据库用于结合某个数字地图数据库使用的情况。接着，当不同的步骤被自动执行时，可能在短时间短内为很多建筑物建立外观控制数据。

特别是，步骤S203可包括参数化功能，其包括在预定的极限内在某种较大或较小的程度上将建筑物随机地分成建筑块的随机化作用。如例如关于图3所讨论的，同一类型的建筑物可具有很多不同的地理表示。在图3的情况下，对于某个教堂，计算九个图形表示。所有这九个图形表示都包括类型塔楼的建筑块。各种其它建筑块具有在特定的外观上的一些变化。例如，可能有对参数化功能的一些随机作用，使得不是具有在步骤S202中得到的相同的参数化信息的所有的建筑物都具有相同的图形表示。在图3的例子中，不是所有的教堂都包括半圆室，且此外不同的图形表示的屋顶示出一些差异。这可引起可比较的类型的建筑物的图形表示的一些变化。可相应地获得更现实的电子地图。

最后，在步骤S204中，外观控制数据产生并存储在例如数据库中。

虽然详细描述了根据实施方案的设备和方法，但可在其它实施方案中实现修改。

Claims (14)

1.一种用于在车辆导航系统中产生建筑物的三维(3d)图形表示的方法，所述方法包括：

-建立包括关于所述建筑物(1)的和建筑块(2-5)上的参数化结构特征的信息的外观控制数据，所述建筑块是所述建筑物的碎块，

-基于所述外观控制数据中的基准从数据库检索模板数据(32-35)，其中所述模板数据涉及所述建筑块(2-5)的预先建立的图形表示，

-对于每个建筑块(2-5)，基于相应的模板数据(32-35)和所述外观控制数据计算所述建筑块(2-5)的3d图形表示，

-基于所述外观控制数据组合所述建筑块(2-5)的3d图形表示以产生所述建筑物(1)的3d图形表示，

其中所述外观控制数据包括至少下列信息：用于3d图形表示的建筑块(2-5)的数量和所述模板数据表示的所述建筑块(2-5)的类型信息。

2.如权利要求1所述的方法，其中对于至少一个建筑块，所述类型信息使所述建筑块(2-5)与从包括地面层、屋顶、塔楼、建筑扩建的组中选择的所述建筑物的碎块有关。

3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述外观控制数据包括至少一个建筑块的信息，所述信息选自包括宽度、深度、高度、颜色、纹理、旋转、对称性、与其它建筑块的相对位置、地理位置的组。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述模板数据(32-35)选自包括二维形状、3d模型的组。

5.如权利要求4所述的方法，其中计算建筑块(2-5)的3d图形表示包括基于所述外观控制数据通过使相应的模板数据(32-35)的二维形状挤压成形来呈现所述建筑块(2-5)的3d模型，所述二维形状由所述外观控制数据表示。

6.如权利要求4或5中任一项所述的方法，其中计算建筑块(2-5)的3d图形表示包括基于所述外观控制数据的对所述建筑块的3d模型执行的至少一个操作，所述操作选自包括按比例调整、旋转、侧转、着色和纹理化的组。

7.如权利要求4或5所述的方法，其中组合所述建筑块(2-5)的3d图形表示包括基于所述外观控制数据布置所述建筑块(2-5)的3d模型并将所述建筑块(2-5)的3d模型彼此连接。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述外观控制数据基于选自包括建筑物的类型、建筑物的结构分类、建筑物的地理位置和图像数据的组的元素来建立。

9.如权利要求1所述的方法，还包括：

-显示在电子地图中的建筑物的所产生的3d图形表示。

10.一种用于在车辆导航系统中产生包含包括关于建筑物和建筑块的参数化结构特征的信息的外观控制数据的数据库的方法，所述建筑块是所述建筑物的碎块，所述方法包括：

-基于选自包括建筑物的类型、建筑物的结构分类、建筑物的地理位置和图像数据的组的信息来产生所述建筑物的参数化信息，

-基于所述参数化信息将所述建筑物分成建筑块，

-基于所述参数化信息和建筑块来产生所述外观控制数据并将所述外观控制数据存储在所述数据库中。

11.如权利要求10所述的方法，其中下列中的至少一个自动进行：产生所述参数化信息，基于预先确定的参数化功能分割建筑物、使参数化信息与建筑块关联。

12.如权利要求10或11中任一项所述的方法，其中包含外观控制数据的所述数据库用于根据权利要求1-10中任一项的方法建立外观控制数据。

13.一种车辆导航系统，包括：

-数据库(10，11)，其包括包含关于建筑物(1)和建筑块(2-5)的参数化结构特征的信息的外观控制数据以及涉及所述建筑块(2-5)的预先建立的图形表示的模板数据(32-35)，所述建筑块是所述建筑物的碎块，

-图形处理器(12)，其配置成基于相应的模板数据(32-35)和所述外观控制数据计算所述建筑块(2-5)的3d图形表示，并基于所述外观控制数据组合所述建筑块(2-5)的3d图形表示以产生所述建筑物(1)的3d图形表示，

其中所述外观控制数据包括至少下列的信息：用于3d图形表示的建筑块(2-5)的数量以及所述模板数据表示的所述建筑块(2-5)的类型信息，

-显示器(13)，其配置成显示包含所述建筑物(1)的3d图形表示的电子地图。

14.如权利要求13所述的车辆导航系统，其配置成执行根据权利要求2-9中任一项的方法。