DE102010008490A1

DE102010008490A1 - Verfahren, System und Computerprogrammprodukt zur dreidimensionalen Darstellung von Gebäuden auf einer grafischen Anzeigeeinrichtung einer Navigationsvorrichtung

Info

Publication number: DE102010008490A1
Application number: DE102010008490A
Authority: DE
Inventors: Timo Dr. Götzelmann
Original assignee: Navigon AG
Current assignee: Garmin Wurzburg GmbH
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2010-09-02
Also published as: WO2010097071A1; EP2401723A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein System und ein Computerprogrammprodukt zur dreidimensionalen Darstellung von Gebäuden in einer Navigationsvorrichtung (10). Hierzu umfasst das Verfahren die Schritte: S1: Bereitstellung eines Ursprungsgebäudemodells (62) und eines Ursprungsgeländemodells (60) aus einer Ursprungsmodelldatenbank (42); S2: Zuweisung zumindest einer Gebäudefehlervariable d (72) des Wertes d=0 zu zumindest einem, insbesondere allen, Ursprungsgebäuden (64); S3: Erzeugung eines vereinfachten Gebäudemodells (76) durch Bestimmung von Aggregationsclustern (66) von unmittelbar in räumlicher Nähe liegenden Gebäuden (64, 68) und Aggregation von zumindest zwei Gebäuden (64, 68) eines Aggregationsclusters (66) zur Bildung eines aggregierten Gebäudes (68), wobei ein Gebäudefehler (70) ermittelt und die Gebäudefehlervariablen d (72) aktualisiert werden, so lange bis zumindest eine Gebäudefehlervariable d (72) des Gebäudes (68) zumindest einen vorbestimmbaren Gebäudefehlerschwellwert d_max (74) überschreitet; S4: Ablage des vereinfachten Gebäudemodells (76) in einer Speichereinrichtung (12) der Navigationsvorrichtung (10); S5: Darstellung des vereinfachten Gebäudemodells (76) auf einer Anzeigeeinrichtung (28) einer Navigationsvorrichtung (10).

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren, einem System und einem Computerprogrammprodukt zur dreidimensionalen Darstellung von Gebäuden auf einer grafischen Anzeigeneinrichtung einer Navigationsvorrichtung. Hierzu wird in einer ersten Gruppe von Verfahrensschritten aus einem detaillierten dreidimensionalen Ursprungsgebäudemodell und einem detaillierten dreidimensionalen Ursprungsgeländemodell ein vereinfachtes Gebäudemodell erzeugt und dieses in einer zweiten Gruppe von Verfahrensschritten auf einer Anzeigeeinrichtung einer Navigationsvorrichtung dargestellt.
In vielen Gebieten der Technik werden dreidimensionale Gebäudemodelle, insbesondere Städtemodelle, visualisiert, wobei insbesondere im Bereich der mobilen Navigation eine dreidimensionale Visualisierung einem Fahrzeugführer eine verbesserte Orientierungsmöglichkeit innerhalb einer Stadt ermöglicht, da diese Darstellungsart seinem räumlichen Seheindruck entspricht und somit kaum mentale Abstraktion beim Vergleich der Ansicht auf einen Gebäudezug und der Darstellung auf der Navigationsvorrichtung geleistet werden muss. Neben der Darstellung eines Straßennetzes können weitere Daten, wie Gebäudestrukturen, Höhen- und Tiefenprofile eines Geländes, Symbole zur Identifizierung von POIs (Points of Interest, wie Tankstellen, Geldautomaten, Einkaufsmöglichkeiten etc.), visualisiert werden, wobei die Höhenmodelle in einer virtuellen dreidimensionalen Sichtweise dargestellt werden.
Des Weiteren visualisieren moderne Anwendungen, beispielsweise „Google Earth” oder „Microsoft Virtual Earth”, eine Vielzahl von 3D Städtemodellen. Die zugrunde liegenden Modelle können von digitalen Kartenlieferanten in beliebig detaillierter Form bereitgestellt werden. Verschiedene Anwendungen, insbesondere Navigationsanwendungen, nutzen zur Verarbeitung und Darstellung solcher Modelle kompakte Geräte, wie Navigationsgeräte, PDAs, Mobiltelefone oder Ähnliches, die nur über eine eingeschränkte Speicher- und Rechenkapazität verfügen und meist nicht in der Lage sind, detailreiche Städtemodelle zu verarbeiten und darzustellen. Aus diesem Grund wird die Komplexität detaillierter dreidimensionaler Ursprungsgebäudemodelle reduziert, wobei beispielsweise benachbarte Häuser oder Reihenhäuser in einen gemeinsamen Gebäudekomplex zusammengefasst werden (Aggregation).
Die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Aggregation von Gebäuden funktionieren in einem flachen Gelände sehr gut, stoßen jedoch bei unebenen, hügeligen oder bergigen Geländeformen auf zunehmende Schwierigkeiten, da die resultierenden vereinfachten Gebäudemodelle unrealistisch aussehende aggregierte Gebäude aufweisen, deren Gebäudehöhen oder Grundrisse von den Originalmaßen stark abweichen oder Teile von Gebäuden in die Luft zu ragen scheinen.
Somit liegt der Erfindung das Problem zugrunde, dass Ursprungsgebäudemodelle in der Regel zu detailreich sind, um in Navigationsvorrichtungen und anderen leistungsschwachen Rechensystemen dargestellt werden zu können. Aus diesem Grund müssen Gebäudemodelle vereinfacht werden, um eine ausreichende Darstellungsgeschwindigkeit, insbesondere für eine Online-Simulation eines Durchgangs durch ein Städtemodell, erreichen zu können. Die hierzu bekannten Vereinfachungsverfahren fassen u. a. aneinandergrenzende und nahe beieinander stehende Gebäude zusammen, wobei dieser Vorgang als Aggregation bezeichnet wird. Die einfache Zusammenfassung von Gebäuden funktioniert auf flachen Geländeformen sehr gut, berücksichtigt jedoch nicht das Problem des Zusammenfassens von Gebäuden am welligen und bergigen Terrain eines profilierten Geländemodells. Gerade an steilen Hängen verursachen die bekannten Aggregationstechniken große Darstellungsfehler, so dass ein Benutzer einen unrealistischen Eindruck einer Gebäudedarstellung erhält.
Ziel der Erfindung ist es daher, Gebäude an steilen Terrainübergängen, wie Hügel oder Bergen eines welligen Geländemodells, derart zusammenzufassen, dass kein unrealistischer Eindruck für einen Benutzer entsteht und die Gebäude möglichst realistisch und unter Vermeidung großer Darstellungsfehler zusammengefasst werden können, um sie in kleinen Rechnervorrichtungen, wie beispielsweise einer Navigationsvorrichtung, darzustellen. In diesem Zusammenhang zielt die Erfindung darauf, dass die Aggregation von Ursprungsgebäuden zu zusammengefassten Gebäudedaten ein Geländemodell berücksichtigt, wobei Fehlerkriterien angewendet werden, um Aggregations- und Darstellungsfehler zu minimieren und den Komplexitätsgrad des vereinfachten Gebäudemodells zu steuern. Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, die Umsetzung eines detaillierten in ein vereinfachtes Gebäudemodell für verschiedenartigste Anwendungen unter Verwendung leistungsschwacher Hardware zu ermöglichen.
Das vorgenannte Problem wird durch ein Verfahren, ein System und ein Computerprogrammprodukt nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß betrifft das Verfahren die dreidimensionale Darstellung von Gebäuden auf einer grafischen Anzeigeeinrichtung einer Navigationsvorrichtung. Hierzu umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:

• S1: Bereitstellung eines detaillierten dreidimensionalen Ursprungsgebäudemodells, insbesondere Städtemodells, und eines detaillierten dreidimensionalen Ursprungsgeländemodells aus einer Ursprungsmodelldatenbank einer Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung, wobei das Ursprungsgebäudemodell eine Menge einzelner Ursprungsgebäude umfasst;
• S2: Zuweisung zumindest einer Gebäudefehlervariablen d des Werts d = 0 zu zumindest einem, insbesondere allen, Ursprungsgebäuden durch die Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung;
• S3: Erzeugung eines vereinfachten Gebäudemodells durch die Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung durch Bestimmung von Aggregationsclustern von unmittelbar in räumlicher Nähe liegenden Gebäuden und Aggregationen von zumindest zwei Gebäuden eines Aggregationsclusters zur Bildung eines aggregierten Gebäudes, wobei ein Gebäudefehler durch Vergleich von Gebäudedaten der Ursprungsgebäude mit Gebäudedaten der aggregierten Gebäude ermittelt und die Gebäudefehlervariable d aktualisiert wird, so lange bis zumindest eine Gebäudefehlervariable d des Gebäudes zumindest einen vorbestimmbaren Gebäudefehlerschwellwert d_max überschreitet;
• S4: Ablage des vereinfachten Gebäudemodells der Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung in einer Speichereinrichtung der Navigationsvorrichtung;
• S5: Darstellung des vereinfachten Gebäudemodells auf einer Anzeigeeinrichtung der Navigationsvorrichtung.

Mit anderen Worten verwendet das Verfahren in einem ersten Block von Verfahrensschritten S1–S3 eine Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung, in der ein detailliertes dreidimensionales Ursprungsgebäudemodell und ein detailliertes dreidimensionales Ursprungsgeländemodell gespeichert sind. Das Ursprungsgebäudemodell beschreibt die Anordnung von Gebäuden auf einem Gelände, wobei das Ursprungsgeländemodell das Höhenprofil des Geländes widerspiegelt. Jedem Ursprungsgebäude des Ursprungsgebäudemodells wird eine Gebäudefehlervariable d mit Wert d = 0 zugewiesen, wobei im Verlauf der Aggregation ein entstehender Gebäudefehler von Ursprungsgebäude zu aggregiertem Gebäude festgestellt werden kann und dieser dem Gebäudefehler des Ursprungsgebäudes zugeschlagen werden kann. Anschließend erfolgt eine Bestimmung von Aggregationsclustern, d. h. von Gebäudekandidaten, die in unmittelbarer räumlicher Nähe zueinander liegen und bei denen eine Zusammenfassung zu einem aggregierten Gebäude sinnvoll erscheint. Nun werden die Gebäude des Aggregationsclusters, insbesondere jeweils zwei Ursprungsgebäude, zu einem aggregierten Gebäude zusammengefasst und der entstehende Gebäudefehler der Aggregation den jeweiligen Gebäudefehlervariablen der Ursprungsgebäude zugewiesen. Anschließend wird überprüft, ob die Gebäudefehlervariable d eines Ursprungsgebäudes einen vorbestimmbaren Gebäudefehlerschwellwert d_max überschreitet. Der Gebäudefehlerschwellwert d_max kann individuell für jedes einzelne Ursprungsgebäude gewählt werden oder für eine Gruppe von Gebäuden, beispielsweise für Gebäude höher als eine gewisse Bauhöhe, größer als ein gewisses Flächen- oder Volumenmaß, etc., oder ein globaler Gebäudefehlerschwellwert kann für alle Gebäude angewendet werden. Überschreitet eine Gebäudefehlervariable d eines Ursprungsgebäudes innerhalb eines aggregierten Gebäudes den für ihn gültigen Gebäudefehlerschwellwert d_max, so wird dieses aggregierte Gebäude nicht weiter aggregiert, so dass eine wiederholte Aggregation nur so lange stattfindet, bis ein vorbestimmbarer Gebäudefehler überschritten wird. Alternativ zum Abbruch der Aggregation kann diese Aggregation auch rückgängig gemacht werden oder nicht abgespeichert werden. Anschließend wird das resultierende vereinfachte Gebäudemodell in einer Speichereinrichtung einer Navigationsvorrichtung abgelegt und kann zur Visualisierung des dreidimensionalen vereinfachten Gebäudemodells beispielsweise im Rahmen einer Navigationsführung bereitgestellt werden. Nachdem in einer ersten Aggregationsphase die Ursprungsgebäude zu aggregierten Gebäuden einer ersten Stufe zusammengefasst worden sind, können die Gebäudefehlervariablen d der Ursprungsgebäude pro aggregiertem Gebäude in eine neue Gebäudefehlervariable d' des aggregierten Gebäudes umgerechnet werden, beispielsweise aufsummiert werden, oder ein Maximalwert, Durchschnittswert oder Ähnliches der Ursprungsgebäudefehlervariablen d kann herangezogen werden, wobei in einem zweiten Aggregationsschritt die neuen Gebäudefehlervariablen d' betrachtet werden, usw. Ein solches Vorgehen bietet sich insbesondere im Rahmen einer iterativen Aggregation an.
Die Aggregation von Gebäuden ist in vielen Anwendungsfällen sinnvoll, in denen Speicherplatz und Verarbeitungsgeschwindigkeit der Daten begrenzt ist, beispielsweise bei komplexen Gebäudedarstellungen auf Desktopcomputern oder auf mobilen Endgeräten, wie Navigationsvorrichtungen oder Notebooks bzw. Netbooks. Herkömmliche Aggregationstechniken führen zu massiv fehlerhaften Darstellungen, wenn die aggregierten Gebäude auf unebenem Terrain dargestellt werden. Durch die oben vorgeschlagene bedingte Aggregation unter Berücksichtigung eines Gebäudefehlers werden solche Fehler vermieden, und eine realistische Darstellung aggregierter Gebäude wird erreicht. Durch einen stufenlosen Gebäudefehlerschwellwert d_max, der global, für einzelne Gruppen von Gebäuden oder für jedes einzelne Ursprungsgebäude definierbar ist, kann ein Kompromiss zwischen dem Grad der Vereinfachung und dem entstehenden Fehler eingestellt werden. Als Kern des erfinderischen Gedankens kann die bedingte Aggregation der Ursprungsgebäude in aggregierte Gebäude unter Berücksichtigung eines maximalen Gebäudefehlerschwellwerts d_max angesehen werden, wobei bei jeder weiteren Aggregationsstufe eine Gebäudefehlervariable d den zusätzlichen Fehler von einer zur nächsten Aggregationsstufe aufsummiert, bis der für diese Variable d zugeordnete Gebäudefehlerschwellwert d_max erreicht ist. Hierzu können beliebige Aggregationsverfahren herangezogen werden, und Aggregationscluster können nach bekannten Verfahren aus dem Stand der Technik bestimmt werden. So kann die Aggregation von Gebäuden entweder sequentiell oder rekursiv, insbesondere iterativ erfolgen. Die Reihenfolge der Aggregation kann Einfluss auf das Ergebnis haben, insbesondere kann die Reihenfolge der Zusammenfassung von Ursprungsgebäuden zu aggregierten Gebäuden bzw. von aggregierten Gebäuden einer Stufe zu aggregierten Gebäuden einer weiteren Vereinfachungsstufe das Ergebnis des vereinfachten Gebäudemodells bestimmen. Ein naiver Ansatz zur Bestimmung einer optimalen Reihenfolge der Aggregation ist jedoch sehr komplex und hat beispielsweise für n-Gebäude eine Ordnung von
und sollte somit nur für sehr einfache 3D-Städtemodelle bestimmt werden.
Durch Berücksichtigung von Geländeinformationsdaten, insbesondere Höhenprofilen des Geländes, kann die Aggregation von Gebäuden an kritischen Stellen, insbesondere großen Steigungen, verhindert werden. Hierdurch werden eine korrekte Visualisierung und ein realitätsnahes Abbild eines vereinfachten Gebäudemodells erreicht, wobei die Gesamtreduktionsrate bei der Gebäudeaggregation nur geringfügig verringert wird.
Bei Navigationsanwendungen ist ein Kompromiss zwischen Darstellungsqualität und Vereinfachungsrate gesucht. Vorteilhaft kann dies durch Variation der Größe des Gebäudefehlerschwellwerts d_max erreicht werden, wobei dieser beispielsweise inhomogen über einzelne Ursprungsgebäude oder Ursprungsgebäudetypen unterschiedlich gehandhabt werden kann, so dass beispielsweise kleine Gebäude oder Gebäude geringer Bauhöhe einem geringeren Gebäudefehlerschwellwert d_max als große Gebäude mit großen Bauhöhen unterliegen. Durch die Zusammenfassung von aneinandergrenzenden Gebäuden unter Berücksichtigung eines Geländemodells wird insbesondere bei kritischen Stellen, d. h. Stellen großer Steigungen, vermieden, dass aneinandergrenzende Gebäude auf verschiedenen Höhenstufen zusammengefasst werden, so dass ein realistisches Höhenprofil der Gebäudeerhebungen sichergestellt wird.
Befinden sich Gebäude auf der gleichen Höhenstufe, können sie problemlos zusammengefasst werden.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens können die vorgenannten Schritte S1 bis S3 zur Erzeugung eines vereinfachten Gebäudemodells in einer externen Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung außerhalb der Navigationsvorrichtung durchgeführt werden, und der Schritt S4 des Ablegens des vereinfachten Gebäudemodells in einem Gebäudemodellspeicher der Speichereinrichtung einer Navigationsvorrichtung kann drahtlos oder drahtgebunden durchgeführt werden. Somit schlägt dieses Ausführungsbeispiel vor, dass die Vereinfachungsschritte von einem Ursprungsgebäude und Geländemodell hin zu einem vereinfachten Gebäudemodell in einer externen Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung, beispielsweise einem zentralen Server eines Navigationsgeräteherstellers oder eines Navigationsdienstleisters, oder auf einem stationären Rechner des Benutzers durchgeführt werden und das vereinfachte Gebäudemodell beispielsweise drahtlos über eine Funkverbindung, wie Bluetooth-Verbindung, WLAN-Verbindung, WiMax-Verbindung, oder eine Mobilkommunikationsverbindung, wie UMTS, GSM, GPRS, HSDPA etc., in einem Gebäudemodellspeicher der Speichereinrichtung der Navigationsvorrichtung heruntergeladen werden kann. Denkbar ist auch eine drahtgebundene Übertragung des Gebäudemodells über USB-Schnittstelle, LAN-Verbindung oder sonstige kabelgebundene Datenverbindung.
Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, verschiedene vereinfachte Gebäudemodelle verschiedener Komplexität, d. h. verschiedener Detailstufen, mit einer unterschiedlichen Anzahl von aggregierten Gebäuden bereitzustellen, beispielsweise ein stark vereinfachtes und ein weniger stark detailliertes Gebäudemodell, oder mehrere Stufen von vereinfachten Gebäudemodellen in einem Gebäudemodellspeicher einer Navigationsvorrichtung ablegen zu können. Hierdurch erhält die Navigationsvorrichtung die Möglichkeit, bei der Darstellung eines Städtemodells von einer momentanen Position aus Gebäudedaten weiter entfernter Gebäude aus einem stark vereinfachten Gebäudemodell zu entnehmen und Gebäudedaten von in der Nähe liegenden Gebäuden aus einem weniger stark vereinfachten, d. h. detailreicheren, Gebäudemodell zu entnehmen. Hierdurch kann ein sehr realistischer Eindruck der naheliegenden Skyline von Gebäuden erreicht werden, wobei weiter entfernte Gebäude schemenhafter dargestellt werden können. Dies verringert den Darstellungsaufwand der Navigationsvorrichtung.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es denkbar, dass die Schritte S1 bis S3 von einer internen oder externen Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung simultan zur Navigationsführung der Navigationsvorrichtung für einen von einer Fahrzeugposition und Fahrzeugausrichtung abhängigen Ansichtsbereich des vereinfachten Gebäudemodells durchgeführt werden können, wobei im Fall einer externen Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung eine drahtlose Kommunikationsverbindung, insbesondere eine GSM-, GPRS-, UMTS-, HSDPA-, WLAN-, WiMax- oder Bluetooth-Kommunikationsverbindung, zwischen Navigationsvorrichtung und externer Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung zur Übertragung zumindest eines Teils des vereinfachten Gebäudemodells genutzt werden kann. Im Gegensatz zu dem zuvor genannten Ausführungsbeispiel, in dem ein vollständiges Gebäudemodell eines Landes, einer Region oder einer Stadt vollständig vereinfacht wird, schlägt dieses Ausführungsbeispiel vor, nur einen Bruchteil eines detaillierten Ursprungsgebäudemodells zur vereinfachen, und zwar den Teil, der von der Fahrzeugposition und Fahrzeugausrichtung momentan zu betrachten ist. Somit muss nur ein kleiner Teil des Ursprungsgebäude- und Geländemodells vereinfacht werden, wobei dies jedoch simultan zur Darstellung, beispielsweise während einer Navigationsführung, geschient. Hierzu kann die Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung in der Navigationsvorrichtung selbst umfasst sein, wobei die Navigationsvorrichtung eine genügend hohe Rechenleistung und Speicherkapazität aufweisen muss. Alternativ können die Daten eines reduzierten Subgebäudemodells über eine drahtlose Kommunikationsverbindung von einem zentralen Gebäudemodellerzeugungsserver bezogen werden, wobei je nach Änderung von Fahrzeugposition und Fahrzeugausrichtung Gebäudedaten aktualisiert werden müssen. Es ist durchaus denkbar, dass die Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung ein vollständig oder in großen Teilen vereinfachtes Gebäudemodell vorhält, jedoch nur Teilbereiche und eventuell angrenzende Teilbereiche an die Navigationsvorrichtung übermittelt, die für die momentane Ansichtsdarstellung visualisiert werden müssen.
Entsprechend einem weiteren ausgezeichneten Ausführungsbeispiel kann der Gebäudefehler, der auf die Gebäudefehlervariable eines Ursprungsgebäudes zugeschlagen wird, als ein absoluter oder relativer Gebäudefehlerwert in Bezug auf eine Metrikdifferenz, insbesondere Höhedifferenz, Oberflächendifferenz, Volumendifferenz, verdeckte Volumendifferenz, sichtbare Volumendifferenz oder Ähnliches, zwischen Ursprungsgebäuden oder Gebäuden vor Aggregationen und Gebäuden nach Aggregationen berechnet werden. Dabei kann der Gebäudefehler als gewichteter Faktor aus zumindest zwei verschiedenen Metrikdifferenzen berechnet werden. So kann beispielsweise der Gebäudefehler als Differenzfehler der Höhe eines Ursprungsgebäudes zu der Höhe des aggregierten Gebäudes bestimmt werden. Diese Höhendifferenz, die sich insbesondere als Differenz der Außenwandhöhe eines Ursprungsgebäudes gegenüber der Außenwandhöhe des aggregierten Gebäudes bestimmen lässt, ergibt ein einfaches eindimensionales Maß eines Gebäudefehlers, der auf die Gebäudefehlervariable d des Ursprungsgebäudes aufaddiert werden kann. Darüber hinaus ist es denkbar, dass sich bei der Aggregation zweier Gebäude auf unterschiedlichem Geländeniveau ein Volumenfehler berechnen lässt, der sich durch die Veränderung des Volumens der beiden Ursprungsgebäude bzw. der beiden zuvor aggregierten Gebäude gegenüber dem nun entstehenden aggregierten Gebäude berechnen lässt. Dieser Volumenfehler kann insbesondere als relatives Maß dargestellt werden und kann nach erfolgter Aggregation der jeweiligen Modellpolygone, d. h. der Subpolygone, die das Ursprungsgebäudemodell modellie ren, in der Gebäudefehlervariable d gespeichert werden. Das Volumen eines prismatischen Gebäudes lässt sich aus Grundfläche und Höhe berechnen: V = A·H. Der Volumenfehler ergibt sich aus der Differenz der beiden Volumina V1, V2 der Ausgangsgebäude (Ursprungsgebäude oder zuvor aggregierte Gebäude) mit dem nach dem Aggregationsschritt entstehenden zusammengefassten Gebäude V_A. Der absolute Volumenfehler ist somit F = |V_A – (V1 + V2)|. Dieser Fehler kann relativ auf das Gesamtvolumen der beiden zuvor existierenden Gebäude V1 + V2 bezogen werden, um ein relatives Fehlermaß zu erhalten. Alternativ kann beispielsweise die Änderung des verdeckten Volumens als Fehlermaß berücksichtigt werden. Das verdeckte Volumen eines Gebäudes ist derjenige Teil, der sich unterhalb der Geländeoberfläche befindet und unsichtbar bleibt. Als Fehlermaß kann entweder das absolute verdeckte Volumen der potentiellen Aggregation verwendet werden oder ein relatives Fehlermaß durch die Differenz der verdeckten Volumina der zu aggregierenden Gebäude gegenüber dem aus der Aggregation entstandenen Gebäude, bezogen auf die Ausgangsvolumina. Das verdeckte Volumen V_V ergibt sich als Volumenintegral über alle Dreiecksflächen der jeweiligen Gebäudepolynome und kann berechnet werden durch die Formel
Zur Speicherung des Volumendifferenzfehlers wird die Differenz F_VVD berechnet, d. h. die Differenz des verdeckten Volumens des aggregierten Gebäudes gegenüber der Summe der verdeckten Volumina der Ursprungsgebäude bzw. zuvor aggregierten Gebäude, und dieses wird als Fehlermaß in die Gebäudefehlervariable eingetragen.
Analog zur Betrachtung des verdeckten Volumens kann auch die Änderung des sichtbaren Volumens von Ausgangsgebäude zu aggregiertem Gebäude betrachtet werden, wobei dies einer ähnlichen Vorschrift wie vorgenannt folgt. Schließlich kann auch eine gesamte Änderung des Gesamtvolumens von aggregiertem Gebäude zu Ausgangsgebäude betrachtet werden. Der Gebäudefehler kann gewichtet aus zwei oder mehreren Metrikdifferenzen zusammengesetzt berechnet werden und somit verschiedene Fehlerquellen berücksichtigen.
Ein weiterer naiver Ansatz kann die Fortsetzung der Aggregation so lange, bis ein Gebäudedach eines Ursprungsgebäudes in der Oberfläche des Geländemodells verschwindet, sein. Hierbei sind Aggregationen erlaubt, solange mit den Ergebnissen keine Gebäudedächer vom Höhenprofil des Geländes überdeckt werden. Dieses Fehlermaß berücksichtigt sowohl das Terrain als auch die Gebäudehöhen und ist ein absolutes Maß, daher brauchen keine kumulierten Fehler gespeichert werden, und die Gebäudefehlervariable kann die jeweilige Höhe des Ursprungsgebäudes gegenüber dem Terrain charakterisieren. Dieses Fehlermaß gibt an, wenn ein Punkt auf dem Gebäudedach p_d einer Stelle unterhalb einer Terrainhöhe t liegt. In diesem Fall wird die Aggregation verworfen, ansonsten wird die Aggregation erlaubt, somit ergibt sich folgende Aggregationsvorschrift:
Entsprechend einem ausgezeichneten Ausgangsbeispiel kann der Gebäudefehlerschwellwert d_max eines Ursprungsgebäudes derart bestimmt werden, dass er weniger als 50%, insbesondere weniger als 30%, einer Abweichung eines aggregierten Gebäudes vom Ursprungsgebäude entspricht, und/oder eine Mehrzahl von Gebäudefehlerschwellwerten d_max bestimmt werden, wobei insbesondere ein Gebäudefehlerschwellwert d_max für jeden Aggregationscluster festlegt werden kann. Durch Festsetzung des Gebäudefehlerschwellenwerts von weniger als 50%, insbesondere weniger als 30%, wird eine maximale Abweichungsschranke eines aggregierten Gebäudes gegenüber Metrikkoeffizienten eines Ursprungsgebäudes festgelegt, die verhindert, dass ein zu unrealistisches Bild eines vereinfachten Gebäudes erzeugt werden kann. Durch Zuweisung von mehreren Gebäudefehlerschwellwerten d_max, insbesondere einem Gebäudefehlerschwellwert pro Aggregationscluster oder einem Gebäudefehlerschwellwert für jeden Ursprungsgebäudetyp, insbesondere jeden volumenspezifischen und/oder höhenspezifischen Typ, kann sichergestellt werden, dass bestimmte Gebäude eines Städtemodells realistischer als andere dargestellt werden, insbesondere dominierende, bekannte oder repräsentative Gebäude nur gering vereinfacht und homogene Gebäudeverteilungen stark vereinfacht dargestellt werden können. Des Weiteren kann gesteuert werden, dass unscheinbare Gebäude einen größeren Gebäudefehler aufweisen können als besonders ausgestaltete auffällige Gebäude.
Ausgehend von einem vorgenannten Ausführungsbeispiel, bei dem simultan ein Teil eines vereinfachten Gebäudemodells in Abhängigkeit von Fahrzeugposition und Fahrzeugausrichtung erstellt wird, und unter Berücksichtigung verschiedener Gebäudefehlerschwellwerte d_max für verschiedene Gebäude kann es vorteilhaft sein, dass der Gebäudefehlerschwellwert d_max eines Aggregationsclusters mit zunehmender Entfernung von einer Fahrzeugposition zunimmt. Dies kann dadurch erreicht werden, dass vereinfachte Gebäudemodelle verschiedener Komplexität abgelegt werden, und je nach Position bzw. Entfernung von der Position mit zunehmender Entfernung Gebäude aus vereinfachten Gebäudemodellen zur Visualisierung herangezogen werden. Somit werden Gebäude im Vordergrund detaillierter als Gebäude im Hintergrund dargestellt, wobei sich zum einen eine realistische Darstellungsmöglichkeit ergibt, zum anderen die Navigationsvorrichtung bei der Visualisierung entlastet wird.
Nach einem ausgezeichneten Ausführungsbeispiel kann bei Erzeugung eines vereinfachten Gebäudemodells diesem Gebäudemodell eine Komplexität K zugewiesen werden, wobei bei Überschreitung eines vorbestimmbaren Komplexitätsschwellwerts K_max zumindest der eine Gebäude fehlerschwellwert d_max vergrößert wird und erneut ein vereinfachtes Gebäudemodell erzeugt wird. Der Komplexitätswert K kann beispielsweise die Anzahl der Polygone eines Gebäudemodells beschreiben oder die Speichergröße des Modells bzw. die Anzahl von Gebäuden, die von dem vereinfachten Gebäudemodell umfasst werden. Wird nach einem iterativen oder einem sequentiellen Verfahren ein vereinfachtes Gebäudemodell erzeugt, so wird der Komplexitätswert K dieses Modells mit einem vorbestimmbaren Komplexitätsschwellwert K_max verglichen, der sich an der Rechenleistung oder Darstellungsgeschwindigkeit einer Navigationsvorrichtung orientieren kann, wobei bei Überschreiten des Komplexitätswerts K_max das zuvor erstellte vereinfachte Gebäudemodell verworfen werden kann und ein neues vereinfachtes Gebäudemodell mit geringerer Komplexität berechnet werden kann. Um dies zu erreichen, ist es vorteilhaft, den einen bzw. eine Vielzahl von Gebäudefehlerschwellwerten d_max zu erhöhen, insbesondere selektiv Gebäudefehlerschwellwerte d_max bestimmter Gebäudetypen bzw. lokal definierte Gebäudefehlerschwellwerte d_max zu erhöhen, um ein vereinfachtes Gebäudemodell zu erzeugen, dessen Komplexität unterhalb des Komplexitätsschwellwerts K_max liegt, so dass dieses Gebäudemodell problemlos von der Navigationsvorrichtung verarbeitet werden kann. Hierdurch lässt sich ein effizientes und einfaches Steuerungsmittel schaffen, um ein vereinfachtes Gebäudemodell gewünschter Komplexität zu schaffen.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel können vor Erzeugung des vereinfachten Gebäudemodells zumindest einzelne Ursprungsgebäude des Ursprungsgebäudemodells durch einen Upsampling-Vorgang in kleinere Ursprungsgebäude zur Verfeinerung des Ursprungsgebäudemodells unterteilt werden. Ein Upsampling-Vorgang, d. h. eine Unterteilung eines Ursprungsgebäudes in zwei oder mehrere Teilgebäude, erhöht zunächst die Komplexität des Ursprungsgebäudemodells und ermöglicht im nachfolgenden Verfahren eine Erzeugung eines vereinfachten Gebäudemodells mit einer flexibleren Aufteilung einzelner Gebäude, wobei insbesondere große Ursprungsgebäude flexibler in kleine Gebäude unterteilt und dadurch besser an das Terrain angepasst werden können. Mithilfe eines Upsamplingvorgangs können verbesserte Endergebnisse des vereinfachten Gebäudemodells erzeugt werden, da die Granularität und damit der Freiheitsgrad bei der Erzeugung des vereinfachten Gebäudemodells erhöht wird. Durch diesen Vorverarbeitungsschritt, in dem die Ursprungsgebäude in geeigneter Weise verfeinert werden, kann eine optimale Anpassung der aggregierten Gebäude an das Gelände erreicht werden. Hierbei kann die Geometriebeschreibung der Gebäude durch zusätzliche Verbindungspunkte angereichert (Upsampling) werden, die entweder zufällig oder orientiert an den Höhenwerten des Gebäudes ermittelt werden, oder die Gebäude können durch geometrische Operation in mehrere zusammenhängende Einzelteile zerteilt werden. In einem anschließenden Schritt werden diese Gebäude wie zuvor beschrieben aggregiert. Dies gewährleistet auch bei sehr großflächigen Gebäuden, wie beispielsweise Fabrikgebäuden, eine gute Anpassung an das Geländemodell.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel können bei der Darstellung des vereinfachten Gebäudemodells die ursprünglichen Wandhöhen außen liegender Ursprungsgebäude eines aggregierten Gebäudes im Wesentlichen unverändert dargestellt werden, und Gebäudedächer können angepasst an die unterschiedlichen Außenwandhöhen des aggregierten Gebäudes geneigt dargestellt werden. Somit werden nach der Erzeugung des vereinfachten Gebäudemodells zur Verbesserung der Visualisierung die Gebäudedächer schief geneigt dargestellt. Hierbei werden nicht alle Wände eines Gebäudes auf derselben Ebene dargestellt, sondern einzelne Wände des Gebäudes werden senkrecht auf das Gelände unter Beibehaltung ihrer Ursprungshöhen projiziert. Diese Variante betrifft eine Visualisierungstechnik und ermöglicht, ursprüngliche Gebäudehöhen beizubehalten und die Gebäudeform an den Geländeverlauf anzupassen.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann zur Bestimmung von Aggregationsclustern ein Vereinfachungsverfahren angewendet werden, insbesondere ein Sortieren, Ordnen und Selektieren von Gebäuden, oder ein Clusterverfahren kann herangezogen werden, insbesondere ein hierarchisches oder ein partitionierendes Clusterverfahren. Aggregationscluster dienen dazu, räumlich benachbarte oder eng nebeneinander stehende Gebäude als Aggregationskandidaten zu definieren, die zusammengefasst werden können. Die Aggregation kann entweder sequentiell oder rekursiv erfolgen. Um die Suche nach einer optimalen Aggregationsreihenfolge zu beschleunigen, kann der Aktionsradius des Vereinfachungsverfahrens eingeschränkt werden, indem beispielsweise die Menge an Gebäuden sortiert, geordnet oder selektiert wird. Alternativ können hierarchische Verfahren eingesetzt werden, um Ansammlungen von Gebäuden voneinander zu trennen und die Menge der gemeinsamen zu betrachtenden Gebäude einzugrenzen. Eine optimierte Reihenfolge der Aggregation ermöglicht im Ablauf des Aggregationsverfahrens einen zeitlichen und rechnerischen Vorteil. Aggregationscluster können als hierarchische Cluster beispielsweise mittels einer Distanzfunktion räumlich benachbarte Gebäude auffinden, die als Aggregationskandidaten in Frage kommen. Der betrachtete Abstand von Gebäuden kann auf verschiedene Weise definiert werden und beispielsweise den minimalen Abstand, einen durchschnittlichen Abstand oder einen Mittelwertsabstand um einen Clustermittelpunkt darstellen. Als partitionierendes Clusterverfahren kann beispielsweise ein k-Means-Algorithmus herangezogen werden, der zufällig k-Clusterzentren auswählt und jedem Gebäude das ihm am nächsten liegende Clusterzentrum zuordnet, wobei dies mehrmals wiederholt werden sollte, um ein optimales Clustermodell zu erzeugen. Des Weiteren sind diverse andere Clusterverfahren, wie beispielsweise EM-Algorithmus, Spectral-Clustering, Multiview-Clustering, Self-Organizing-Maps, Fuzzy-Clustering oder graphentheoretische Ansätze, anwendbar, wobei ein Fachmann geeignet aus diesen Verfahren auswählen kann. Insbesondere bei einer simultanen Erzeugung eines vereinfachten Gebäudemodells kann die Wahl eines optimierenden Aggregationsclusterverfahrens eine deutliche Beschleunigung des Gesamtverfahrens bewirken.
In einem nebengeordneten Aspekt schlägt die Erfindung ein System zur Durchführung eines Darstellungsverfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche vor. Hierzu umfasst das System zumindest eine Navigationsvorrichtung in einem Fahrzeug, die eingerichtet ist, ein dreidimensionales Gebäudemodell darzustellen und die zumindest eine Speichereinrichtung zur Speicherung eines vereinfachten Gebäudemodells umfasst. Des Weiteren umfasst das System eine Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung, die zumindest eine Ursprungsmodelldatenbank zur Speicherung eines Ursprungsgeländemodells und eines Ursprungsgebäudemodells umfasst, wobei die Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung eingerichtet ist, ein Verfahren nach den Schritten S1 bis S3 durchzuführen, und die Navigationsvorrichtung eingerichtet ist, ein Verfahren nach den Schritten S4 und S5 des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Mit anderen Worten umfasst das erfinderische System eine Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung, die ausgelegt ist, aus einem detaillierten Gebäudemodell und einem detaillierten Geländemodell eine vereinfachtes Gebäudemodell zu erzeugen. Zum anderen umfasst das System eine Navigationsvorrichtung, in der das vereinfachte Gebäudemodell in einer Speichereinrichtung abgelegt werden kann und die dazu ausgelegt ist, auf einer zweidimensionalen Anzeigeeinrichtung eine 3D bzw. 2½D-Ansicht auf das vereinfachte Gebäudemodell darzustellen. Es ist denkbar, dass die Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung und die Navigationsvorrichtung in einem einzigen Gehäuse integral umfasst sind, jedoch auch naheliegend, dass die Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung als zentraler Server fernab von der Navigationsvorrichtung angeordnet ist, und die Daten des vereinfachten Gebäudemodells entweder drahtgebunden, beispielsweise bei einem Update von Navigationsdaten, wie den Satellitenpositionsdaten oder Karteninformationen, übertragen werden, oder online über eine „Live”-Funkverbindung beispielsweise durch Nutzung einer Mobil-Funk-Technologie oder einer drahtlosen Internettechnologie übertragen werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems ist die externe Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung außerhalb der Navigationsvorrichtung angeordnet, und die Daten des vereinfachten Gebäudemodells werden über eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung, insbesondere eine USB-Verbindung, LAN-Verbindung oder Ähnliches, oder drahtlos über eine Funkkommunikationsverbindung insbesondere GSM, GPS, UMTS, HSDPA, WLAN, WiMax, Bluetooth oder Ähnliches, von der Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung zur Navigationsvorrichtung übertragen. Hierdurch kann die Navigationsvorrichtung mit geringem Hardwareaufwand, d. h. geringer Speicherausstattung und geringer Prozessorleistung, ausgestattet werden, und die rechenintensive Erzeugung des vereinfachten Gebäudemodells erfolgt zentral, beispielsweise auf einem Server eines Navigationskartenherstellers, eines Navigationsgeräteherstellers oder eines Navigationsdienstleisters, und kann als Beispiel nach einer „MyRoute”-Technologie, die zur Erfassung und Verteilung von Fahrgewohnheiten einer Vielzahl von Navigationsgerätebenutzer dient, vom Server auf die Navigationsvorrichtung heruntergeladen werden.
Nach einem weiteren vorteilhaften Ausstattungsbeispiel des Systems kann in den Fällen, in denen abhängig von Fahrzeugposition und Fahrzeugausrichtung lediglich ein Teil eines vereinfachten Gebäudemodells erzeugt werden muss, eine Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung von der Navigationsvorrichtung umfasst sein und insbesondere ausgelegt sein, Daten zumindest eines Teils eines Ursprungsgebäudemodells simultan zur Anzeige eines Gebäudemodells zu erzeugen. Somit würde das Ensemble aus Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung und Navigationsvorrichtung in einem internen Speicher ein detailliertes Ursprungsgebäude- und -geländemodell halten, und in Abhängigkeit einer Benutzeransicht nur einen Teilbereich des Ursprungsgebäudemodells als vereinfachtes Gebäudemodell erzeugen und darstellen. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass ein sehr hoher Detaillierungsgrad des vereinfachten Gebäudemodells bereitgestellt werden kann, wodurch beispielsweise eine Zoomfunktion erweiterte Detaildarstellungen ermöglichen kann, da das jeweils dargestellte vereinfachte Modell bei der simultanen Erstellung auf die Ursprungsgebäudedaten zurückgreifen kann.
Nach einem weiteren nebengeordneten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt zur dreidimensionalen Darstellung von Gebäuden auf einer grafischen Anzeigeeinrichtung einer Navigationsvorrichtung vorgeschlagen, wobei das Computerprogrammprodukt Computerprogrammanweisungen auf einem computerlesbaren Programmspeichermedium, insbesondere einer Festplatte, CD-Rom, Diskette, einem Flash-Speicher oder Ähnlichem, umfasst, und die Computerprogrammanweisungen zumindest einen Computer zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorgenannten Verfahrensansprüche veranlassen, wenn die Anweisungen von einem Computer gelesen und ausgeführt werden. Somit betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt als gespeicherte Folge von Verfahrensanweisungen auf einem computerlesbaren Medium, wie beispielsweise einer Festplatte, CD-Rom, Diskette, einem Flash-USB-Festspeicher, oder als herunterladbares Softwaredatenprodukt aus einem Computernetz, insbesondere Internet, und die Computerprogrammanweisungen setzen einen Computer in die Lage, zum einem das Verfahren zur Erzeugung eines vereinfachten Gebäudemodells aus einem detaillierten Gebäude- und Geländemodell durchzuführen, zum anderen eine Navigationsvorrichtung zur Anzeige des vereinfachten Gebäudemodells zu befähigen. Insbesondere ist das Computerprogrammprodukt als zweiteiliges Computerprogrammprodukt ausgeführt, dessen erster Teil eine Gebäudemodellerzeugung innerhalb einer Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung betrifft und in dieser abläuft, und dessen zweiter Teil die Ablage bzw. Download der vereinfachten Gebäudemodelldaten und die Darstellung der Gebäudemodelldaten in Abhängigkeit von Fahrzeugposition und Fahrtrichtung betrifft und in einer Navigationsvorrichtung abläuft.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den folgenden Figurenbeschreibungen. In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zur sinnvollen weiteren Kombination zusammenfassen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Ursprungsgebäudemodells, das auf ein Ursprungsgeländemodell projiziert ist;
2 eine schematische Darstellung eines vereinfachten Gebäudemodells nach dem Stand der Technik;
3 eine schematische Darstellung eines weiteren vereinfachten Gebäudemodells nach dem Stand der Technik;
4 eine schematische Darstellung einer Problematik der Zusammenfassung von Gebäuden auf einem hügeligen Geländemodell;
5 eine schematische Darstellung einer Bestimmung eines Gebäudefehlers bei der Zusammenfassung von Ursprungsgebäuden;
6 eine schematische Darstellung einer Aggregationsmethode nach dem Stand der Technik und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;
7 eine schematische Darstellung einer Verwendung eines volumenbasierten Gebäudefehlers zur Aggregation von Gebäuden;
8 ein vereinfachtes Gebäudemodell nach einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens;
9 ein vereinfachtes Gebäudemodell nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens;
10 schematisch die Erzeugung eines vereinfachten Gebäudemodells nach dem Stand der Technik;
11 schematisch die Erzeugung eines vereinfachten Gebäudemodells nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
12 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems;
13 einen Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
14 bis 17 verschiedene Ansichten einer Anzeigeeinrichtung einer Navigationsvorrichtung nach dem Stand der Technik bzw. nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
In der 1 ist schematisch eine Ausgangssituation eines detaillierten Ursprungsgebäudemodells 62, das auf ein Ursprungsgeländemodell 60 projiziert ist, dargestellt. Das Gebäudemodell 62 umfasst eine Vielzahl von Ursprungsgebäuden 64. Bereits in dieser Darstellung ist offensichtlich, dass jeweils eine Gruppe von Ursprungsgebäuden 64 zu einzelnen Aggregationsclustern zusammengefasst werden kann, insbesondere die Gebäude 64, die unmittelbar aneinandergrenzen, können zu einem Aggregationscluster zusammengefasst werden, das durch den Abstand zu benachbarten Gebäuden 64 begrenzt ist.
2 zeigt schematisch ein vereinfachtes Gebäudemodell 76, wie es nach einem Verfahren des Stands der Technik erzeugt wird. Hierzu werden ausgehend von einem Ursprungsgebäudemodell 62 der 1 die unmittelbar benachbart liegenden Ursprungsgebäude 64 zu einem aggregierten Gebäude 68 zusammengefasst und auf Höhe des jeweils mittleren Ursprungsgebäudes 64 dargestellt. Hierbei ergeben sich massive Visualisierungsfehler. So scheinen einzelne Gebäude 68 in der Luft zu stehen, oder sind zu einem großen Teil in der Geländeoberfläche eingetaucht. Die aggregierten Gebäude 68 bestehen jeweils aus fünf bis sechs Ursprungsgebäuden 64. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Aggregationen wird nicht auf die Geländedaten geachtet, und somit werden Gebäude 64 an kritischen Stellen zusammengefasst. Bei flachem Terrain stellt dies kein Problem dar, allerdings können bei der gleichzeitigen Visualisierung eines hügeligen Geländemodells 60 Darstellungsprobleme entstehen, da einzelne aggregierte Gebäude 68 in das Gelände hinein- oder daraus herausragen können.
In der 3 ist eine Erweiterung des aus dem Stand der Technik nach 2 dargestellten vereinfachten Gebäudemodells 76 dargestellt. Hierbei werden zur Kaschierung der entstandenen Gebäudefehler die Gebäudeseiten bis zum Boden des Geländes 60 verlängert. Dieses Vorgehen resultiert allerdings in sehr unrealistischen Gebäudehöhen, so dass einzelne aggregierte Gebäude 68 extrem hoch erscheinen. Die 1 bis 3 beschreiben die Ausgangssituation und den Darstellungsfehler, der bei aus dem Stand der Technik bekannten vereinfachten 3D-Gebäude- und Städtemodellen, die keine Rücksicht auf kritische Stellen im Geländemodell nehmen, auftreten kann.
4 stellt die Möglichkeit der Aggregation zweier Ursprungsgebäude 64 auf einem Geländemodell 60 dar. In einem flachen linken Bereich des Geländes 60 können die beiden Ursprungsgebäude 64 unter Vermeidung eines Gebäudefehlers zu einem zusammengefassten Gebäude 68 aggregiert werden. Im rechten steil ansteigenden Geländeteil würde ein naives Zusammenfassen der beiden Ursprungsgebäude 64 zu einem aggregierten Gebäude 68 zu einem Darstellungsfehler führen, wobei das untere Gebäude nach oben gezogen werden würde, und somit ein Höhenfehler in Form einer überhöhten Höhe 70 (Metrikfehler), die der Gebäudefehlervariable d zugeschlagen werden müsste, auftreten würde. Aus diesem Grund testet ein erfindungsgemäßes Verfahren, ob angrenzende Gebäude 64 hinsichtlich des Geländemodells 60 auf verschiedenen Höhenstufen angeordnet sind, wobei sie, wenn sie auf gleicher Höhe angeordnet sind, problemlos nach einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zusammengefasst werden können. Befinden sich die Gebäude allerdings auf verschiedenen Höhen, so wird ein maximaler Gebäudefehlerschwellwert d_max definiert, um die maximale Fehlerabweichung vom Ursprungsgebäudemodell zu steuern. Bei kleinen Höhenunterschieden kann es hinnehmbar sein, dass die Gebäudeseiten bis zum Boden verlängert werden. Jedoch wird bei der Darstellung bei großen Höhenunterschieden zwischen aggregierten Gebäuden ein unrealistischer Eindruck erreicht, da die Gebäude bei der Aggregation um den Metrikfehler 70 wachsen würden. In diesem Fall orientiert sich der Metrikfehler an einem Höhenunterschied, es kann allerdings auch ein Flächenunterschied, ein Volumenunterschied oder Ähnliches sein.
Eine Lösung des oben genannten Problems wird in 5 dargestellt. 5a zeigt nochmals den Ausgangspunkt, wie er sich in 4 auf der rechten Seite ergibt. Drei Ursprungsgebäude 64 sollen an einem ansteigenden Geländestück 60 zusammengefasst werden. Durch die Zusammenfassung der unteren beiden Ursprungsgebäude 64 ergibt sich ein Metrikfehler 70 durch Erhöhung des zuunterst liegenden Gebäudes 64 auf die Höhe des mittleren Gebäudes 64. Das erfindungsgemäße Verfahren testet, ob die Höhendifferenz d_err des Gebäudefehlers einen Gebäudefehlerschwellwert d_max überschreitet. Ist dies nicht der Fall, kann das Verfahren iterativ oder sequentiell die Aggregation des entstandenen größeren Gebäudes 68 mit dem Ursprungsgebäude 64, das weiter oben liegt, ins Auge fassen. Auch hier ergibt sich ein Metrikfehler 70, der, wenn er zu dem bisherigen Fehler d 72 hinzugefügt wird, zu einem vergrößerten Fehler d 72 führt. Liegt dieser Gesamtfehler d 72 immer noch unterhalb des zugeordneten Gebäudefehlerschwellwerts d_max, so kann auch diese Aggregation durchgeführt werden. Das Verfahren kann wiederholt für alle Gebäude abgearbeitet werden.
8 zeigt das Ergebnis einer nach 5b durchgeführten Aggregation, wobei ausgehend vom ursprünglichen Gebäudemodell 62 nach 1 ein vereinfachtes Modell 76 mit aggregierten Gebäuden 68 nach 8 erzeugt wurde. Das vereinfachte Gebäudemodell nach 8 hat eine erheblich geringere Komplexität K, d. h. eine erheblich geringere Zahl von Einzelgebäuden als das detaillierte Modell 62 nach 1, weist jedoch kaum Visualisierungsfehler auf und kann somit von einem Betrachter als realistisch eingestuft werden.
In der 6a wird ein weiteres Aggregationsverfahren nach dem Stand der Technik dargestellt. Hierzu sollen sechs Ursprungsgebäude 64, die jeweils einen Höhenmetrikunterschied (Metrikfehler) d 70 aufweisen, zusammengefasst werden. Im Resultat sieht man im rechten Bereich der 6a einen großen Gebäudekörper als aggregiertes Gebäude 68. Gegenüber dem niedrigstgelegenen Ursprungsgebäude 64 weist das aggregierte Gebäude 68 einen beträchtlichen Metrikfehler 70 auf.
In 6b ist eine Aggregation desselben Aggregationsclusters in der Anwendung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Hierbei werden die ersten drei unten liegenden Ursprungsgebäude 64 zusammengefasst, wobei sich ein Metrikfehler d 70 von 0,2 ergibt. 0,2 liegt unterhalb dem kritischen Gebäudefehlerschwellwert d_max von 0,25. Eine weitere Zusammenfassung wird allerdings abgebrochen, da dies zu einer Überschreitung des Gebäudefehlerschwellwerts d_max führen würde. Des Weiteren werden die nächsten beiden weiter oben liegenden Ursprungsgebäude 64 zusammengefasst, deren Zusammenfassung einen Fehler d = 0,1 72 ergibt. Es ist zu überlegen, ob diese mit dem höchsten Ursprungsgebäude 64 noch zusammengefasst werden können. Die vorgestellte Geometrik berücksichtigt den Unterschied in der Höhenlage der Gebäude. Dadurch wird verhindert, dass zwei benachbarte Gebäude mit wesentlichen Unterschieden in den Höhenlagen vereinigt werden. Somit werden jeweils zwei Gebäude 64 vereinigt oder nicht, wenn der Metrikfehler 70 einen gewissen Wert d_max überschreitet. Ein großer Fehler, wie er aus dem Stand der Technik nach 6a auftritt, wird vermieden, da immer mit dem kumulierten Fehler d gegenüber dem Ursprungsgebäude verglichen wird. Durch eine Optimierung der Reihenfolge der Aggregation, beispielsweise als iterative Aggregation oder als sequentielle Aggregation, wobei die Richtung der Aggregation eine Rolle spielen kann (von oben nach unten, etc.), sowie durch vorheriges Upsampling der Ursprungsgebäude 64 oder die Verwendung schiefer Gebäudedächer kann ein erheblich verbessertes Darstellungsergebnis des vereinfachten Gebäudemodells erreicht werden.
In der 7 wird schematisch die Zusammenfassung dreier Gebäude an einem Höhenanstieg eines Geländes 60 dargestellt. Durch Zusammenfassung von zwei tiefer liegenden Ursprungsgebäuden 64 zu einem Gesamtgebäude wird das Gesamtvolumen V_A des aggregierten Gebäudes 68 größer als die Summe der beiden Einzelvolumen V1, V2 der Ursprungsgebäude 64. Die Abweichung des Volumens kann als Metrik zur Bestimmung einer weiteren Aggregation verwendet werden. Hierzu wird ein Gebäudefehlerschwellwert d_max definiert, der einen unzulässigen Volumenzuwachs eines aggregierten Gebäudes 68 gegenüber der Summe der Ursprungsgebäude 64 verhindern kann, um sowohl ein übermäßiges Anwachsen in die Höhe als auch in die Breite und Tiefe zu beschränken.
Die 9 zeigt eine Visualisierungsverbesserung des in 8 dargestellten vereinfachten Gebäudemodells, in dem schiefe Dächer verwendet werden, um die Gebäude 68 entlang des Verlaufs des Geländemodells anzuschmiegen. Hierzu werden die Außenwände der Ursprungsgebäude 64 eines aggregierten Gebäude 68 beibehalten, und ein schiefes Dach verbindet die Außenwände, so dass die Gesamthöhe des aggregierten Gebäudes 68 parallel zum Terrainverlauf verläuft und sich somit harmonisch in den Verlauf des Geländes 60 schmiegt. Dies ist lediglich eine Visualisierungstechnik und kann als Nachbearbeitungsschritt dem Ver fahren nachgeschaltet werden, muss jedoch bei der Bestimmung der Außenwandhöhen des aggregierten Gebäudes 68 schon während der Vereinfachung des Gebäudemodells 62 berücksichtigt werden.
10 zeigt schematisch den Ablauf eines aus dem Stand der Technik bekannten Vereinfachungsverfahrens zur Reduktion der Komplexität eines Gebäudemodells 62. Ausgangspunkt ist ein detailliertes Gebäudemodell 62, wie es beispielsweise durch Fotogrammetrie oder Satellitenradaraufnahmen gewonnen werden kann. Dieses detaillierte Gebäudemodell 62 wird durch eine Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung 40 vereinfacht, so dass sich das vereinfachte Gebäudemodell 76 ergibt. Hierzu werden keinerlei Geländedaten berücksichtigt, wobei auch Gebäude 64 auf verschiedenen Geländehöhen aggregiert werden.
11 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens, in dem ein detailliertes Ursprungsgebäudemodell 62 und ein detailliertes Ursprungsgeländemodell 60 mittels einer Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung 40 so miteinander kombiniert werden, dass unter Berücksichtigung von Gebäudefehlern ein vereinfachtes Gebäudemodell 76 erzeugt werden kann.
Die 12 zeigt schematisch ein System umfassend eine Navigationsvorrichtung 10 und eine Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung 40 entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung 40 umfasst eine Gebäudemodellaggregationseinrichtung 50, die ausgelegt ist, aus einem detaillierten Geländemodell 60 und einem detaillierten Gebäudemodell 62 ein vereinfachtes Gebäudemodell 76 zu erzeugen. Die Daten des Gelände- 60 und Gebäudemodells 62 werden einer Ursprungsmodelldatenbank 42 entnommen, die einen Ursprungsgeländemodellspeicher 44 und einen Ursprungsgebäudemodellspeicher 46 umfasst. Nach Vereinfachung des Ursprungsgebäudemodells 62 in ein vereinfachtes Gebäudemodell 76 kann dieses über eine Kommunikationseinrichtung 48 zu einer Navigationsvorrichtung 10 übertragen werden. Die Kommunikationsverbindung 32 kann eine draht gebundene Verbindung sein, beispielsweise ein Netzwerkkabelanschluss an ein LAN, ein serieller Anschluss über USB oder dergleichen, um eine Verbindung zwischen Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung 40 und Navigationsvorrichtung 10 zu etablieren. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Kommunikationsverbindung 32 eine drahtlose, insbesondere funkbasierte, Kommunikationsverbindung darstellt, wobei insbesondere drahtlose Funknetztechnologien, wie Mobilfunk (GSM, GPRS, UMTS, HSDPA), oder drahtlose Internet- oder Computerverbindungen, wie WLAN, WiMax, Bluetooth etc., genutzt werden, um ein vereinfachtes Gebäudemodell 76 von der Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung 40 in die Navigationsvorrichtung 10 zu übertragen.
Die Navigationsvorrichtung 10 umfasst ebenfalls eine komplementäre Kommunikationseinrichtung 30, die Daten des vereinfachten Gebäudemodells 76 empfängt und in einem Gebäudemodellspeicher 16 einer Speichereinrichtung 12 ablegen kann. Die Speichereinrichtung 12 umfasst des Weiteren einen Kartenspeicher 14, der Strecken eines Verkehrsnetzes speichert, mittels derer eine Routenberechnungseinrichtung 26 eine Route zur Navigation von einer Startposition zu einer Zielposition zusammenstellen kann. Des Weiteren umfasst die Navigationsvorrichtung 10 eine Positionsermittlungseinrichtung 24, beispielsweise ein GPS-Modul oder Ähnliches, zur Feststellung einer aktuellen Position innerhalb des Geländemodells 60. Darüber hinaus umfasst die Navigationsvorrichtung 10 eine Eingabeeinrichtung 18, die beispielsweise ein Touchscreenmittel 20 zur berührenden Eingabe von Daten und ein TMC-Verkehrsinformationsempfangsmittel 22 zum Empfang von Verkehrsinformationen beinhalten kann. Die Routenberechnungseinrichtung 26, die grundsätzlich eine Recheneinheit umfasst, ist mit einer Anzeigeeinrichtung 28 angeschlossen, die eine 2½-D- oder 3D-Darstellung eines Gebäudemodells ermöglicht sowie Navigationsanweisungen visuell und akustisch ausgeben kann. Wird nun ein Fahrzeug entlang einer Route geführt, so wird statt einer zweidimensionalen Kartendarstellung eine 2½-D-Darstellung unter Berücksichtigung des vereinfachten Gebäude modells 76 auf der Anzeigeeinrichtung 28 dargestellt. Hierzu können neben den Daten des vereinfachten Gebäudemodells 76 weitere verkehrsrelevante Daten, wie beispielsweise interessante Orte, Tankstellen, Restaurants etc. und Straßenführungsmarkierungen, in der Anzeigeeinrichtung 28 eingeblendet werden.
13 zeigt einen Programmablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem Schritt S1 werden ein detailliertes Ursprungsgeländemodell und Ursprungsgebäudemodelle 60, 62 aus einer Ursprungsmodelldatenbank 42 einer Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung 40 geladen. Jedem Ursprungsgebäude 64 des Ursprungsgebäudemodells 62 wird in Schritt S2 eine Gebäudefehlervariable d 72 mit dem Wert 0 zugewiesen. In einem weiteren Schritt S3-1 werden Aggregationscluster d. h. räumlich benachbarte Ursprungsgebäude 64, identifiziert, die als Aggregationskandidaten möglicherweise zusammengefasst werden können, wobei bei der Zusammenfassung Straßenverläufe berücksichtigt werden müssen, um Gebäude nicht über Straßen hinweg zu aggregieren. In einem nächsten Schritt S3-2 werden diese Gebäude zusammengefasst, und in S3-3 wird ein Gebäudefehler bestimmt, der zur Gebäudefehlervariablen d jedes Ursprungsgebäudes 64 zugeschlagen wird. Daraufhin wird in S3-4 überprüft, ob die Gebäudefehlervariable d 72 größer als ein Gebäudefehlerschwellwert d_max 74 ist. Ist dies nicht der Fall, können weitere Ursprungsgebäude 64 oder bereits aggregierte Gebäude 68 des Aggregationsclusters weiterhin aggregiert werden. überschreitet der Gebäudefehler d 72 den Gebäudefehlerschwellwert d_max 74, so wird die Aggregation abgebrochen, wobei mit dem nächsten Aggregationscluster sequentiell fortgefahren wird bzw. iterativ das Gesamtmodell weiter aggregiert werden kann. Schließlich wird in Schritt S3-5 die Komplexität K des vereinfachten Gebäudemodells 76 bestimmt, beispielsweise durch Bestimmung der Anzahl von aggregierten Gebäuden 68, Bestimmung der Speichergröße des Gebäudemodells oder der Anzahl der Gebäudepolygone, und mit einem Komplexitätsschwellwert K_max in S3-6 verglichen. Unterschreitet die Komplexität K des vereinfachten Gebäudemodells 76 den Komplexitätsschwellwert K_max, so ist das vereinfachte Gebäudemodell 76 zur Anwendung innerhalb einer Navigationsvorrichtung 10 geeignet. Überschreitet allerdings die Komplexität K des vereinfachten Gebäudemodells 76 den Komplexitätsschwellwert K_max, so werden alle Gebäudefehlerschwellwerte d_max 74, die der einzelnen Aggregationscluster, der einzelnen Ursprungsgebäude 64 oder der globale Schwellwert des gesamten Gebäudemodells erhöht, das vereinfachte Gebäudemodell 76 wird verworfen und ein neues noch stärker vereinfachtes Gebäudemodell 76 erzeugt. Schließlich wird das vereinfachte Gebäudemodell 76 in Schritt S4 in einer Speichereinrichtung 12 einer Navigationsvorrichtung 10 abgespeichert und bei einer Routenführung entlang einer vorgeplanten Route einem Benutzer auf einer Anzeigeneinrichtung 28 dargestellt.
Die 14, 15, 16 und 17 stellen jeweils in Teilfiguren a die Anzeige einer Anzeigeeinrichtung 68 einer Navigationsvorrichtung 10 dar, bei der ein vereinfachtes Gebäudemodell 76 mittels eines aus dem Stand der Technik bekannten Vereinfachungsverfahrens erzeugt wurde. Die Teilfiguren b stellen das vereinfachte Gebäudemodell 76 nach einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens vor. Als Beispiel sind Straßeninformationen sowie beliebige dreidimensionale Gelände- und Städtemodelle verwendet worden, wobei die Navigationsvorrichtung 10 aufgrund der eingeschränkten Speicher- und Rechenkapazität die Ursprungsgebäude und -geländedaten nicht darstellen kann. Das 3D-Gelände- und Gebäudemodell kann unabhängig von Straßeninformationen vereinfacht werden. Bei dem 3D-Gebäudemodell nach den Teilfiguren b wurde beim Zusammenfassen von Gebäuden auf die Höheninformationen des 3D-Geländemodells geachtet, da die zusammengefassten Gebäude 68 an kritischen Stellen sonst fehlerhaft dargestellt wären. So scheinen beispielsweise in 14a aggregierte Gebäude 68 teilweise in der Luft zu stehen. In der 14a werden Gebäude unabhängig von dem Geländemodell aggregiert, so dass zwei große Gebäudeblöcke im Vordergrund aus mehreren Teilgebäuden zusammengefasst wurden und, aufgrund der Steigung im Terrain 60 und ihrer Ausmaße, die Gebäude nicht mehr in das Gelände eingepasst werden konnten, so dass diese horizontal auf einer ihrer Kanten zu stehen scheinen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Zusammenfassung der Gebäude an kritischen Stellen jedoch beschränkt, so dass keine Darstellungsfehler auftreten, wie in 14b dargestellt. In der 14b ist somit eine realistische Visualisierung der Gebäude 68 auf dem dreidimensionalen Geländemodell 60 dargestellt. An Stellen großer Höhendifferenz werden die Gebäude 64 nicht zu einem großen Gebäudeblock 68 zusammengefasst.
Die 15 bis 17 zeigen anlehnend an das Beispiel der 14 einmal Gebäudedarstellungen ohne (a) und (b) unter Anwendung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Claims

Verfahren zur dreidimensionalen Darstellung von Gebäuden auf einer grafischen Anzeigeeinrichtung (28) einer Navigationsvorrichtung (10), umfassend die Schritte: S1: Bereitstellung eines detaillierten dreidimensionalen Ursprungsgebäudemodells (62), insbesondere Städtemodells, und eines detaillierten dreidimensionalen Ursprungsgeländemodells (60) aus einer Ursprungsmodelldatenbank (42) einer Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40), wobei das Ursprungsgebäudemodell (62) eine Menge einzelner Ursprungsgebäude (64) umfasst; S2: Zuweisung zumindest einer Gebäudefehlervariable d (72) des Wertes d = 0 zu zumindest einem, insbesondere allen Ursprungsgebäuden (64) durch die Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40); S3: Erzeugung eines vereinfachten Gebäudemodells (76) durch die Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40) durch Bestimmung von Aggregationsclustern (66) von unmittelbar in räumlicher Nähe liegenden Gebäuden (64, 68) und Aggregation von zumindest zwei Gebäuden (64, 68) eines Aggregationsclusters (66) zur Bildung eines aggregierten Gebäudes (68), wobei ein Gebäudefehler (70) durch Vergleich von Gebäudedaten der Ursprungsgebäude (64) mit Gebäudedaten des aggregierten Gebäudes (68) ermittelt und die Gebäudefehlervariablen d (72) aktualisiert werden, so lange bis zumindest eine Gebäudefehlervariable d (72) des Gebäudes (68) zumindest einen vorbestimmbaren Gebäudefehlerschwellwert d_max (74) überschreitet; S4: Ablage des vereinfachten Gebäudemodells (76) der Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40) in einer Speichereinrichtung (12) der Navigationsvorrichtung (10); S5: Darstellung des vereinfachten Gebäudemodells (76) auf einer Anzeigeeinrichtung (28) der Navigationsvorrichtung (10).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte S1 bis S3 zur Erzeugung eines vereinfachten Gebäudemodells (76) in einer externen Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40) außerhalb der Navigationsvorrichtung (10) durchgeführt werden, und in Schritt S4 das vereinfachte Gebäudemodell (76) in einem Gebäudemodellspeicher (14) der Speichereinrichtung (12) einer Navigationsvorrichtung (10) drahtlos oder drahtgebunden abgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte S1 bis S3 von einer internen oder externen Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40) simultan zur Navigationsführung der Navigationsvorrichtung (10) für einen von einer Fahrzeugposition und Fahrzeugausrichtung abhängigen Ansichtsbereich des vereinfachten Gebäudemodells (76) durchgeführt werden, wobei im Fall einer externen Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40) eine drahtlose Kommunikationsverbindung (32), insbesondere eine GSM-, GPRS-, UMTS-, HSDPA-, WLAN-, WiMax- oder Bluetooth-Kommunikationsverbindung (32), zwischen Navigationsvorrichtung (10) und externer Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40) zur Übertragung zumindest eines Teils des vereinfachten Gebäudemodells (76) genutzt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Gebäudefehler (70) als ein absoluter oder relativer Gebäudefehlerwert (70) in Bezug auf eine Metrikdifferenz, insbesondere Höhendifferenz, Oberflächendifferenz, Volumendifferenz, verdeckte Volumendifferenz, sichtbare Volumendifferenz oder Ähnliches, zwischen Ursprungsgebäuden (64) oder Gebäuden (68) vor Aggregation und Gebäuden (68) nach Aggregation berechnet wird, und insbesondere der Gebäudefehler (70) als gewichteter Fehler aus zumindest zwei verschiedenen Metrikdifferenzen berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der zumindest eine Gebäudefehlerschwellwert d_max (74) weniger als 50%, insbesondere weniger als 30%, einer Abweichung vom Ursprungsgebäude (64) entspricht und/oder wobei eine Mehrzahl von Gebäudefehlerschwellwerten d_max (74), insbesondere ein Gebäudefehlerschwellwert d_max (74), für jeden Aggregationscluster (66) vorbestimmbar ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 5, wobei die Größe des Gebäudefehlerschwellwertes d_max (74) eines Aggregationsclusters (66) mit zunehmender Entfernung von einer Fahrzeugposition zunimmt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei nach Erzeugung des vereinfachten Gebäudemodells (76) ein Komplexitätswert K des vereinfachten Gebäudemodells (76) bestimmt wird, wobei bei Überschreitung eines vorbestimmbaren Komplexitätsschwellwertes K_max zumindest der eine Gebäudefehlerschwellwert d_max (74) erhöht wird, und erneut ein vereinfachtes Gebäudemodell (76) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei vor Erzeugung des vereinfachten Gebäudemodells (76) zumindest einzelne Ursprungsgebäude (64) des Ursprungsgebäudemodells (62) durch einen Upsampling-Vorgang in kleinere Ursprungsgebäude (64) zur Verfeinerung des Ursprungsgebäudemodells (62) unterteilt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei bei der Darstellung des vereinfachten Gebäudemodells (76) die ursprünglichen Wandhöhen außen liegender Ursprungsgebäude (64) eines aggregierten Gebäudes (68) im Wesentlichen unverändert dargestellt werden, und Gebäudedächer angepasst an die unterschiedlichen Außenwandhöhen des aggregierten Gebäudes (69) dargestellt werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Bestimmung von Aggregationsclustern (66) durch ein Vereinfachungsverfahren, insbesondere durch ein Sortieren, Ordnen und Selektieren von Gebäuden (64, 68), oder durch ein Clusterverfahren, insbesondere ein hierarchisches oder ein partitionierendes Clusterverfahren, erfolgt.
System zur Durchführung eines Darstellungsverfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche, umfassend zumindest eine Navigationsvorrichtung (10) in einem Fahrzeug, eingerichtet zur Darstellung eines dreidimensionalen Gebäudemodells (76), die zumindest eine Speichereinrichtung (12) zur Speicherung eines vereinfachten Gebäudemodells (76) umfasst; und zumindest eine Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40), die zumindest eine Ursprungsmodelldatenbank (42) zur Speicherung eines Ursprungsgeländemodells (60) und eines Ursprungsgebäudemodells (62) umfasst, wobei die Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40) eingerichtet ist, ein Verfahren nach den Schritten S1 bis S3 durchzuführen, und die Navigationsvorrichtung (10) eingerichtet ist, ein Verfahren nach den Schritten S4 und S5 durchzuführen.
System nach Anspruch 11 und Verfahrensanspruch 2 oder 3, wobei die Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40) außerhalb der Navigationsvorrichtung (10) angeordnet ist, und die Daten des vereinfachten Gebäudemodells (76) über eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung (32), insbesondere eine USB-Verbindung, LAN-Verbindung oder Ähnliches, oder die Daten über eine drahtlose Kommunikationsverbindung (32), insbesondere GSM, GPRS, UMTS, HSDPA, WLAN, WiMax, Bluetooth oder Ähnliches, von der Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40) zur Navigationsvorrichtung (10) übertragen werden können.
System nach Anspruch 11 und nach einem der Verfahrensansprüche 2 oder 3, wobei die interne Gebäudemodellerzeugungsvorrichtung (40) von der Navigationsvorrichtung (10) umfasst ist und insbesondere ausgelegt ist, die Daten zumindest eines Teils des vereinfachten Gebäudemodells (76) simultan zu erzeugen.
Computerprogrammprodukt zur dreidimensionalen Darstellung von Gebäuden auf einer grafischen Anzeigeeinrichtung (28) einer Navigationsvorrichtung (40), wobei das Computerprogrammprodukt Computerprogrammanweisungen auf einem computerlesbaren Programmspeichermedium, insbesondere einer Festplatte, CD-ROM, Diskette, einem Flash-Speicher oder Ähnlichem, umfasst, und die Computerprogrammanweisungen zumindest einen Computer zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorgenannten Verfahrensansprüche veranlasst, wenn die Anweisungen von dem Computer gelesen und ausgeführt werden.