-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines kartographischen Systems und ein kartographisches System.
-
Ein kartographisches System ist beispielsweise von einem Navigationssystem oder einem Computersystem umfasst, das jeweils ausgebildet ist, beispielsweise vorgegebene Karten und/oder Geländemodelle, so z.B. dreidimensionale Geländemodelle, zur Darstellung zu ermitteln.
-
Dokument
DE 100 55 156 A1 beschreibt eine Verfahren zur Erzeugung einer Navigationskarte, Straßen, Wege, Bahnlinien, Flüsse, Seen und ähnliche kartographische Parameter nicht aus Geraden, sondern aus Klotoiden zusammengesetzt. Eine Klotoide ist durch ihre Krümmung und ihre Länge definiert.
-
Dokument
WO 95 / 14 910 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung einer digitalisierten Straßennetzkarte, insbesondere zur Verwendung in einem Straßennutzungsgebührenabrechnungssystem, wobei der Straßenverlauf jeweils im Sinne eines angenäherten Polygonzuges definiert wird.
-
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines kartographischen Systems und ein kartographisches System zu schaffen, das eine schnelle Verarbeitung und einen geringen Speicherbedarf ermöglicht.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
-
Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem ersten Aspekt aus durch ein Verfahren zum Betreiben eines kartographischen Systems und ein korrespondierendes kartographisches System, bei dem eine Auswahl von darzustellenden vorgegebenen Wegabschnitten vorgegeben wird. Für eine Ermittlung einer Repräsentation des jeweiligen Wegabschnitts der vorgegebenen Auswahl werden ein erster und ein zweiter zugeordneter Koordinatenpunkt ermittelt. Der erste Koordinatenpunkt ist einem ersten Ende des entsprechenden Wegabschnitts und der zweite Koordinatenpunkt ist einem zweiten Ende des entsprechenden Wegabschnitts zugeordnet. Für die Ermittlung der Repräsentation des jeweiligen Wegabschnitts wird ferner abhängig von dem jeweils zugeordneten ersten und zweiten Koordinatenpunkt ein Rechteck ermittelt. Das Rechteck umfasst den zugeordneten ersten und zweiten Koordinatenpunkt und wird derart ausgerichtet, dass eine Gerade durch die beiden Koordinatenpunkte beide Querseiten des Rechtecks jeweils mittig schneidet. Für die Ermittlung der Repräsentation des jeweiligen Wegabschnitts werden des Weiteren ein erster Halbkreis für das erste Ende des entsprechenden Wegabschnitts und ein zweiter Halbkreis für das zweite Ende des entsprechenden Wegabschnitts ermittelt. Der erste Koordinatenpunkt repräsentiert einen Mittelpunkt des ersten Halbkreises und der zweite Koordinatenpunkt repräsentiert einen Mittelpunkt des zweiten Halbkreises. Beide Halbkreise weisen jeweils einen Radius auf, der durch einen Abstand zwischen dem zugeordneten Koordinatenpunkt und einer der beiden Längsseiten des Rechtecks charakterisiert ist. Beide Halbkreise erstrecken sich von dem zugeordneten Koordinatenpunkt weg von dem jeweiligen anderen Koordinatenpunkt. Die Repräsentation des jeweiligen Wegabschnitts wird auf einem Bildschirm dargestellt. Dies ermöglicht eine besonders schnelle und speicherplatzreduzierte Ermittlung einer Repräsentation von Wegabschnitten, so z.B. einen Straßenabschnitt oder einen Autobahnabschnitt oder einen Abschnitt eines Wander- oder Geh- oder Fahrradwegs oder einen Abschnitt eines Schienenverlaufs oder einer Wasserstraße. Der Wegabschnitt wird beispielsweise als interpolierte Strecke zwischen zwei vorgegebenen Positionspunkten, insbesondere des darzustellenden Geländemodells, vorgegeben.
-
Dem kartographischen System ist zur Ermittlung von vorgegebenen Karten oder Geländemodellen vorzugsweise eine Grafikeinheit, so z.B. eine Grafikkarte, zugeordnet. Die jeweils darzustellende Karte oder das jeweils darzustellende Geländemodell wird vorzugsweise von einem Benutzer des kartographischen Systems vorgegeben, so z.B. zu Zwecken einer Routenführung zu einem ausgewählten Ziel. Der darzustellenden Karte oder dem darzustellenden Geländemodell ist typischerweise eine vorgegebene Auswahl von darzustellenden Wegabschnitten zugeordnet, die beispielsweise eine Route zu dem ausgewählten Ziel repräsentieren.
-
Zur Ermittlung der jeweils zwei Koordinatenpunkte, umfasst das kartographische System vorzugsweise zumindest eine Datenbank, in der diese abgespeichert sind. Die beiden Koordinatenpunkte repräsentieren vorzugsweise eine Position dieses Wegabschnittes in Bezug auf die darzustellende Karte oder Geländemodell. Der jeweilige Koordinatenpunkt wird vorzugsweise durch zweidimensionale Koordinatenwerte repräsentiert. Das Rechteck kann beispielsweise derart ermittelt werden, dass die jeweilige Querseite durch den zugeordneten Koordinatenpunkt verläuft. Eine Mittelsenkrechte einer Strecke zwischen dem ersten und zweiten Koordinatenpunkt schneidet vorzugsweise beide Längsseiten des Rechtecks jeweils mittig. Beispielsweise kann das Rechteck aus graphischen Primitiven, so z.B. Dreiecken, insbesondere zwei Dreiecken, ermittelt werden. Die beiden Halbkreise werden vorzugsweise ermittelt und vorzugsweise nicht aus mehreren vorgegebenen Primitiven erstellt. Dies trägt dazu bei, dass eine zu übertragende Datenmenge zu der Grafikeinheit reduziert wird und eine schnelle Ermittlung der Repräsentation des jeweiligen Wegabschnitts ermöglicht werden kann. Bei im Wesentlichen gleicher Ermittlungsleistung der jeweiligen Repräsentation kann beispielsweise eine leistungsschwächere Grafikeinheit verwendet werden, wodurch das kartographische System auch kostengünstiger ausführbar ist. Ferner können die Repräsentationen der Wegabschnitte zur Laufzeit dynamisch und kontinuierlich ermittelt werden, typischerweise ohne sichtbare Umstellungen.
-
Unter der Repräsentation des jeweiligen Wegabschnitts ist eine elektronische Form des Wegabschnitts zu verstehen, die vorzugsweise gespeichert und dargestellt werden kann. Dabei ist eine Repräsentationsfläche des jeweiligen Wegabschnitts vorzugsweise begrenzt durch den ersten und zweiten Halbkreis und die den ersten und zweiten Halbkreis verbindenden Seiten. Die jeweilige Seite weist eine Länge auf, die einem Abstand zwischen dem ersten und zweiten Koordinationspunkt entspricht. Die Halbkreise können beispielsweise mittels zumindest einer vorgegebenen Kreisgleichung ermittelt werden. Jeder Halbkreis stellt eine Abrundung dar, wodurch die resultierende Repräsentation besonders ansprechend darstellbar ist. Eine Kreissehne des jeweiligen Halbkreises, die durch den entsprechenden Mittelpunkt verläuft ist senkrecht zu den Längsseiten angeordnet.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts, wird für die Ermittlung der Repräsentation des jeweiligen Wegabschnitts der vorgegebenen Auswahl das Rechteck derart ermittelt, dass ein kürzester Abstand zwischen dem jeweiligen Koordinatenpunkt und der zugeordneten Querseite des Rechtecks gleich ist zu dem kürzesten Abstand zwischen dem Koordinatenpunkt und einer der beiden Längsseiten. Dabei werden Bestandteile, die innerhalb der Repräsentationsfläche angeordnet sind, für die Repräsentation berücksichtigt. Unter Bestandteilen können beispielsweise Bildpunkte verstanden werden. Dabei werden vorzugsweise alle außerhalb der jeweiligen Repräsentationsfläche aber innerhalb des Rechtecks angeordneten Bestandteile für eine spätere Weiterverarbeitung nicht berücksichtigt und/oder gelöscht.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts, werden die ermittelten Repräsentationen der Wegabschnitte der vorgegebenen Auswahl zu zumindest einer Repräsentation eines Weges zusammengefügt. Dies erfolgt vorzugsweise derart, dass zusammengehörige Koordinatenpunkte von Repräsentationen benachbarter Wegabschnitte übereinander angeordnet werden, so dass aufgrund der Halbkreise ein abgerundeter Verlauf des Weges resultiert, insbesondere an Kurven und Abzweigungen.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts, wird ein vorgegebener Vektor für zumindest einen Wegabschnitt der vorgegebenen Auswahl von darzustellenden vorgegebenen Wegschnitten bereitgestellt, der repräsentativ ist für eine Richtung der Gerade durch den ersten und zweiten zugeordneten Koordinatenpunkt. Das zugeordnete Rechteck wird abhängig von dem vorgegebenen Vektor ermittelt. Dies ermöglicht eine besonders schnelle Ermittlung der Repräsentationsfläche des jeweiligen Wegabschnitts, da eine Richtung der Geraden durch die beiden Koordinatenpunkte nicht zunächst ermittelt werden muss.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten Aspekts, wird für jeden Wegabschnitt der vorgegebenen Auswahl von darzustellenden Wegabschnitten eine Breite ermittelt. Eine Länge der beiden Querseiten des Rechtecks für die jeweilige Repräsentation wird abhängig von der zugeordneten ermittelten Breite ermittelt. Dabei repräsentiert eine Breite des Rechtecks eine Breite des darzustellenden Wegabschnitts.
-
Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem zweiten Aspekt aus durch ein Verfahren zum Betreiben eines kartographischen Systems und ein korrespondierendes kartographisches System mit einer Steuereinheit, bei dem eine erste Repräsentation eines darzustellenden vorgegebenen Wegabschnitts gemäß dem ersten Aspekt ermittelt und die zugeordnete Repräsentationsfläche mit einer ersten Farbe eingefärbt wird. Eine zweite Repräsentation des darzustellenden vorgegebenen Wegabschnitts wird auch gemäß dem ersten Aspekt ermittelt und eine Repräsentationsfläche der zweiten Repräsentation wird mit einer zweiten Farbe eingefärbt, wobei eine Länge der Querseiten des zugeordneten Rechtecks der zweiten Repräsentation entweder größer oder kleiner ermittelt wird als eine Länge der Querseiten des Rechtecks der ersten Repräsentation. Jeweils die ersten Koordinatenpunkte der ersten und zweiten Repräsentation werden übereinander angeordnet und jeweils die zweiten Koordinatenpunkte der ersten und zweiten Repräsentation werden übereinander angeordnet. Dadurch kann besonders schnell und einfach eine mehrfarbige Repräsentation von vorgegebenen Wegen ermittelt werden, so z.B. für Autobahnen oder Bundesstrassen.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des zweiten Aspekts werden bei mehreren darzustellenden Wegabschnitten alle ersten Repräsentationen der darzustellenden Wegabschnitte ermittelt und deren Repräsentationsflächen mit der ersten Farbe eingefärbt. Alle ersten Repräsentationen werden zusammengefügt und zwischengespeichert. In einem weiteren Schritt werden alle zweiten Repräsentationen der darzustellenden Wegabschnitte ermittelt und deren Repräsentationsflächen mit der zweiten Farbe eingefärbt. Alle zweiten Repräsentationen werden dann zusammengefügt und zwischengespeichert. In einem weiteren Schritt werden die ersten zusammengefügten und die zweiten zusammengefügten Repräsentationen übereinander angeordnet. Dies ermöglicht eine ansprechende Repräsentation von Wegbereichen, in denen mehrere Wegabschnitte zusammengeführt werden, so z.B. Kreuzungen oder Abzweigungen.
-
Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem dritten Aspekt aus durch ein Verfahren zum Betreiben eines kartographischen Systems und ein korrespondierendes kartographisches System mit einer Steuereinheit, bei dem eine Auswahl von darzustellenden Objekten vorgegeben wird, denen jeweils zumindest ein Wegabschnitt eines darzustellenden Weges zugeordnet ist. Für eine Ermittlung einer Repräsentation des jeweiligen Objektes der vorgegebenen Auswahl wird zumindest ein Objektpunkt ermittelt, der einer nichtsichtbaren Seite des Objektes zugeordnet ist bezogen auf einen vorgegebenen Kamerapunkt. Abhängig von dem zumindest einen ermittelten Objektpunkt wird zumindest ein Objekttiefenwert ermittelt. Zumindest ein Wegabschnittpunkt wird ermittelt, der einem dem Objekt zugeordneten Wegabschnitt des darzustellenden Weges zugeordnet ist. Durch den vorgegebenen Kamerapunkt und durch den vorgegebenen Wegabschnittpunkt und durch den Objektpunkt verläuft eine Gerade. Abhängig von dem zumindest einen ermittelten Wegabschnittpunkt wird zumindest ein Wegabschnitttiefenwert ermittelt. Der zumindest eine Objekttiefenwert wird mit dem zumindest einen Wegabschnitttiefenwert verglichen. Abhängig von dem Vergleich wird der zugeordnete Wegabschnitt als sichtbar gekennzeichnet. Die Repräsentation des jeweiligen Wegabschnitts wird auf einem Bildschirm dargestellt.
-
Das kartographische System kann analog zu dem des ersten und zweiten Aspekts ausgebildet sein. Die jeweils darzustellende Karte oder das jeweils darzustellende Geländemodell wird vorzugsweise von dem Benutzer des kartographischen Systems vorgegeben, so z.B. zu Zwecken einer Routenführung. Der darzustellenden Karte oder dem darzustellenden Geländemodell ist typischerweise eine vorgegebene Auswahl von Objekten und diesen wiederum eine vorgegebene Auswahl von darzustellenden Wegabschnitten zugeordnet. Unter dem jeweiligen Objekt ist beispielsweise eine Geländeerhebung, so z.B. ein Hügel oder ein Berg, oder sonstige Gegenstände auf der vorgegebenen Karte oder Geländemodell zu verstehen, das geeignet ist, einen oder mehrere Wegabschnitte zu verdecken in Bezug auf den vorgegebenen Kamerapunkt. Ein Wegabschnitt repräsentiert beispielsweise einen Straßenabschnitt, so z.B. einen Autobahnabschnitt, oder beispielsweise einen Abschnitt eines Wander- oder Geh- oder Fahrradwegs, oder einen Abschnitt eines Schienenverlaufs oder einer Wasserstraße. Der Wegabschnitt wird beispielsweise als interpolierte Strecke zwischen zwei vorgegebenen Positionspunkten, insbesondere des darzustellenden Geländemodells, vorgegeben.
-
Dies ermöglicht eine Darstellung von Wegabschnitten, ohne dass diese durch Objekte verdeckt werden. Das Verfahren basiert vorzugsweise auf einem Geometrieverfahren, bei dem darzustellende Wege direkt auf die Karte oder das Geländemodell gezeichnet werden. Insbesondere kann der darzustellende Weg durch eine geringe Anzahl von vorgegebenen Positionspunkten interpoliert werden, wodurch sich auch die Anzahl von Primitiven, so z.B. Dreiecke, reduziert.
-
Das kartographische System umfasst vorzugsweise eine Tiefenwertvergleichseinheit, die ausgebildet ist, den zumindest einen Objekttiefenwert und den zumindest einen Wegabschnitttiefenwert miteinander zu vergleichen. Vorzugsweise ist dieser Vergleich für eine schnelle Ausführung festverdrahtet ausgebildet.
-
Der vorgegebene Kamerapunkt repräsentiert vorzugsweise einen Punkt, von dem aus die Gegenstände und Objekte der Karte oder des Geländemodells dargestellt erscheinen. Dieser Punkt repräsentiert beispielsweise eine Kamera, von dem aus die dargestellte Karte oder das Geländemodell aufgenommen erscheint. Der vorgegebene Kamerapunkt ist vorzugsweise unabhängig von einer aktuellen Betrachtung der dargestellten Karte oder des Geländemodells durch den Benutzer des kartographischen Systems. Bei elektronischen Geländemodellen kann der Kamerapunkt beispielsweise dynamisch durch den Benutzer positioniert werden. Abhängig von dem Kamerapunkt wird typischerweise die jeweilige Karte oder das jeweilige Geländemodell ermittelt und dargestellt.
-
Vorzugsweise werden die Objekte und/oder die Karte oder das Geländemodell selbst mittels einer Vielzahl von Primitiven dargestellt, so z.B. Dreiecken. Dabei repräsentiert eine nichtsichtbare Seite des jeweiligen Objektes alle Primitive, die bezogen auf den vorgegebenen Kamerapunkt nicht sichtbar sind, d.h. deren Normalen nicht in Richtung des Kamerapunkts gerichtet sind, wobei eine Normale vorzugsweise einen Vektor repräsentiert, der senkrecht zur einer Oberfläche des Objektes oder einer Primitiven des Objektes ausgerichtet ist. Gemäß beispielsweise der O-penGL Konvention sind z.B. alle Primitive, die entgegen dem Uhrzeigersinn ermittelt oder gezeichnet werden, Vorderseiten des jeweiligen Objektes zugeordnet. Es wird vorzugsweise ein Winkel zwischen dem jeweiligen Normalenvektor und einem Kameravektor ermittelt, der in einer Ebene resultiert, die durch den Normalenvektor und den Kameravektor aufgespannt wird. Der Kameravektor ist repräsentativ für einen Vektor zwischen dem vorgegebenen Kamerapunkt und dem Objekt. Der ermittelte Winkel wird mit einem vorgegebenen Grenzwinkel, so z.B. 0° verglichen. Abhängig von dem Vergleich wird ermittelt, ob die jeweilige Normale des Objektes in Richtung des Kamerapunktes gerichtet ist.
-
Das kartographische System umfasst vorzugsweise zumindest einen Tiefenspeicher und zumindest einen Farbspeicher. Die Objekttiefenwerte und die Wegabschnitttiefenwerte werden vorzugsweise in dem Tiefenspeicher gespeichert. In dem zumindest einen Farbspeicher werden vorzugsweise Werte von sichtbaren Seiten der Objekte bezogen auf den vorgegebenen Kamerapunkt gespeichert.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des dritten Aspekts, wird der zumindest eine Wegabschnittpunkt ermittelt, wenn der zugeordnete Wegabschnitt einer sichtbaren Seite des Objektes zugeordnet ist bezogen auf den vorgegebenen Kamerapunkt. Alle Wegabschnitte, die den nichtsichtbaren Seiten der Objekte zugeordnet sind, bleiben typischerweise unberücksichtigt. Dadurch werden Wegabschnitte von nichtsichtbaren Seiten des jeweiligen Objektes nicht dargestellt.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1a-1c eine Repräsentation eines Wegabschnitts,
- 2a, 2b eine Anordnung mehrerer Repräsentationen eines Wegabschnitts,
- 3 ein Ablaufdiagramm,
- 4 eine Darstellung eines Objektes mit einem vorgegebenen Kamerapunkt,
- 5 ein weiteres Ablaufdiagramm.
-
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Ein kartographisches System ist typischerweise ausgebildet, Repräsentationen von vorgegebenen Karten und/oder 3D-Geländemodellen zu Zwecken einer Darstellung auf einem Bildschirm zu ermitteln. Ein derartiges kartographisches System ist beispielsweise von einem Navigationssystem oder einem Computersystem umfasst. Zur Ermittlung derartiger Karten oder Geländemodelle ist dem kartographischen System beispielsweise eine Grafikeinheit zugeordnet.
-
Anhand eines Ablaufdiagramms in 3 wird ein Verfahren zum Betreiben des kartographischen Systems dargestellt. Das Verfahren wird vorzugsweise als ein Programm von einer Steuereinheit des kartographischen Systems abgearbeitet. Das Programm wird in einem Schritt S0 gestartet. In einem Schritt S2 wird ein darzustellender Weg und davon abhängig die dazugehörigen Wegabschnitte SEG1-SEGn ermittelt.
-
In einem Schritt S4 wird für jeden Wegabschnitt SEGi ein erster und ein zweiter Koordinatenpunkt Pi_1, Pi_2 ermittelt. Dabei repräsentiert das Bezugszeichen i einen Index, der einen Wert zwischen 1 und n einnehmen kann.
-
1a zeigt beispielsweise einen ersten und einen zweiten Koordinatenpunkt P1_1, P1_2 für eine Repräsentation eines Wegabschnitts SEG1 eines darzustellenden Weges, so z.B. einen Straßenabschnitt oder einen Abschnitt eines Wander- oder Geh- oder Fahrradwegs, oder einen Abschnitt eines Schienenverlaufes oder einer Wasserstraße. Der Wegabschnitt wird beispielsweise als interpolierte Strecke zwischen zwei vorgegebenen Positionspunkten, insbesondere des darzustellenden Geländemodells, vorgegeben. Der erste Koordinatenpunkt P1_1 ist einem ersten Ende E1_1 des darzustellenden Wegabschnitts SEG1 und der zweite Koordinatenpunkt P1_2 ist einem zweiten Ende E1_2 des darzustellenden Wegabschnitts SEG1 zugeordnet.
-
In einem Schritt S6 wird ein Rechteck Ri für den jeweiligen darzustellenden Wegabschnitt SEGi ermittelt. Das jeweilige Rechteck Ri umfasst zwei Querseiten und zwei längere Längsseiten und wird vorzugsweise abhängig von dem jeweils zugeordneten ersten und zweiten Koordinatenpunkt Pi_1, Pi_2 ermittelt. Alternativ kann ein vorgegebener Vektor Vi für den jeweils darzustellenden Wegabschnitt SEGi ermittelt und bereitgestellt werden, der repräsentativ ist für eine Richtung einer Gerade durch den ersten und zweiten zugeordneten Koordinatenpunkt Pi_1, Pi_2. Das Rechteck Ri kann in diesem Fall abhängig von dem vorgegebenen Vektor Vi ermittelt werden.
-
Das Rechteck Ri wird derart ausgerichtet, dass die Gerade durch den ersten und zweiten Koordinatenpunkt Pi_1, Pi_2 beide Querseiten des Rechtecks Ri jeweils mittig schneidet. Eine Mittelsenkrechte einer Strecke zwischen dem ersten und zweiten Koordinatenpunkt Pi_1, Pi_2 schneidet beide Längsseiten des Rechtecks jeweils mittig. Dabei ist ein kürzester Abstand zwischen dem jeweiligen Koordinatenpunkt P1_1, P1_2 und der zugeordneten Querseite gleich groß zu einem kürzesten Abstand zwischen dem jeweiligen Koordinatenpunkt P1_1, P1_2 und einer der beiden Längsseiten. Das jeweilige Rechteck Ri wird beispielsweise mittels einer vorgegebenen Anzahl vorgegebener Primitive ermittelt, so z.B. zwei Dreiecken.
-
In 1b ist beispielsweise ein entsprechendes Rechteck R1 umfassend den ersten und zweiten Koordinatenpunkt P1_1, P1_2 dargestellt. Dabei repräsentiert die Länge der beiden Querseiten jeweils eine Breite des darzustellenden Wegabschnitts SEG1.
-
In einem Schritt S8 wird ein erster Halbkreis HKi_1 für das erste Ende des entsprechenden Wegabschnitts SEGi und ein zweiter Halbkreis HKi_2 für das zweite Ende des entsprechenden Wegabschnitts SEGi ermittelt. Die Halbkreise HKi_1, HKi_2 erstrecken sich von dem Mittelpunkt des jeweils anderen Halbkreises weg. Der erste Koordinatenpunkt Pi_1 repräsentiert einen Mittelpunkt des ersten Halbkreises HKi_1 und der zweite Koordinatenpunkt Pi_2 repräsentiert einen Mittelpunkt des zweiten Halbkreises HKi_2. Der erste Halbkreis HKi_1 weist einen Radius auf, der einem kürzesten Abstand zwischen dem ersten Koordinatenpunkt Pi_1 und einer der beiden Längsseiten zugeordnet ist und der zweite Halbkreis HKi_2 weist einen Radius auf, der einem kürzesten Abstand zwischen dem zweiten Koordinatenpunkt Pi_2 und einer der beiden Längsseiten zugeordnet ist. Beide Radien sind somit im Wesentlichen gleich groß. Vorzugsweise werden die jeweiligen Halbkreise HKi_1, HKi_2 beispielsweise anhand zumindest einer vorgegebenen Kreisgleichung ermittelt.
-
In dem Schritt S8 werden vorzugsweise alle Bestandteile, so z.B. Bildpunkte, ignoriert und/oder gelöscht, die außerhalb einer Repräsentationsfläche angeordnet sind, die begrenzt ist durch den ersten und zweiten Halbkreis HK1_1, HK1_2 und die den ersten und zweiten Halbkreis HK1_1, HK1_2 verbindenden Seiten. Die jeweilige Seite weist dabei eine Länge auf, die einem Abstand zwischen dem ersten und zweiten Koordinationspunkt Pi_1, Pi_2 entspricht. In dem Schritt S8 kann die Repräsentationsfläche zusätzlich mit einer vorgegebenen Farbe eingefärbt werden.
-
In 1c ist die Repräsentationsfläche des Wegabschnitts SEG1 mit Abrundungen in Form der Halbkreise HK1_1, HK1_2 an dem jeweiligen Ende dargestellt. Linien in der Repräsentationsfläche bleiben vorzugsweise unberücksichtigt und dienen lediglich der Veranschaulichung.
-
Die ab dem Schritt S8 bereitgestellte Repräsentation des jeweiligen Wegabschnitts SEGi wird vorzugsweise in einem Speicher, so z.B. Grafik- oder Videospeicher, des kartographischen Systems zwischengespeichert.
-
In einem Schritt S10 wird ermittelt, ob weitere Repräsentationen von Wegabschnitten zu ermitteln sind. Ist diese Bedingung erfüllt, wird das Programm in dem Schritt S4 erneut für einen weiteren darzustellenden Wegabschnitt SEGi ausgeführt, wobei der Index i vorzugsweise um einen vorgegebenen Wert, so z.B. 1, inkrementiert wird. Sind keine weiteren Ermittlungen von Repräsentationen zu ermittelt, werden in einem Schritt S12 die zwischengespeicherten ermittelten Repräsentationen der Wegabschnitte derart zusammengefügt, dass die entsprechenden Koordinatenpunkte der Wegabschnitte übereinander angeordnet sind, wodurch eine Repräsentation eines darzustellenden Weges ermittelt wird (siehe 2b).
-
Die Schritte S4 bis S8 können auch zeitlich überlappend, so z.B. zeitlich parallel, für die Ermittlung der Repräsentationen mehrerer unterschiedlicher Wegabschnitte abgearbeitet werden, so z.B. mittels mehrerer parallel angeordneter Prozessoren, so z.B. Grafikprozessoren. In diesem Fall würde der Schritt S10 gegebenenfalls entfallen oder übersprungen werden.
-
In einem Schritt S14 wird das Programm beendet. Alternativ kann das Programm in dem Schritt S2 erneut ausgeführt werden, so z.B. zur Ermittlung der Repräsentation eines weiteren Weges.
-
In dem Schritt S6 kann das Rechteck Ri auch derart ermittelt werden, dass die jeweilige Querseite des Rechtecks Ri durch den jeweils zugeordneten Koordinatenpunkt Pi_1, Pi_2 verläuft. Dies ist in 1b durch gestrichelte Querseitenverläufe dargestellt. Dadurch entfällt in dem Schritt S8 die Ermittlung von Bestandteilen des Rechtecks, die außerhalb der resultierenden Repräsentationsfläche liegen.
-
In einer weiteren Ausführungsform können die Schritte S4 bis S8 für denselben darzustellenden Wegabschnitt SEGi mehrmals abgearbeitet werden. Dabei kann in einem ersten Durchlauf eine erste Repräsentation des entsprechenden Wegabschnitts SEGi ermittelt werden und in einem zweiten Durchlauf eine zweite Repräsentation des Wegabschnitts SEGi. Dabei kann sich die erste Repräsentation von der zweiten Repräsentation beispielsweise in der Breite, d.h. in der Länge der Querseiten, und/oder einer Füllfarbe unterscheiden. Alternativ können aber zunächst auch erst die ersten Repräsentationen aller darzustellenden Wegabschnitte SEG1-SEGn ermittelt und zwischengespeichert werden und danach die zweiten Repräsentationen aller darzustellenden Wegabschnitte SEG1-SEGn.
-
In 2a ist die erste Repräsentation (obere Darstellung) von beispielsweise einem ersten und einem zweiten Wegabschnitt SEG1, SEG2 dargestellt, die jeweils mit einer ersten Farbe, so z.B. weiß, eingefärbt sind. Ferner ist die zweite Repräsentation (untere Darstellung) des ersten und zweiten Wegabschnitts SEG1, SEG2 dargestellt, die jeweils mit einer zweiten Farbe, so z.B. schwarz (hier als Schraffur angedeutet), eingefärbt sind. Ferner unterscheidet sich die zweite Repräsentation von der ersten dadurch, dass diese breiter ist. In einem Schritt S12 werden die erste und zweite Repräsentation derart angeordnet, dass die entsprechenden Koordinatenpunkte übereinander angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine mehrfarbige Wegrepräsentation, die beispielsweise geeignet ist, eine Autobahn für den Benutzer kenntlich zu machen (2b).
-
Anhand eines weiteren Ablaufdiagramms in 5 wird ein weiteres Verfahren zum Betreiben eines kartographischen Systems beschrieben. Das kartographische System ist analog zu dem bereits beschriebenen kartographischen System zum Ermitteln von Repräsentationen von vorgegebenen Karten und/oder 3D-Geländemodellen ausgebildet.
-
Vorzugsweise ist einer darzustellenden Karte oder einem Geländemodell typischerweise eine vorgegebene Auswahl von Objekten und diesen wiederum eine vorgegebene Auswahl von darzustellenden Wegabschnitten zugeordnet. Unter dem jeweiligen Objekt ist beispielsweise eine Geländeerhebung, so z.B. ein Hügel oder ein Berg, oder sonstige Gegenstände auf der vorgegebenen Karte oder Geländemodell zu verstehen, die geeignet ist, einen oder mehrere Wegabschnitte zu verdecken in Bezug auf einen vorgegebenen Kamerapunkt.
-
Das Verfahren wird vorzugsweise als ein Programm von einer Steuereinheit des kartographischen Systems abgearbeitet. Das Programm wird in einem Schritt S20 gestartet (5). In einem Schritt S22 wird eine darzustellende Karte oder Geländemodell, so z.B. ein 3D-Geländemodell, und eine Auswahl von Objekten OBJ ermittelt, die der darzustellenden Karte oder dem Geländemodell zugeordnet sind. Die Auswahl der Objekte OBJ kann dabei derart ermittelt werden, dass jedem Objekt OBJ der Auswahl vorzugsweise zumindest ein Wegabschnitt eines darzustellenden Weges STR zugeordnet ist. In 4 ist beispielsweise ein Objekt OBJ eines vorgegebenen Geländemodells GM schematisch dargestellt, so z.B. ein Hügel, dem ein Weg STR zugeordnet ist.
-
In einem Schritt S24 wird für eine Ermittlung einer Repräsentation des jeweiligen Objektes OBJ zunächst zumindest ein Objektpunkt OBJP ermittelt. Dieser ist einer nichtsichtbaren Seite des jeweiligen Objektes OBJ bezogen auf den vorgegebenen Kamerapunkt CP zugeordnet. In 4 ist das vorgegebene Geländemodell GM mit einem Kamerapunkt CP dargestellt. Der vorgegebene Kamerapunkt CP ist vorzugsweise repräsentativ für einen Punkt, von dem aus die Gegenstände und Objekte der Karte oder des Geländemodells dargestellt erscheinen. Ferner ist eine Sichtlinie L in 4 dargestellt, die das darzustellende Objekt OBJ in eine sichtbare und nichtsichtbare Seite bezogen auf den Kamerapunkt CP einteilt. Der in 4 dargestellte Objektpunkt OBJP ist der nichtsichtbaren Seite des Objektes OBJ bezogen auf den Kamerapunkt CP zugeordnet.
-
Abhängig von dem Objektpunkt OBJP wird in dem Schritt S24 ein Objekttiefenwert OBJT ermittelt. Dieser repräsentiert vorzugsweise einen Abstand zwischen dem vorgegebenen Kamerapunkt CP und dem ermittelten Objektpunkt OBJP. Beispielsweise kann abhängig von dem Objektpunkt OBJP und dem Kamerapunkt CP ein erster Vektor V_1 ermittelt werden. Der Betrag des ersten Vektors V_1 repräsentiert vorzugsweise den Objekttiefenwert OBJT ( 4) .
-
In einem Schritt S26 wird für die Ermittlung der Repräsentation des jeweiligen Objektes OBJ zumindest ein Wegabschnittpunkt SEGP ermittelt. Dieser ist einem dem Objekt OBJ zugeordneten Wegabschnitt SEG des darzustellenden Weges STR zugeordnet. Dabei wird der zumindest eine Wegabschnittpunkt SEGP vorzugsweise ermittelt, wenn der zugeordnete Wegabschnitt SEG der sichtbaren Seite des Objektes OBJ zugeordnet ist bezogen auf den vorgegebenen Kamerapunkt CP (4). Der Objektpunkt OBJP und der Wegabschnittpunkt SEGP und der vorgegebene Kamerapunkt CP liegen vorzugsweise auf einer Geraden. Abhängig von dem Wegabschnittpunkt SEGP und dem vorgegebenen Kamerapunkt CP wird ein Wegabschnitttiefenwert SEGT ermittelt. Dieser repräsentiert vorzugsweise einen Abstand zwischen dem vorgegebenen Kamerapunkt CP und dem ermittelten Wegabschnittpunkt SEGP. Beispielsweise kann abhängig von dem Wegabschnittpunkt SEGP und dem Kamerapunkt CP ein zweiter Vektor V_2 ermittelt werden, dessen Betrag vorzugsweise den Wegabschnitttiefenwert SEGT repräsentiert (4).
-
In einem Schritt S28 wird ein Tiefenwertvergleich ausgeführt, in dem der Objekttiefenwert OBJT mit dem Wegabschnitttiefenwert SEGT verglichen wird. Um eine schnellere Abarbeitung zu ermöglichen, ist der Tiefenwertvergleich vorzugsweise festverdrahtet in dem kartographischen System implementiert. Ist beispielsweise der Objekttiefenwert OBJT betragsmäßig größer als der Wegabschnitttiefenwert SEGP, wird in einem Schritt S30 der entsprechende Wegabschnitt SEG im Bereich des Wegabschnittpunktes SEGP als sichtbar gekennzeichnet. D.h. auf dem Bildschirm wird dieser Wegabschnitt SEG vorzugsweise im Bereich seiner Ausdehnung sichtbar dargestellt. Ist die Bedingung in dem Schritt S28 nicht erfüllt, wird in einem Schritt S32 das Objekt OBJ als sichtbar gekennzeichnet im Bereich des Objektpunktes OBJP. D.h. auf dem Bildschirm wird dieser Wegabschnitt SEG vorzugsweise im Bereich seiner Ausdehnung nicht dargestellt.
-
In einem Schritt S34 wird das Programm beendet. Alternativ kann das Programm auch in dem Schritt S22 erneut abgearbeitet werden, so z.B. für einen weiteren Wegabschnitt des darzustellenden Weges STR.
-
Die Schritte S24 und S26 können auch als Tiefendurchlauf bezeichnet werden, in dem die Objekttiefenwerte und die Wegabschnitttiefenwerte ermittelt und in einem Tiefenspeicher des kartographischen Systems zwischengespeichert werden. Zwischen dem Schritt S26 und dem Schritt S30 kann ein zusätzlicher Schritt abgearbeitet werden, in dem vorzugsweise die sichtbaren Seiten des jeweiligen Objektes ermittelt und in einem Farbspeicher des kartographischen Systems zwischengespeichert werden. Diese in dem Farbspeicher entsprechend zwischengespeicherten Seiten des jeweiligen Objektes sind diejenigen, die auf dem Bildschirm auch tatsächlich dargestellt werden. Dabei bleiben die nichtsichtbaren Seiten des jeweiligen Objektes unberücksichtigt. In den Schritten S28, S30 und S32 werden die Wegverläufe ermittelt und entsprechend dem Tiefenwertvergleich auf die in dem Farbspeicher zwischengespeicherten Seiten des jeweiligen Objektes angeordnet.
