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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kartenwiedergabevorrichtung, die eine in einem topografischen 3D-Relief dargestellte Karte wiedergibt
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STAND DER TECHNIK
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Als eine von Funktionen eines Fahrzeug-Navigationssystems ist eine topografische 3D-Reliefanzeigefunktion bekannt, die eine Karte in einem topografischen 3D-Relief darstellt. Als ein Verfahren zum Realisieren der topografischen 3D-Reliefanzeigefunktion wird im Allgemeinen eine Texturkartierung verwendet, bei der Bilddaten wie eine Luftaufnahme oder dergleichen in topografische Reliefdaten kartiert werden, die aus 3D-Polygonen als einer Textur bestehen.
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Die in dem Fahrzeug-Navigationssystem gehaltenen Kartendaten werden in als Pakete bezeichnete Rechtecke geteilt, und die Kartendaten werden in Einheiten von Paketen gespeichert. Dann erfolgt, wenn die Karte aufbereitet wird, die Verarbeitung normalerweise in Einheiten von Paketen. Unter diesen Umständen kann, wenn die Texturkartierung auf das Fahrzeug-Navigationssystem angewendet wird, ein Verfahren zum Schaffen des topografischen 3D-Reliefpolygons und der Textur in Einheiten von Paketen entwickelt werden.
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Um die vorgenannte topografische 3D-Reliefdarstellung unter Verwendung des Texturkartierens zu realisieren, offenbart das Patentdokument 1 eine Technologie, bei der das Wiedergeben durchgeführt durch Ausschneiden eines Bildes innerhalb des Wiedergabebereichs aus in rechteckige Blöcke geteilten Bilddaten und Kartieren des Bildes auf das topografische 3D-Reliefpolygon.
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DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
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PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2006-11760 .
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
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Jedoch offenbart das vorgenannte Patentdokument 1 die folgende Technologie: das Bild innerhalb des Wiedergabebereichs wird anhand der Bilddaten ausgeschnitten, die vorher in Einheiten von Blöcken geschaffen wurden, und das Bild wird in das topografische 3D-Reliefpolygon als die Textur kartiert, aber es erfolgt keine Bezugnahme auf ein Verfahren zum Schaffen der Textur. Auch müssen, um die Ausschneideverarbeitung für das Bild durchzuführen, die Bilddaten enthaltend einen Bereich außerhalb des Wiedergabebereichs einmal in einen Speicher gelesen werden, wodurch sich das Problem ergibt, dass eine Abnahme der Verarbeitungsgeschwindigkeit und eine zunehmende Verwendung des Speichers bewirkt werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das vorgenanne Problem zu lösen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kartenwiedergabevorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, eine geeignete Textur zu schaffen, und weiterhin eine Verbesserung der Verarbeitungsgeschwindigkeit und eine Verringerung des Gebrauchs des Speichers zu erzielen.
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MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
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Eine Kartenwiedergabevorrichtung gemäß der Erfindung enthält: eine Texturbildungseinheit zum Schaffen einer Textur; eine Bildungseinheit für ein topografisches 3D-Reliefpolygon zum Schaffen eines topgrafischen 3D-Reliefpolygons; und eine Wiedergabeeinheit zum Durchführen einer 3D-Kartenreliefwiedergabe durch Kartieren der in der Texturbildungseinheit geschaffenen Textur auf das in der Bildungseinheit für das topografische 3D-Reliefpolygon geschaffene topografische 3D-Reliefpolygon, und die Texturbildungseinheit enthält: eine Texturerzeugungseinheit zum Erzeugen nur einer Textur für einen Wiedergabebereich; eine Koordinatentransformationseinheit zum Transformieren von Kartendaten, die in einem Kartenkoordinatensystem dargestellte Vektordaten sind, in Kartendaten in einem Pixelkoordinatensystem der Textur; und eine Texturwiedergabeeinheit zum Schaffen der Textur, die auf das topografische 3D-Reliefpolygon, das in der Bildungseinheit für das topografische 3D-Reliefpolygon zu schaffen ist, zu kartieren ist, indem eine 2D-Wiedergabe der Kartendaten, die durch die Koordinatentransformationseinheit in die Daten in dem Pixelkoordinatensystem transformiert wurden, durchgeführt wird.
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WIRKUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der Kartenwiedergabevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Kartenwiedergabevorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, nur die eine Textur mit einer angemessenen Größe für den Wiedergabebereich zu schaffen, und die auch eine Verbesserung der Verarbeitungsgeschwindigkeit und eine Verringerung des Gebrauchs eines Speichers hiervon, wenn eine Karte wiedergegeben wird, erzielt.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration einer Kartenwiedergabevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine Ansicht zum Erläutern der Beziehung zwischen einem Wiedergabebereich und einer Textur in der Kartenwiedergabevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung.
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3 ist ein Flussdiagramm, das die Texturbildungsverarbeitung in der Kartenwiedergabevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung zeigt.
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4 ist ein Flussdiagramm, das die Bildungsverarbeitung des topografischen 3D-Reliefpolygons in der Kartenwiedergabevorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung zeigt.
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5 ist eine Ansicht zum Erläutern der Verarbeitung zum Setzen der Texturkoordinaten bei einem topografischen 3D-Reliefpolygon, die in der Kartenwiedergabevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der Erfindung durchgeführt wird.
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BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden werden, um die vorliegende Erfindung im Einzelnen zu erläutern, Ausführungsbeispiele zum Ausführen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Ausführungsbeispiel 1
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Bei dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel 1 wird die Erfindung auf eine Kartenwiedergabevorrichtung, die in einem Fahrzeug-Navigationssystem enthalten ist, angewendet.
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1 ist ein Blockschaltbild, das die Konfiguration einer Kartenwiedergabevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 zeigt. Die Kartenwiedergabevorrichtung enthält eine Kartendatenbank 1, eine Steuereinheit 2, eine Kartendaten-Erfassungseinheit 3, eine Texturbildungseinheit 4, eine Bildungseinheit 8 für ein topografisches 3D(dreidimensionales)-Reliefpolygon und eine Wiedergabeeinheit 11.
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Die Kartendatenbank 1 speichert Kartendaten. Die in der Kartendatenbank 1 gespeicherten Kartendaten werden durch die Kartendaten-Erfassungseinheit 3 ausgelesen.
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Die Steuereinheit 2 bestimmt einen Parameter, der für die Kartenwiedergabe wie eines Wiedergabebereichs oder einen Anzeigemaßstab gemäß einer Eingabe von außen erforderlich ist. Der in der Steuereinheit 2 bestimmte Parameter wird zu der Kartendaten-Erfassungseinheit 3 gesandt.
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Die Kartendaten-Erfassungseinheit 3 erhält von der Kartendatenbank 1 die Kartendaten mit dem Wiedergabebereich, der durch den von der Steuereinheit 2 gesandten Parameter angezeigt wird. Die von der Kartendaten-Erfassungseinheit 3 erfassten Kartendaten werden zu der Texturbildungseinheit 4 und der Bildungseinheit 8 für ein topografisches 3D-Reliefpolygon gesandt.
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Die Texturbildungseinheit 4 schafft eine Textur auf der Grundlage der Kartendaten von der Kartendaten-Erfassungseinheit 3 und sendet das Ergebnis zu der Wiedergabeeinheit 11. Im Einzelnen enthält die Texturbildungseinheit 4 eine Texturerzeugungseinheit 5, eine Koordinatentransformationseinheit 6 und eine Texturwiedergabeeinheit 7.
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Die Texturerzeugungseinheit 5 erzeugt nur eine Textur für den Wiedergabebereich auf einem Grafikspeicher (nicht gezeigt). Die in der Texturerzeugungseinheit 5 erzeugte Textur wird zu der Texturwiedergabeeinheit 7 gesandt.
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Die Koordinatentransformationseinheit 6 transformiert die von der Kartendaten-Erfassungseinheit 3 gesandten Kartendaten in ein Pixelkoordinatensystem innerhalb der Textur, das in der Textur wiedergegeben werden kann. Die durch die Transformation in der Koordinatentransformationseinheit 6 erhaltenen Kartendaten in dem Pixelkoordinatensystem werden zu der Texturwiedergabeeinheit 7 gesandt.
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Die Texturwiedergabeeinheit 7 gibt die von der Koordinatentransformationseinheit 6 gesandten Kartendaten in dem Pixelkoordinatensystem in der in der Texturerzeugungseinheit 5 erzeugten Textur mittels einer 2D-Wiedergabe wieder. Die durch die Wiedergabe in der Texturwiedergabeeinheit 7 erhaltene Textur wird zu der Wiedergabeeinheit 11 gesandt.
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Die Bildungseinheit 8 für das topografische 3D-Reliefpolygon schafft ein topografisches 3D-Reliefpolygon auf der Grundlage der Kartendaten von der Kartendaten-Erfassungseinheit 3 und sendet das Ergebnis zu der Wiedergabeeinheit 11. Im Einzelnen enthält die Bildungseinheit 8 für das topgrafische 3D-Reliefpolygon eine 3D-Polygon-Bildungseinheit 9 und eine Texturkoordinaten-Setzeinheit 10.
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Die 3D-Polygon-Bildungseinheit 9 schafft ein 3D-Polygon auf der Grundlage der Kartendaten von der Kartendaten-Erfassungseinheit 3. Das durch die 3D-Polygon-Bildungseinheit geschaffene 3D-Polygon wird zu der Texturkoordinaten-Setzeinheit 10 gesandt.
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Die Texturkoordinaten-Setzeinheit 10 setzt eine Texturkoordinate an jedem Scheitelpunkt des von der 3D-Polygon-Bildungseinheit 9 gesendeten 3D-Polygons, um hierdurch das topografische 3D-Reliefpolygon zu schaffen. Das in der Texturkoordinaten-Setzeinheit 10 geschaffene topografische 3D-Reliefpolygon wird zu der Wiedergabeeinheit 11 gesandt.
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Die Wiedergabeeinheit 11 führt eine Wiedergabe des topografischen 3D-Reliefs durch unter Verwendung der von der Texturbildungseinheit 4 gesendeten Textur und des von der Bildungseinheit 8 für ein topografisches 3D-Reliefpolygon gesendeten topografischen 3D-Reliefpolygons.
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Als Nächstes wird eine Operation der wie vorbeschriebenen ausgebildeten Kartenwiedergabevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 beschrieben. Zuerst bestimmte die Steuereinheit 2 den für die Kartenwiedergabe erforderlichen Parameter wie den Wiedergabebereich oder den Anzeigemaßstab gemäß der Eingabe von außen und sendet das Ergebnis zu der Kartendaten-Erfassungseinheit 3.
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Dann erhält die Kartendaten-Erfassungseinheit 3 die erforderlichen Kartendaten von der Kartendatenbank 1 gemäß dem von der Steuereinheit 2 gesendeten Parameter und sendet das Ergebnis zu der Texturbildungseinheit 4. Es ist zu beachten, dass die von der Kartendatenbank 1 erhaltenen Kartendaten in als Pakete bezeichnete Rechtecke geteilt sind, wie in 2 gezeigt ist, und es wird angenommen, dass die Kartendaten in Einheiten von Paketen in der Kartendatenbank 1 gespeichert sind.
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Dann schafft die Texturbildungseinheit 4 die Textur für die Kartierung in das topografische 3D-Reliefpolygon, indem die 2D-Wiedergabe der auf der Topografie darzustellenden Daten wie Straßendaten und Hintergrunddaten aus den von der Kartendaten-Erfassungseinheit 3 gesendeten Kartendatend durchgeführt wird. Hier wird die Texturbildungsverarbeitung zum Schaffen der Textur mit Bezug auf das in 3 gezeigte Flussdiagramm beschrieben.
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In der Texturbildungsverarbeitung wird zuerst die Textur mit einer beliebigen Größe erzeugt (Schritt ST11). Das heißt, die Texturerzeugungseinheit 5 erzeugt die Textur mit der beliebigen Größe auf dem Grafikspeicher (nicht gezeigt). Bei dieser Gelegenheit werden, wenn die Textur für jedes Paket, das in dem Wiedergabebereich enthalten ist, erzeugt wird, nicht erforderliche Texturen außerhalb des Wiedergabebereichs wie in 2 gezeigt erzeugt, und daher wird die Verwendungsmenge des Grafikspeichers erhöht. Somit wird bei der Texturbildungsverarbeitung nur eine Textur für den Wiedergabebereich erzeugt.
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Dann wird die auf das topografische 3D-Reliefpolygon zu kartierende Textur geschaffen, indem die 2D-Wiedergabe der Kartendaten wie der Straßendaten und der Hintergrunddaten in der im Schritt ST11 erzeugten Textur durchgeführt wird; jedoch sind die Straßendaten und Hintergrunddaten Vektordaten, die in dem Koordinatensystem dargestellt sind, das innerhalb eines Kartenbereichs sowie in geografischer Breite und geografischer Länge normiert ist (nachfolgend als ”ein Kartenkoordinatensystem” bezeichnet), und daher hinsichtlich des Koordinatensystems unterschiedlich gegenüber der in dem Pixelkoordinatensystem dargestellten Textur. Folglich ist es erforderlich, eine Transformation des Koordinatensystems durchzuführen, um die 2D-Wiedergabe durchzuführen. Für die Transformation des Koordinatensystems ist erforderlich, einen Vergrößerungs-/Verkleinerungsparamater einer affinen Transformation gemäß der Auflösung der Textur und einen 3D-Wiedergabeparameter zu bestimmen.
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Demgemäß wird der Vergrößerungs-/Verkleinerungsparameter, der zu der Zeit der Transformation aus dem Kartenkoordinatensystem in das Pixelkoordinatensystem verwendet wird, bestimmt (Schritt ST12). Genauer gesagt, die Koordinatentransformationseinheit 6 berechnet ein Vergrößerungs-/Verkleinerungs-Parameterverhältnis gemäß dem folgenden Ausdruck (1): Verhältnis = TW / Abstand (1), worin TW die Breite der in einem Schirm zugeteilten Textur ist, und Abstand ist der Abstand zwischen a1 und a2, die gemäß dem folgenden Ausdruck (2) berechnet werden, der eine Transformation von einer 2D-Koordinate in eine 3D-Koordinate darstellt: a1 = d1·Vp–1·p–1·V–1·W–1
a2 = d2·Vp–1·p–1·V–1·W–1 (2) worin d1 die linke unter Pixelkoordinate des Schirms ist, d2 die rechte untere Pixelkoordinate des Schirms ist, Vp die Darstellungsfenstermatrix ist, P eine Projektionsmatrix ist, V die Sichtmatrix ist und W die Weltmatrix ist. Es ist zu beachten, dass der Abstand in dem Weltmatrixsystem gleich dem Abstand in dem Kartenkoordinatensystem ist. Zusätzlich wird der vorgenannte Ausdruck (2) bestimmt durch eine inverse Transformation des folgenden Ausdrucks (3), der eine Transformationsverarbeitung von der 3D-Koordinate in eine Vorrichtungskoordinate auf dem Schirm darstellt: d = a·W·V·P·Vp (3)
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Wie vorstehend erwähnt ist, kann eine geeignete Textur immer geschaffen werden durch die Berechnung des Verhältnisses der Koordinatentransformation entsprechend der Auflösung der Textur und des 3D-Wiedergabeparameters.
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Der vorgenannte Vergrößerungs-/Verkleinerungsparameter kann auch so bestimmt werden, dass der Parameter entsprechend der spezifischen Texturauflösung und der spezifische 3D-Wiedergabeparameter vorher offline berechnet wird, so dass er verwendet wird, wenn er benötigt wird.
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Dann werden die Kartendaten in dem Kartenkoordinatensystem in die Kartendaten in dem Pixelkoordinatensystem transformiert (Schritt ST13). Das heißt, die Koordinatentransformationseinheit 6 führt die affine Transformation durch, indem sie den im Schritt ST12 bestimmten Vergrößerungs-/Verkleinerungsparameter verwendet, um hierdurch die Kartendaten in dem Kartenkoordinatensystem in die Daten in dem Pixelkoordinatensystem zu transformieren. Bei dieser Gelegenheit können, wenn der Übertragungsparameter der affinen Transformation für jedes Paket geeignet gesetzt ist, die Kartendaten von verschiedenen Paketen an einer geeigneten Position innerhalb der Textur wiedergegeben werden.
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Dann werden die Kartendaten nach der Transformation in die Daten in dem Pixelkoordinatensystem in der Textur wiedergegeben (Schritt ST14). Das heißt, die Texturwiedergabeeinheit 7 schafft die Textur entsprechend der Texturauflösung und dem 3D-Wiedergabeparameter, indem die 2D-Wiedergabe der Kartendaten, die im Schritt ST13 in das Pixelkoordinatensystem transformiert wurden, durchgeführt wird, und sendet das Ergebnis zu der Bildungseinheit 8 für das topografische 3D-Reliefpolygon. Hierdurch wird die Texturbildungsverarbeitung beendet.
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Dann führt die Bildungseinheit 8 für das topografische 3D-Reliefpolygon eine Bildungsverarbeitung für das topografische 3D-Reliefpolygon durch, um das topografische 3D-Reliefpolygon aus den Kartendaten zu schaffen. Es wird hier die Bildungsverarbeitung für das topografische 3D-Reliefpolygon unter Bezugnahme auf das in 4 gezeigte Flussdiagramm beschrieben.
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Bei der Bildungsverarbeitung für das topografische 3D-Reliefpolygon wird zuerst das 3D-Polygon für jedes Paket geschaffen (Schritt ST21). Das heißt, die 3D-Polygon-Bildungseinheit 9 schafft das 3D-Polygon für jedes Paket auf der Grundlage der Kartendaten von der Kartendaten-Erfassungseinheit 3 und sendet das Ergebnis zu der Texturkoordinaten-Setzeinheit 10. Das Koordinatensystem des in dieser Einheit geschaffenen 3D-Polygons ist das Kartenkoordinatensystem.
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Dann wird die Texturkoordinate an dem Scheitelpunkt des 3D-Polygons gesetzt (Schritt ST22). Das heißt, um die von der Texturbildungseinheit 4 gesandte Textur korrekt in das topografische 3D-Reliefpolygon zu kartieren, setzt die Texturkoordinaten-Setzeinheit 10 die durch Verwendung des folgenden Ausdrucks (4) berechnete Texturkoordinate an den Scheitelpunkt des topografischen 3D-Reliefpolygons: (tu, tv) = (x-ltx/rbx-ltx, y-lty/rby-lty) (4)
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Hier sind, wie in 5 gezeigt ist, (ltx, lty) die Koordinaten links oben des Wiedergabebereiches, (rbx, rby) sind die Koordinaten rechts unten des Wiedergabebereichs, und (x, y) sind die topografischen 3D-Reliefpolygon-Koordinaten zum Berechnen der Texturkoordinate. Hierdurch wird die Bildungsverarbeitung des topografischen 3D-Reliefpolygons beendet.
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Bei dem vorbeschriebenen Beispiel wird die Bildungsverarbeitung für das topografische 3D-Reliefpolygon in der Bildungseinheit 8 für das topografische 3D-Reliefpolygon durchgeführt, nachdem die Texturbildungsverarbeitung in der Texturbildungseinheit 4 durchgeführt wurde; jedoch kann die Ausbildung auch derart sein, dass die Texturbildungsverarbeitung durchgeführt wird, nachdem die Bildungsverarbeitung für das topografische 3D-Reliefpolygon durchgeführt wurde.
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Schließlich führt die Wiedergabeeinheit 11 die Wiedergabe des topografischen 3D-Reliefs durch, indem die in der Texturbildungseinheit 4 geschaffene Textur in das in der Bildungseinheit 8 für das topografische 3D-Reliefpolygon kartiert wird, um hierdurch die 3D-Wiedergabe durchzuführen.
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Wie vorstehend beschrieben ist, kann bei der Kartenwiedergabevorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel 1 die topografische 3D-Reliefdarstellung entsprechend der Texturauflösung und dem 3D-Wiedergabeparameter wie folgt realisiert werden. Die 2D-Wiedergabe der Kartendaten wie der Straße und des Hintergrunds wird durch Koordinatentransformation mit dem geeigneten Vergrößerungs-/Verkleinerungsparameter durchgeführt, um hierdurch die Textur zu schaffen, und das Ergebnis wird auf das topografische 3D-Reliefpolygon kartiert. Da außerdem die Textur nur innerhalb des Wiedergabebereichs geschaffen wird, kann die Verwendung des Grafikspeichers auf ein Minimum herabgesetzt werden. Wie in 5 gezeigt ist, ist es in einem Fall, in welchem die Größe des Pakets im Wesentlichen gleich dem Wiedergabebereich ist, möglich, die Verwendung des Speichers im Durchschnitt um 50% oder mehr zu reduzieren.
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Es ist festzustellen, dass es bei der vorliegenden Erfindung möglich ist, jede Komponente in dem Ausführungsbeispiel zu modifizieren oder jede Komponente in dem Ausführungsbeispiel innerhalb des Bereichs der Erfindung wegzulassen.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Erfindung kann in dem Fall verwendet, in welchem die topografische 3D-Reliefdarstellung beispielsweise in einem Fahrzeug-Navigationssystem durchgeführt wird.
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ERLÄUTERUNG DER BEZUGSZAHLEN
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- 1 Kartendatenban, 2 Steuereinheit, 3 Kartendaten-Erfassungseinheit, 4 Texturbildungseinheit, 5 Texturerzeugungseinheit, 6 Koordinatentransformationseinheit, 7 Texturwiedergabeeinheit, 8 Bildungseinheit für ein topografisches 3D-Reliefpolygon, 9 3D-Polygon bildungseinheit, 10 Texturkoordinaten-Setzeinheit, 11 Wiedergabeeinheit.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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