DE112013006818T5

DE112013006818T5 - Verarbeitungseinrichtung für dreidimensionale Informationen

Info

Publication number: DE112013006818T5
Application number: DE112013006818.4T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Tomaru; Jumpei Hato
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2015-12-10
Also published as: WO2014141383A1; US9886791B2; JP5933814B2; CN105074782A; US20160005222A1; JPWO2014141383A1

Abstract

Eine Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen weist Folgendes auf: eine Grundflächenschnittpunktberechnungseinheit 8, die Schnittpunkte zwischen Segmenten, die von einem Satz Eckpunkte für ein von einer Geländeeckpunktsyntheseeinheit 7 generiertes Geländemodell gebildet werden, und Außenrandsegmenten einer von einer Bauwerksgrundflächenextraktionseinheit 3 extrahierten Grundfläche eines Bauwerksmodells berechnet; eine Höhenberechnungseinheit 9 für alle Punkte, die Höhen des Geländemodells an den von der Berechnungseinheit 8 berechneten Schnittpunkten und an den die Grundfläche des Bauwerksmodells bildenden Eckpunkten berechnet; eine Bezugshöhenberechnungseinheit 10, die aus den Höhen des Geländemodells zu einem vorgegebenen Gebiet eine Bezugshöhe in dreidimensionalen Informationen berechnet; und eine Bauwerkshöhenkorrektureinheit 11, die anhand von Differenzen zwischen der Bezugshöhe und den Höhen des Geländemodells die Höhe des Bauwerksmodells korrigiert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen, die bei einem dreidimensionalen Modell wie einem Gebäude Anzeigeinformationen in einer Höhenrichtung anpasst.
STAND DER TECHNIK
Eine Vorrichtung mit einer Kartenanzeigefunktion wie bei der Fahrzeugnavigation weist beispielsweise eine Anzeigefunktion für dreidimensionale Karten in Vogelperspektive zum Anordnen von Gebäudemodellen, wie Gewerbebetrieben, auf einem unebenen dreidimensionalen Geländemodell und zum Anzeigen des Geländemodells und der Gebäudemodelle in Vogelperspektive auf. Die Daten für das Umsetzen der Anzeigefunktion für dreidimensionale Karten in Vogelperspektive bestehen meist aus dem Geländemodell und/oder Gebäudemodellen in Form von dreidimensionalen Informationen, die von einer Kartendaten anbietenden Firma geliefert werden. Diese dreidimensionalen Informationen entstehen auf der Grundlage von durch Feldeinstellung gewonnenen Daten. Die Feldeinstellung der dreidimensionalen Informationen zu Gelände und Gebäuden enthält jedoch Fehler, und somit besteht ein Problem darin, dass sich, wenn eine dreidimensionale Karte auf der Grundlage der dreidimensionalen Informationen angezeigt wird, die Gebäudemodelle vom Geländemodell abheben oder darin einsinken.
Als Gegenmaßnahme dazu offenbart Patentdokument 1 eine Höhenangabenkorrekturverarbeitung, die einem realen Gelände entspricht und Folgendes enthält: Extrahieren von Höhenangaben an jeweiligen Eckpunktkoordinaten einer zu verarbeitenden Gebäudegrundfläche aus dreidimensionalen Geländedaten, Hinzufügen des Maximalwerts unter den extrahierten Höhenangaben zu den Höhenkoordinaten der Eckpunkte, die nicht zur Gebäudegrundfläche gehören, als Bezugshöhenangabe für das Gebäude und Hinzufügen des Minimalwerts unter den extrahierten Höhenangaben zu den Höhenkoordinaten der Eckpunkte der Gebäudegrundfläche als Grundflächenhöhenangabe für das Gebäude, um dadurch zu verhindern, dass sich die Gebäudemodelle vom Geländemodell abheben oder im Geländemodell einsinken.
LITERATURLISTE
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: japanische Patentauslegeschrift Nr. 2001-266177

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
Die in dem oben beschriebenen Patentdokument 1 offenbarte Technik berücksichtigt jedoch nur die Höhenangaben der jeweiligen Eckpunktkoordinaten der Gebäudegrundfläche, und somit besteht, wenn das an der Position der Gebäudegrundfläche existierende Gelände sehr uneben und die Entfernung zwischen den Eckpunkten der Gebäudegrundfläche groß ist, ein Problem darin, dass zwischen dem Geländemodell und dem Gebäudemodell eine Lücke entsteht oder das Gebäudemodell übermäßig im Geländemodell einsinkt.
Wenn beispielsweise die Höhenangaben an zwei Eckpunkten einer bestimmten Gebäudegrundfläche beide 5 m und die Höhenangabe für das Gelände zwischen den beiden Eckpunkten bei einem Minimum 0 m betragen, wird die Höhenangabe für die Gebäudegrundfläche auf 5 m angepasst, obwohl sie ursprünglich auf 0 m angepasst werden müsste. Folglich hebt sich das Gebäudemodell von dem Geländemodell ab. Die vorliegende Erfindung soll die oben genannten Probleme lösen, und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen bereitzustellen, die selbst dann in der Lage ist zu verhindern, dass sich das Gebäudemodell vom Geländemodell abhebt oder übermäßig darin einsinkt, wenn das Gelände sehr uneben und die Entfernung zwischen den Eckpunkten der Gebäudegrundfläche groß ist.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABEN
Eine Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: einen Bauwerksgrundflächenextraktor, der eine Grundfläche eines durch eine vieleckige Säule dargestellten Bauwerksmodells extrahiert; einen Bauwerksgrundflächenbereichsberechner, der ein Rechteck als Grundflächenbereich eines Bauwerksmodells berechnet, das die von dem Bauwerksgrundflächenextraktor extrahierte Grundfläche des Bauwerksmodells begrenzt; einen Geländemodellextraktor, der in einer Geländemodelldatenbank nachschlägt, in der ein Satz Geländemodelle gespeichert ist, um das Geländemodell zu extrahieren, in dem der von dem Bauwerksgrundflächenberechner berechnete Grundflächenbereich des Bauwerksmodells enthalten ist; einen Geländeeckpunktsynthetisierer, der die Vielzahl von vom Geländemodellextraktor extrahierten Geländemodelle synthetisiert, um einen Satz Eckpunkte für das Geländemodell zu generieren, in dem der Grundflächenbereich des Bauwerksmodells enthalten ist; einen Grundflächenschnittpunktberechner, der Schnittpunkte zwischen Segmenten, die von dem Satz Eckpunkte für das von dem Geländeeckpunktsynthetisierer generierte Geländemodell gebildet werden, und Außenrandsegmenten der von dem Bauwerksgrundflächenextraktor extrahierten Grundfläche des Bauwerksmodells berechnet; einen Höhenberechner für alle Punkte, der Höhen des Geländemodells an den von dem Grundflächenschnittpunktberechner berechneten Schnittpunkten und an den die Grundfläche des Bauwerksmodells bildenden Eckpunkten berechnet; einen Bezugshöhenberechner, der aus den von dem Höhenberechner für alle Punkte berechneten Höhen des Geländemodells eine Bezugshöhe in dreidimensionalen Informationen zu einem vorgegebenen Gebiet berechnet; und einen Bauwerkshöhenkorrektor, der unter Verwendung von Differenzen zwischen der von dem Bezugshöhenberechner berechneten Bezugshöhe und den von dem Höhenberechner für alle Punkte berechneten Höhen des Geländemodells an den Eckpunkten, die die Grundfläche des Bauwerksmodells bilden, die Höhe des Bauwerksmodells korrigiert.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Die dreidimensionalen Informationen können erfindungsgemäß bereitgestellt werden, um ein Auftreten einer Fehlfunktion zu verhindern, bei der das Gebäudemodell sich vom Geländemodell abhebt oder übermäßig darin einsinkt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das Operationen der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Gebäudemodell darstellt, das in einer Gebäudedatenbank in der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 gespeichert ist.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Berechnung eines Gebäudegrundflächenbereichs in der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Geländemodell darstellt, das in einer Geländedatenbank in der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 gespeichert ist.
6 ist ein Diagramm, das eine Synthese des Geländemodells in der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
7 ist ein Diagramm, das eine Berechnung von Schnittpunkten mit parallel zu einer Längenlinie verlaufenden Segmenten in der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
8 ist ein Diagramm, das eine Berechnung von Schnittpunkten mit parallel zu einer Breitenlinie verlaufenden Segmenten in der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
9 ist ein Diagramm, das eine Berechnung von Schnittpunkten mit parallel zu einer schrägen Linie verlaufenden Segmenten in der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
10 ist ein Diagramm, das eine Berechnung von Schnittpunkten mit parallel zu der schrägen Linie verlaufenden Segmenten in der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
11 ist ein Diagramm, das eine Berechnung von Schnittpunkten mit parallel zu der schrägen Linie verlaufenden Segmenten in der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
12 ist ein Diagramm, das Schnittpunkte zwischen Außenrandsegmenten einer Gebäudegrundfläche und von einem Satz Geländeeckpunkte gebildeten Segmenten in der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Berechnung durch eine Höhenberechnungseinheit für alle Punkte in der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 darstellt.
14 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 2 darstellt.
15 ist ein Ablaufdiagramm, das Operationen der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
16 ist ein Diagramm, das das Gewinnen eines Basismodells in der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 2 zeigt.
FORMEN DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden zwecks genauerer Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichungen Ausführungsformen für das Ausführen der Erfindung beschrieben. Darüber hinaus werden die nachfolgenden Ausführungsformen unter Verwendung eines Geländemodells, bei dem ein Gelände in einem vorgegebenen Gebiet durch dreidimensionale Koordinaten dargestellt ist, und eines Gebäudemodells beschrieben, bei dem ein in dem vorgegebenen Gebiet positioniertes Gebäude durch die dreidimensionalen Koordinaten dargestellt ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Gebäude beschränkt, sondern kann auf verschiedene in dreidimensionalen Informationen enthaltene Bauwerke und dergleichen abzielen.
Ausführungsform 1
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Eine Verarbeitungsvorrichtung 100 für dreidimensionale Informationen weist Folgendes auf: eine Gebäudemodelldatenbank 1, eine Gebäudemodelleingabeeinheit 2, eine Gebäudegrundflächenextraktionseinheit (Bauwerksgrundflächenextraktionseinheit) 3, eine Gebäudegrundflächenbereichsberechnungseinheit (Bauwerksgrundflächenbereichsberechnungseinheit) 4, eine Geländemodelldatenbank 5, eine Geländemodellextraktionseinheit 6, eine Geländeeckpunktsyntheseeinheit 7, eine Grundflächenschnittpunktberechnungseinheit 8, eine Höhenberechnungseinheit 9 für alle Punkte, eine Bezugshöhenberechnungseinheit 10 und eine Gebäudehöhenkorrektureinheit (Bauwerkshöhenkorrektureinheit) 11.
Die Gebäudemodelldatenbank 1 ist eine Datenbank, in der Gebäudemodelle gespeichert sind, die dreidimensionale Modelle mehrerer Gebäude darstellen, welche in einem beliebigen Kartenbereich existieren. Die Gebäudemodelleingabeeinheit 2 ruft ein Gebäudemodell zu einem Gebäude aus der Gebäudemodelldatenbank 1 ab. Die Gebäudegrundflächenextraktionseinheit 3 extrahiert Eckpunkte, die eine Grundfläche des von der Gebäudemodelleingabeeinheit 2 abgerufenen Gebäudemodells bilden. Die Gebäudegrundflächenbereichsberechnungseinheit 4 berechnet auf der Grundlage der Eckpunkte der Grundfläche des Gebäudemodells einen Bereich, in dem das Gebäude auf der Karte existiert. Die Geländemodelldatenbank 5 ist eine Datenbank, in der Geländemodelle gespeichert sind, die dreidimensionale Modelle von Geländen darstellen. Die Geländemodellextraktionseinheit 6 extrahiert aus der Geländemodelldatenbank 5 alle Geländemodelle, die innerhalb des von der Gebäudegrundflächenbereichsberechnungseinheit 4 berechneten Bereichs existieren. Die Geländeeckpunktsyntheseeinheit 7 synthetisiert benachbarte Geländemodelle unter den von der Geländemodellextraktionseinheit 6 extrahierten Geländemodellen, die zu einer Eckpunktgruppe zusammengefasst werden sollen.
Die Grundflächenschnittpunktberechnungseinheit 8 berechnet Schnittpunkte zwischen einer Gruppe zweidimensionaler Segmente, die durch Projektion aller durch synthetisierte Geländeeckpunkte gebildeten Segmente auf eine horizontale Ebene entstehen, und einer Gruppe zweidimensionaler Segmente, die durch Projektion von Außenrandsegmenten einer Gebäudegrundfläche auf die horizontale Ebene entstehen. Die Höhenberechnungseinheit 9 für alle Punkte berechnet Höhen an allen von der Grundflächenschnittpunktberechnungseinheit 8 gewonnenen Schnittpunkten und an den die Gebäudegrundfläche bildenden Eckpunkten. Die Bezugshöhenberechnungseinheit 10 berechnet anhand der von der Höhenberechnungseinheit 9 für alle Punkte berechneten Höhen an allen Eckpunkten die Höhe des korrigierten Gebäudemodells. Die Gebäudehöhenkorrektureinheit 11 korrigiert die Höhen an allen das Gebäudemodell bildenden Eckpunkten anhand der von der Bezugshöhenberechnungseinheit 10 berechneten Höhe und rekonstruiert das Gebäudemodell.
Als nächstes werden die Operationen der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm in 2 und auf Diagramme in den 3 bis 12 beschrieben.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das die Operationen der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
Die Gebäudemodelleingabeeinheit 2 ruft zunächst ein Gebäudemodell aus der Gebäudemodelldatenbank 1 ab (Schritt ST1). 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die in der Gebäudemodelldatenbank 1 gespeicherten Gebäudemodelle darstellt, 3(a) ist eine Vogelperspektive davon und 3(b) eine Projektion in horizontaler Ebene. Das Gebäudemodell ist, wie in 3(a) dargestellt, ein Satz sechseckiger Säulen, und zu dreidimensionalen Koordinaten jedes Eckpunkts gehören: eine X-Koordinate und eine Y-Koordinate, bei denen es sich um eine Längen- beziehungsweise eine Breitenkoordinate handelt, und eine Z-Koordinate, bei der es sich um eine Höhenangabe handelt (Serie m). Bei der Verarbeitung in Schritt ST1 werden Daten zu der in 3 dargestellten sechseckigen Säule abgerufen.
Die Gebäudegrundflächenextraktionseinheit 3 extrahiert dann nur die Eckpunkte, die die Grundfläche des Gebäudes bilden, aus dem in Schritt ST1 gewonnenen Gebäudemodell (Schritt ST2). Insbesondere werden nur die Eckpunkte mit dem minimalen Z-Wert (Höhe) aus denjenigen extrahiert, die das Gebäudemodell bilden. Die Gebäudegrundflächenbereichsberechnungseinheit 4 extrahiert die minimalen sowie die maximalen X- und Y-Koordinaten aus den X- und Y-Koordinaten der in Schritt ST2 extrahierten Eckpunkte, die die Grundfläche des Gebäudes bilden (Schritt ST3), und berechnet als Gebäudegrundflächenbereich einen Bereich, der von Punkten eingeschlossen ist, die durch Kombination der extrahierten minimalen sowie maximalen X- und Y-Koordinaten erhalten werden (Schritt ST4).
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Berechnung des Gebäudegrundflächenbereichs durch die Gebäudegrundflächenbereichsberechnungseinheit 4 zeigt und eine Projektion in horizontaler Ebene darstellt, bei der die Gebäudegrundfläche und der Gebäudegrundflächenbereich auf die horizontale Ebene projiziert werden.
Unter Bezugnahme auf 4 wird ein Verfahren zum Berechnen des Gebäudegrundbereichs ausführlich erläutert. In Schritt ST3 werden die X- und Y-Koordinaten aller von der Gebäudegrundflächenextraktionseinheit 3 extrahierten Gebäudegrundflächenbereichseckpunkte A1, A2, A3, A4, A5 und A6 benutzt, und aus den Koordinaten werden die minimale X-Koordinate (XbMin), die minimale Y-Koordinate (YbMin), die maximale X-Koordinate (XbMax) und die maximale Y-Koordinate (YbMax) extrahiert. Danach wird in Schritt ST4 ein Bereich B, der von vier durch eine Kombination der extrahierten Koordinaten gewonnenen Punkten, und zwar Eckpunkt B1(XbMin, YbMin), Eckpunkt B2(XbMax, YbMin), Eckpunkt B3(XbMin, YbMax) und Eckpunkt B4(XbMax, YbMax), eingeschlossen ist, als Gebäudegrundflächenbereich B berechnet. Wie in 4 dargestellt ist, entspricht der Gebäudegrundflächenbereich B einem begrenzenden Rechteck, das den bei der Projektion der Gebäudegrundfläche auf die horizontale Fläche erhaltenen Bereich begrenzt.
Die Geländemodellextraktionseinheit 6 extrahiert aus der Geländemodelldatenbank 5 das Geländemodell, das den in Schritt ST4 berechneten Gebäudegrundflächenbereich überlappt (Schritt ST5).
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die in der Geländemodelldatenbank 5 gespeicherten Geländemodelle darstellt, 5(a) ist eine Vogelperspektive davon und 5(b) eine Projektion in horizontaler Ebene. Wie in 5(a) dargestellt, sind bei dem Geländemodell wie bei dem Gebäudemodell eine X-Koordinate und eine Y-Koordinate des Eckpunkts eine Längenbeziehungsweise eine Breitenkoordinate, und eine Z-Koordinate ist eine Höhenangabe (Serie m). Wenn ferner das Geländemodell auf die horizontale Ebene projiziert wird, wird ein Satz Gitternetzmodelle bereitgestellt, der einen Satz Eckpunkte enthält, die ein Gitter mit zu einer Breiten- und einer Längenlinie parallel verlaufenden geraden Linien wie in 5(b) bilden.
Wie in 5(b) dargestellt ist, sind die Koordinaten der Eckpunkte, die ein Geländemodell bilden, folgendermaßen bezeichnet: Die minimale X-Koordinate ist XlMin, die minimale Y-Koordinate YlMin, die maximale X-Koordinate XlMax und die maximale Y-Koordinate YlMax, und ein Abstand zwischen Eckpunkten in Längenrichtung ist Xdiv und der Abstand zwischen Eckpunkten in Breitenrichtung Ydiv. Wenn darüber hinaus die Anzahl der das Geländemodell bildenden Eckpunkte in Längenrichtung XNum und die Anzahl der das Geländemodell bildenden Eckpunkte in Breitenrichtung YNum ist, sollen XNum und YNum in jedem Geländemodell stets die gleiche Zahl sein. Es sei angemerkt, dass XNum und YNum jeweils eine andere Zahl sein können.
Der in Schritt ST4 berechnete Gebäudegrundflächenbereich des Gebäudemodells und die minimalen sowie die maximalen X- und Y-Koordinaten jedes in der Geländemodelldatenbank 5 gespeicherten Geländemodells werden anhand des nachstehenden Ausdrucks (1) auf Einzelheiten bezüglich der Extraktion des Geländemodells miteinander verglichen, und nur Modelle mit dem Ergebnis „wahr” werden extrahiert. Die Extraktion anhand des Ausdrucks (1) ermöglicht ein Extrahieren aller Geländemodelle, die die Gebäudegrundfläche auch nur teilweise überlappen.
Die Geländeeckpunktsyntheseeinheit 7 synthetisiert benachbarte der in Schritt ST4 extrahierten Geländemodelle und generiert einen Satz Geländeeckpunkte (Schritt ST6).
6 ist ein Diagramm, das die Synthese der Geländemodelle durch die Geländeeckpunktsyntheseeinheit 7 zeigt, 6(a) stellt die Geländemodelle vor der Synthese und 6(b) nach der Synthese dar.
Wie in 6(a) dargestellt ist, wird, wenn in Schritt ST5 beispielsweise vier Geländemodelle C, D, E und F extrahiert werden, der minimale XlMin-Wert (XlMinMin), der maximale XlMax-Wert (XlMaxMax), der minimale YlMin-Wert (YlMinMin) und der maximale YlMax-Wert (YlMaxMax) aus den vier Geländemodellen gewonnen. Im Fall von 6(a) ist XlMinMin ein XlMin-Wert für das Geländemodell C, XlMaxMax ein XlMax-Wert für das Geländemodell E, YlMinMin ein YlMin-Wert für das Geländemodell C und YlMaxMax ein YlMax-Wert für das Geländemodell F.
Dann wird die Anzahl XcNum der Eckpunkte in Längenrichtung und die Anzahl YcNum der Eckpunkte in Breitenrichtung in dem Satz Eckpunkte nach der Synthese auf der Grundlage des nachstehenden Ausdrucks (2) berechnet.
Nach der Berechnung wird ein Syntheseeckpunktspeicherpuffer mit einem Bereich erstellt, in dem die Eckpunkte XcNum × YcNum gespeichert werden.
Dann werden Eckpunktkoordinaten jedes Geländemodells anhand des nachstehenden Ausdrucks (3) in dem Syntheseeckpunktspeicherpuffer festgelegt, um den Satz Geländeeckpunkte fertigzustellen.
[floor = Abrundung]
In dem oben beschriebenen Ausdruck (3) steht P_c(i, j) für die festzulegende i-te Eckpunktkoordinate (i beginnt bei 0) in Längenrichtung und j-te Eckpunktkoordinate (j beginnt bei 0) in Breitenrichtung von einem südöstlichen Ende im Syntheseeckpunktspeicherpuffer aus und P_l[s, t](m, n) für die m-te Eckpunktkoordinate (m beginnt bei 0) in Längenrichtung und für die n-te Eckpunktkoordinate (n beginnt bei 0) in Breitenrichtung in dem Geländemodell mit den X- und Y-Koordinaten (s, t) als XlMin und YlMin. Die Abrundung ist eine Abrundungsfunktion, die Dezimalstellen streicht. Bei dem in 6(b) dargestellten Geländemodell nach der Synthese wird ein Satz Geländeeckpunkte G generiert.
Die Grundflächenschnittpunktberechnungseinheit 8 berechnet Schnittpunkte zwischen Segmenten, die von Eckpunkten gebildet werden, welche durch Projektion des in Schritt ST6 generierten Satzes Geländeeckpunkte auf die horizontale Ebene entstehen, und Außenrandsegmenten der Gebäudegrundfläche, die durch Projektion der Gebäudegrundfläche auf die horizontale Ebene entstehen (Schritt ST7). Für die Berechnung der Schnittpunkte bei den von dem Satz Geländeeckpunkte gebildeten Segmenten werden die Punkte in folgende drei Punktgruppen unterteilt: Schnittpunkte mit parallel zu Längenlinien verlaufenden Segmenten, Schnittpunkte mit parallel zu Breitenlinien verlaufenden Segmenten und Schnittpunkte mit schrägen Linien.
(a) Berechnung von Schnittpunkten mit parallel zu Längenlinien verlaufenden Segmenten
Für jedes Segment des Außenrandes der Gebäudegrundfläche werden unter den Segmenten, die von dem Satz Geländeeckpunkte gebildet werden, die Schnittpunkte berechnet, die parallel zu den Längenlinien verlaufen. Koordinaten gegenüberliegender Enden eines bestimmten Segments am Außenrand der Gebäudegrundfläche sind (X_a, Y_a) und (X_b, Y_b). Es sei angemerkt, dass davon ausgegangen wird, dass hier eine Relation X_a ≤ X_b erfüllt ist. Zunächst wird eine Gleichung für eine gerade Linie, die durch zwei Eckpunkte verläuft, anhand des nachfolgenden Ausdrucks (4) berechnet. y = (Y_b – Y_a)(x – X_a)/(X_b – X_a) + Y_a (4)
Dann werden die X-Koordinaten der Segmente, die parallel zu den Längenlinien verlaufen, unter den Segmenten, welche von dem Satz Geländeeckpunkte gebildet werden, die zwischen X_a und X_b existieren, anhand des nachfolgenden Ausdrucks (5) berechnet.
In (5) ist k eine ganze Zahl, die Folgendes erfüllt:
[floor = Abrundung]
Alle anhand des oben beschriebenen Ausdrucks (5) berechneten X_k werden in den oben beschriebenen Ausdruck (4) eingesetzt, um Y_k zu berechnen. Dieser Satz (X_k, Y_k) enthält die Koordinaten der Schnittpunkte zwischen den Segmenten, die von zwei Eckpunkten der Gebäudegrundfläche gebildet werden, und den Segmenten, die parallel zu den Längenlinien verlaufen, unter den Segmenten, welche von dem Satz Geländeeckpunkte gebildet werden. Die oben beschriebene Verarbeitung erfolgt an einem Segment am Außenrand einer bestimmten Gebäudegrundfläche; wenn diese an allen Segmenten am Außenrand ausgeführt wird, sind die Berechnungen der Schnittpunkte mit den parallel zur Längenlinie verlaufenden Segmenten abgeschlossen.
7 ist ein Diagramm, das die Schnittpunkte zwischen dem Außenrand einer Gebäudegrundfläche H und den Segmenten, die parallel zu den Längenlinien verlaufen, unter den Segmenten darstellt, welche von einem Satz Geländeeckpunkte G gebildet werden. Ein in 7 dargestelltes Beispiel zeigt einen Fall, bei dem der Außenrand der Gebäudegrundfläche H die Segmente g1, g2, die parallel zu den Längenlinien verlaufen, an den Schnittpunkten H1, H2, H3, H4 schneidet.
(b) Berechnung von Schnittpunkten mit parallel zu Breitenlinien verlaufenden Segmenten
Für jedes Segment des Außenrandes der Gebäudegrundfläche werden die Schnittpunkte mit den Segmenten, die parallel zu den Breitenlinien verlaufen, unter den Segmenten berechnet, welche von dem Satz Geländeeckpunkte gebildet werden. Koordinaten gegenüberliegender Enden eines bestimmten Segments am Außenrand der Gebäudegrundfläche sind (X_a, Y_a) und (X_b, Y_b). Es sei angemerkt, dass davon ausgegangen wird, dass hier eine Relation Y_a ≤ Y_b erfüllt ist. Zunächst werden die Y-Koordinaten der Segmente, die parallel zu den Breitenlinien verlaufen, unter den Segmenten, welche von dem Satz Geländeeckpunkte gebildet werden, die zwischen Y_a und Y_b existieren, anhand des nachfolgend gezeigten Ausdrucks (6) berechnet.
In (6) ist k eine ganze Zahl, die Folgendes erfüllt:
[floor = Abrundung]
Alle mit dem oben beschriebenen Ausdruck (6) berechneten Y_k werden in den oben beschriebenen Ausdruck (4) eingesetzt, um X_k zu berechnen. Dieser Satz (X_k, Y_k) enthält die Koordinaten der Schnittpunkte zwischen den Segmenten, die von zwei Eckpunkten der Gebäudegrundfläche gebildet werden, und den Segmenten, die parallel zu den Breitenlinien verlaufen, unter den Segmenten, welche von dem Satz Geländeeckpunkte gebildet werden. Die oben beschriebene Verarbeitung erfolgt an einem Segment am Außenrand einer bestimmten Gebäudegrundfläche. Wenn diese an allen Segmenten am Außenrand ausgeführt wird, sind die Berechnungen der Schnittpunkte mit den parallel zu den Breitenlinien verlaufenden Segmenten abgeschlossen.
8 ist ein Diagramm, das die Schnittpunkte zwischen dem Außenrand der Gebäudegrundfläche H und den Segmenten, die parallel zu den Breitenlinien verlaufen, unter den Segmenten darstellt, welche von dem Satz Geländeeckpunkte G gebildet werden. Ein in 8 dargestelltes Beispiel zeigt einen Fall, bei dem der Außenrand der Gebäudegrundfläche H die Segmente g3, g4, g5, die parallel zu den Breitenlinien verlaufen, an den Schnittpunkten H5, H6, H7, H8, H9, H10 schneidet.
(c) Berechnung von Schnittpunkten mit schrägen Linien
Für jedes Segment des Außenrandes der Gebäudegrundfläche werden unter den Segmenten, die von dem Satz Geländeeckpunkte gebildet werden, die Schnittpunkte mit den schrägen Linien berechnet. Koordinaten gegenüberliegender Enden eines bestimmten Segments am Außenrand der Gebäudegrundfläche sind (X_a, Y_a) und (X_b, Y_b). In diesem Zusammenhang stellt 9 Geländeeckpunkte für ein Gitter in dem Satz Geländeeckpunkte dar. Wie in 9 dargestellt, ist ein Winkel zwischen der schrägen Linie und der Breitenlinie mit θ (0 ≤ θ ≤ π/2) bezeichnet, und sinθ und cosθ werden berechnet. Da tanθ = YDiv/XDiv, können sie problemlos anhand einer trigonometrischen Funktion berechnet werden. Dann erfolgt eine Koordinatenumwandlung in einen X'Y'-Raum, wobei es sich bei dem X'Y'-Raum um einen Raum handelt, in dem die schrägen Linien parallel zur X-Achse verlaufen und das südwestliche Ende bei dem Satz Geländeeckpunkte am Ursprung positioniert ist. Die Koordinaten werden anhand des nachstehenden Ausdrucks (7) umgewandelt. Eine Parallelverschiebung zum Ursprung erfolgt mit Hilfe einer Matrix T und eine Drehung um einen Winkel θ auf einer y-Achse mit Hilfe einer Matrix R.
10 ist ein Diagramm, das die Koordinatenumwandlung gemäß dem oben beschriebenen Ausdruck (7) darstellt, 10(a) stellt die Gebäudegrundfläche H und den Satz Geländeeckpunkte G vor der Koordinatenumwandlung dar und 10(b) eine Gebäudegrundfläche H' und einen Satz Geländeeckpunkte G' nach der Koordinatenumwandlung.
In 10(a) wird bei dem Satz Geländeeckpunkte G ein Punkt G0 (XlMinMin, YlMinMin), der von dem minimalen X-Koordinatenwert und dem minimalen Y-Koordinatenwert gebildet wird, mit Hilfe der Matrix T in Ausdruck (7) zum Ursprung 0 parallelverschoben und ferner mit Hilfe der Matrix R um den Winkel θ in Richtung der y-Achse gedreht. Auf diese Weise verlaufen die von dem Satz Geländeeckpunkte G' gebildeten schrägen Linien parallel zur Richtung der x-Achse.
Die Koordinatenumwandlung anhand von Ausdruck (7) ermöglicht, dass die Koordinaten (X_a, Y_a), (X_b, Y_b) der gegenüberliegenden Enden eines bestimmten Segments am Außenrand der Gebäudegrundfläche (X_a', Y_a') und (X_b', Y_b') sind. Eine Gleichung für eine gerade Linie, die durch beide umgewandelten gegenüberliegenden Koordinaten verläuft, wird anhand des nachfolgenden Ausdrucks (8) berechnet.
Dann werden die Y'-Koordinaten der schrägen Linien in den Segmenten berechnet, die von dem Satz Geländeeckpunkte gebildet werden, welche zwischen Y_a' und Y_b' existieren. Dies kann mit Hilfe von Y_k' in dem nachfolgenden Ausdruck (9) erfolgen.
In Ausdruck (9) ist k eine ganze Zahl, die Folgendes erfüllt:
[floor = Abrundung]
Alle anhand des oben beschriebenen Ausdrucks (9) berechneten Y_k' werden in den oben beschriebenen Ausdruck (8) eingesetzt, um X_k' zu berechnen. Dieser Satz (X_k', Y_k') enthält die Koordinaten der Schnittpunkte zwischen den Segmenten, die von zwei Eckpunkten der Gebäudegrundfläche gebildet werden, und den schrägen Linien bei den Segmenten, die von dem Satz Geländeeckpunkte gebildet werden. Die oben beschriebene Verarbeitung erfolgt an einem Segment am Außenrand einer bestimmten Gebäudegrundfläche. Wenn diese Verarbeitung an allen Segmenten am Außenrand der Gebäudegrundfläche ausgeführt wird, werden die Schnittpunkte mit den schrägen Linien im X'Y'-Raum berechnet.
11 ist ein Diagramm, das die Schnittpunkte zwischen dem Außenrand der Gebäudegrundfläche H' und den Segmenten, die parallel zu den schrägen Linien verlaufen, unter den Segmenten darstellt, welche von dem Satz Geländeeckpunkte G' gebildet werden. Ein in 11 dargestelltes Beispiel zeigt einen Fall, bei dem der Außenrand der Gebäudegrundfläche H' die Segmente g6, g7 g8, g9, welche parallel zu den schrägen Linien verlaufen, an den Schnittpunkten H11, H12, H13, H14, H15, H16, H17, H18, H19 schneidet. Wenn die Umkehrung der R·T-Matrix auf diese Eckpunkte angewendet wird, können die finalen Schnittpunkte mit den parallel zu den schrägen Linien verlaufenden Segmenten erhalten werden.
12 zeigt alle Schnittpunkte, die durch die drei Schnittpunktberechnungsverarbeitungsvorgänge berechnet wurden, die oben unter (a) bis (c) gezeigt sind, das heißt, die Schnittpunkte zwischen den Außenrandsegmenten der Gebäudegrundfläche H und den von dem Satz Geländeeckpunkte G gebildeten Segmenten.
Dann berechnet die Höhenberechnungseinheit 9 für alle Punkte Höhen an den Positionen der X, Y-Koordinaten der in Schritt ST7 berechneten Schnittpunkte und an den Positionen der X, Y-Koordinaten der Eckpunkte, die die Gebäudegrundfläche bilden, anhand des Satzes Geländeeckpunkte (siehe 13). Bei den Berechnungen der Höhen an den Positionen der X, Y-Koordinaten der Eckpunkte, die die Gebäudegrundfläche bilden, wird zunächst bestimmt, in welchem Dreieck des Satzes Geländeeckpunkte jeder Eckpunkt existiert (Schritt ST8). In diesem Fall handelt es sich, wenn die X, Y-Koordinaten des zu untersuchenden Eckpunkts mit (X_t, Y_t) bezeichnet sind, bei drei Eckpunkten P_tri0, P_tri1, P_tri2 des Dreiecks, in dem der zu untersuchende Eckpunkt existiert, um die durch den nachfolgenden Ausdruck (10) angegebenen.
[if...then = wenn...dann
else...then = sonst...dann
left...floor = links...Abrundung
right...left = rechts...links
bottom...floor = unten...Abrundung
top...bottom = oben...unten (usw.)]
Die Indizes .x und .y geben die X- beziehungsweise Y-Koordinaten eines Eckpunkts an.
Mit Hilfe der drei Eckpunkte P_tri0, P_tri1, P_tri2 des oben beschriebenen Dreiecks wird eine Höhe Z₁ des Geländes an der Position der X, Y-Koordinaten des zu untersuchenden Eckpunkts gemäß dem nachfolgenden Ausdruck (11) berechnet (Schritt ST9). Wenn die Verarbeitung in Schritt ST8 und Schritt ST9 an den Schnittpunkten zwischen den von dem Satz Geländeeckpunkte gebildeten Segmenten und den Außenrandsegmenten der Gebäudegrundfläche und an den die Gebäudegrundfläche bildenden Eckpunkten ausgeführt wird, wird ein Satz Höhen (ein Satz Eckpunkthöhen) für das Gelände an diesen Punkten berechnet.
[if...then = wenn...dann
else...then = sonst...dann]
In Ausdruck (11) gibt der Index .z die Z-Koordinate eines Eckpunkts an.
Die Bezugshöhenberechnungseinheit 10 extrahiert einen Punkt mit der geringsten Höhe aus dem in Schritt ST7 berechneten Satz Eckpunkthöhen, und die Höhe des extrahierten Eckpunkts wird als Bezugshöhe festgelegt (Schritt ST10). Schließlich berechnet die Gebäudehöhenkorrektureinheit 11 eine Differenz zwischen der in Schritt ST10 berechneten Bezugshöhe und der in Schritt ST9 berechneten Eckpunkthöhe, und der berechnete Differenzwert wird zu den Höhen aller das Gebäudemodell bildenden Eckpunkte hinzuaddiert, um so die Höhe des Gebäudemodells zu korrigieren (Schritt ST11). Damit endet dann die Verarbeitung.
Wie oben beschrieben enthält die Konfiguration gemäß Ausführungsform 1 die Grundflächenschnittpunktberechnungseinheit 8, die die Schnittpunkte berechnet, an denen sich der Außenrand der Gebäudegrundfläche mit dem Satz Geländeeckpunkte schneidet, die Bezugshöhenberechnungseinheit 10, die den Punkt mit der geringsten Höhe aus den von der Grundflächenschnittpunktberechnungseinheit 8 berechneten Schnittpunkten extrahiert und die Höhe des extrahierten Eckpunkts als Bezugshöhe festlegt, und die Gebäudehöhenkorrektureinheit 11, die die Höhe der Gebäudegrundfläche an die von der Bezugshöhenberechnungseinheit 10 berechnete Bezugshöhe anpasst, um somit die Höhe des Gebäudemodells anzupassen; somit lässt sich das Ausmaß des Einsinkens auf ein Minimum beschränken, ohne dass es zu einer Lücke zwischen dem Geländemodell und Gebäudemodellen kommt und das Geländemodell tiefer als erforderlich in das Gelände einsinkt.
Außerdem wird das Gebäudemodell bei der oben beschriebenen Ausführungsform 1 durch die sechseckige Säule dargestellt; die Darstellung des Gebäudes braucht jedoch nicht auf die sechseckige Säule beschränkt zu sein, und alle Vielecke sind möglich.
Ferner ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform 1 die Richtung der schrägen Linien im Geländemodell durch eine Linie dargestellt, die Südost mit Nordwest verbindet, sie könnte jedoch auch so dargestellt sein, dass sie Südwest mit Nordost verbindet.
Ferner ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform 1 der Fall gezeigt, dass die Bezugshöhenberechnungseinheit 10 den Wert als Bezugshöhe festlegt, der der geringsten Höhe aus dem Satz Eckpunkthöhen entspricht. Angesichts des Ausmaßes, zu dem beispielsweise das Geländemodell im Gebäudemodell einsinkt, kann ein Durchschnitts- oder Medianwert für den Satz Geländeeckpunkte festgelegt werden.
Ausführungsform 2
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform 1 ist die Konfiguration gezeigt, die das Vorkommen der Lücke zwischen dem Geländemodell und den Gebäudemodellen einschränkt, indem die Höhen an den das Geländemodell bildenden Eckpunkten geändert werden. Andererseits ist in Ausführungsform 2 eine Konfiguration beschrieben, die ein neues Modell zwischen dem Geländemodell und dem Gebäudemodell erstellt, um die Lücke zwischen dem Geländemodell und den Gebäudemodellen zu füllen, ohne die Position der Gebäudemodelle zu ändern.
14 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 2 darstellt.
Im Hinblick auf die Verarbeitungsvorrichtung 100 für dreidimensionale Informationen bei Ausführungsform 1 in 1 ist eine in 14 dargestellte Verarbeitungsvorrichtung 100' für dreidimensionale Informationen zusätzlich mit einer Korrekturmoduseingabeeinheit 12, einer Korrekturvorgangsauswahleinheit 13, einer Basisstrukturdatenbank 14 und einer Basismodellgenerierungseinheit 15 versehen. Es sei angemerkt, dass die Komponenten, die denen der bei Ausführungsform 1 gezeigten Verarbeitungsvorrichtung 100 für dreidimensionale Informationen oder dieser Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen entsprechenden Abschnitten gleichen oder entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen sind und ihre Beschreibung weggelassen oder vereinfacht wird.
Die Korrekturmoduseingabeeinheit 12 empfängt eine Eingabe eines Korrekturmodus von einem Benutzer. Die Korrekturvorgangsauswahleinheit 13 wählt aus, ob die nachfolgende Korrekturverarbeitung gemäß dem über die Korrekturmoduseingabeinheit 12 eingegebenen Korrekturmodus von der Gebäudehöhenkorrektureinheit 11 oder der Basismodellgenerierungseinheit 15 ausgeführt werden soll. Bei der Basisstrukturdatenbank 14 handelt es sich um eine Datenbank, die mehrere Basisabbildungen speichert. Die Basismodellgenerierungseinheit 15 erstellt anhand von Eckpunkten, die eine von der Gebäudegrundflächenextraktionseinheit 3 extrahierte Gebäudegrundfläche bilden, einer von einer Bezugshöhenberechnungseinheit 10 berechneten Bezugshöhe und in der Basisstrukturdatenbank 14 gespeicherten Basisstrukturen ein Basismodell und fügt das erstellte Basismodell zum Gebäudemodell hinzu.
Als nächstes werden die Operationen der Verarbeitungsvorrichtung 100' für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 2 beschrieben. 15 ist ein Ablaufdiagramm, das die Operationen der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 2 zeigt. Es sei angemerkt, dass die Schritte, die denen bei der Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß Ausführungsform 1 gleichen, nachfolgend mit den gleichen Bezugszeichen wie in 2 versehen sind und ihre Beschreibung weggelassen oder vereinfacht wird.
Bei Ausführungsform 2 handelt es sich bei einem über die Korrekturmoduseingabeeinheit 12 eingegebenen Eingabemodus um einen Höhenkorrektur- oder einen Basishinzufügemodus, und er hat die Funktion, die Höhe eines Gebäudes in Übereinstimmung mit der Absicht eines Benutzers zur Korrektur des Gebäudemodells oder zum Füllen der Lücke mit Hilfe der Basisstruktur anzupassen, ohne die Höhe des Gebäudes zu ändern.
Wenn die Bezugshöhenberechnungseinheit 10 die Bezugshöhe in Schritt ST10 berechnet, empfängt die Korrekturmoduseingabeeinheit 12 die Eingabe des Korrekturmodus vom Benutzer (Schritt ST21). Die Korrekturvorgangsauswahleinheit 13 bestimmt, ob es sich bei dem in Schritt ST21 empfangenen Korrekturmodus um den Höhenkorrektur- oder den Basishinzufügemodus handelt (Schritt ST22). Wenn bestimmt wird, dass es sich bei dem Korrekturmodus um den Höhenkorrekturmodus handelt, führt die Gebäudehöhenkorrektureinheit 11 eine Höhenkorrektur an dem Gebäudemodell durch (Schritt ST11) und beendet die Verarbeitung.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass es sich bei dem Korrekturmodus um den Basishinzufügemodus handelt, generiert die Basismodellgenerierungseinheit 15 eine Gruppe von Eckpunkten einschließlich der in Schritt ST2 extrahierten, die Gebäudegrundfläche bildenden Eckpunkte und der Eckpunkte, die durch die Änderung der Höhe an den obigen Eckpunkten auf die in Schritt ST10 berechnete Bezugshöhe entstehen (Schritt ST23). Dann wird eine vieleckige Säule gebildet, so dass die Eckpunkte der Gebäudegrundfläche jeweils mit den auf die Bezugshöhe geänderten Eckpunkten über Segmente verbunden sind und das Basismodell entsteht (Schritt ST24).
16 ist ein Diagramm, das das Gewinnen des Basismodells zeigt, 16(a) ist eine Vogelsperspektive, die die Änderung der die Gebäudegrundfläche bildenden Eckpunkte auf die Bezugshöhe zeigt, und 16(b) ist eine Vogelperspektive, die das Generieren der vieleckigen Säule zeigt, bei der es sich um das Basismodell handelt.
Bei einem in 16(a) dargestellten Beispiel werden zunächst in Schritt ST23 die die Gebäudegrundfläche bildenden Eckpunkte I1, I2, I3, I4, I5 und I6 auf die Bezugshöhe geändert, so dass geänderte Eckpunkte J1, J2, J3, J4, J5, J6 entstehen. Wie in 16(b) gezeigt ist, werden dann in Schritt ST24 der Eckpunkt I1 und der Eckpunkt J1 über ein Segment K1, der Eckpunkt I2 und der Eckpunkt J2 über ein Segment K2, der Eckpunkt I3 und der Eckpunkt J3 über ein Segment K3, der Eckpunkt I4 und der Eckpunkt J4 über ein Segment K4, der Eckpunkt I5 und der Eckpunkt J5 über ein Segment K5 und der Eckpunkt I6 und der Eckpunkt J6 über ein Segment K6 miteinander verbunden, so dass eine sechseckige Säule L entsteht und dadurch das Basismodell gewonnen wird.
Außerdem enthält das in Schritt ST24 gewonnene Basismodell nur mehrere Eckpunktinformationen, und Anzeigefarben auf mehreren Flächen sind unbestimmt, und somit wählt die Basismodellgenerierungseinheit 15 eine der Basisstrukturen aus, die in der Basisstrukturdatenbank 14 gespeichert sind (Schritt ST25). Die Basismodellgenerierungseinheit 15 legt die in Schritt ST25 ausgewählte Basisstruktur als Abbildungsstruktur für das in Schritt ST24 gewonnene Basismodell fest und fügt das Basismodell zum Gebäudemodell hinzu (Schritt ST26) und beendet die Verarbeitung.
Außerdem kann bei der Auswahl der Basisstruktur in Schritt ST25 eine geeignete Basisstruktur nach dem Zufallsprinzip ausgewählt werden; alternativ dazu kann die Konfiguration so aussehen, dass ein Satz Strukturen erstellt wird, die jeweils Städten, in denen die Gebäude bereits existieren, Rohmaterial für die Gebäude und/oder dergleichen entsprechen, und den entsprechenden Satz gemäß dem Standort des Gebäudes oder dem Rohmaterial durchsucht und die Struktur auswählt, so dass ein Basismodell mit einem Erscheinungsbild, das für die Atmosphäre des Terrains geeignet ist, ausgewählt wird.
Wie oben beschrieben ist die Konfiguration gemäß Ausführungsform 2 folgendermaßen eingerichtet: Wenn es sich bei dem empfangenen Korrekturmodus um den Basishinzufügemodus handelt, wird die vieleckige Säule so erstellt, dass ein von den die Gebäudegrundfläche bildenden Eckpunkten gebildetes Vieleck eine obere Fläche der vieleckigen Säule und ein Vieleck, das von den Eckpunkten mit der geringsten Höhe unter den Schnittpunkten gebildet wird, wo der Außenrand der Gebäudegrundfläche und das Gelände einander schneiden, eine untere Fläche der vieleckigen Säule ist, und die entstehende vieleckige Säule wird als Basismodell festgelegt, und dann wird das Basismodell zu dem Gebäudemodell hinzugefügt; wenn also eine Änderung der Position des Gebäudes selbst verhindert werden soll, kann der Benutzer die Lücke zwischen Gelände und Gebäude füllen, ohne die Position des Gebäudes zu verschieben.
Außerdem ist gemäß Ausführungsform 2 die Konfiguration gezeigt, bei der die Basismodellgenerierungseinheit 15 festlegt, dass die Form der oberen und der unteren Fläche des Basismodells der der Gebäudegrundfläche ähnelt. Sie kann jedoch zum Beispiel als rechteckiges Parallelepiped generiert werden, das eine rechteckige Form benutzt und bei dem es sich um ein die Gebäudegrundfläche begrenzendes Rechteck handelt. Solange die vieleckige Säule so geformt ist, dass sie das Gebäude in X-Y-Richtung umgibt und eine obere Fläche, die einer Höhe der Gebäudegrundfläche entspricht, und eine der Bezugshöhe entsprechende untere Fläche aufweist, können zum Erstellen des Basismodells beliebige Formen mit ähnlichem Effekt benutzt werden.
Im Rahmen des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung können die Ausführungsformen frei miteinander kombiniert oder beliebige Bestandteile jeder Ausführungsform umgestaltet oder weggelassen werden.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die oben beschriebene Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen gemäß der vorliegenden Erfindung lässt sich auf eine Navigationsvorrichtung und dergleichen anwenden, die über eine solche Anzeigefunktion für dreidimensionale Karten in Vogelperspektive verfügen, um Gebäudemodelle wie Gewerbebetriebe auf dem unebenen dreidimensionalen Geländemodell anzuordnen und diese Modelle in Vogelperspektive anzuzeigen, und die Vorrichtung kann eine Diskrepanz bei Anzeigedaten einschränken, die durch Positionierfehler in durch Feldeinstellung gewonnenen Daten entsteht.
Bezugszeichenliste

1: Gebäudemodelldatenbank
2: Gebäudemodelleingabeeinheit
3: Gebäudegrundflächenextraktionseinheit
4: Gebäudegrundflächenbereichsberechnungseinheit
5: Geländemodelldatenbank
6: Geländemodellextraktionseinheit
7: Geländeeckpunktsyntheseeinheit
8: Grundflächenschnittpunktberechnungseinheit
9: Höhenberechnungseinheit für alle Punkte
10: Bezugshöhenberechnungseinheit
11: Gebäudehöhenkorrektureinheit
12: Korrekturmoduseingabeeinheit
13: Korrekturverarbeitungsauswahleinheit
14: Basisstrukturdatenbank
15: Basismodellgenerierungseinheit
100, 100': Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen

Claims

Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen, die dreidimensionale Informationen zu einem vorgegebenen Gebiet generiert, wobei ein Geländemodell ein Gelände in dem vorgegebenen Gebiet durch dreidimensionale Koordinaten darstellt und ein Bauwerksmodell ein in dem vorgegebenen Gebiet positioniertes Bauwerk durch dreidimensionale Koordinaten darstellt, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: einen Bauwerksgrundflächenextraktor, der eine Grundfläche des durch eine vieleckige Säule dargestellten Bauwerksmodells extrahiert, einen Bauwerksgrundflächenbereichsberechner, der ein Rechteck als Grundflächenbereich des Bauwerksmodells berechnet, das die von dem Bauwerksgrundflächenextraktor extrahierte Grundfläche des Bauwerksmodells begrenzt, einen Geländemodellextraktor, der in einer Geländemodelldatenbank nachschlägt, in der ein Satz Geländemodelle gespeichert ist, um das Geländemodell zu extrahieren, in dem der von dem Bauwerksgrundflächenberechner berechnete Grundflächenbereich des Bauwerksmodells enthalten ist, einen Geländeeckpunktsynthetisierer, der die Vielzahl von vom Geländemodellextraktor extrahierten Geländemodelle synthetisiert, um einen Satz Eckpunkte für das Geländemodell zu generieren, in dem der Grundflächenbereich des Bauwerksmodells enthalten ist, einen Grundflächenschnittpunktberechner, der Schnittpunkte zwischen Segmenten, die von dem Satz Eckpunkte für das von dem Geländeeckpunktsynthetisierer generierte Geländemodell gebildet werden, und Außenrandsegmenten der von dem Bauwerksgrundflächenextraktor extrahierten Grundfläche des Bauwerksmodells berechnet, einen Höhenberechner für alle Punkte, der Höhen des Geländemodells an den von dem Grundflächenschnittpunktberechner berechneten Schnittpunkten und an den die Grundfläche des Bauwerksmodells bildenden Eckpunkten berechnet, einen Bezugshöhenberechner, der aus den von dem Höhenberechner für alle Punkte berechneten Höhen des Geländemodells eine Bezugshöhe in dreidimensionalen Informationen zu dem vorgegebenen Gebiet berechnet, und einen Bauwerkshöhenkorrektor, der unter Verwendung von Differenzen zwischen der von dem Bezugshöhenberechner berechneten Bezugshöhe und den von dem Höhenberechner für alle Punkte berechneten Höhen des Geländemodells an den Eckpunkten, die die Grundfläche des Bauwerksmodells bilden, die Höhe des Bauwerksmodells korrigiert.
Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen nach Anspruch 1, wobei der Grundflächenschnittpunktberechner Schnittpunkte zwischen einer Gruppe zweidimensionaler Segmente, die von dem Satz Eckpunkte gebildet werden, welche durch die Projektion des von dem Geländeeckpunktsynthetisierer generierten Geländemodells auf eine horizontale Fläche entstehen, und einer Gruppe zweidimensionaler Segmente, die durch die Projektion von Außenrandsegmenten der von dem Bauwerksgrundflächenextraktor extrahierten Grundfläche des Bauwerksmodells auf die horizontale Fläche entstehen, als zweidimensionale Koordinaten berechnet.
Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen nach Anspruch 2, wobei der Höhenberechner für alle Punkte bestimmt, zu welchem Dreieck in einem Satz Dreiecke, die von der Gruppe zweidimensionaler Segmente gebildet werden, welche von dem Satz durch die Projektion des Geländemodells auf die horizontale Ebene entstandener Eckpunkte gebildet werden, die zweidimensionalen Koordinaten der von dem Grundflächenschnittpunktberechner berechneten Schnittpunkte und die die Grundfläche des Bauwerksmodells bildenden Eckpunkte gehören, und eine lineare Interpolation durchführt, indem er die Höhen der das bestimmte Dreieck bildenden drei Eckpunkte zum Berechnen der Höhen des Geländemodells an den Schnittpunkten und den Eckpunkten benutzt.
Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen nach Anspruch 1, wobei der Bezugshöhenberechner als Bezugshöhe einen Minimalwert, einen Durchschnittswert oder/und einen Medianwert für die Höhe des von dem Höhenberechner für alle Punkte berechneten Geländemodells festlegt.
Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen nach Anspruch 1, die Folgendes aufweist: einen Basismodellgenerierer, der auf der Grundlage der von dem Bauwerksgrundflächenextraktor extrahierten Grundfläche des Bauwerksmodells und der von dem Bezugshöhenberechner berechneten Bezugshöhe ein Basismodell generiert und das generierte Basismodell zu einer Lücke hinzufügt, die zwischen dem Geländemodell und dem Gebäudemodell generiert wird, einen Korrekturmoduseingabeprozessor, der eine Angabe eines Korrekturmodus von einem Benutzer empfängt, und einen Korrekturverarbeitungsauswähler, der gemäß dem vom Korrekturmoduseingabeprozessor empfangenen Korrekturmodus die vom Bauwerkshöhenkorrektor ausgeführte Korrekturverarbeitung für die Höhe des Bauwerksmodells oder die vom Basismodellgenerierer ausgeführte Hinzufügeverarbeitung des Basismodells auswählt.
Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen nach Anspruch 5, wobei der Basismodellgenerierer als Basismodell eine vieleckige Säule generiert, bei der die Grundfläche des Bauwerksmodells einer oberen Fläche des Basismodells und eine Ebene, die von den die Bezugshöhe bildenden Eckpunkten gebildet wird, einer unteren Fläche des Basismodells entspricht.
Verarbeitungsvorrichtung für dreidimensionale Informationen nach Anspruch 5, wobei der Basismodellgenerierer in einer Basisstrukturdatenbank nachschlägt, in der Strukturen des Basismodells gespeichert sind, und eine Struktur auswählt, die für eine Seitenfläche des Basismodells der generierten vieleckigen Säule angewendet wird.