EP2914933A1 - Vorrichtung, verfahren und computerprogramm zur räumlichen darstellung eines digitalen kartenausschnitts - Google Patents

Vorrichtung, verfahren und computerprogramm zur räumlichen darstellung eines digitalen kartenausschnitts

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Publication number
EP2914933A1
EP2914933A1 EP13742613.6A EP13742613A EP2914933A1 EP 2914933 A1 EP2914933 A1 EP 2914933A1 EP 13742613 A EP13742613 A EP 13742613A EP 2914933 A1 EP2914933 A1 EP 2914933A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
geodesics
values
digital
height
dimensional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13742613.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Indra-Lena KÖGLER
Benjamin Gross
Markus Hübner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP2914933A1 publication Critical patent/EP2914933A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/36—Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3667—Display of a road map
    • G01C21/367—Details, e.g. road map scale, orientation, zooming, illumination, level of detail, scrolling of road map or positioning of current position marker
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G01C21/36—Input/output arrangements for on-board computers
    • G01C21/3626—Details of the output of route guidance instructions
    • G01C21/3635—Guidance using 3D or perspective road maps
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B29/00—Maps; Plans; Charts; Diagrams, e.g. route diagram
    • G09B29/10—Map spot or coordinate position indicators; Map reading aids
    • G09B29/106—Map spot or coordinate position indicators; Map reading aids using electronic means

Definitions

  • Navigation device for the spatial representation of a digital map section around a geographical position on the earth's surface based on digital geodesics, wherein the digital geodesics comprise altitude information.
  • Navigation devices for displaying travel or flight routes are known.
  • Such navigation devices generally comprise a display device in the form of a display, on which a section of a road map can be displayed based on digital geodesics or topographical data.
  • the display essentially shows the course of the roads and paths within the map section shown and features of the environment, such as outlines of adjacent buildings, urban areas or wooded areas.
  • three-dimensional geodesics can be displayed two-dimensionally with navigation systems, but such known representations give no impression of a spatial plasticity.
  • a navigation device for the spatial representation of a digital map section around a geographical position on the earth's surface based on digital geodesics.
  • the digital geodetic or topographical data in addition to two-dimensional coordinates or position information in addition also height information.
  • the navigation device comprises, according to embodiments, a first input interface for the digital geodesics, a second input interface for coordinates of the geographical position and a third input interface for one to a desired one
  • the navigation device comprises one with the first, second and third
  • the processor module is set up or adapted to determine or calculate, based on the perspective setting variable and the geographical position, a coordinate transformation of the geodesics corresponding to the desired viewing direction. Furthermore, the processor module is set up or adapted to assign different visual perception values to the geodesics for different topological height values in order to obtain a visually differently perceptible or plastically acting projection of the geodesics corresponding to the height information. Furthermore, the
  • Navigation device an output interface coupled to the processor module for outputting output data corresponding to the visually different perceptible projection of the geodesics corresponding to the height information.
  • the processor module can be embodied, for example, by means of suitable programming and / or electrical circuitry, in order to modify or supplement the digital geodesics based on the input data obtained via the first, second and third input interfaces, such that one for a viewer of a display perceptible spatial plasticity of an electronic navigation map based on the output data.
  • the first input interface can be realized, for example, as an access device to an electronic storage medium, in particular a CD-ROM, DVDROM or a hard disk storage on which the digital geodesics are stored.
  • the coordinates of the geographical position of interest can be read in via the second input interface. This refers to the
  • the geographic position for example, to a current position of a vehicle in which the navigation device may be embedded.
  • the geographical position can also be a represent desired user-specified target position.
  • the user can enter a desired viewing direction or a desired virtual viewing height, ie specify a perspective from which the user wants to view the geographical position on the electronic or digital map.
  • a desired viewing direction or a desired virtual viewing height ie specify a perspective from which the user wants to view the geographical position on the electronic or digital map.
  • the user may choose to view roads and their surroundings from a desired virtual altitude, for example, 100 meters above the vehicle.
  • the processor module determines a coordinate transformation or projection of the digital geodesics corresponding to the desired viewing direction. In this case, the digital geodesics by the processor module using
  • the projected geodesics are further assigned by the processor module different visual perception values for different topological altitude values.
  • the output data which encode a visually differently perceptible projection of the geodesics corresponding to the height information is obtained.
  • the thus obtained output data can via an output interface to a
  • Display device for displaying the processed geodesics in the form of a plastically acting card output.
  • Map section may be provided to a user on a display device, in particular on a navigation display, a plastic representation of the surrounding streets and buildings and the surrounding railing relief, thereby allowing the user an improved assessment of its environment.
  • a display device in particular on a navigation display, a plastic representation of the surrounding streets and buildings and the surrounding railing relief, thereby allowing the user an improved assessment of its environment.
  • Such a representation is particularly helpful when the vehicle is traveling at high speed or when visibility is poor.
  • the digital geodesics in a navigation device for the spatial representation of a digital map section, the digital geodesics
  • each point in the map section shown has a height indication in addition to two-dimensional x- and y- or latitude and longitude coordinates.
  • the 2.5D representation is particularly suitable for a perspective or plastic quasi-3D map display of the map section realize. However, vertical walls and overhangs are not modelable in this way.
  • the processor module can be set up and
  • the perspective setting size e.g. the virtual altitude, and the geographical position, one to the desired
  • Viewing direction corresponding two-dimensional coordinate transformation or projection of the two-dimensional geodesics to determine, and the two-dimensional geodesics for different topographical height values different visual
  • the digital geodesics can also be real
  • the navigation device may also include a fourth input interface for at least one corresponding to a desired virtual light source
  • the processor module may, in such cases, be arranged to adjust to the desired viewing direction based on the perspective setting amount and the geographical position
  • the processor module may be arranged to associate different visual perceptual values with the three-dimensional geodesics for different topographical height values, and, depending on the resulting three-dimensional projection of the geodesics
  • Input data is represented as a light source setting quantity, for example in the form of a vector.
  • the light source setting quantity may include information about the height, the angle and / or the direction of the light source relative to the geographical position.
  • the processor module is formed or be arranged to provide, in a viewing direction corresponding to an observation point behind and above the geographical position, a virtual horizon area in a region of the digital map which is defined by the
  • Geodesics in a display area of geodesics is free. This is to be understood as meaning a display area that corresponds to one of the coordinate transformations
  • the geodesics are tilted, e.g. through a central projection. The tilting then results in a vacant image area that is no longer needed to display the tilted data. In this image area, therefore, a horizon area can be provided to reinforce the plastic impression, for example by appropriate coloring.
  • a horizon area in the digital map, it is possible to achieve a natural and realistic representation of the horizon, which gives an optical appearance of a curvature of the earth.
  • the processor module may be adapted or adapted to associate the digital geodesics with a first digital color code for a first topological altitude value, and the digital geodesics for a second , If necessary, assign a second digital color code to adjacent height value, which preferably differs only slightly from the first digital color code.
  • different color codes may be provided as visual perceptual values which, in combination with the established perspective setting amount, produce perceptible plasticity of a navigation map.
  • color codes associated with adjacent discrete height values may differ only slightly according to preferred embodiments to provide a "smooth" transition between adjacent ones
  • Light source setting quantity can additionally play a light and shadow Elevation models and 3 D building models are generated, whereby a spatially realistic perception of the navigation map is taught.
  • the color code used can be, for example, an RGB color space, which as an additive color space reproduces the color perceptions by additive mixing of three primary colors, red, green and blue.
  • Other color codes such as the CMYK color model, can also be used to color different elevation values.
  • color codes can also be defined by means of a texture code
  • the processor module may be adapted to associate a first digital texture code with the digital geodesics for a first height value, and a second digital texture map for the second geographic area assign digital texture code.
  • Using different textures to represent different topological height values is particularly beneficial for users with color weakness.
  • statically defined lookup tables can be used, into which digital visual fields corresponding to different height values
  • Perceptions stored are used. Therefore, optionally one
  • Navigation device for the spatial representation of a digital map section according to an embodiment, an electronic memory area with a therein
  • lookup tables proves to be particularly advantageous in a rapidly changing environment, such as high travel speed, when updating the map section should be fast.
  • a navigation device for the spatial representation of a digital map section according to an embodiment in the look-up table
  • an assignment for a tag representation of the digital map section with two-dimensional (or 2.5D) geodesics can be done according to the following assignment of RGB values to topological altitude values:
  • the height indication can be, for example, metric information, such as mm, cm, dm, m, or km. Other sizes, such as Yards, miles, etc. are also possible.
  • the value "50 ⁇ 50” means that the corresponding altitude value can be between 0 and 100 height units.
  • “100 ⁇ 50” means that the corresponding altitude value can be between 50 and 150 height units, etc.
  • the color values can only be used as an example unsigned 8-bit values are displayed. In each case, the indication " ⁇ 30%” means that the corresponding color value may deviate upwards or downwards from the indicated mean value by up to 30% of the colorant value, and preferably the color values deviate by less than 20% and more preferably by less than 10%. of the color mean value from the specified average up or down.
  • a navigation device for the spatial representation of a digital map section according to an embodiment in the look-up table
  • a navigation device for the spatial representation of a digital map section according to an embodiment in the lookup table to different height values corresponding color codes are stored, wherein an assignment for a tag representation of the digital map section with three-dimensional geodesics according to the following assignment of RGB values to topological Height values are:
  • a navigation device for the spatial representation of a digital map section according to an exemplary embodiment in the look-up table
  • lookup tables provide a parameterization of the topological heights taking into account a day / night representation of the digital map section.
  • the height-color assignments defined via the look-up tables can, according to some embodiments, be made available to a software and / or hardware-implemented graphics processor, for example in the context of a so-called application programming interface (API) application programming ").
  • API application programming interface
  • Height index h adjacent height index h ⁇ 1 corresponds.
  • the desired viewer perspective can be adjusted over an altered or variable perspective setting variable.
  • the perspective setting variable can therefore be adjustable, for example by means of a human-machine interface of the navigation device.
  • Perspective setting size of a (virtual) height above the surface of the earth over which a viewing angle between the viewing direction and the earth's surface can be adjusted can be adjusted.
  • the perspective setting quantity can be modeled as a zoom level of a (virtual) camera arranged in three-dimensional space, with the camera angle being set as the angle of view of the camera through the viewing angle.
  • a navigation device for the spatial representation of a digital map section according to an exemplary embodiment in the electronic memory area can have a further look-up table stored therein, in which viewing angles corresponding to different height values are stored according to the following table:
  • height-angle assignment defined via the look-up table can be made available to a software and / or hardware-implemented graphics processor, for example as part of a so-called
  • API Application Programming Interface
  • German “Application programming interface”
  • OpenGL Open Graphics Library
  • the indication " ⁇ 10%" in the above table each means that the corresponding viewing angle may deviate upwards or downwards by up to 10% of the mean angle of the indicated average, and preferably, the viewing angles are each less than 5% and more preferably about less than 2% of the angular mean value from the specified average up or down.
  • Viewing angle can be increased to show the map detail from above, which shows a larger area map.
  • the increased viewing angle in the case of displaying a larger area map can improve the user's understanding of the geographic location environment.
  • a vehicle which comprises a navigation device for spatially displaying a digital map section around a geographic position on the earth's surface based on digital geodesics according to an exemplary embodiment, wherein the geographical position represents a current or a desired vehicle position.
  • a method for the spatial representation of a digital map section around a geographic position on the earth's surface based on digital geodesics is provided, wherein the digital geodesics also comprise altitude information: The method comprises the following steps:
  • topographic height values of the geodesics in order to obtain a visually differently perceptible projection of the geodesics corresponding to the height information
  • a navigation method can also provide a user with a visual representation of the surrounding streets and buildings and of the surrounding railing relief to a user on a display device, in particular on a navigation display, thereby improving the driver's comfort Assessment of his environment can be made possible.
  • a representation is particularly helpful when the vehicle is traveling at high speed or when visibility is poor.
  • a computer program may be provided with a program code suitable for performing a method according to an embodiment when the computer program is executed on a programmable hardware component.
  • Height model, color gradation and the influence of light conveys a realistic spatial perception.
  • a parameterization of viewing angles is decisive Viewing levels, in other words, a parameterization of camera angles on zoom levels, the color gradations for the representation of different topological heights and the light sources to create a play of light and shadow
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a navigation device for spatial
  • Fig. 2 shows a schematic flow diagram of a method for spatial
  • Fig. 3a shows a look-up table, the different altitude values
  • Figures 3c-3d show color diagrams illustrating a color gradient between adjacent ones
  • 4a shows a plastic representation of a 21 D map section for a day
  • FIG. 4b shows a three dimensional representation of a 2 1/2 D card portion for a night view, with color shades corresponding to the lookup table of Figure 3b. shows a lookup table, the different elevation values
  • corresponding RG assigns B values for a tag display of the digital map section with three-dimensional geodesics; shows a lookup table, the different elevation values
  • Map detail with 2 1/2 D geodesics shows a plastic representation of a vehicle symbol and a section of a map with a plastic illustrated thereon
  • Vehicle icon shows a plastic representation of a map section with a realistic horizon behavior; shows a lookup table for parameterizing horizons settings;
  • Fig. 1 1 shows a map section, which by a combined use of
  • FIGS. 12a-12f show clear navigation maps in all scales
  • Fig. 13 shows a plastic representation of large distances at the earth's surface
  • Fig. 14 shows an optical highlight of one-way streets on one
  • FIG. 1 shows a basic structure of a navigation device 100 for the spatial representation of a digital map section according to an embodiment in a schematic representation.
  • the navigation apparatus 100 comprises a first input interface 110, via which digital geodesics, that is to say information relating to locations or areas of the earth, are obtained.
  • digital geodesics that is to say information relating to locations or areas of the earth
  • height information or values of the region of the earth's surface represented in the digital map section are also read in via the first input interface 110.
  • the digital geodesics are thus at least so-called 21 D or 2.5D data. Compared with pure 2-D data, where each point of the object in question requires two figures for its position at 2 1/2 D is the third coordinate (ie the height) veratoriumt only as an attribute, and not in a spatial structure.
  • Typical examples of the 2 1/2 D structures For example, rectangular coordinates plus a metric scalar (eg, height) are attributes to the point, or latitude / longitude plus any attribute (eg, terrain slope, gravity, vegetation, elevation, etc.). While it is in 2D point to data on a (flat or curved) surface, a quasi-space model can be constructed from 2 1/2-D data, with the height z. B. a digital terrain model.
  • the elevation information can also be part of a true 3D model, ie 3D geodesics.
  • a true 3 D model also allows spatial correlations of all attributes or intersections of lines and surfaces in space. Examples of the latter are the
  • Input interface 1 10 as a read drive for a digital 2Y 2 D or 3D geodesics contained CD-ROM.
  • Coordinates e.g., latitude / longitude
  • the geographic location such as the current vehicle location
  • Input interface 120 may be used, for example, as a communication interface with a GPS locator (not shown) for determining the current one
  • a third input interface 130 of the navigation device 100 may be used to input a desired viewing direction or viewing height by the user to determine a perspective from which the user wishes to view the geographic location on a display device.
  • the user may choose to view the roads and the environment from a desired (virtual) altitude, for example 100 meters above the vehicle or the earth's surface.
  • the virtual viewpoint may not only be above but always behind the vehicle position as well.
  • the desired viewing height can then be converted to a viewing angle understood, for example, by a rendering program.
  • a fourth input interface 140 of the navigation device 100 optionally further input data can be read in, which model a (virtual) light source.
  • these input data are represented as at least one light source setting variable, for example in the form of a vector.
  • the light source setting size can give information about include the height, angle, intensity and / or direction of the light source relative to the geographic location to be displayed.
  • the navigation device 100 comprises a processor module 150, which can process the data entered via the four input interfaces 110, 120, 130, 140 electronically. Based on the perspective set size
  • the processor module 150 may determine a corresponding to the desired viewing direction coordinate transformation or projection of the digital 2D or 3D geodata.
  • Geodesics are converted by the processor module using image rendering techniques by scaling, rotation and translation into a perspective acting quasi-3D or SD view, for example by means of a central projection. This is an image that depicts points of three-dimensional space on points of a given plane.
  • the geodesics transformed by the fixed perspective can also be given different visual perception values by the processor module 150, e.g. different colors, for different topological height values of digital 2.5D or 3D geodesics are assigned.
  • special predefined color tables can be used which provide a soft or flowing
  • processor output data encoding a visually differently perceptible (perspective) projection of the geodesics corresponding to the height information is obtained.
  • the output data thus obtained are output via an output interface 160 to a display device 170 of the navigation apparatus 100.
  • the method may be a computer-implemented or -implementable method, the method steps of which can be performed by a computer or a programmable hardware component.
  • step S201 the digital 2.5D or 3D geodesics are sent via the first input interface 110 of FIG.
  • step S202 the coordinates of the geographical position are read in via the second input interface 120.
  • steps S201 and S202 can be performed sequentially but also in parallel.
  • step S203 becomes at least one via the third input interface 130
  • Perspective setting variable that corresponds to a desired viewing direction on the geographical position.
  • Perspective setting variable represents a viewing height entered by the user.
  • the viewing height indicates from which virtual height the user wants to view the environment around the geographical position.
  • the viewing height corresponds to a zoom level of a virtual camera located in the room - the lower the viewing height the greater the zoom or magnification level.
  • the input of the zoom level for example, via input means (not shown) of the
  • Conceivable is a realization by means of a
  • step S204 based on the perspective setting amount and the geographical position, one corresponding to the desired viewing direction
  • step S205 different visual perception values (e.g., colors, textures, hatches, etc.) are assigned to different topographic height values of the geodesics to obtain a visually different perceptible transformation of the geodesics corresponding to the height information.
  • step S206 the processor module 150 outputs output data corresponding thereto, which correspond to the visually different perceivable projection of the geodesics corresponding to the different height information, to the display device 170 to obtain a graphic display of the processed geodesics.
  • D geodesics as input data in step S104 may be a predetermined viewing angle, that is, a camera angle, for example 30 ⁇ 10, on all zoom levels are determined.
  • a camera angle for example 30 ⁇ 10
  • different viewing angles depending on different
  • Figures 3a and 3b show lookup tables (LUT) 300 and 350, respectively
  • the first or left column 302 of the tag representation 300 contains different altitude values in a predetermined altitude unit. This can represent a metric unit, such as m or km, or even Anglo-American units of measure, for example, yards or miles.
  • the second column 304 of the look-up table in FIG. 3a shows color reproductions of the RGB color codes associated with the respective height values 302.
  • the third, fourth and fifth columns 306, 308, 310 indicate the red, green and blue values of the color code used as RGB values.
  • the last column 312 contains a
  • the RGB values 306, 308, 310 and the transparency value 312 are given as integer values in a range between 0 and 255, corresponding to an exemplary 8-bit encoding.
  • the first or left column 352 of the night display 350 contains different height values of the height unit.
  • the second column 354 of the look-up table in FIG. 3b shows color reproductions of the RGB color codes assigned to the respective height values 352.
  • the third, fourth and fifth columns 356, 358, 360 indicate the red, green and blue values of the color code used as RGB values.
  • the last column 362 again contains a transparency value (A-value).
  • the individual color values can each deviate upwards or downwards from the specified mean value by up to 30% of the colorant value shown in the tables.
  • the R, G, B color values even deviate upwards or downwards by less than 20% and more preferably by less than 10% of the colorant value from the indicated average.
  • the height differences between adjacent altitude values are between 10 and 1000 height units.
  • FIG. 3 c shows the flowing color gradient 370 between neighboring height sections or values in the day representation according to FIG. 3 a for 2D and 21 D geodesics, respectively, as a function of height value versus checksum of the corresponding RGB value, ie one Sum over the individual R, G, B values.
  • the abscissa axis indicates the adjacent discrete height values and the ordinate axis the cross sum of the associated color code value.
  • a flowing color gradient results between adjacent height sections, with a slight difference between the adjacent color tones.
  • the cross sums In terms of height, adjacent color values preferably do not differ from each other by more than 30% of a cross sum.
  • FIG. 3d shows a corresponding flowing color gradient 380 for the night representation according to FIG. 3b. Neighboring altitude values are even lower here
  • the transversal sums of color values adjacent to one another here preferably do not differ from each other by more than 20% of one of the adjacent color value transversal sums. This allows a realistic representation of the map section, which is aimed at the respective day / night conditions.
  • color codes RGB values
  • individual color values (eg R, G, B values) of adjacent higher values do not differ by more than 30% from one another, ie, 0.7 ⁇ (X [h ⁇ 1] / X [h]) ⁇ 1.3, where X [h ⁇ 1] stands for a color value (eg R, G or B value) which corresponds to a height index h ⁇ 1 adjacent to the height index h
  • the cross sums of the differences No more than 30% of the color values of adjacent higher values, ie, 0.7 ⁇ (X [h ⁇ 1] / X [h]) ⁇ 1.3, where X [h ⁇ 1] is a cross sum of a color value that corresponds to the height index h adjacent height index h ⁇ 1
  • the difference is even less than 20%.
  • the height values differ by at least 50 (meters) and at most by 1000 (meters).
  • FIG. 4a shows a plastic image resulting from the color table 300 of FIG. 3a
  • a dark area B2 corresponds to a higher environment, for example a mountain, like the Alps.
  • FIG. 4b shows a plastic representation of a map section 410 for a night display, with color gradations corresponding to the lookup table from FIG. 3b.
  • the flowing color gradient is clearly visible, but the differences between adjacent color areas B1, B2, B3 and B4 are even lower than in the day view of Fig. 4a, which corresponds to a realistic night-time perception.
  • higher areas B2 are shown brighter than in contrast lower areas B1 and B3.
  • the first or left column 502 of the 3D tag representation 500 again contains different elevation values in a defined height unit.
  • the second column 504 of the look-up table in FIG. 5a shows color reproductions of the RGB color codes associated with the respective height values 502.
  • the third, fourth and fifth columns 506, 508, 510 respectively indicate the red, green and blue values of the color code used as RG B values.
  • the last column 512 contains a transparency value (A value).
  • the RG B values 506, 508, 510 as well as the
  • Transparency value 512 is again indicated as integer values in a range between 0 and 255, corresponding to an exemplary 8-bit encoding.
  • the first or left column 552 of the 3D night view 550 contains fewer elevation values than in the 3D day view 500.
  • the second column 554 of the look-up table in FIG. 5 b shows color reproductions of the respective elevation values 552
  • the third, fourth and fifth columns 556, 558, 560 respectively indicate the red, green and blue values of the color code used as RG B values.
  • the last column 562 again contains a transparency value (A-value) which is maximum to also indicate the road network.
  • the color difference between adjacent height values is even less than 20%.
  • the height values differ by at least 50 (meters) and at most by 1000 (meters). This is shown in FIGS. 5c and 5d, which correspond to FIGS. 3c and 3d and will therefore not be explained in any more detail.
  • the viewing direction or the camera angle can be parameterized via zoom levels, as well as a virtual light source for generating a light and shadow play can be considered.
  • FIG. 5e represents a virtual light source 590 and objects 592 illuminated therefrom.
  • the light source 590 there are places of light and shadow that give a plastic impression.
  • An angle of 90 corresponds to a viewing perspective of directly or very far above the geographical position, e.g. for viewer heights above 1000 km.
  • an angle of 0 corresponds to a viewing perspective from the geographical position, that is, in this case, the camera position coincides with the geographical position.
  • a virtual viewer height of 30 m to 5 km may correspond to an angle of 34 °. From a height of 6 km to 1000 km, the
  • the camera can move around a fictional circle around the geographical position, the lower the viewing height, the flatter the camera angle.
  • FIG. 7a shows a plastic representation of a map section 700 for a tag display, with the parameterization of camera angles shown in FIG. 6 over the zoom levels and the color gradations corresponding to the lookup table from FIG. 5a.
  • FIGS. 7a and 7b shows differently shaded areas B5 and B6 which point to mountains of different heights and thus can further improve a plastic representation.
  • the virtual light source for a 3D rendering unit may be parameterized according to the following settings, e.g. may be specified as Extensible Markup Language (XML) code:
  • XML Extensible Markup Language
  • “Tilt” determines a tilt angle of the light source, "ambient” describes The squarebrightness parameter is irrelevant because it is not used The usage parameter describes whether the light source described illuminates the general scenery or the Carsor (vehicle symbol) separately.
  • Map section 720 shows Fig. 7c.
  • a bird's eye view ie observer angle 90 which appears vivid on the basis of color shades and possibly additional light / shadow effects is shown here.
  • FIG. 8 shows, as a development of the present invention, a plastic representation 800 of a vehicle symbol 810 and a detail 830 of a map with a plastic vehicle symbol 810 shown thereon.
  • the three-dimensional vehicle symbol 810 can be used to indicate the current vehicle position on the electronic vehicle
  • the vehicle icon 810 may be rendered as a 3-D model with a special inside bow offset from the navigation map.
  • a semi-transparent gray bitmap 820 adapted to the 3-D vehicle model 810 may be drawn.
  • a virtual light source is defined (not shown), which in the 3 D vehicle model 810, in particular in a virtual
  • Vehicle symbol generated by the influence of the light and the underlying gray shadow 820 a special kind of depth effect.
  • the light source has been parameterized as an example according to the following settings:
  • FIG. 9 shows a plastic representation of a map section 900 with a realistic-looking horizon behavior.
  • the OpenGL rendering engine used to generate the map section 900 is capable of using a so-called FarPlane parameter or clipping plane parameter to locate a trailing edge 902 of the
  • the mechanisms of the 3D engine can be combined to provide a natural and realistic representation of the horizon 904 by defining the far plane over all zoom levels and a gradient of the horizon 904, which gives the visual appearance of a curvature of the earth.
  • processor module 150 is configured to provide, in a viewing direction corresponding to an observation point behind and above the geographical position, a horizon area 904 in a region of the digital map section that is freed by the coordinate transformation of the original geodesics. This can be seen in particular in the lower part of FIG. 9, in the left, the original untransformed geodesics are shown in a plan view and centrally and right different steep viewing directions, ie perspectives, by a Tilting of the spanned by the two-dimensional geodesics Erdorber Assembly result.
  • the parameters used are, in addition to zoom level 1002, scale factor 1004 and sky offset 1006.
  • the parameter, scale factor 1004, sets a shift factor relative to that shown on the display
  • the second parameter "sky offset" 1006 describes an absolute distance to a beginning of a fog, which is displayed below a horizon line, from the beginning of the screen edge.
  • Fig. 1 1 shows a map section 1 100 according to an embodiment, which was generated by a combined use of colors, road widths, crowding and fading in and out.
  • a combination of colors, road widths, crowding, and fades is played in such a way that the viewer obtains an optimal map representation at all times, which contains all the information needed, is not overloaded, and which by skilful use of color contrasts always guarantees ideal readability and recognition of all important elements.
  • different attributes are used as follows.
  • RGBA values for elements such as streets and polygons are specified separately after inline and outline as RGBA values, eg. As highways, tunnels, bridges, federal highways, highways, local roads, pedestrian zones, ferry roads, industrial areas, built-up areas, seas, lakes, rivers, canals, parks, forests, cemeteries, borderlines,
  • Iron rail lines, routes, etc. Inline describes an area of a line object (for example, road), that is, the area that is between the two contour lines.
  • the outline describes the contour line itself.
  • Visibility of elements such as streets, polygons, and text labels can be defined by the details of zoom scales, e.g. As highways, tunnels, bridges, federal highways, highways, local roads, pedestrian zones, ferry roads, industrial areas, built-up areas, seas, lakes, rivers, canals, parks, forests, cemeteries, borderlines,
  • Iron Bank routes routes, one-way arrows, city names, street names,
  • Fonts of text labels can be defined by defining the font, font size, font color, thickness and color of the outline. City names, street names,
  • a displacement algorithm and a draw order are executed by establishing a fixed order for all representable elements.
  • a configuration of the character width for streets and polygons is defined separately after inline and outline over all zoom levels by definition of pixel values, eg. As for highways, tunnels, bridges, highways, rural roads, local roads, pedestrian zones, ferry roads, routes, etc.
  • Figures 12a to 12f show various embodiments according to the attributes described above.
  • FIG. 12a shows a map section in a night representation, in which waters and city names are represented with a defined font, names of smaller cities are displaced, no roads are displayed, but country borders are indicated. That is, what is visible depends on the zoom level selected. The higher the zoom level, the more details can be seen.
  • FIG. 12b shows a top view of the map section shown in FIG. 12a in the form of a tag display. Again, waters and city names are represented with a defined font, names of smaller cities displaced, no roads are displayed, but country borders are displayed.
  • Fig. 12c shows a top view of a map portion in day view and higher zoom level, in which larger cities are represented with defined font, highways and roads in defined width and color are displayed for in and outline, road numbers and borderlines are shown, and all other elements are hidden.
  • FIG. 12 d shows a top view of a map section, which is still further enlarged in comparison with FIG. 12 c, in a day view, in which larger and smaller neighborhoods are shown with a defined font, motorways are displayed, connecting roads and local streets with defined width and coloring for inline and outline are displayed, built Areas, forests and waters are shown in a defined color, road numbers and points of interest (pole) are shown, and all other elements are hidden.
  • Fig. 12e shows a plan view of a map section in still further enlarged day representation, in which smaller neighborhoods and street names are represented with a defined font, local roads and side streets in a defined width and color are displayed for in and outline, built-up areas, forests and Waters are shown in a defined color, street numbers are shown, and all other elements are hidden.
  • 12f shows a plastically acting map section in night representation in which street names are represented with a defined font, local streets and side streets are shown in defined width and coloring for in- and outline, built-up areas, forests and waters are shown in a defined color, One-way street arrows are shown according to a defined pattern, textured and untextured 3-D buildings are shown, and all other elements are hidden.
  • Another application of the present invention is the assessment of large scales and long distance routes.
  • routes extending over large parts of the earth's surface can also be plastically represented, as shown in FIG. A wide zoom out allows a great overview. It can at
  • Embodiments of the globe are turned to explore the earth. Both a day and a night presentation or mode are possible.
  • Fig. 14 shows a mechanism of one-way optical highlighting on a navigation map by arranging grid tiles.
  • embodiments of the invention may be implemented in hardware or in software.
  • the implementation may be performed using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-Ray Disc, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or FLASH memory, a hard disk, or other magnetic disk or optical memory are stored on the electronically readable control signals with a programmable hardware component such
  • a programmable hardware component may be implemented by a processor, a
  • graphics processor
  • GPU Graphics Processing Unit
  • IC application-specific integrated circuit
  • IC integrated circuit
  • SOC system on chip
  • FPGA field programmable gate array with a microprocessor
  • the digital storage medium may therefore be machine or computer readable.
  • Some embodiments thus comprise a data carrier which is electronically readable
  • One embodiment is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) upon which the program executes one of the methods described herein
  • Firmware, computer program or computer program product with a program code or be implemented as data wherein the program code or the data is effective to perform one of the methods when the program on a Processor or a programmable hardware component.
  • the program code or the data can also be stored, for example, on a machine-readable carrier or data carrier.
  • the program code or the data may be present, inter alia, as source code, machine code or bytecode as well as other intermediate code.
  • a program according to an exemplary embodiment can implement one of the methods during its execution, for example, by reading out of these memory locations or by writing therein one or more data, as required
  • Switching operations or other processes in transistor structures, in amplifier structures or in other electrical, optical, magnetic or operating according to another functional principle components are caused. Accordingly, by reading a memory location, data, values, sensor values or other information can be detected, determined or measured by a program. A program can therefore by reading out one or more memory locations sizes, values, measurements and others

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Abstract

Ausführungsbeispiele betreffen eine Navigationsvorrichtung (100) zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts um eine geografische Position auf der Erdoberfläche basierend auf digitalen Geodaten, wobei die digitalen Geodaten Höheninformationen aufweisen, mit folgenden Merkmalen: einer ersten Eingangsschnittstelle (110) für die digitalen Geodaten; einer zweiten Eingangsschnittstelle (120) für Koordinaten der geografischen Position; einer dritten Eingangsschnittstelle (130) für eine zu einer gewünschten Betrachtungsrichtung auf die Position korrespondierenden Perspektivenfestlegungsgröße; einem mit der ersten, zweiten und dritten Eingangsschnittstelle gekoppelten Prozessormodul (150), das angepasst ist, um, basierend auf der Perspektivenfestlegungsgröße und der geografischen Position, eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung korrespondierende Koordinatentransformation der Geodaten zu ermitteln und, um den Geodaten für unterschiedliche topologische Höhenwerte unterschiedliche visuelle Wahrnehmungswerte zuzuordnen, um eine zu den Höheninformationen korrespondierende visuell unterschiedlich wahrnehmbare Projektion der Geodaten zu erhalten; und einer mit dem Prozessormodul (150) gekoppelten Ausgangsschnittstelle (160) zum Ausgeben von Ausgabedaten, welche der zu den Höheninformationen korrespondierenden visuell unterschiedlich wahrnehmbaren Projektion der Geodaten entsprechen.

Description

Beschreibung
Vorrichtung, Verfahren und Computerprogramm zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung befassen sich mit einer
Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts um eine geografische Position auf der Erdoberfläche herum basierend auf digitalen Geodäten, wobei die digitalen Geodäten Höheninformationen aufweisen.
Navigationsvorrichtungen zur Anzeige von Fahrt- oder Flugrouten sind bekannt. Derartige Navigationsvorrichtungen umfassen im Allgemeinen eine Anzeigevorrichtung in Form eines Displays, auf welchem ein Ausschnitt einer Land- bzw. Straßenkarte basierend auf digitalen Geodäten, oder topografischen Daten, dargestellt werden kann. Üblicherweise zeigt das Display im Wesentlichen den Verlauf der Straßen und Wege innerhalb des dargestellten Kartenausschnitts sowie Merkmale der Umgebung, wie beispielsweise Umrisse von anliegenden Gebäuden, Stadteile oder bewaldeten Gebieten. Herkömmlicherweise können dreidimensionale Geodäten mit Navigationssystemen zweidimensional dargestellt werden, jedoch vermitteln eine derartige bekannte Darstellungen keinen Eindruck einer räumlichen Plastizität.
Es besteht somit ein Bedarf daran, eine Navigationsvorrichtung mit einer verbesserten Anzeige bereitzustellen, die dem Benutzer eine ausgereifte räumlich realistische
Wahrnehmung des angezeigten Kartenabschnitts vermittelt.
Diesem Bedarf tragen eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein Computerprogramm zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts um eine geografische Position auf der Erdoberfläche herum basierend auf digitalen Geodäten vorgesehen. Dabei weisen die digitalen Geodäten bzw. topografischen Daten neben zweidimensionalen Koordinaten bzw. Lageangaben zusätzlich auch Höheninformationen auf. Die Navigationsvorrichtung umfasst gemäß Ausführungsbeispielen eine erste Eingangsschnittstelle für die digitalen Geodäten, eine zweite Eingangsschnittstelle für Koordinaten bzw. Lageangaben der geografischen Position und eine dritte Eingangsschnittstelle für eine zu einer gewünschten
Betrachtungsrichtung auf die Position korrespondierenden Perspektivenfestlegungsgröße. Ferner umfasst die Navigationsvorrichtung ein mit der ersten, zweiten und dritten
Eingangsschnittstelle gekoppeltes Prozessormodul. Dabei ist das Prozessormodul eingerichtet bzw. angepasst, um, basierend auf der Perspektivenfestlegungsgröße und der geografischen Position, eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung korrespondierende Koordinatentransformation der Geodäten zu ermitteln bzw. zu berechnen. Ferner ist das Prozessormodul eingerichtet bzw. angepasst, um den Geodäten für unterschiedliche topologische Höhenwerte unterschiedliche visuelle Wahrnehmungswerte zuzuordnen, um eine zu den Höheninformationen korrespondierende visuell unterschiedlich wahrnehmbare bzw. plastisch wirkende Projektion der Geodäten zu erhalten. Ferner umfasst die
Navigationsvorrichtung eine mit dem Prozessormodul gekoppelte Ausgangsschnittstelle zum Ausgeben von Ausgabedaten, welche der zu den Höheninformationen korrespondierenden visuell unterschiedlich wahrnehmbaren Projektion der Geodäten entsprechen.
Mit anderen Worten kann das Prozessormodul beispielsweise vermittels geeigneter Programmierung und/oder elektrischer Verschaltung ausgebildet sein, um basierend auf den über die erste, zweite und dritte Eingangsschnittstelle erhaltenen Eingabedaten die digitalen Geodäten derart zu verändern bzw. zu ergänzen, dass eine für einen Betrachter einer Anzeige wahrnehmbare räumliche Plastizität einer auf den Ausgabedaten basierenden elektronischen Navigationskarte erhalten wird.
Gemäß Ausführungsbeispielen kann die erste Eingangsschnittstelle beispielsweise als ein Zugriffsgerät auf ein elektronisches Speichermedium, insbesondere eine CD-ROM, DVDROM oder einen Festplattenspeicher realisiert sein, auf welchem die digitalen Geodäten gespeichert sind. Über die zweite Eingangsschnittstelle können die Koordinaten der geografischen Position von Interesse eingelesen werden. Dabei bezieht sich die
geografische Position beispielsweise auf eine aktuelle Position eines Fahrzeugs, in welchem die Navigationsvorrichtung eingebettet sein kann. Die geografische Position als aktuelle Fahrzeugposition kann dabei beispielsweise über eine GPS-Einrichtung (GPS = Global Positioning System) ermittelt werden und über die zweite Eingangsschnittstelle dem
Prozessormodul übergeben werden. Die geografische Position kann aber auch eine gewünschte vom Nutzer spezifizierte Zielposition darstellen. Über die dritte
Eingangsschnittstelle kann der Benutzer eine gewünschte Betrachtungsrichtung bzw. eine gewünschte virtuelle Betrachtungshöhe eingeben, also eine Perspektive festlegen, aus welcher der Benutzer die geografische Position auf der elektronischen bzw. digitalen Karte betrachten will. So kann der Benutzer festlegen, dass er Straßen und deren Umgebung aus einer gewünschten virtuellen Höhe, beispielsweise 100 m oberhalb des Fahrzeugs, betrachten möchte. Basierend auf der festgelegten Perspektive und der geografischen Position ermittelt das Prozessormodul eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung korrespondierende Koordinatentransformation bzw. Projektion der digitalen Geodäten. Dabei können die digitalen Geodäten durch das Prozessormodul unter Verwendung von
Bildwiedergabetechniken durch Skalieren, Drehen und Verschieben in eine perspektivisch wirkende 2D- oder 3 D- Ansicht umgewandelt werden - je nach Format der ursprünglichen digitalen Geodäten. Den aufgrund der festgelegten Perspektive transformierten bzw.
projizierten Geodäten werden durch das Prozessormodul ferner unterschiedliche visuelle Wahrnehmungswerte für unterschiedliche topologische Höhenwerte zugeordnet. Auf diese Weise werden die Ausgangsdaten, die eine zu den Höheninformationen korrespondierende visuell unterschiedlich wahrnehmbare Projektion der Geodäten kodieren, erhalten. Die somit erhaltenen Ausgangsdaten können über eine Ausgangsschnittstelle an eine
Anzeigevorrichtung zur Anzeige der bearbeiteten Geodäten in Form einer plastisch wirkenden Karte ausgegeben werden.
Mit der genannten Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen
Kartenausschnitts kann einem Benutzer auf einer Anzeigevorrichtung, insbesondere auf einem Navigationsdisplay, eine plastische Darstellung der ihn umgebenden Straßen und Gebäude sowie des ihn umgebenden Geländereliefs zur Verfügung gestellt werden, wodurch dem Benutzer eine verbesserte Beurteilung seiner Umgebung ermöglicht wird. Eine derartige Darstellung ist besonders dann hilfreich, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, oder wenn die Sichtverhältnisse schlecht sind.
Gemäß manchen Ausführungsbeispielen können bei einer Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts die digitalen Geodäten
zweidimensionale Geodäten plus zugeordnete Höhenwerte aufweisen. Hierbei kann sich um sogenannte 2Y2D bzw. 2.5D Daten handeln, bei denen jeder Punkt in dem dargestellten Kartenabschnitt zusätzlich zu zweidimensionalen x- und y- bzw. Längen- und Breiten- Koordinaten eine Höhenangabe aufweist. Die 2.5D Darstellung eignet sich insbesondere, um eine perspektivische bzw. plastische Quasi-3D Kartendarstellung des Kartenausschnitts zu realisieren. Jedoch sind senkrechte Wände und Überhänge auf diese Weise nicht modellierbar. Im Fall von 21/2D Geodäten kann das Prozessormodul eingerichtet bzw.
angepasst sein, um, basierend auf der Perspektivenfestlegungsgröße, also z.B. der virtuellen Höhenangabe, und der geografischen Position, eine zu der gewünschten
Betrachtungsrichtung korrespondierende zweidimensionale Koordinatentransformation bzw. Projektion der zweidimensionalen Geodäten zu ermitteln, und, um den zweidimensionalen Geodäten für unterschiedliche topografische Höhenwerte unterschiedliche visuelle
Wahrnehmungswerte zuzuordnen, welche trotz einer immer noch zweidimensionalen Darstellung der transformierten Geodäten zu dem plastischen Betrachtungseffekt führen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen können die digitalen Geodäten auch echt
dreidimensional, d.h. mit dreidimensionalen x-, y-, und z-Koordinaten, vorliegen. In solchen Fällen kann die Navigationsvorrichtung ferner auch eine vierte Eingangsschnittstelle für wenigstens eine zu einer gewünschten virtuellen Lichtquelle korrespondierenden
Lichtquellenfestlegungsgröße aufweisen. Das Prozessormodul kann in solchen Fällen eingerichtet bzw. angepasst sein, um, basierend auf der Perspektivenfestlegungsgröße und der geografischen Position, eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung
korrespondierende dreidimensionale Koordinatentransformation bzw. Projektion der
Geodäten zu ermitteln. Ferner kann das Prozessormodul eingerichtet bzw. angepasst sein, um den dreidimensionalen Geodäten für unterschiedliche topografische bzw. toplogische Höhenwerte unterschiedliche visuelle Wahrnehmungswerte zuzuordnen, und, um der daraus resultierenden dreidimensionalen Projektion der Geodäten abhängig von der
Lichtquellenfestlegungsgröße unterschiedliche Licht- und Schattenbereiche zuzuordnen.
Über die vierte Eingangsschnittstelle der Navigationsvorrichtung können Eingangsdaten eingelesen werden, die eine virtuelle Lichtquelle modellieren. Dabei sind diese
Eingangsdaten als eine Lichtquellenfestlegungsgröße, beispielsweise in Form eines Vektors, repräsentiert. Die Lichtquellenfestlegungsgröße kann Angaben über die Höhe, den Winkel und/oder die Richtung der Lichtquelle relativ zu der geografischen Position umfassen. Durch eine Kombination der über die vier Eingangsschnittstelle erhaltenen Größen, insbesondere der Höheninformationen, der Perspektivenfestlegungsgröße, vorbestimmten visuellen Wahrnehmungswerten für die Plastizität sowie der Lichtquellenfestlegungsgröße kann eine für den Benutzer ausgereifte räumlich realistische Wahrnehmung erzeugt werden.
Optional kann bei einer Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel das Prozessormodul ausgebildet bzw. eingerichtet sein, um bei einer Betrachtungsrichtung, die einem Beobachtungspunkt hinter und oberhalb der geografischen Position entspricht, einen virtuellen Horizontbereich in einem Bereich des digitalen Kartenausschnitts vorzusehen, der durch die
Koordinatentransformation bzw. die perspektivische Verkippung der ursprünglichen
Geodäten in einem Anzeigebereich der Geodäten frei wird. Darunter ist ein Anzeigebereich zu verstehen, der sich durch eine der Koordinatentransformation entsprechenden
Verkippung bzw. Verdrehung der ursprünglichen Geodäten aus einer reinen Draufsicht heraus ergibt. Eine reine Draufsicht insbesondere auf zweidimensionale Geodäten ermöglicht keine plastisch wirkende Darstellung. Gemäß Ausführungsbeispielen werden deshalb die Geodäten verkippt bzw. verdreht, z.B. durch eine Zentralprojektion. Durch die Verkippung ergibt sich dann ein freigewordener Bildbereich, der zur Anzeige der verkippten Daten nicht mehr benötigt wird. In diesem Bildbereich kann daher zur Verstärkung des plastischen Eindrucks ein Horizontbereich vorgesehen werden, beispielsweise durch entsprechende Einfärbung. Durch Vorsehen eines Horizontbereichs in dem digitalen Kartenausschnitt ist es möglich eine natürliche und realistische Darstellung des Horizonts zu erreichen, die eine optische Anmutung einer Erdkrümmung vermittelt.
Zur Erzeugung des plastischen Eindrucks kann bei einer Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung des digitalen Kartenausschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel das Prozessormodul angepasst bzw. eingerichtet sein, um den digitalen Geodäten für einen ersten topologischen Höhenwert einen ersten digitalen Farbcode zuzuordnen, und, um den digitalen Geodäten für einen zweiten, ggf. benachbarten Höhenwert einen zweiten digitalen Farbcode zuzuordnen, der sich von dem ersten digitalen Farbcode vorzugsweise nur geringfügig unterscheidet. Somit können für unterschiedliche topologische Höhenwerte unterschiedliche Farbcodes als visuelle Wahrnehmungswerte bereitgestellt werden, die in Kombination mit der festgelegten Perspektivenfestlegungsgröße eine wahrnehmbare Plastizität einer Navigationskarte erzeugen. Dabei können sich Farbcodes, die benachbarten diskreten Höhenwerten zugeordnet sind, gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen nur geringfügig unterscheiden, um einen„weichen" Übergang zwischen benachbarten
Höhenwerten zu erhalten. So wird es möglich, den Gesamteindruck einer unter Umständen nur zweidimensionalen Navigationskarte mit Höhenunterschieden ohne die komplexe technische Umsetzung eines tatsächlichen dreidimensionalen Höhenmodells zu vermitteln. Durch eine Kombination der durch den Farbcode festgelegten Farbabstufungen für die Darstellung der verschiedenen topologischen Höhen und ggf. mit der
Lichtquellenfestlegungsgröße kann zusätzlich ein Licht- und Schattenspiel an Höhenmodellen und 3 D-Gebäudemodellen erzeugt werden, wodurch eine räumlich realistische Wahrnehmung der Navigationskarte vermittelt wird.
Als Farbcode kann beispielsweise ein RGB-Farbraum verwendet werden, der als ein additiver Farbraum die Farbwahrnehmungen durch additives Mischen dreier Grundfarben, Rot, Grün und Blau, nachbildet. Andere Farbcodes, wie beispielsweise das CMYK- Farbmodell, können ebenfalls zur farblichen Darstellung unterschiedlicher Höhenwerte verwendet werden.
Als eine Alternative zu Farbcodes können auch mittels eines Texturcodes definierte
Texturen, d. h. auf der Oberfläche der abzubildenden Objekte befindliche Bilder oder Muster verwendet werden. In diesem Fall kann bei einer Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel das Prozessormodul angepasst bzw. eingerichtet sein, um den digitalen Geodäten für einen ersten Höhenwert einen ersten digitalen Texturcode zuzuordnen, und, um den digitalen Geodäten für einen zweiten Höhenwert einen zweiten digitalen Texturcode zuzuordnen. Das Verwenden von unterschiedlichen Texturen zur Darstellung unterschiedlicher topologischer Höhenwerte ist besonders vorteilhaft für Benutzer mit einer Farbschwäche.
Da die Berechnung der visuellen Wahrnehmungswerte für unterschiedliche topologische Höhenwerte durch das Prozessormodul einen hohen Rechenaufwand zur Folge haben kann, können gemäß manchen Ausführungsbeispielen statisch definierte Lookup-Tabellen, in welche zu unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende digitale visuelle
Wahrnehmungswerte hinterlegt sind, verwendet werden. Daher kann optional eine
Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel einen elektronischen Speicherbereich mit einer darin
gespeicherten Lookup-Tabelle aufweisen, in welche zu unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende digitale visuelle Wahrnehmungswerte hinterlegt sind.
Durch das statische Hinterlegen von visuellen Wahrnehmungswerten, die unterschiedlichen Höhenwerten entsprechen, werden im Zuge der Ermittlung der zu den Höheninformationen korrespondierenden visuell unterschiedlich wahrnehmbaren Projektion der Geodäten aufwendige Berechnungen und damit verbunden einen hohen Speicherverbrauch
vermieden. Ein Verwenden von Lookup-Tabellen erweist sich insbesondere bei einer sich schnell verändernden Umgebung, wie beispielsweise bei hoher Fahrtgeschwindigkeit, als besonders vorteilhaft, wenn eine Aktualisierung des Kartenausschnitts schnell erfolgen soll. Optional können bei einer Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel in der Lookup-Tabelle zu
unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende Farbcodes hinterlegt sein, wobei eine Zuordnung für eine Tag-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit zweidimensionalen (oder 2.5D) Geodäten gemäß folgender Zuordnung von RGB-Werten zu topologischen Höhenwerten erfolgen kann:
Bei der Höhenangabe kann es sich beispielsweise um metrische Angaben, wie mm, cm, dm, m, oder km handeln. Andere Größen, wie z.B. Yards, Meilen, etc., sind ebenfalls denkbar. Der Wert„50 ± 50" meint dabei, dass der entsprechende Höhenwert zwischen 0 und 100 Höheneinheiten betragen kann. Entsprechend meint„100 ± 50", dass der entsprechende Höhenwert zwischen 50 und 150 Höheneinheiten liegen kann, etc. Die Farbwerte können lediglich exemplarisch als vorzeichenlose 8-Bit Werte dargestellt werden. Die Angabe„± 30%" bedeutet jeweils, dass der entsprechende Farbwert um bis zu 30% des Farbmittelwerts von dem angegebenen Mittelwert nach oben oder unten abweichen kann. Bevorzugt weichen die Farbwerte jeweils um weniger als 20% und noch bevorzugter um weniger als 10% des Farbmittelwerts von dem angegebenen Mittelwert nach oben oder unten ab.
Optional können bei einer Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel in der Lookup-Tabelle zu
unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende Farbcodes hinterlegt sein, so dass eine Zuordnung für eine Nacht-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit zweidimensionalen Geodäten gemäß folgender Zuordnung von RGB-Werte zu topologischen Höhenwerten erfolgt: Höhe R G B
50 ± 50 26 ± 30% 31 ± 30% 24 ± 30%
100 ± 50 38 ± 30% 47 ± 30% 36 ± 30%
200 ± 100 57 ± 30% 67 ± 30% 56 ± 30%
500 ± 200 64 ± 30% 79 ± 30% 65 ± 30%
1000 ± 500 72 ± 30% 89 ± 30% 75 ± 30%
1500 ± 500 84 ± 30% 104 ± 30% 83 ± 30%
2000 ± 500 95 ± 30% 1 19 ± 30% 94 ± 30%
3000 ± 500 120 ± 30% 148 ± 30% 129 ± 30%
4000 ± 500 158 ± 30% 180 ± 30% 163 ± 30%
Optional kann bei einer Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel in der Lookup-Tabelle zu unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende Farbcodes hinterlegt sein, wobei eine Zuordnung für eine Tag-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit dreidimensionalen Geodäten gemäß folgender Zuordnung von RGB-Werten zu topologischen Höhenwerten erfolgt:
8000 ± 500 193 ± 30% 198 ± 30% 171 ± 30%
Optional kann bei einer Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel in der Lookup-Tabelle zu
unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende Farbcodes hinterlegt sein, wobei eine Zuordnung für eine Nacht-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit dreidimensionalen Geodäten gemäß folgender Zuordnung von RGB-Werten zu topologischen Höhenwerten erfolgt:
Mit anderen Worten stellen derartige Lookup-Tabellen eine Parametrisierung der topologischen Höhen unter Berücksichtigung einer Tag/Nacht-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts bereit. Die über die Lookup-Tabellen definierten Höhe-Farbe- Zuordnungen können gemäß manchen Ausführungsbeispielen einem Software- und/oder hardwareimplementierten Grafikprozessor zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise im Rahmen einer sogenannten Programmierschnittstelle (englisch: Application Programming Interface (API), deutsch:„Schnittstelle zur Anwendungsprogrammierung").
Bei sämtlichen vorhergehenden Höhe-Farbe-Zuordnungen lässt sich erkennen, dass sich die Farbcodes (RGB-Werte) die benachbarten Höhenwerten zugeordnet sind, derart wenig voneinander unterscheiden, so dass beim Betrachter ein„fließender" Farbverlaufseindruck entsteht. Gemäß manchen Ausführungsbeispielen unterscheiden sich einzelne Farbwerte (z.B. R-, G-, B-Werte) benachbarter Höherwerte (die sich um bis zu 1000 Höheneinheiten unterscheiden können) um nicht mehr als 30% voneinander. D.h., 0.7 < (X[h±1] / X[h]) < 1.3, wobei X[h±1] für einen Farbwert (z.B. R-, G-oder B-Wert) steht, der zu einem dem
Höheindex h benachbarten Höheindex h±1 korrespondiert.
Optional kann bei einer Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel die gewünschte Betrachterperspektive über eine veränderte bzw. veränderbare Perspektivenfestlegungsgröße verstellt werden. Die Perspektivenfestlegungsgröße kann also einstellbar sein, beispielsweise vermittels einer Mensch-Maschine-Schnittstelle der Navigationsvorrichtung. Optional kann die
Perspektivenfestlegungsgröße einer (virtuellen) Höhe über der Erdoberfläche entsprechen, über die ein Betrachtungswinkel zwischen der Betrachtungsrichtung und der Erdoberfläche eingestellt werden kann. Mit anderen Worten kann die Perspektivenfestlegungsgröße als eine Zoom stufe einer im dreidimensionalen Raum angeordneten (virtuellen) Kamera modelliert werden, wobei der Kamerawinkel als der Bildwinkel der Kamera durch bzw. über den Betrachtungswinkel festgelegt wird.
Optional kann eine Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel in dem elektronischen Speicherbereich eine weitere darin gespeicherte Lookup-Tabelle aufweisen, in welcher zu unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende Betrachtungswinkel gemäß der folgenden Tabelle hinterlegt sind:
175 km 69 ± 10%
200 km 72 ± 10%
300 km 78 ± 10%
400 km 81 ± 10%
500 km 84 ± 10%
600 km 87 ± 10%
1000 km 90 - 10%
1500 km 90 - 10%
2000 km 90 - 10%
2500 km 90 - 10%
Auch hier kann über die Lookup-Tabelle definierte Höhe-Winkel-Zuordnung gemäß manchen Ausführungsbeispielen einem Software- und/oder hardwareimplementierten Grafikprozessor zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise im Rahmen einer sogenannten
Programmierschnittstelle (englisch: Application Programming Interface (API),
deutsch:„Schnittstelle zur Anwendungsprogrammierung"), wie z.B. der OpenGL (Open Graphics Library), welche eine Spezifikation für eine plattform- und
programmiersprachenunabhängige Programmierschnittstelle zur Entwicklung von 2D- und 3 D-Computergrafik darstellt. Die Angabe„± 10%" bedeutet in der obigen Tabelle jeweils, dass der entsprechende Betrachtungswinkel um bis zu 10% des Winkelmittelwerts von dem angegebenen Mittelwert nach oben oder unten abweichen kann. Bevorzugt weichen die Betrachtungswinkel jeweils um weniger als 5% und noch bevorzugter um weniger als 2% des Winkelmittelwerts von dem angegebenen Mittelwert nach oben oder unten ab.
Somit wird es möglich, eine perspektivische Ansicht eines Kartenausschnitts unter einem (vom Nutzer) festgelegten Betrachtungswinkel relativ zur Erde zu definieren. Der
Betrachtungswinkel kann vergrößert werden, um den Kartenausschnitt von weiter oben darzustellen, wodurch ein großflächigerer Kartenausschnitt dargestellt wird. Der vergrößerte Betrachtungswinkel in Falle der Darstellung eines großflächigeren Kartenausschnitts kann für den Benutzer das Verständnis der Umgebung um die geografische Position verbessern.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird ferner ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine Navigationsvorrichtung zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts um eine geografische Position auf der Erdoberfläche basierend auf digitalen Geodäten gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst, wobei die geografische Position eine aktuelle oder eine gewünschte Fahrzeugposition darstellt. Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts um eine geografische Position auf der Erdoberfläche basierend auf digitalen Geodäten vorgesehen, wobei die digitalen Geodäten auch Höheninformationen umfassen: Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
• Einlesen der digitalen Geodäten;
• Einlesen der Koordinaten der geografischen Position;
• Einlesen einer zu einer gewünschten Betrachtungsrichtung auf die Position
korrespondierenden Perspektivenfestlegungsgröße;
• Ermitteln, basierend auf der Perspektivenfestlegungsgröße und der geografischen Position, eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung korrespondierende
Koordinatentransformation der Geodäten;
• Zuordnen unterschiedlicher visueller Wahrnehmungswerte zu unterschiedlichen
topografischen Höhenwerten der Geodäten, um eine zu den Höheninformationen korrespondierende visuell unterschiedlich wahrnehmbare Projektion der Geodäten zu erhalten; und
• Ausgeben von Ausgabedaten, welche der zu den Höheninformationen
korrespondierenden visuell unterschiedlich wahrnehmbaren Projektion der Geodäten entsprechen.
Wie bereits im Zusammenhang mit der Navigationsvorrichtung erläutert wurde, kann auch ein Navigationsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel einem Benutzer auf einer Anzeigevorrichtung, insbesondere auf einem Navigationsdisplay eine plastische Darstellung der ihm umgebenden Straßen und Gebäuden sowie des ihm umgebenden Geländereliefs zur Verfügung stellen, wodurch dem Fahrer eine verbesserte Beurteilung seiner Umgebung ermöglicht werden kann. Eine derartige Darstellung ist besonders dann hilfsreich, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, oder wenn die Sichtverhältnisse schlecht sind.
Ferner kann optional ein Computerprogramm mit einem Programmcode vorgesehen sein, der zum Durchführen eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel geeignet ist, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stellen somit eine ausgereifte räumliche Höhendarstellung auf einer Navigationskarte bereit, die durch Kombination aus
Höhenmodell, Farbabstufung und Lichteinfluss eine räumliche realistische Wahrnehmung vermittelt. Dabei entscheidet eine Parametrisierung von Betrachtungswinkeln über Betrachtungshöhen, mit anderen Worten, eine Parametrisierung von Kamerawinkeln über Zoomstufen, der Farbabstufungen für die Darstellung der verschiedenen topologischen Höhen sowie der Lichtquellen zur Erzeugung eines Licht- und Schattenspiels an
Höhenmodellen und dreidimensionalen Objekten über die räumlich realistische
Wahrnehmung der Navigationskarte.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, bezugnehmend auf die beigefügten Figuren, näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Navigationsvorrichtung zur räumlichen
Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur räumlichen
Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. 3a zeigt eine Lookup-Tabelle, die unterschiedlichen Höhenwerten
korrespondierende RGB- Werte zuordnet für eine Tag-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit zweidimensionalen Geodäten;
Fig. 3b zeigt eine Lookup-Tabelle, die unterschiedlichen Höhenwerten
korrespondierende RG B-Werte zuordnet für eine Nacht-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit zweidimensionalen Geodäten;
Fig. 3c-3d zeigen Farbdiagramme die einen Farbverlauf zwischen benachbarten
Höhenabschnitten in Tag-/Nacht-Darstellung für zweidimensionale Geodäten angeben;
Fig. 4a zeigt eine plastische Darstellung eines 21 D Kartenabschnitts für eine Tag-
Darstellung mit Farbabstufungen entsprechend der Lookup-Tabelle aus Fig. 3a;
Fig. 4b zeigt eine plastische Darstellung eines 21/2D Kartenabschnitts für eine Nacht- Darstellung, mit Farbabstufungen entsprechend der Lookup-Tabelle aus Fig. 3b; zeigt eine Lookup-Tabelle, die unterschiedlichen Höhenwerten
korrespondierende RG B-Werte zuordnet für eine Tag-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit dreidimensionalen Geodäten; zeigt eine Lookup-Tabelle, die unterschiedlichen Höhenwerten
korrespondierende RGB- Werte zuordnet für eine Nacht-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit dreidimensionalen Geodäten; zeigt eine Lookup-Tabelle, in welcher zu unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende Betrachtungswinkel hinterlegt sind; zeigen Farbdiagramme die einen Farbverlauf zwischen benachbarten Höhenabschnitten in Tag-/Nacht-Darstellung für dreidimensionale Geodäten angeben; zeigt schematisch eine virtuelle Lichtquelle; zeigt eine Lookup-Tabelle zur Parametnsierung einer Betrachtungsrichtung; zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel von räumlich plastischen
Darstellungen eines Kartenabschnitts mit dreidimensionalen Geodäten; zeigt eine Draufsicht auf eine räumlich plastische Darstellung eines
Kartenausschnitts mit 21/2D Geodäten; zeigt eine plastische Darstellung eines Fahrzeugsymbols sowie einen Ausschnitt einer Karte mit einem darauf dargestellten plastischen
Fahrzeugsymbol; zeigt eine plastische Darstellung eines Kartenabschnitts mit einem realistischen Horizontverhalten; zeigt eine Lookup-Tabelle zur Parametnsierung von Horizonteinstellungen; Fig. 1 1 zeigt einen Kartenausschnitt, welcher durch einen kombinierten Einsatz aus
Farben, Straßenbreiten, Verdrängungen sowie Ein- und Ausblendungen erzeugt wurde;
Fig. 12a-12f zeigen übersichtliche Navigationskarten in allen Maßstäben durch
kombinierten Einsatz aus Farben, Straßenbreiten, Verdrängungen sowie Ein- und Ausblendungen;
Fig. 13 zeigt eine plastische Darstellung großer Distanzen an der Erdoberfläche; und
Fig. 14 zeigt eine optische Hervorhebung von Einbahnstraßen auf einem
Kartenabschnitt.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Darstellungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden
zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponente oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschreiben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
Fig. 1 zeigt einen prinzipiellen Aufbau einer Navigationsvorrichtung 100 zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung.
Die Navigationsvorrichtung 100 umfasst eine erste Eingangsschnittstelle 1 10, über welche digitale Geodäten, also Informationen, die sich auf Orte oder Bereiche der Erde beziehen, erhalten werden. Über die erste Eingangsschnittstelle 1 10 werden insbesondere auch Höheninformationen bzw. -werte des in dem digitalen Kartenausschnitt dargestellten Bereichs der Erdoberfläche eingelesen. Bei den digitalen Geodäten handelt es sich gemäß Ausführungsbeispielen also wenigstens um sogenannte 21 D oder 2.5D Daten. Gegenüber reinen 2 D-Daten, wo jeder Punkt eines betreffenden Objekts zwei Zahlenangaben für seine Position benötigt, ist bei 21/2D die dritte Koordinate (d.h. die Höhe) nur als Attribut verspeichert, nicht also in einer räumlichen Struktur. Typische Beispiele für 21/2D-Strukturen sind z.B. rechtwinkelige Koordinaten plus ein metrisches Skalar (z. B. Höhe) als Attribut zum Punkt, oder geografische Breite/Länge plus ein beliebiges Attribut (z. B. Geländeneigung, Schwerkraft, Bewuchs, Höhe, etc.). Während es sich bei 2D um Punktdaten auf einer (ebenen oder gekrümmten) Fläche handelt, kann aus 21/2D-Daten ein Quasi-Raummodell konstruiert werden, mit der Höhe z. B. ein digitales Geländemodell. Die Höheninformationen können natürlich auch Teil eines echten 3 D-Modells, d.h. 3D- Geodäten, sein. Im Gegensatz zu 21 D erlaubt ein echtes 3 D-Modell auch räumliche Korrelationen aller Attribute oder Schnittverfahren für Linien und Flächen im Raum. Beispiele für letztere sind die
Sonneneinstrahlung (als Funktion von Hangneigung und -Richtung) oder die Verschneidung geologischer Schichten mit dem Gelände. Beispielsweise kann die erste
Eingangsschnittstelle 1 10 als ein Leselaufwerk für eine die digitalen 2Y2D oder 3D Geodäten enthaltene CD-ROM ausgeführt sein.
Über eine zweite Eingangsschnittstelle 120 der Navigationsvorrichtung 100 können
Koordinaten (z.B. Breite/Länge) der geografischen Position, beispielsweise der aktuellen Fahrzeugposition, in das Navigationssystem eingelesen werden. Die zweite
Eingangsschnittstelle 120 kann beispielsweise als eine Kommunikationsschnittstelle mit einer GPS-Lokalisierungseinrichtung (nicht gezeigt) zur Ermittlung der aktuellen
Fahrzeugposition ausgeführt sein.
Eine dritte Eingangsschnittstelle 130 der Navigationsvorrichtung 100 kann zur Eingabe einer gewünschten Betrachtungsrichtung oder einer gewünschten Betrachtungshöhe durch den Benutzer verwendet werden, um eine Perspektive festzulegen, aus welcher der Benutzer die geografische Position auf einer Anzeigevorrichtung betrachten will. So kann der Benutzer festlegen, dass er die Straßen und die Umgebung aus einer gewünschten (virtuellen) Höhe, beispielsweise 100 m über dem Fahrzeug bzw. der Erdoberfläche, betrachten möchte. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann der virtuelle Betrachtungspunkt nicht nur oberhalb, sondern stets auch hinter der Fahrzeugposition liegen. Die gewünschte Betrachtungshöhe kann dann in einen Betrachtungswinkel umgewandelt werden, der beispielsweise von einem Renderingprogramm verstanden wird.
Über eine vierte Eingangsschnittstelle 140 der Navigationsvorrichtung 100 können optional weitere Eingangsdaten eingelesen werden, die eine (virtuelle) Lichtquelle modellieren. Dabei sind diese Eingangsdaten als wenigstens eine Lichtquellenfestlegungsgröße, beispielsweise in Form eines Vektors, repräsentiert. Die Lichtquellenfestlegungsgröße kann Angaben über die Höhe, den Winkel, die Intensität und/oder die Richtung der Lichtquelle relativ zu der anzuzeigenden geografischen Position umfassen.
Weiterhin umfasst die Navigationsvorrichtung 100 ein Prozessormodul 150, das die über die vier Eingangsschnittstellen 1 10, 120, 130, 140 eingegebenen Daten elektronisch verarbeiten kann. Basierend auf der vermittels der Perspektivenfestlegungsgröße festgelegten
Perspektive und der geografischen Position kann das Prozessormodul 150 eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung korrespondierende Koordinatentransformation bzw. Projektion der digitalen 2D- oder 3D-Geodaten ermitteln. Dabei können die digitalen
Geodäten durch das Prozessormodul unter Verwendung von Bildwiedergabetechniken durch Skalieren, Drehen und Verschieben in eine perspektivisch wirkende Quasi-3D- oder SD- Ansicht umgewandelt werden, beispielsweise vermittels einer Zentralprojektion. Das ist eine Abbildung, die Punkte des dreidimensionalen Raums auf Punkte einer gegebenen Ebene abbildet. Um den daraus resultierenden perspektivischen bzw. plastischen Effekt zu verstärken, können den aufgrund der festgelegten Perspektive transformierten Geodäten durch das Prozessormodul 150 ferner unterschiedliche visuelle Wahrnehmungswerte, wie z.B. unterschiedliche Farben, für unterschiedliche topologische Höhenwerte der digitalen 2,5D oder 3D Geodäten zugeordnet werden. Dabei können beispielsweise spezielle vordefinierte Farbtabellen zum Einsatz kommen, die einen weichen bzw. fließenden
Farbverlauf zwischen benachbarten diskreten Höhenwerten definieren. Auf diese Weise werden Prozessorausgangsdaten, die eine zu den Höheninformationen korrespondierende visuell unterschiedlich wahrnehmbare (perspektivische) Projektion der Geodäten codieren, erhalten. Die somit erhaltenen Ausgangsdaten werden über eine Ausgangsschnittstelle 160 an eine Anzeigevorrichtung 170 der Navigationsvorrichtung 100 ausgegeben.
Die Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem Verfahren kann es sich um ein computerimplementiertes bzw. -implementierbares Verfahren handeln, dessen Verfahrensschritte von einem Computer bzw. einer programmierbaren Hardwarekomponente durchgeführt werden können.
Nach einem Start des Verfahrens im Schritt S200 werden zunächst im Schritt S201 die digitalen 2.5D oder 3D Geodäten über die erste Eingangsschnittstelle 1 10 der
Navigationsvorrichtung 100 eingelesen. Im Schritt S202 werden die Koordinaten der geografischen Position über die zweite Eingangsschnittstelle 120 eingelesen. Dabei können die Schritte S201 und S202 sequenziell aber auch parallel durchgeführt werden. Im Schritt S203 wird über die dritte Eingangsschnittstelle 130 wenigstens eine
Perspektivenfestlegungsgröße eingelesen, die einer gewünschten Betrachtungsrichtung auf die geografische Position entspricht. In einem Ausführungsbeispiel stellt die
Perspektivenfestlegungsgröße eine durch den Nutzer eingegebene Betrachtungshöhe dar. Die Betrachtungshöhe gibt an, aus welcher virtuellen Höhe der Nutzer die Umgebung um die geografische Position betrachten will. Mit anderen Worten entspricht die Betrachtungshöhe einer Zoomstufe einer sich im Raum befindlichen virtuellen Kamera - je geringer die Betrachtungshöhe desto größer die Zoom- bzw. Vergrößerungsstufe. Die Eingabe der Zoomstufe kann beispielsweise über Eingabemittel (nicht gezeigt) der
Navigationsvorrichtung 100 erfolgen. Denkbar ist eine Realisierung mittels eines
Drehschalters oder mittels Bedienfeldern auf einem Touchscreen, über welchen der Nutzer die Zoomstufe einstellen kann. Eine direkte Eingabe von numerischen Werten,
beispielsweise über eine Tastatur und/oder ein Touchscreen, sind ebenfalls möglich. Im Schritt S204 wird, basierend auf der Perspektivenfestlegungsgröße und der geografischen Position, eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung korrespondierende
Koordinatentransformation bzw. Projektion der 2D- oder 3D-Geodaten ermittelt. Im Schritt S205 erfolgt eine Zuordnung von unterschiedlichen visuellen Wahrnehmungswerten (z.B. Farben, Texturen, Schraffuren, etc.) zu unterschiedlichen topografischen Höhenwerten der Geodäten, um eine zu den Höheninformationen korrespondierende visuell unterschiedlich wahrnehmbare Transformation bzw. Projektion der Geodäten zu erhalten. Im Schritt S206 gibt das Prozessormodul 150 daraus resultierende Ausgabedaten, welche der zu den unterschiedlichen Höheninformationen korrespondierenden visuell unterschiedlich wahrnehmbaren Projektion der Geodäten entsprechen, an die Anzeigevorrichtung 170 aus, um eine grafische Anzeige der bearbeiteten Geodäten zu erhalten.
Im Falle von 2D- bzw. 21/2D Geodäten als Eingabedaten kann im Schritt S104 ein vorbestimmter Betrachtungswinkel, d. h., ein Kamerawinkel von beispielsweise 30 ±10 , über alle Zoomstufen festgelegt werden. Im Falle von 3D-Geodaten als Eingabedaten können unterschiedliche Betrachtungswinkel in Abhängigkeit von unterschiedlichen
Zoomstufen berücksichtigt werden, wie weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 6 noch erläutert werden wird.
Die Figuren 3a und 3b zeigen jeweils Lookup-Tabellen (LUT) 300 und 350, die
unterschiedlichen Höhenwerten jeweils dazu korrespondierende RG B-Werte als visuelle Wahrnehmungswerte zuordnen, für eine Tag-Darstellung (siehe Fig. 3a) bzw. für eine Nacht-Darstellung (siehe Fig. 3b) des digitalen Kartenausschnitts mit lediglich 2D- bzw. 21/2D Geodäten.
Die erste bzw. linke Spalte 302 der Tag-Darstellung 300 enthält verschiedene Höhenwerte in einer festgelegten Höheneinheit. Diese kann eine metrische Einheit, wie beispielsweise m oder km darstellen, oder aber auch angloamerikanische Maßeinheiten, beispielsweise Yards oder Meilen. Die zweite Spalte 304 der Lookup-Tabelle in Fig. 3a zeigt farbige Wiedergaben der den jeweiligen Höhenwerten 302 zugeordneten RGB-Farbcodes. Die dritte, vierte beziehungsweise fünfte Spalte 306, 308, 310 gibt den Rot-, Grün- bzw. Blauwert des verwendeten Farbcodes als RGB-Werte an. Die letzte Spalte 312 enthält einen
Transparenzwert (A-Wert). Die RGB-Werte 306, 308, 310 sowie der Transparenzwert 312 sind als ganzzahlige Werte in einem Bereich zwischen 0 und 255, entsprechend einer exemplarischen 8-Bit-Codierung, angegeben.
Dementsprechend enthält die erste bzw. linke Spalte 352 der Nacht-Darstellung 350 verschiedene Höhenwerte der Höheneinheit. Die zweite Spalte 354 der Lookup-Tabelle in Fig. 3b zeigt farbige Wiedergaben der den jeweiligen Höhenwerten 352 zugeordneten RGB- Farbcodes. Die dritte, vierte beziehungsweise fünfte Spalte 356, 358, 360 gibt den Rot-, Grün- bzw. Blauwert des verwendeten Farbcodes als RGB-Werte an. Die letzte Spalte 362 enthält wieder einen Transparenzwert (A-Wert).
Die einzelnen Farbwerte (R-, G-, B-) können jeweils um bis zu 30% des in den Tabellen dargestellten Farbmittelwerts von dem angegebenen Mittelwert nach oben oder unten abweichen. Bevorzugt weichen die R-, G-, B-Farbwerte sogar jeweils um weniger als 20% und noch bevorzugter um weniger als 10% des Farbmittelwerts von dem angegebenen Mittelwert nach oben oder unten ab. Dabei liegen die Höhenunterschiede zwischen benachbarten Höhenwerten zwischen 10 und 1000 Höheneinheiten.
Die Fig. 3c zeigt den fließenden Farbverlauf 370 zwischen benachbarten Höhenabschnitten bzw. -werten in der Tag-Darstellung gemäß der Fig. 3a für 2D- bzw. 21 D Geodäten, als eine Funktion von Höhenwert versus Quersumme des entsprechenden RGB-Wertes, also einer Summe über die einzelnen R-, G-, B-Werte. Dabei zeigt die Abszissenachse die benachbarten diskreten Höhenwerte an und die Ordinatenachse die Quersumme des zugehörigen Farbcodewerts. Wie dem Diagramm in Fig. 3c entnommen werden kann, ergibt sich zwischen benachbarten Höhenabschnitten ein fließender Farbverlauf, mit einem geringen Unterschied zwischen den benachbarten Farbtönen. Auch die Quersummen höhenmäßig benachbarter Farbwerte unterscheiden sich bevorzugt um nicht mehr als 30% einer Quersumme voneinander.
Die Fig. 3d zeigt einen entsprechenden fließenden Farbverlauf 380 für die Nacht-Darstellung gemäß Fig. 3b. Benachbarte Höhenwerte weisen hier einen noch geringeren
Farbunterschied auf, als bei der Tag-Darstellung. D.h., die Quersummen höhenmäßig benachbarter Farbwerte unterscheiden sich hier bevorzugt um nicht mehr als 20% einer der benachbarten Farbwertquersummen voneinander. Dadurch wird eine realistische Darstellung des Kartenabschnitts ermöglicht, die sich an den jeweiligen Tag/Nacht Gegebenheiten richtet.
Bei den in den Fig. 3a und 3b gezeigten Höhe-Farbe-Zuordnungen lässt sich erkennen, dass sich Farbcodes (RGB-Werte), die benachbarten Höhenwerten zugeordnet sind, derart wenig voneinander unterscheiden, so dass beim Betrachter ein„fließender" Farbverlaufseindruck entsteht. Gemäß manchen Ausführungsbeispielen unterscheiden sich auch einzelne Farbwerte (z.B. R-, G-, B-Werte) benachbarter Höherwerte um nicht mehr als 30% voneinander. D.h., 0.7 < (X[h±1 ] / X[h]) < 1.3, wobei X[h±1] für einen Farbwert (z.B. R-, G- oder B-Wert) steht, der zu einem dem Höheindex h benachbarten Höheindex h±1 korrespondiert. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen unterscheiden sich - wie oben dargelegt - die Quersummen der Farbwerte benachbarter Höherwerte um nicht mehr als 30% voneinander. D.h., 0.7 < (X[h±1] / X[h]) < 1.3, wobei X[h±1] für einen Quersumme eines Farbwerts steht, der zu einem dem Höheindex h benachbarten Höheindex h±1
korrespondiert. Bevorzugt ist der Unterschied sogar geringer als 20%. Dabei unterscheiden sich die Höhenwerte gemäß einem Ausführungsbeispiel um wenigstens 50 (Meter) und maximal um 1000 (Meter).
Die Fig. 4a zeigt eine aus der Farbtabelle 300 der Fig. 3a resultierende plastische
Darstellung eines Kartenabschnitts 400 für eine Tag-Darstellung, mit Farbabstufungen entsprechend der Höhe-Farbe-Zuordnungs-Tabelle aus Fig. 3a. Die Karte 400 zeigt unterschiedlich eingefärbte Bereiche. Ein dunkler Bereich B2 entspricht einer höheren Umgebung, beispielsweise ein Gebirge, wie die Alpen. Die Bereiche B1 und B3
kennzeichnen demgegenüber geografische Umgebungen geringerer topologischer Höhen und werden gemäß den ersten Zeilen der in Fig. 3a gezeigten Tabelle heller als der Bereich B2 dargestellt. Der Bereich B4 am oberen Bildrand stellt einen besonderen Farbverlauf dar, der dazu dient, einen künstlichen bzw. virtuellen Horizont darzustellen, wie weiter unten noch im Zusammenhang mit Fig. 9 beschrieben werden wird. Die Fig. 4b zeigt eine plastische Darstellung eines Kartenabschnitts 410 für eine Nacht- Darstellung, mit Farbabstufungen entsprechend der Lookup-Tabelle aus Fig. 3b. Auch hier ist der fließende Farbverlauf gut erkennbar, jedoch sind die Unterschiede zwischen benachbarten Farbbereichen B1 , B2, B3 und B4 noch geringer als in der Tag-Darstellung der Fig. 4a, was einer realistischen Nacht-Wahrnehmung entspricht. Außerdem sind hier höhere Bereiche B2 heller dargestellt als demgegenüber niedrigere Bereiche B1 und B3.
Falls die digitalen Geodäten als echte 3D-Geodaten vorliegen, können zur Parametrisierung verschiedener topologischer Höhenwerte dementsprechend angepasste Lookup-Tabellen verwendet werden, wie es in den Figuren 5a und 5b gezeigt ist. Auch hier werden
unterschiedlich differenzierte Farbabstufungen für unterschiedliche Höhenwerte in
Abhängigkeit der Tag-/bzw. Nacht-Darstellung verwendet.
Die erste bzw. linke Spalte 502 der 3D Tag-Darstellung 500 enthält wieder verschiedene Höhenwerte in einer festgelegten Höheneinheit. Die zweite Spalte 504 der Lookup-Tabelle in Fig. 5a zeigt farbige Wiedergaben der den jeweiligen Höhenwerten 502 zugeordneten RGB- Farbcodes. Die dritte, vierte beziehungsweise fünfte Spalte 506, 508, 510 gibt den Rot-, Grün- bzw. Blauwert des verwendeten Farbcodes als RG B-Werte an. Die letzte Spalte 512 enthält einen Transparenzwert (A-Wert). Die RG B-Werte 506, 508, 510 sowie der
Transparenzwert 512 sind als abermals ganzzahlige Werte in einem Bereich zwischen 0 und 255, entsprechend einer exemplarischen 8-Bit-Codierung, angegeben.
Dementsprechend enthält die erste bzw. linke Spalte 552 der 3D Nacht-Darstellung 550 weniger Höhenwerte als in der 3D Tag-Darstellung 500. Die zweite Spalte 554 der Lookup- Tabelle in Fig. 5b zeigt farbige Wiedergaben der den jeweiligen Höhenwerten 552
zugeordneten RGB-Farbcodes. Die dritte, vierte beziehungsweise fünfte Spalte 556, 558, 560 gibt den Rot-, Grün- bzw. Blauwert des verwendeten Farbcodes als RG B-Werte an. Die letzte Spalte 562 enthält wieder einen Transparenzwert (A-Wert), der maximal ist, um auch das Straßennetz anzuzeigen.
Wie im Falle von 2D- bzw. 21/2D Geodäten ist auch bei echten 3D Geodäten der Farbverlauf zwischen benachbarten Höhenwerten fließend, so dass keine harten Kanten auf der
Navigationskarte beim Übergang zwischen benachbarten Bereichen entstehen. Auch hier unterscheiden sich einzelne Farbwerte (z.B. R-, G-, B-Werte) benachbarter Höherwerte vorzugsweise um nicht mehr als 30% voneinander. D.h., 0.7 < (X[h±1] / X[h]) < 1.3, wobei X[h±1] für einen Farbwert (z.B. R-, G-oder B-Wert) steht, der zu einem dem Höheindex h benachbarten Höheindex h±1 korrespondiert. Insbesondere unterscheiden sich die
Quersummen der Farbwerte benachbarter Höherwerte um nicht mehr als 30% voneinander. D.h., 0.7 < (X[h±1 ] / X[h]) < 1 .3, wobei X[h±1] für einen Quersumme eines Farbwerts steht, der zu einem dem Höheindex h benachbarten Höheindex h±1 korrespondiert. Bevorzugt ist der Farbunterschied zwischen benachbarten Höhenwerten sogar geringer als 20%. Dabei unterscheiden sich die Höhenwerte gemäß einem Ausführungsbeispiel um wenigstens 50 (Meter) und maximal um 1000 (Meter). Dies ist in den Fig. 5c und 5d gezeigt, welche den Fig. 3c und 3d entsprechen und daher nicht näher erläutert werden.
Zusätzlich zu den Farbabstufungen für die Darstellung der verschiedenen topologischen Höhen kann im Falle von 3D-Geodaten die Betrachtungsrichtung bzw. der Kamerawinkel über Zoomstufen parametrisiert, sowie eine virtuelle Lichtquelle zur Erzeugung eines Licht- und Schattenspiels berücksichtigt werden. Dies ist schematisch in der Fig. 5e gezeigt, welche eine virtuelle Lichtquelle 590 und davon beleuchtete Objekte 592 darstellt. Je nachdem, wo sich die Lichtquelle 590 befindet, ergeben sich Orte von Licht und Schatten, die einen plastischen Eindruck vermitteln.
Ein Beispiel einer Parametrisierung des Kamera- bzw. Betrachterwinkels über Zoomstufen ist in der Tabelle 600 der Fig. 6 gezeigt.
Ein Winkel von 90 entspricht dabei einer Betrachtungsperspektive von direkt bzw. sehr weit oberhalb der geografischen Position, z.B. für Betrachterhöhen oberhalb von 1000 km.
Demgegenüber entspricht ein Winkel von 0 einer Betrachtungsperspektive von der geografischen Position aus gesehen, d.h., in diesem Fall stimmt die Kameraposition mit der geografischen Position überein. Eine virtuelle Betrachterhöhe von 30 m bis 5 km kann einem Winkel von 34° entsprechen. Ab einer Höhe von 6 km bis 1000 km kann sich der
Betrachterwinkel sukzessive von 34 auf 90 erhöhen. Mit anderen Worten, kann sich die Kamera auf einem fiktiven Kreis um die geografische Position herum bewegen, wobei je niedriger die Betrachtungshöhe ist, desto flacher wird der Kamerawinkel.
Fig. 7a zeigt eine plastische Darstellung eines Kartenabschnitts 700 für eine Tag- Darstellung, mit der in Fig. 6 dargestellten Parametrisierung von Kamerawinkel über die Zoomstufen sowie der Farbabstufungen entsprechend der Lookup-Tabelle aus Fig. 5a. Eine plastische Darstellung eines Kartenabschnitts 710 für eine Nacht-Darstellung, mit der in Fig. 6 gezeigten Parametrisierung von Kamerawinkel über die Zoomstufen sowie der Farbabstufungen entsprechend der Lookup-Tabelle aus Fig. 5b ist in Fig. 7b gezeigt.
Gegenüber dem in den Figuren 4a und 4b gezeigten Ausführungsbeispiel wird bei dem in den Figuren 7a und 7b gezeigten Kartenausschnitten 700 und 710 eine räumliche
realistische Wahrnehmung der Navigationskarte zusätzlich durch das Verwenden einer virtuellen Lichtquelle verstärkt, da Objekte, die eine topologische Höhe aufweisen, nicht nur farblich unterschiedlich dargestellt werden, sondern auch mit einer entsprechenden
Schattierung. So zeigt der Kartenabschnitt in Fig. 7a und 7b unterschiedlich schattierte Bereiche B5 und B6 auf, die auf unterschiedlich hohe Berge hin deuten und somit eine plastische Darstellung noch weiter verbessern können.
Die virtuelle Lichtquelle für eine 3D-Renderingeinheit kann beispielsweise gemäß der folgenden Einstellungen parametrisiert werden, die z.B. als XML-Code (XML = Extensible Markup Language,„erweiterbare Auszeichnungssprache) spezifiziert sein können:
<lig t mode ="head" type ="directional" azimuth="-20" tilt="30" ambient="0.6"
squarebrightness- 'false" usage- 'defaulV />
Hier bedeutet der Parameter„light mode = head", dass die Lichtquelle fix im Raum steht, unabhängig von der Position der virtuellen Kamera. Das Attribut "type = directional" beschreibt, dass die Lichtquelle eine mathematisch unendlich Entfernung von der Geometrie hat und somit jedes Objekt der Rendering-Szene abhängig von azimuth und tilt aus derselben Richtung beleuchtet wird (Simulation der Sonne), "azimuth" stellt einen Drehwinkel der Lichtquelle zu einem virtuellen Nullpunkt der Kartendarstellung dar. "tilt" bestimmt einen Kippwinkel der Lichtquelle, "ambient" beschreibt eine Helligkeit der Lichtquelle und damit einen wahrnehmbaren Kontrast. Der Parameter "squarebrightness" ist irrelevant, weil nicht verwendet. Der Parameter "usage" beschreibt, ob die beschriebene Lichtquelle die allgemeine Szenerie oder separat den Carsor (Fahrzeugsymbol) beleuchtet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer räumlich plastischen Darstellung eines
Kartenabschnitts 720 zeigt Fig. 7c. Gegenüber den Figuren 7a und 7b ist hier eine aufgrund von Farbschattierungen und evtl. zusätzlichen Licht-/Schatteneffekten plastisch anmutende Vogelperspektive (d.h. Betrachterwinkel 90 ) gezeigt. Die Fig. 8 zeigt als Weiterbildung der vorliegenden Erfindung eine plastische Darstellung 800 eines Fahrzeugsymbols 810 sowie einen Ausschnitt 830 einer Karte mit einem darauf dargestellten plastischen Fahrzeugsymbol 810. Das dreidimensionale Fahrzeugsymbol 810 kann verwendet werden, um die aktuelle Fahrzeugposition auf der elektronischen
Navigationskarte zu kennzeichnen. Das Fahrzeugsymbol 810 kann als ein 3 D-Modell mit spezieller Innenwölbung abgesetzt über die Navigationskarte gerendert werden.
Darunterliegend kann ein an das 3 D-Fahrzeugmodell 810 angepasstes halbtransparentes graues Bitmap 820 gezeichnet werden. Zusätzlich wird eine virtuelle Lichtquelle definiert (nicht gezeigt), die beim 3 D-Fahrzeugmodell 810 insbesondere bei einer virtuellen
Bewegung der Karte ein Licht- und Schattenspiel erzeugt. Durch die Kombination dieser drei Elemente wird der Eindruck eines plastischen über die Karte schwebenden
Fahrzeugsymbols erzeugt, das durch den Einfluss des Lichtes sowie den darunterliegenden grauen Schatten 820 eine besondere Art der Tiefenwirkung entfaltet.
Bei der in Fig. 8 gezeigten plastischen Darstellung 800 des Fahrzeugsymbols 810 wurde die Lichtquelle exemplarisch gemäß den folgenden Einstellungen parametrisiert:
<light mode="head" type="directional" azimuth="80" tilt="60" ambient="0.5"
squarebrigh tness- 'false " usage = "carsor"l>
Die Fig. 9 zeigt eine plastische Darstellung eines Kartenabschnitts 900 mit einem realistisch anmutenden Horizontverhalten. Die zur Erzeugung des Kartenabschnitts 900 verwendete OpenGL-Rendering-Engine ist in der Lage, mithilfe eines sog. FarPlane-Parameters oder eines Clippingebenen-Parameters eine Position einer hinteren Kante 902 des
Renderingbereichs zu definieren und dort anhand von vorbestimmten Farben ein
Horizontverhalten zu erzeugen. Die Mechanismen der 3D-Engine können dahin gehend kombiniert werden, dass durch die Definition der Far Plane über alle Zoomstufen sowie eines Farbverlaufs des Horizonts 904 eine natürliche und realistische Darstellung des Horizonts 904 erreicht wird, der die optische Anmutung einer Erdkrümmung vermittelt. Das
Prozessormodul 150 ist also gemäß manchen Ausführungsbeispielen ausgebildet, um bei einer Betrachtungsrichtung, die einem Beobachtungspunkt hinter und oberhalb der geografischen Position entspricht, einen Horizontbereich 904 in einem Bereich des digitalen Kartenausschnitts vorzusehen, der durch die Koordinatentransformation der ursprünglichen Geodäten frei wird. Dies ist insbesondere im unteren Teil der Fig. 9 zu erkennen, in dem links die ursprünglichen untransformierten Geodäten in einer Draufsicht gezeigt sind und mittig und rechts verschieden steile Blickrichtungen, d.h. Perspektiven, die durch ein Verkippen der von den zweidimensionalen Geodäten aufgespannten Erdorberfläche resultieren.
Dabei können die Horizonteinstellungen gemäß der in Fig. 10 gezeigten Tabelle
parametrisiert werden. Leichte Abweichungen, beispielsweise um bis zu 10% von den in der Fig. 10 dargestellten Werten, sind möglich. Die verwendeten Parameter sind neben der Zoomstufe 1002,„scale factor" 1004 und„sky offset" 1006. Der Parameter,„scale factor" 1004 legt einen Verschiebungsfaktor relativ zu dem am Display dargestellten
Kartenausschnitt fest. Der zweite Parameter„sky offset" 1006 beschreibt eine absolute Entfernung zu einem Beginn eines Nebels, welcher unterhalb einer Horizontlinie dargestellt wird, vom Beginn des Bildschirmrands an.
Die Fig. 1 1 zeigt einen Kartenausschnitt 1 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, welcher durch einen kombinierten Einsatz aus Farben, Straßenbreiten, Verdrängungen sowie Ein- und Ausblendungen erzeugt wurde. Gemäß manchen Ausführungsbeispiel wird mit einer Kombination aus Farben, Straßenbreiten, Verdrängungen sowie Ein-und Ausblendungen derart gespielt, dass der Betrachter zu jedem Zeitpunkt eine optimale Kartendarstellung erhält, die alle benötigten Informationen beinhaltet, nicht überfrachtet ist, und die durch geschickte Anwendung von Farbkontrasten eine stets ideale Les- und Erkennbarkeit aller wichtigen Elemente garantiert. Um eine derartige Darstellung zu erzeugen, werden unterschiedliche Attribute wie folgt verwendet.
Farbwerte für Elemente wie Straßen und Polygone werden getrennt nach Inline und Outline jeweils als RGBA-Wert angegeben, z. B. Autobahnen, Tunnel, Brücken, Bundesstraßen, Landstraßen, Ortstrassen, Fußgängerzonen, Fährstraßen, Industriegebiete, bebaute Gebiete, Meere, Seen, Flüsse, Kanäle, Parks, Wälder, Friedhöfe, Grenzlinien,
Eisenbankstrecken, Routen, etc. Dabei beschreibt Inline eine Fläche eines Linienobjekts (z.B. Straße), also den Bereich, der sich zwischen den beiden Konturlinien befindet. Die Outline beschreibt die Konturlinie selber.
Sichtbarkeit der Elemente wie Straßen, Polygone und Textlabels kann über Angaben von Zoommaßstäben definiert werden, z. B. Autobahnen, Tunnel, Brücken, Bundesstraßen, Landstraßen, Ortstrassen, Fußgängerzonen, Fährstraßen, Industriegebiete, bebaute Gebiete, Meere, Seen, Flüsse, Kanäle, Parks, Wälder, Friedhöfe, Grenzlinien,
Eisenbankstrecken, Routen, Einbahnstraßenpfeile, Städtenamen, Straßennamen,
Zielflaggen, Beschriftungen von Wäldern und Gewässern, etc. Schriften von Textlabels können über Definition von Schriftart, Schriftgröße, Schriftfarbe, Dicke und Farbe der Outline definiert werden, z. B. Stadtnamen, Straßennamen,
Straßennummern, Gewässernamen, Waldnamen, Tunnelnamen, Inselnamen, etc.
Ein Verdrängungsalgorithmus und eine Zeichenreihenfolge werden durch Festlegung einer festen Reihenfolge für alle darstellbaren Elemente ausgeführt. Eine Konfiguration der Zeichenbreite für Straßen und Polygone wird getrennt nach Inline und Outline über alle Zoomstufen durch Definition von Pixelwerten festgelegt, z. B. für Autobahnen, Tunnel, Brücken, Bundesstraßen, Landstraßen, Ortstrassen, Fußgängerzonen, Fährstraßen, Routen, etc.
Die Figuren 12a bis 12f zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele entsprechend den oben beschriebenen Attributen.
Fig. 12a zeigt einen Kartenabschnitt in einer Nacht-Darstellung, in dem Gewässer und Stadtnamen mit definierter Schrift dargestellt sind, Namen kleinerer Städte verdrängt sind, keine Straßen angezeigt sind, jedoch Ländergrenzen angezeigt sind. D.h., was sichtbar ist, hängt von der gewählten Zoomstufe ab. Je höher die Zoomstufe, desto mehr Details können sichtbar werden.
Fig. 12b zeigt eine Draufsicht auf den in Fig. 12a gezeigten Kartenabschnitt in Tag- Darstellung. Auch hier sind Gewässer und Stadtnamen mit definierter Schrift dargestellt, Namen kleinerer Städte verdrängt, keine Straßen angezeigt, jedoch Ländergrenzen angezeigt.
Fig. 12c zeigt eine Draufsicht auf einen Kartenabschnitt in Tag-Darstellung und höherer Zoomstufe, in dem größerer Städte mit definierter Schrift dargestellt sind, Autobahnen und Verbindungsstraßen in definierter Breite und Farbgebung für In- und Outline angezeigt sind, Straßennummern und Grenzlinien dargestellt sind, und alle anderen Elemente ausgeblendet sind.
Fig. 12d zeigt eine Draufsicht auf einen gegenüber Fig. 12c noch weiter vergrößerten Kartenabschnitt in Tag-Darstellung, in welchem größere und kleinere Stadtteile mit definierter Schrift dargestellt sind, Autobahnen angezeigt sind, Verbindungsstraßen und Ortsstraßen in definierter Breite und Farbgebung für In- und Outline angezeigt sind, bebaute Gebiete, Wälder und Gewässer in definierter Farbe dargestellt sind, Straßen nummern und Points of Interest (Pol) dargestellt sind, und alle anderen Elemente ausgeblendet sind.
Fig. 12e zeigt eine Draufsicht auf einen Kartenabschnitt in noch weiter vergrößerter Tag- Darstellung, in welchem kleinere Stadtteile und Straßennamen mit definierter Schrift dargestellt sind, Ortsstraßen und Nebenstraßen in definierter Breite und Farbgebung für In- und Outline angezeigt sind, bebaute Gebiete, Wälder und Gewässer in definierter Farbe dargestellt sind, Straßennummern dargestellt sind, und alle anderen Elemente ausgeblendet sind.
Fig. 12f zeigt einen plastisch wirkenden Kartenabschnitt in Nacht-Darstellung, in welchem Straßennamen mit definierter Schrift dargestellt sind, Ortsstraßen und Nebenstraßen in definierter Breite und Farbgebung für In- und Outline angezeigt sind, bebaute Gebiete, Wälder und Gewässer in definierter Farbe dargestellt sind, Einbahnstraßenpfeilen nach definiertem Pattern dargestellt sind, texturierte und untexturierte 3 D-Gebäude dargestellt sind, und alle anderen Elemente ausgeblendet sind.
Eine weitere Anwendung der vorliegenden Erfindung liegt in der Begutachtung von großen Maßstäben und Routen mit großer Distanz. So können Routen, die sich über große Teile der Erdoberfläche erstrecken ebenfalls plastisch dargestellt werden, wie in der Fig. 13 gezeigt ist. Ein weites Herauszoomen ermöglicht eine große Übersicht. Dabei kann bei
Ausführungsbeispielen der Globus zur Erkundung der Erde gedreht werden. Sowohl eine Tag- als auch eine Nacht-Darstellung oder Modus sind möglich.
Die Fig. 14 zeigt einen Mechanismus der optischen Hervorhebung von Einbahnstraßen auf einer Navigations- Karte durch Anordnung von Rasterkacheln.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden
Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einer programmierbaren Hardwarekomponente derart
zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird.
Eine programmierbare Hardwarekomponente kann durch einen Prozessor, einen
Computerprozessor (CPU = Central Processing Unit), einen Grafikprozessor
(GPU = Graphics Processing Unit), einen Computer, ein Computersystem, einen
anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (AS IC = Application-Specific Integrated Circuit), einen integrierten Schaltkreis (IC = Integrated Circuit), ein Ein-Chip-System (SOC = System on Chip), ein programmierbares Logikelement oder ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor (FPGA = Field Programmable Gate Array) gebildet sein.
Das digitale Speichermedium kann daher maschinen- oder computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare
Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem oder einer programmierbare Hardwarekomponente derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Ein Ausführungsbeispiel ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Programm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren
aufgezeichnet ist.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Programm,
Firmware, Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode oder als Daten implementiert sein, wobei der Programmcode oder die Daten dahin gehend wirksam ist bzw. sind, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft. Der Programmcode oder die Daten kann bzw. können beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger oder Datenträger gespeichert sein. Der Programmcode oder die Daten können unter anderem als Quellcode, Maschinencode oder Bytecode sowie als anderer Zwischencode vorliegen.
Ein Programm gemäß einem Ausführungsbeispiel kann eines der Verfahren während seiner Durchführung beispielsweise dadurch umsetzen, dass dieses Speicherstellen ausliest oder in diese ein Datum oder mehrere Daten hineinschreibt, wodurch gegebenenfalls
Schaltvorgänge oder andere Vorgänge in Transistorstrukturen, in Verstärkerstrukturen oder in anderen elektrischen, optischen, magnetischen oder nach einem anderen Funktionsprinzip arbeitenden Bauteile hervorgerufen werden. Entsprechend können durch ein Auslesen einer Speicherstelle Daten, Werte, Sensorwerte oder andere Informationen von einem Programm erfasst, bestimmt oder gemessen werden. Ein Programm kann daher durch ein Auslesen von einer oder mehreren Speicherstellen Größen, Werte, Messgrößen und andere
Informationen erfassen, bestimmen oder messen, sowie durch ein Schreiben in eine oder mehrere Speicherstellen eine Aktion bewirken, veranlassen oder durchführen sowie andere Geräte, Maschinen und Komponenten ansteuern.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.

Claims

Patentansprüche
1. Navigationsvorrichtung (100) zur räumlichen Darstellung eines digitalen
Kartenausschnitts um eine geografische Position auf der Erdoberfläche basierend auf digitalen Geodäten, wobei die digitalen Geodäten Höheninformationen aufweisen, mit folgenden Merkmalen:
einer ersten Eingangsschnittstelle (1 10) für die digitalen Geodäten;
einer zweiten Eingangsschnittstelle (120) für Koordinaten der geografischen
Position;
einer dritten Eingangsschnittstelle (130) für eine zu einer gewünschten
Betrachtungsrichtung auf die Position korrespondierenden
Perspektivenfestlegungsgröße;
einem mit der ersten, zweiten und dritten Eingangsschnittstelle gekoppelten Prozessormodul (150), das angepasst ist, um, basierend auf der
Perspektivenfestlegungsgröße und der geografischen Position, eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung korrespondierende Koordinatentransformation der Geodäten zu ermitteln und, um den Geodäten für unterschiedliche topologische Höhenwerte unterschiedliche visuelle Wahrnehmungswerte zuzuordnen, um eine zu den Höheninformationen korrespondierende visuell unterschiedlich
wahrnehmbare Projektion der Geodäten zu erhalten; und
einer mit dem Prozessormodul (150) gekoppelten Ausgangsschnittstelle (160) zum Ausgeben von Ausgabedaten, welche der zu den Höheninformationen
korrespondierenden visuell unterschiedlich wahrnehmbaren Projektion der Geodäten entsprechen.
2. Navigationsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die digitalen Geodäten zweidimensionale Geodäten plus zugeordnete Höhenwerte aufweisen, und wobei das Prozessormodul (150) angepasst ist, um, basierend auf der Perspektivenfestlegungsgröße und der geografischen Position, eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung korrespondierende zweidimensionale
Koordinatentransformation der zweidimensionalen Geodäten zu ermitteln und, um den zweidimensionalen Geodäten für unterschiedliche topografische Höhenwerte unterschiedliche visuelle Wahrnehmungswerte zuzuordnen.
3. Navigationsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die digitalen Geodäten dreidimensional sind, wobei die Navigationsvorrichtung ferner eine vierte Eingangsschnittstelle (140) für eine zu einer gewünschten virtuellen Lichtquelle korrespondierenden Lichtquellenfestlegungsgröße aufweist, und wobei das Prozessormodul (150) angepasst ist, um, basierend auf der
Perspektivenfestlegungsgröße und der geografischen Position, eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung korrespondierende dreidimensionale
Koordinatentransformation der Geodäten zu ermitteln, und, um den
dreidimensionalen Geodäten für unterschiedliche topografische Höhenwerte unterschiedliche visuelle Wahrnehmungswerte zuzuordnen, und, um der
dreidimensionalen Projektion der Geodäten abhängig von der
Lichtquellenfestlegungsgröße unterschiedliche Licht- und Schattenbereiche zuzuordnen.
4. Navigationsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessormodul (150) ausgebildet ist, um bei einer Betrachtungsrichtung, die einem Beobachtungspunkt hinter und oberhalb der geografischen Position entspricht, einen Horizontbereich (904) in einem Bereich des digitalen Kartenausschnitts vorzusehen, der durch die
Koordinatentransformation der ursprünglichen Geodäten frei wird.
5. Navigationsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessormodul (200) angepasst ist, um den digitalen Geodäten für einen ersten Höhenwert (302; 352; 502; 552) einen ersten digitalen Farbcode (306; 308; 310; 356; 358; 360; 506; 508; 510; 556; 558; 560) zuzuordnen, und, um den digitalen Geodäten für einen zweiten Höhenwert (302; 352; 502; 552) einen zweiten digitalen Farbcode (306; 308; 310; 356; 358; 360; 506; 508; 510; 556; 558; 560) zuzuordnen.
6. Navigationsvorrichtung (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich höhenmäßig benachbarte diskrete Höhenwerte um bis zu 1000 Höheneinheiten unterscheiden, und wobei sich Quersummen der den benachbarten Höhenwerten zugeordneten Farbcodes um weniger als 30% voneinander unterscheiden, insbesondere um weniger als 20%, um einen fließenden Farbverlauf zwischen benachbarten Höhenwerten zu erhalten.
7. Navigationsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Navigationsvorrichtung einen elektronischen Speicherbereich mit einer darin gespeicherten Lookup-Tabelle (300; 350; 500; 550) aufweist, in welche zu unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende digitale visuelle Wahrnehmungswerte hinterlegt sind.
8. Navigationsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lookup-Tabelle (300; 350; 500; 550) zu unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende Farbcodes hinterlegt sind, für eine Tag-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit zweidimensionalen Geodäten gemäß
und/oder für eine Nacht-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit
zweidimensionalen Geodäten gemäß
für eine Tag-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit dreidimensionalen Geodäten gemäß Höhe R G B
-1000 ± 500 234 ± 10% 255 ± 10% 217 ± 10%
-200 ± 100 234 ± 10% 255 ± 10% 217 ± 10%
0 ± 50 209 ± 10% 229 ± 10% 197 ± 10%
50 ± 50 209 ± 10% 229 ± 10% 197 ± 10%
100 ± 50 187 ± 10% 206 ± 10% 176 ± 10%
200 ± 100 187 ± 10% 206 ± 10% 176 ± 10%
500 ± 200 149 ± 10% 170 ± 10% 140 ± 10%
1000 ± 500 123 ± 10% 145 ± 10% 1 14 ± 10%
1500 ± 500 102 ± 10% 124 ± 10% 103 ± 10%
2000 ± 500 93 ± 10% 1 12 ± 10% 95 ± 10%
3000 ± 500 1 12 ± 10% 1 17 ± 10% 92 ± 10%
4000 ± 500 134 ± 10% 140 ± 10% 1 10 ± 10%
5000 ± 500 158 ± 10% 165 ± 10% 130 ± 10%
6000 ± 500 193 ± 10% 198 ± 10% 171 ± 10%
7000 ± 500 193 ± 10% 198 ± 10% 171 ± 10%
8000 ± 500 193 ± 10% 198 ± 10% 171 ± 10% und/oder für eine Nacht-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit dreidimensionalen Geodäten gemäß
9. Navigationsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschte Betrachterperspektive über eine veränderte Perspektivenfestlegungsgröße verstellbar ist.
10. Navigationsvorrichtung (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Perspektivenfestlegungsgröße einer Höhe über der Erdoberfläche entspricht, über die ein Betrachtungswinkel zwischen der Betrachtungsrichtung und der
Erdoberfläche einstellbar ist.
1 1 . Navigationsvorrichtung (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Navigationsvorrichtung in dem elektronischen Speicherbereich eine weitere darin gespeicherte Lookup-Tabelle aufweist, in welche zu unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende Betrachtungswinkel gemäß der folgenden Tabelle hinterlegt sind:
1500 km 90 - 10%
2000 km 90 - 10%
2500 km 90 - 10%
12. Fahrzeug umfassend eine Navigationsvorrichtung (100) zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts um eine geografische Position auf der
Erdoberfläche basierend auf digitalen Geodäten, dadurch gekennzeichnet, dass die geografische Position eine aktuelle oder eine gewünschte Fahrzeugposition darstellt.
13. Verfahren zur räumlichen Darstellung eines digitalen Kartenausschnitts um eine geografische Position auf der Erdoberfläche basierend auf digitalen Geodäten, wobei die digitalen Geodäten Höheninformationen aufweisen, mit folgenden Schritten:
Einlesen (S201 ) der digitalen Geodäten;
Einlesen (S202) der Koordinaten der geografischen Position;
Einlesen (S203) einer zu einer gewünschten Betrachtungsrichtung auf die Position korrespondierenden Perspektivenfestlegungsgröße;
Ermitteln (S204), basierend auf der Perspektivenfestlegungsgröße und der geografischen Position, eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung
korrespondierende Koordinatentransformation der Geodäten;
Zuordnen (S205) unterschiedlicher visueller Wahrnehmungswerte zu
unterschiedlichen topografischen Höhenwerten der Geodäten, um eine zu den
Höheninformationen korrespondierende visuell unterschiedlich wahrnehmbare
Projektion der Geodäten zu erhalten; und
Ausgeben (S206) von Ausgabedaten, welche der zu den Höheninformationen korrespondierenden visuell unterschiedlich wahrnehmbaren Projektion der
Geodäten entsprechen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die digitalen Geodäten zweidimensionale Geodäten plus zugeordnete Höhenwerte aufweisen und basierend auf der Perspektivenfestlegungsgröße und der geografischen Position, eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung korrespondierende
zweidimensionale Koordinatentransformation der zweidimensionalen Geodäten ermittelt werden, um den zweidimensionalen Geodäten für unterschiedliche topografische Höhenwerte unterschiedliche visuelle Wahrnehmungswerte zuzuordnen.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die digitalen Geodäten dreidimensional sind, eine zu einer gewünschten virtuellen Lichtquelle
korrespondierende Lichtquellenfestlegungsgröße eingelesen wird, basierend auf der Perspektivenfestlegungsgröße und der geografischen Position eine zu der gewünschten Betrachtungsrichtung korrespondierende dreidimensionale
Koordinatentransformation der Geodäten ermittelt wird und, um den
dreidimensionalen Geodäten für unterschiedliche topografische Höhenwerte unterschiedliche visuelle Wahrnehmungswerte zuzuordnen, und um der dreidimensionalen Projektion der Geodäten abhängig von der
Lichtquellenfestlegungsgröße unterschiedliche Licht- und Schattenbereiche zuzuordnen.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Betrachtungsrichtung, die einem Beobachtungspunkt hinter und oberhalb der geografischen Position entspricht, ein Horizontbereich (904) in einem Bereich des digitalen Kartenausschnitts vorgesehen wird, der durch die
Koordinatentransformation der ursprünglichen Geodäten frei wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass den digitalen Geodäten für einen ersten Höhenwert (302; 352; 502; 552) ein erster digitaler Farbcode (306; 308; 310; 356; 358; 360; 506; 508; 510; 556; 558; 560) zugeordnet wird und den digitalen Geodäten für einen zweiten Höhenwert ( 302; 352; 502; 552) ein zweiter digitaler Farbcode (306; 308; 310; 356; 358; 360; 506; 508; 510; 556; 558; 560) zugeordnet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich höhenmäßig benachbarte diskrete Höhenwerte um bis zu 1000 Höheneinheiten unterscheiden, sich Quersummen der den benachbarten Höhenwerten zugeordnete Farbcodes um weniger als 30% voneinander unterscheiden, um einen fließenden Farbverlauf zwischen benachbarten Höhenwerten zu erhalten.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich höhenmäßig
benachbarte diskrete Höhenwerte um bis zu 1000 Höheneinheiten unterscheiden, sich Quersummen der den benachbarten Höhenwerten zugeordnete Farbcodes um weniger als 20 % voneinander unterscheiden, um einen fließenden Farbverlauf zwischen benachbarten Höhenwerten zu erhalten.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem elektronischen Speicherbereich mit einer darin gespeicherten Lookup-Tabelle (300; 350; 500; 550) zu unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende digitale visuelle Wahrnehmungswerte hinterlegt sind.
21 . Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lookup-Tabelle (300; 350; 500; 550) zu unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende Farbcodes hinterlegt sind, für eine Tag-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit zweidimensionalen Geodäten gemäß
und/oder für eine Nacht-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit zweidimensionalen Geodäten gemäß
für eine Tag-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit dreidimensionalen Geodäten gemäß
und/oder für eine Nacht-Darstellung des digitalen Kartenausschnitts mit dreidimensionalen Geodäten gemäß
2000 ± 500 95 ± 10% 1 19 ± 10% 94 ± 10%
3000 ± 500 120 ± 10% 148 ± 10% 129 ± 10%
10000 ± 5000 158 ± 10% 180 ± 10% 163 ± 10%
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 21 , dadurch
gekennzeichnet, dass die gewünschte Betrachterperspektive über eine veränderte Perspektivenfestlegungsgröße verstellt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die
Perspektivenfestlegungsgröße einer Höhe über der Erdoberfläche entspricht, über die ein Betrachtungswinkel zwischen der Betrachtungsrichtung und der
Erdoberfläche eingestellt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass in dem elektronischen Speicherbereich eine weitere darin gespeicherte Lookup-Tabelle abgelegt wird, in welcher zu unterschiedlichen Höhenwerten korrespondierende Betrachtungswinkel gemäß der folgenden Tabelle hinterlegt sind:
400 km 81 ± 10%
500 km 84 ± 10%
600 km 87 ± 10%
1000 km 90-10%
1500 km 90-10%
2000 km 90-10%
2500 km 90-10%
Computerprogramm mit einem Programmcode zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche Anspruch 13 bis 24, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
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