KR20080032603A - 디지털 지도에서 스트리트의 현실적인 높이 표현 - Google Patents

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KR20080032603A
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마이어 헨드릭
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하만 베커 오토모티브 시스템즈 게엠베하
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Abstract

본 발명은 디지털 지도의 스트리트의 스트리트 벡터를 생성하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 지형 모델의 데이터를 판독하는 단계; 상기 지형 모델의 데이터로부터 판독된 높이 좌표로 스트리트 벡터를 초기화하는 단계; 상기 스트리트의 초기화된 스트리트 벡터에 대한 비용 함수를 계산하는 단계; 적어도 하나의 스트리트 벡터의 높이 좌표를 변화시켜 비용 함수를 최소화하는 단계; 및 상기 비용 함수가 최소화되는 스트리트 벡터를 결정하는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 디지털 지도에 관한 것으로서, 상기 디지털 지도는 스트리트 벡터를 포함하는 스트리트의 적어도 하나의 삼차원 디지털 표현을 포함하며, 상기 스트리트 벡터는 비용 함수가 최소화되도록 높이 좌표를 포함한다.

Description

디지털 지도에서 스트리트의 현실적인 높이 표현{REALISTIC HEIGHT REPRESENTATION OF STREETS IN DIGITAL MAPS}
본 발명은 도심과 풍경을 표현하는 디지털 지도에 관한 것이며, 구체적으로, 디지털 지도, 예를 들어 디지털 도시 지도와 디지털 도로 지도에서 스트리트의 삼차원 표현에 관한 것이다.
도시 지도 및 도로 지도와 같은 디지털 지도가 최근 점점 유행하고 있다. 디지털 지도는 예를 들면 핸드헬드 및 차량용 내비게이션 시스템에서 중요한 건물 블록을 표현한다. 전자 지도는 도로, 건물 및 강과 같은 지도 제작상의 특징물을 표현할 수 있고, 상기 지도 제작상의 특징물과 관련된 데이터를 저장하기 위하여 예를 들면 콤팩트 디스크 또는 디지털 비디오 디스크와 같은 저장 매체를 이용할 수 있다.
최근에는, 디지털 데이터베이스로부터의 데이터를, 많은 운전자들이 훨씬 더 쉽게 이해할 수 있는 로컬 삼차원 투시도로 변환하기 위한 알고리즘을 제공하는 다양한 내비게이션 시스템이 개발되고 있다. 정교한 시스템은 예를 들어, 차량이 접 근하는 교차로를 교차로의 복잡성에 따라 도로에 대해 가변 각도에서 디스플레이할 수 있도록 해준다.
하지만, 스트리트 지도의 이용가능한 공식적으로 제공된 디지털화로 인해, 현재의 디지털 지도는 실질적으로 이차원 표현 만으로 전체 스트리트 네트워크를 포함한다. 그러한 지도에서 스트리트의 높이 정보는 공간적 깊이에 대하여 적절한 치수로 표현하도록 하기 위하여 교차 스트리트 벡터와 관련하여 특정 스트리트의 상대적인 높이에 대한 정보로서만 주어진다.
요즘의 디지털 지도에 포함된 스트리트의 디지털 표현의 스트리트 벡터의 지형학적 높이에 대한 데이터는 이용가능하지 않다. 하지만, 그러한 데이터는 차량 내비게이션 시스템의 지도 데이터베이스에 저장되며 경로 안내를 위해 이용되는 디지털 지도에 있어서는 스트리트의 현실적인 표현에 도움이 될 것이다.
따라서, 보다 상세하고 신뢰할 수 있는 지도 정보를 사용자에게 제공하고, 디지털 지도를 디스플레이하도록 구성된 내비게이션 시스템에 의한 경로 안내를 용이하게 하기 위하여 디지털 스트리트 지도에서 스트리트 높이를 생성하고 구현할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 디지털 지도의 스트리트에 높이 정보를 포함시킬 방법을 제공하고 (다른 스트리트와 비교한 한 스트리트의 상대적인 높이(벡터)뿐만 아니라) 절대적인 스트리트 높이를 나타내는 디지털 지도를 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 목적은 청구항 제1항의 디지털 지도(물리적 스트리트의 디지털 표현)의 스트리트의 스트리트 벡터를 생성하는 방법에 의해 달성되며, 상기 방법은
지형 모델(terrain model)의 데이터를 판독하는 단계;
상기 지형 모델의 데이터로부터 판독된 높이 좌표로 상기 스트리트 벡터를 초기화하는 단계;
상기 스트리트의 초기화된 스트리트 벡터에 대한 비용 함수를 계산하는 단계;
적어도 하나의 스트리트 벡터의 높이 좌표를 변화시켜 상기 비용 함수를 최소화하는 단계; 및
상기 비용 함수가 최소화되는 스트리트 벡터를 결정하는 단계를 포함한다.
본 출원에서 물리적 스트리트를 표현하는 디지털 지도의 스트리트는 노트(knots) 및 이들 노트를 연결하는 다각형 요소(polygonal elements)를 포함하는 것으로 가정된다. 후자는 본원에서 스트리트 벡터로서 표시된다. 각각의 스트리트 벡터는 출발점과 종단점을 갖고 있다.
지형 모델(terrain model)은 삼차원 모델, 예를 들어, 레이저 스캐닝에 의해 얻어진 디지털 모델이다. 공공기관 및 기업들에 의해 다양한 지형학적 지형 모델이 제공된다. 원칙적으로, 디지털 지형 모델은 규칙적으로 또는 불규칙적으로 간격을 갖는 수평적 간격의 그라운드 위치를 위한 지형 상승으로 구성된 디지털 파일이다. 디지털 지형 제품은 지형 기울기, 기울기의 방향 및 선택된 지점 사이의 지형 프로화일을 나타내는 삼차원 디지털 지도의 생성에 이용될 수 있다. 본 발명에 이용되는 지형 모델은 지형 모델에 포함된 구성요소의 좌표, 특히 높이 좌표의 정보를 포함한다.
본 발명 방법에 따라, 상기 사용된 지형 모델로부터 판독된 높이 좌표 데이터에 의해 스트리트의 스트리트 벡터가 먼저 생성된다(초기화된다). 이것은 어떤 스트리트의 스트리트 벡터가 상기 지형 모델에서 표현된 대응 위치의 높이 프로화일에 부합하며 그 프로화일과 평면상임을 의미한다. 특히, 상기 지형 모델에서 스트리트 벡터의 높이 좌표와 지형학적 요소(예컨대, 언덕과 계곡)의 각 섹션에는 차이가 없다. 표면 평면, 예컨대 투영된 카르테시안 평면(Cartesian plane)내의 스트리트의 이차원 좌표, 특히 서-동 및 북-남 좌표는 기존의 이차원 지도 데이터로부터 판독될 수 있다.
상기 스트리트 벡터의 초기화 후, 즉 상기 지형 모델에 대응하는 높이 좌표를 이용한 스트리트 벡터의 생성 후, 상기 스트리트 벡터에 대한 비용 함수가 계산된다. 특히, 상기 스트리트 벡터에 의해 만들어진 전체 스트리트에 대한 비용 함수가 계산될 수 있다. 상기 비용 함수는 상기 스트리트 벡터에 따라 물리적 스트리트를 건설하기 위한 실제 비용의 추정치를 반영한다. 상기 비용 함수는 바람직하게는 터널 및/또는 다리에 대한 건설 비용 및/또는 스트리트 벡터의 초기화를 위해 이용된 높이 좌표(즉, 스트리트 벡터를 초기화하기 위해 이용되는 지형 모델로부터 취해진 높이 좌표)와 관련하여 스트리트 높이의 상승 및/또는 하강에 대한 비용의 추정치를 포함할 수 있다.
상세하게는, 상기 비용 함수는 터널의 길이 및 깊이 및/또는 다리의 길이와 높이 및/또는 결정된 스트리트 벡터로 인한 스트리트의 높이 프로화일과 지형 모델의 대응하는 높이 프로화일의 차이(초기화된 스트리트 벡터의 경우 이 차이는 초기화 과정의 정의마다 제로임)에 의해 정의된 면적 및/또는 부피를 기초로 계산될 수 있다.
상기 비용 함수는 바람직하게는 지형 모델에 의해 제공되는 지질학적 현실물, 예컨대 바위 또는 지하수 테이블에 대한 정보를 고려할 수 있다.
본 발명의 주요 양태는 상기 스트리트 벡터의 높이 좌표를 변화시켜 상기 비 용 함수를 최소화하는 것이다. 먼저, 하나 이상의 초기화된 스트리트 벡터의 높이 좌표가 수정된다. 상기 최소화 과정 중에, 이미 수정된 스트리트 벡터의 높이 좌표가 추가로 수정될 수 있다. 상기 비용 함수에 의해 나타내지는 비용이 최소화되는 스트리트 벡터가 결정된다. 이렇게 결정된 스트리트 벡터는 지형학적 높이에서 이전에는 가능하지 않았던 높은 정확성으로 스트리트가 지도에서 표현될 수 있도록 해준다. 상기 방법은 완전히 자동으로 수행될 수 있으므로, 정확한 삼차원 스트리트 지도가 효율적으로 그리고 경제적으로 생성될 수 있다.
다른 스트리트들의 스트리트 벡터가 교차하는 스트리트 벡터의 모든 교차 지점의 높이 좌표는 상기 스트리트 벡터의 높이 좌표의 변화에 의한 비용 함수의 최소화 단계에서 유지될 수 있다. 이에 의해, 이 스트리트의 스트리트 벡터의 높이 좌표를 변화시켜 특정 스트리트에 대한 비용 함수를 최소화시킴으로써 이 스트리트를 교차하는 다른 스트리트의 스트리트 벡터가 수정되는 것을 피할 수 있다. 하지만, 좁은 한계 내에서 교차 지점의 일부 변화를 허용하는 것이 바람직할 수 있다.
한 가지 실시예에 따라서, 스트리트 벡터를 생성하는 방법은 추가로
a) 상기 스트리트 벡터의 각각의 경사도를 계산하는 단계;
b) 상기 계산된 경사도가 미리 정해진 하한 및 상한 이내에 있는지를 결정하는 단계;
c) 상기 미리 정해진 하한 미만 또는 상기 미리 정해진 상한을 초과하는 경 사도를 갖는 스트리트 벡터의 각각의 출발점 및/또는 종말점의 높이 좌표를 수정하는 단계;
d) 단계 c)에서 수정된 높이 좌표로 스트리트 벡터 각각의 경사도를 계산하고 이 계산된 경사도가 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있는지를 결정하는 단계;
e) 상기 스트리트 벡터 각각의 계산된 경사도가 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있을 때까지 상기 c) 단계와 d) 단계를 실행하는 단계를 포함하며,
상기 비용 함수는 상기 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있는 경사도를 갖는 스트리트 벡터의 높이 좌표만을 변화시켜 최소화된다.
다른 실시예에 따라서, 스트리트 벡터를 생성하는 방법은 추가로
a) 스트리트 벡터의 서브세트의 전체 경사도 또는 스트리트의 모든 스트리트 벡터의 전체 경사도를 계산하는 단계;
b) 상기 계산된 전체 경사도가 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있는지를 결정하는 단계;
c) 상기 계산된 전체 경사도가 상기 미리 정해진 하한 미만이거나 상기 미리 정해진 상한을 초과하면, 상기 전체 경사도가 계산되는 스트리트 벡터 중 적어도 하나의 스트리트 벡터의 출발점 및/또는 종말점의 높이 좌표를 수정하는 단계;
d) 상기 전체 경사도가 미리 정해진 하한 및 상한 이내에 있을 때까지 상기 a) 단계 내지 c) 단계를 실행하는 단계를 포함하며,
상기 비용 함수는 상기 전체 경사도가 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있는 스트리트 벡터의 높이 좌표만을 변화시켜 최소화된다.
상기 스트리트 벡터의 서브 세트는 두 개의 교차 지점 사이의 스트리트 벡터로 구성될 수 있다. 상기 전체 경사도는 개별 스트리트 벡터의 경사도로부터 계산되며 스트리트 또는 스트리트 세그먼트의 그럴듯한 높이 프로화일을 추정하기 위한 또다른 보다 유용한 척도를 나타낸다.
경사도의 계산을 포함하는 두 실시예의 전술한 a) 내지 e) 단계는, (수정된 높이 좌표에 의해) 이미 수정된 스트리트 벡터 뿐만 아니라 상기 초기화된 스트리트 벡터를 변화시켜 비용 함수의 최소화가 실행되기 전에 실행될 수 있다는 것에 유의하여야 한다.
경사도(기울기)를 결정하고 미리 정해진 범위 밖의 경사도를 보여주는 스트리트 벡터 각각의 출발점 및/또는 종말점을 변화시킴으로써 타당성 체크가 실행된다. 이것은 상기 지형 모델이 지형에서 강한 국부적 변화를 나타내는 경우, 예컨대 디지털화된 별도의 지형 모델의 이웃한 지점의 높이(고도)에서 상당한 이산 점프를 나타내는 경우 특히 유용하다. 상기 타당성 체크는 또한 빌딩의 크기가 표면 고도에 더해질 때 도시 영역에 대하여 중요하다.
상기 미리 정해진 하한 미만 또는 미리 정해진 상한보다 큰 게산된 경사도를 갖는 스트리트 벡터 각각의 출발점 및/또는 종말점의 높이 좌표는 특히, 미리 정해진 값, 예컨대 채용된 별도의 좌표 값 중 하나만큼 증감될 수 있다.
본 발명에 따라 스트리트 벡터가 생성될 디지털 지도의 스트리트의 스트리트 클래스가 결정될 수 있으며 상기 하한 및 상한은 상기 결정된 스트리트 클래스를 기초로 정해질 수 있다. 스트리트 클래스의 일반적인 예는 주 스트리트, 부 스트리트, 국도, 지방도로 등이다. 다른 클래스에 대해서는, 허용가능한 경사도가 다른 하한 및 상한이 선택되는 것이 유익하다. 상기 클래스는 스트리트 벡터의 생성을 위해 제공되고 이용되는 이차원 지도의 데이터를 기초로 결정될 수 있다.
상기 스트리트 클래스의 결정은 특히, 고려되는 스트리트가 클로토이드(clothoid) 모델에 따라 건설되는지 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 클로토이드 모델에 따라 건설된 스트리트는 하나 이상의 특정 클래스로 분류될 수 있다. 고려되는 스트리트가 속하는 클래스를 결정하는 것은 상기 스트리트가 클로토이드 모델에 따라 건설되는지 여부를 분석하여 수행될 수 있다.
클로토이드에 의해 구축되는 곡선의 파라미터 및 곡선의 파라미터의 유일한 함수적 의존성, 즉, 아크 길이, 반경, 탄젠트 각도, 클로토이드 파라미터 및 곡률은 상기 "클로토이드 모델"이라는 용어에 의해 이해된다. 보다 구체적으로는, 클로토이드는 사이클로이드(cycloid)의 서브클래스를 나타내는 기하학적 곡선이며 아 크 길이 L에 비례하는 곡률 C를 특징으로 한다: C = L/A2(이때 A는 흔히 클로토이드 파라미터 A로 불린다).
잘 디자인되고 구축된 도로는 클로토이드 모델을 따르므로, 클로토이드에 의한 실제 도로와 스트리트의 수치적 모델링 및 디지털 표현은, 차량이 통과하는 곡선의 곡률과 같은 곡선 파라미터에 대한 신뢰성 있는 정확한 정보를 얻을 수 있도록 해준다. 또한, 클로토이드 모델에 따라 구축된 스트리트의 경사도는 잘 정의된 한계 내에 있을 것으로 예상된다. 독일에서는, 예를 들어, 1984년부터 주 스트리트와 도로는 클로토이드에 의해 디자인되고 건설된다.
본 발명은 또한 전술한 본 발명의 방법의 실시예의 단계를 실행하기 위한 컴퓨터-실행가능한 명령어를 가진 하나 이상의 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다.
전술한 목적은 또한 디지털 스트리트 지도에 의해 달성되는데, 이 지도는 스트리트 벡터를 포함하는 스트리트의 적어도 하나의 삼차원 디지털 표현을 포함하며, 상기 스트리특 벡터는 비용 함수가 최소화되도록 높이 좌표를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 비용 함수는 전술한 예 중 하나에 따라 계산될 수 있다(상세 사항에 대해서는, 후술하는 실시예의 상세한 설명을 참고). 특히, 상기 비용 함수는 터널의 길이와 깊이 및/또는 다리의 길이와 높이 및/또는 결정된 스트리트 벡터로 인한 스트리트의 높이 프로화일과 청구항 11에서 디지털 지도를 위한 스트리트 벡터를 생성하는 과정 중에 상기 비용 함수를 최소화시키기 위해 수정된 초기 스트리트 벡터를 결정하기 위해 이용된 지형 모델의 대응 높이 프로화일의 차이에 의해 규정되는 면적 및/또는 부피를 기초로 계산될 수 있다. 따라서, 디지털 지도(물리적 스트리트의 표현)의 스트리트는 비용 최소화를 특징으로 한다.
상기 디지털 지도의 한 가지 실시예에 따르면, 적어도 하나의 스트리트의 두 개의 교차 지점(이 지점에서 다른 스트리트들의 스트리트 벡터가 교차함) 사이의 각 섹션은 미리 정해진 하한 및 상한 이내에 있는 경사도를 가지며 및/또는 적어도 하나의 전체 스트리트는 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있는 전체 경사도를 가지며 및/또는 스트리트 벡터 각각은 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있는 경사도를 갖는다.
더욱이, 상기 미리 정해진 하한과 상한은 적어도 하나의 스트리트가 속하는 스트리트 클래스를 기초로 및/또는 적어도 하나의 스트리트가 클로토이드 모델(상기 설명 참조)에 따라 구축되는지 여부에 대한 결정을 기초로 결정된다. 클로토이드 모델에 따라 구축된 스트리트는 다른 무엇보다도 예를 들어, 주 스트리트 및 부 스트리트와 같은 스트리트 클래스를 나타낼 수 있다.
상기 디지털 지도는 특히, 내비게이션을 위해 이용되는 디지털 스트리트 지도일 수 있다. 따라서, 상기 디지털 지도는 차량 내비게이션 시스템의 지도 데이터베이스에 저장될 수 있다. 본 발명은 또한 내비게이션 시스템, 특히 전술한 예 중 하나에 따른 디지털 지도를 저장하는 지도 데이터베이스를 포함하는 차량 내비게이션 시스템을 제공한다.
본 발명의 추가의 특징과 효과는 도면을 참고로 설명한다. 상세한 설명에서 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하기 위한 첨부 도면을 참고한다. 이러한 실시예는 본 발명의 전체 범위를 나타내는 것은 아니라는 점을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 한 가지 예에 따라서, 디지털 지도에 포함된 스트리트의 스트리트 높이 프로화일을 예시한다. 상기 스트리트는 교차 지들(서로 다른 스트리트의 스트리트 벡터가 교차하는 지점) 사이에서 다각형을 형성하는 스트리트 벡터에 의해 구축된다. 실선(1)은 지형 모델을 기초로 스트리트 벡터를 초기화하여 주어지는 스트리트 높이 프로화일을 나타낸다(개별 스트리트 벡터는 도 1에서 구별되지 않는다). 지형 모델의 데이터가 판독되고 그에 따른 높이(z-) 좌표가 초기 스트리트 벡터에 대해 이용된다.
지형 모델은 공공기관(oficial providers)에 의해 제공되는 다양한 디지털 모델로부터 선택될 수 있다. 디지털 지형 모델, 예컨대 레이저-스캔된 디지털 지형 모델은 예를 들어 미국 상무부 및 대응하는 유럽 정부 부처 등 뿐만 아니라 지방 정부 및 연방 정부에 의해 제공된다.
초기 스트리트 벡터는 비용 함수의 계산에 의해 본 발명에 따라 수정된다. 본 예에서 스트리트는 산악 지역에 위치한다. 따라서, 다리와 터널의 건설 비용이 추정된다. 상기 비용은 특히, 터널의 길이와 깊이 뿐만 아니라 다리의 길이와 높이에 의해 주어진다. 실제 도로의 건설은 건설 비용을 고려하여 실시되는 것으로 예상된다. 따라서, 실제 스트리트 높이 프로화일은 터널과 다리에 대한 비용을 추정함으로써 얻어질 수 있다.
본 예에서, 도 1에 예시된 스트리트 섹션을 나타내는 모든 스트리트 벡터에 대한 전체 비용 함수가 최소화된다. 전체 비용 함수 C는 특히, N개의 다리에 대한 건설 비용
Figure 112007071938223-PAT00001
및 M개의 터널에 대한 건설 비용
Figure 112007071938223-PAT00002
의 계산을 포함한다. 여기서, 사실상 이들 비용은 상관된 비용인 것으로 예상된다. 따라서, 최소화되어야 할 비용 함수는 하기와 같이 계산될 수 있다.
C =
Figure 112007071938223-PAT00003
상기 식에서, LB ,i와 LT ,j는 각각 i 번째 다리와 j 번째 터널의 길이를 나타내며, HPB ,i, HPT ,j와 HPTM은 각각 다리, 터널 및 사용된 지형 모델의 높이 프로화일 함수 (z(x,y))를 나타낸다. 적분은 터널과 다리에 의해 커버되는 면적 요소 dydy를 갖는 표면적에 대해 실행된다.
본 예에서, C의 최소화는 도 1에서 이중 점선으로 표시된 두 개의 터널(2) 및 이중 실선으로 표시된 다리(3)에 의해 상기 지형 모델과 상이한 스트리트 벡터에 대해 얻어진다. 따라서, 디지털 지도에 포함된 스트리트 섹션은 터널(2)과 다리(3)를 포함한다. 만일 사실상 실제 스트리트가 비용을 고려하여 건설된다면, 비용 함수 C를 최소화시켜 얻어진 스트리트 벡터에 의해 주어진 디지털 스트리트는 당업계에서 이용가능하지 않았던 매우 높은 정확성으로 물리적 스트리트의 높이 프로화일을 현실적으로 표현한다.
도 2는 디지털 지도의 스트리트의 스트리트 벡터를 생성하기 위한 본 방법의 한 가지 예를 나타내는 플로우 차트이다. 데이터가 지형 모델로부터 판독된다(10). 상기 데이터는 특히, 지형 모델로부터 취한 높이 좌표로 스트리트 벡터를 생성하여 스트리트 벡터를 초기화하는 데(11) 이용되는 높이 좌표를 포함한다).
물리적 스트리트의 원하는 디지털 표현을 구성하는 스트리트 벡터에 대해 비 용 함수가 계산된다. 전술한 다리와 터널에 대한 건설 비용에 대한 정보 외에도 본 예에 따른 비용 함수는 지형 모델
Figure 112007071938223-PAT00004
에 의해 주어진 표면으로부터 스트리트 표면의 거리에 의해 주어지는 기여분을 포함하며, 상기 모델에서 HPstreet는 스트리트의 높이 프로화일을 나타낸다. 이 기여분은 굴착되거나 퇴적된 땅의 양을 추정한다.
이들 스트리트 벡터는 비용 함수가 최소화되는 디지털 지도에 포함될 스트리트에 대해 결정된다(13). 후속하여, 스트리트의 현실적인 삼차원 코스가 디스플레이되도록, 원하는 스트리트를 구성하는 상기 결정된 스트리트 벡터가 디지털 지도에 저장되고 삽입된다.
도 3은 디지털 지도의 스트리트의 스트리트 벡터를 생성하기 위한 본 방법의 다른 예를 예시하는 플로우 차트이다. 이용가능한 지형 모델의 데이터에 기초하여 스트리트 벡터는 다시 초기화된다(20). 이것은 스트리트 벡터가 지형 모델에 부합하며 그 모델과 평면임을 의미한다(지형 모델의 높이 레벨과 스트리트 벡터 사이에 높이 차이 없음).
다음에, 모든 스트리트 벡터의 경사도가 계산된다(21). 이 예에서, 개별 스트리트 벡터는 평면 좌표 x, 기울기 s 및 상수 g를 갖는 높이 좌표 z = sx + g를 갖는 선형 함수에 의해 표현된다. 경사도의 계산은 기울기 s를 결정함으로써 수행된다. 기울기는 x와 관련하여, 수치적으로 수행된 z의 유도에 의해 결정될 수 있다.
각 스트리트 벡터에 대하여, 상기 결정된 경사도는 미리 정해진 하한 및 상한과 비교된다. 이들 한계는 상이한 스트리트 클래스에 대해 상이하게 선택된다. 예를 들어, 주 도로, 부 도로, 고속도로 등의 클래스에 대해 한계가 선택된다. 또한, 스트리트는 클로토이드 모델(상기 참조)에 따라 건설된 스트리트와 이 방식으로 건설되지 않은 스트리트로 나눠질 수 있다.
경사도에 대한 한계가 상기 계산된 스트리트 벡터의 경사도 중 일부에 의해 관찰되지 않으면, 이들 스트리트 벡터는 일부 미리정의된 값만큼 각 스트리트 벡터의 출발점 및/또는 종말점의 높이 좌표의 값을 증감시킴으로써 수정된다(22). 상기 값은 수정될 스트리트 벡터의 출발점의 높이 좌표의 값과 이 스트리트 벡터의 종말점의 높이 좌표의 값 사이의 차이의 일부 퍼센티지로 주어질 수 있다.
출발점과 종말점을 증감시킴으로써 각 스트리트 벡터를 수정한 후, 경사도가 다시 계산되고 다시 그 경사도가 상한을 초과하거나 또는 하한 미만에 해당하는 지 여부가 체크된다. 만일 경사도의 값이 여전히 미리 정해진 허용범위 내에 존재하지 않을 경우, 미리 정해진 한계가 관찰될 때까지 상기 출발점/종말점의 수정이 반 복된다.
이어서, 미리 정해진 허용 범위 내의 경사도를 갖는 스트리트 벡터에 의해 주어진 스트리트의 전체 코스의 비용이 계산된다. 비용의 계산은 특히, 터널과 다리의 건설 비용의 계산을 포함한다(23). 비용은 스트리트 벡터의 높이 좌표를 변화시킴으로써 최소화된다(24). 이들 스트리트 벡터는 전체 비용이 최소화되는 디지털 지도 내의 물리적 스트리트를 나타내도록 결정된다.
도 1은 터널 및 다리에 대한 비용을 포함하는 비용 함수를 최소화시켜 본 발명의 실시예에 따라 생성된 스트리트 프로화일을 보여준다.
도 2는 본 발명의 한 가지 예에 따라 최소화된 비용 함수를 기초로 디지털 지도에 스트리트를 삽입하는 것을 예시하는 플로우 차트를 보여준다.
도 3은 본 발명의 한 가지 예에 따라서, 최소화된 비용 함수에 기초한 스트리트 벡터의 결정 및 스트리트 벡터의 경사도의 계산을 예시하는 플로우 차트를 보여준다.

Claims (15)

  1. 지형 모델의 데이터를 판독하고;
    상기 지형 모델의 판독된 데이터에 포함된 높이 좌표로 스트리트 벡터를 초기화하며;
    상기 스트리트의 초기화된 스트리트 벡터에 대한 비용 함수를 계산하고;
    적어도 하나의 스트리트 벡터의 높이 좌표를 변화시켜 상기 비용 함수를 최소화하며;
    상기 비용 함수가 최소화되는 스트리트 벡터를 결정하는 것
    을 포함하는, 디지털 지도의 스트리트의 스트리트 벡터를 생성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비용 함수를 최소화하는 단계 중에 다른 스트리트들의 스트리트 벡터가 교차하는 스트리트 벡터의 모든 교차 지점의 높이 좌표를 유지하는 것을 더 포함하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    a) 상기 스트리트 벡터 각각의 경사도를 계산하고;
    b) 상기 계산된 경사도가 미리 정해진 하한 및 상한 이내에 있는지를 결정하며;
    c) 상기 미리 정해진 하한 미만이거나 상기 미리 정해진 상한을 초과하는 경 사도를 갖는 스트리트 벡터 각각의 출발점 및/또는 종말점의 높이 좌표를 수정하고;
    d) c) 단계에서 수정된 높이 좌표로 상기 스트리트 벡터 각각의 경사도를 계산하고 상기 계산된 경사도가 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있는지를 결정하며;
    e) 상기 스트리트 벡터 각각의 계산된 경사도가 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있을 때까지 상기 c) 단계 및 d) 단계를 실행하는 것
    을 더 포함하고,
    상기 비용 함수는 상기 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있는 경사도를 갖는 스트리트 벡터의 높이 좌표만을 변화시켜 최소화되는 것인 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    a) 스트리트 벡터의 서브세트의 전체 경사도 또는 모든 스트리트 벡터의 전체 경사도를 계산하고;
    b) 상기 계산된 전체 경사도가 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있는지를 결정하며;
    c) 상기 계산된 전체 경사도가 미리 정해진 하한 미만이거나 미리 정해진 상한을 초과하면, 상기 전체 경사도가 계산되는 스트리트 벡터 중 적어도 하나의 스트리트 벡터의 출발점 및/또는 종말점의 높이 좌표를 수정하고;
    d) 상기 전체 경사도가 미리 정해진 하한 및 상한 이내에 있을 때까지 상기 a) 내지 c) 단계를 실행하는
    것을 더 포함하며,
    상기 비용 함수는 상기 전체 경사도가 상기 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있는 스트리트 벡터의 높이 좌표만을 변화시켜 최소화되는 것인 방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 미리 정해진 하한 미만 또는 미리 정해진 상한을 초과하는 계산된 경사도를 갖는 스트리트 벡터의 각각의 출발점 및/또는 종말점의 높이 좌표가 미리 정해진 값만큼 증감되는 것인 방법.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 스트리트의 스트리트 클래스가 결정되며 상기 결정된 스트리트 클래스를 기초로 상기 하한과 상한이 미리 정해지는 것인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 스트리트 클래스를 결정하는 단계는 상기 스트리트가 클로토이드 모델에 따라 구축되는지 여부를 결정하는 것을 포함하는 것인 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비용 함수는 터널 및/또는 다리에 대한 비용 및/또는 스트리트 벡터의 초기화에 이용된 높이 좌표와 관련하여 스트리트 높이의 상승 및/또는 하강에 대한 비용을 포함하는 것인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 비용 함수는 터널의 길이와 깊이 및/또는 다리의 길이 와 높이 및/또는 상기 결정된 스트리트 벡터로 인한 스트리트의 높이 프로화일과 상기 지형 모델의 대응 높이 프로화일의 차이에 의해 규정되는 면적 및/또는 부피를 기초로 계산되는 것인 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법의 단계를 실행하기 위한 컴퓨터-실행가능한 명령어를 갖는 한 이상의 컴퓨터 판독 가능한 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  11. 스트리트 벡터를 포함하는 스트리트의 적어도 하나의 삼차원 디지털 표현을 포함하며, 상기 스트리트 벡터는 비용 함수가 최소화되도록 높이 좌표를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 스트리트 지도.
  12. 제11항에 있어서, 상기 비용 함수는 터널의 길이와 깊이 및/또는 다리의 길이와 높이 및/또는 스트리트의 높이 프로화일과 지형 모델의 대응 높이 프로화일의 차이에 의해 규정되는 면적 및/또는 부피에 의한 기여분을 포함하는 것인 디지털 지도.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스트리트의 두 교차 지점 사이의 각 섹션이 미리 정해진 하한 및 상한 이내에 있는 경사도를 가지며 및/또는 적어도 하나의 전체 스트리트는 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있는 전체 경사도 를 가지며 및/또는 상기 스트리트 벡터의 각각은 미리 정해진 하한과 상한 이내에 있는 경사도를 갖는 것인 디지털 지도.
  14. 제13항에 있어서, 상기 스트리트는 스트리트 클래스로 나눠지며 상기 미리 정해진 하한 및 상한은 적어도 하나의 스트리트가 속하는 스트리트 클래스에 기초하여 결정되고, 및/또는 적어도 하나의 스트리트가 클로토이드 모델에 따라 구축되는지 여부의 결정에 기초하여 결정되는 것인 디지털 지도.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항의 디지털 지도를 포함하는 지도 데이터베이스를 포함하는 내비게이션 시스템, 특히 차량 내비게이션 시스템.
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