KR20120122939A - 데이터베이스 생성 방법, 네비게이션 장치, 및 높이 정보 판정 방법 - Google Patents
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Abstract
네비게이션 장치에서 사용하기 위한 데이터베이스(10)를 생성하는 방법에서, 각각 타일링의 한 타일에 연관되는 제 1 데이터 구조(11)에 엔트리들(13-18)이 생성된다. 각각의 타일 상에 3차원 지형을 적어도 한 기정의된 타일 패턴과 비교에 기초하여, 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자(19) 혹은 각각의 타일 상에 지형을 기술하는 데이터가 엔트리에 저장된다. 데이터베이스(10)를 사용하여 높이 좌표를 판정하는 방법 및 데이터베이스(10)를 포함하는 네비게이션 장치가 또한 제공된다.
Description
발명의 실시예들은 네비게이션 장치들에서 높이 정보의 사용에 연관된 방법들 및 장치들에 관한 것이다. 특히, 발명의 실시예들은 네비게이션 장치를 위한 데이터베이스를 생성하는 방법, 네비게이션 장치 및 지형에 대한 높이 정보를 판정하는 방법에 관한 것이다. 특히, 발명의 실시예들은 지형의 3차원 표현들을 출력하기 위해 사용될 수 있는 이러한 장치들 및 방법들에 관한 것이다.
지형에 대한 높이 정보는 네비게이션 장치들에서 점점 더 널리 사용되고 있다. 이러한 높이 정보가 사용될 수 있는 한 예시적인 분야는 3차원 지도들의 출력이다. 전자 지도들을 출력하기 위해 광학 출력 장치들이 사용될 수 있다. 전자 지도들은 소형 및/또는 휴대 장치들의 스크린들 상에 디스플레이될 수 있기 때문에, 이들은 다목적이고 간결한 이점이 있다. 3차원(3D) 지도들, 즉 원근적 표현들은 이들의 고 인식 특성 때문에 사용자에게 특히 가치가 있을 수 있다. 즉, 교차로와 같은 주위 영역의 인식은 통상의 2차원 표현과 비교해 볼 때 3차원 지도가 출력될 때 용이해질 수 있다.
높이 정보가 사용될 수 있는 또 다른 예시적 분야는 네비게이션 응용들 또는 운전자 지원을 포함한다. 예를 들어, 연료소비 비용들과 같은 경로 탐색에서 사용되는 각종 비용 기능들은 포함할 높이 차이에 좌우될 수 있다. 높이 정보는 경로 횡단시 포함되는 높이 차이가 판정될 수 있게 한다. 고도 차이가 연료소비 또는 그 외의 운전자 지원 기능들에 미치는 영향이 고려될 수 있다.
이러한 높이 정보를 이용하기 위해서, 표면 기하형태에 관한 정보가 네비게이션 장치에 저장되어야 한다. 다양한 제약들이 고려될 필요가 있다. 한편으로는 저장공간 요건들이 적당하게 유지되어야 한다. 다른 한편으로, 3차원 지형을 나타내는 데이터는 계산자원들 및 시간들이 네비게이션 장치에서 쉽게 활용될 수 있게 하면서 원근적 뷰들이 생성될 수 있게 하는 포맷을 가져야 한다. 이를 위해서, 표면 구조는 디지털 고도 모델(Digital elevation model, DEM) 데이터로서 저장될 수 있다. DEM 데이터는 각각 TIN들인 삼각형 패치들을 포함할 수 있다. 이것은 DEM 데이터를 사용한 런 타임에서 지형의 표현이 효율적으로 생성될 수 있게 한다.
지형의 고성능 시각화를 위한 다양한 기술들은 DEM 데이터가 확장된 영역을 끊김이 없이 다룰 것을 요구한다. 즉, DEM 데이터가 전혀 사용될 수 없는 어떠한 홀들(hole) 또는 갭들이 없어야 한다. 종래의 수법들에서, 이 요건은 어떠한 높이 변화들도 없는 지역들을 위해 현저한 양의 저장공간이 사용되는 것을 야기할 수 있다. 이것은 특히 런 타임에서 성능을 향상시키기 위해 타일링이 사용되는 경우에 나타난다.
따라서, DEM 데이터에 대한 저장공간 요건들이 감소될 수 있게 하는 방법들 및 네비게이션 장치들에 대한 필요성이 있다. 특히 데이터를 구성하기 위해 타일링 을 사용하며 DEM 데이터를 위한 저장공간 요건이 감소될 수 있게 하는 이러한 방법들 및 장치들에 대한 필요성이 있다.
이 필요성은 독립 청구항들에 인용된 방법들 및 네비게이션 장치에 의해 해결된다. 종속 청구항들은 실시예들을 정의한다.
일면에 따라서, 네비게이션 장치를 위한 데이터베이스를 생성하는 방법이 제공된다. 3차원 지형을 정의하는 데이터가 인출(검색)된다. 인출된 데이터에 기초하여, 복수의 타일들을 포함하는 타일링을 사용하여 제 1 데이터 구조가 생성된다. 타일링의 각 타일에 대해, 엔트리가 제 1 데이터 구조에 각각 생성된다. 타일에 대한 엔트리를 생성하기 위해서, 각각의 타일에 내포된 3차원 지형의 부분은 제 2 데이터 구조에 포함된 적어도 한 기정의된 타일 패턴과 비교된다. 비교 결과에 기초하여, 3차원 지형의 부분을 정의하는 데이터 또는 제 2 데이터 구조에 포함된 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자 중 하나가 엔트리에 저장하기 위해 선택된다. 제 1 데이터 구조 및 제 2 데이터 구조는 데이터베이스에 저장된다.
방법에서, 각각의 타일에 3차원 지형의 부분을 정의하는 완전한 한 세트의 DEM 데이터를 데이터베이스에 저장하는 것이 항시 필요한 것은 아니다. 타일에 대한 지형을 기정의된 타일 패턴 또는 기정의된 타일 패턴들과 비교에서 서로에 대해 정점들의 적어도 측방 위치들에 일치가 있음을 보인다면, 모든 정점들의 3개씩의 좌표를 포함하는 전체 정보보다는 각각의 기정의된 타일 패턴에의 포인터를 저장하는 것만으로 충분할 수 있다. 이것은 빈번히 발생하는 타일 패턴들에 대해 저장공간이 절약될 수 있게 한다. 예를 들어, 지형이 임의의 현저한 높이 변화를 나타내지 않는 타일들은 평탄한 지형을 정의하는 타일 패턴에의 포인터에 의해 표현될 수 있다. 타일링이 데이터를 구성하는데 여전히 사용되어 이에 따라 연관된 수행 이점들을 유지하면서도, 저장공간 요건들이 감소될 수 있다. 평탄한 지형 혹은 소수의 평면의 면들만을 갖는 지형과 같은 복수의 서로 다른 타일들에서 발견되는 기정의된 타일 패턴은 단지 한 번만 저장되어야 한다.
엔트리에 저장되는 "3차원 지형의 부분을 정의하는 데이터"는 이것에 제 2 데이터 구조로부터의 정보가 결합될 필요없이, 자체가 3차원 표면을 완전히 묘사할 수 있는 데이터이다.
3차원 지형을 정의하는 표면 메시의 정점들의 좌표는 3차원 지형을 정의하는 데이터로부터 인출되거나 3차원 지형을 정의하는 데이터에 기초하여 생성될 수 있다. 정점들 각각은 3차원 정보가 활용될 수 있도록 한 쌍의 측방 좌표 및 높이 좌표를 각각 갖는다. 타일링의 각 타일에 대해서, 제 1 데이터 구조 내 엔트리는 타일 상에 위치된 표면 메시의 모든 정점들의 측방 좌표가 각각의 기정의된 타일 패턴에 정점들의 측방 좌표에 대응한다면 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자를 포함하게 각각 생성될 수 있다. 복수의 기정의된 타일 패턴들이 있다면, 식별자는 표면 메시의 정점들의 측방 좌표가 기정의된 타일 패턴의 좌표에 대응하는 한 기정의된 타일 패턴에 대해 저장될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 측방 좌표는 중력 벡터에 직교하는 두 방향들의 좌표이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 타일 상의 정점들의 상대적 측방 좌표는 모든 정점들의 쌍들 간에 거리 벡터들의 상대적 위치들, 즉, x- 및 y-좌표가 타일 상의 표면 메시 및 기정의된 타일 패턴 둘 다에 대해 동일하다면 기정의된 타일 패턴에 정점들의 측방 좌표에 "대응한다".
따라서, 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자는 각각의 타일에 대한 토폴로지를 기술하기 위해 저장될 수 있다. 표면 메시의 토폴로지(즉, 이것이 x-y-평면으로의 투영)와 기정의된 타일 패턴 간에 일치는 토폴로지 정보를 포함하는 기정의된 타일 패턴에 식별자를 저장함으로써 저장공간이 감소될 수 있게 한다. 이것은 이러한 식별자들이 더 많은 수의 타일들에 대해 사용될 수 있게 한다.
타일링의 타일에 대해서, 3차원 지형의 부분을 정의하는 데이터 혹은 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자가 저장될 것인지에 관한 판단은 표면 메시의 토폴로지에 기초하여 행해질 수 있다. 토폴로지는 각각의 타일에서 표면 메시의 정점들의 측방 좌표에 의해 정의된다. 토폴로지는 x-y-평면에의 표면 메시의 투영일 수 있다. 3차원 지형의 부분을 정의하는 데이터 혹은 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자가 저장될 것인지에 관한 판단은 타일에 표면 메시의 토폴로지가 기정의된 타일 패턴과 일치하는지 여부에 기초하여 행해질 수 있다. 이것은 동일한 토폴로지를 갖는 타일들이 높이 방향으로 서로로부터 오프셋되었을 때라도 표면 메시 상에 정보가 효율적이고 간결하게 저장될 수 있게 한다.
타일 상에 위치된 표면 메시의 모든 정점들의 측방 좌표가 기정의된 타일 패턴(들) 중 어느 하나에서 정점들의 측방 좌표에 대응하지 않는다면, 각각의 타일 상에 3차원 지형의 부분을 정의하는 데이터는 제 1 데이터 구조의 엔트리에 저장될 수 있다. 이 데이터는 각각의 타일에 대해 전체적인 DEM 데이터를 포함할 수 있다. 이 데이터는 하나 혹은 복수의 불규칙 삼각망들(triangulated irregular networks, TINs)을 포함할 수 있다. 데이터는 저 해상도 레벨에 대해서 타일에 대한 표면 메시를 정의하기 위한 2개의 TIN들, 및 고 해상도 레벨에 대해서 타일에 대한 표면 메시를 정의하기 위한 4개의 추가적인 TIN들을 포함할 수 있다. 이것은 정사각 타일이 2개의 삼각형들(저 해상도 레벨) 혹은 4개의 삼각형들(고 해상도 레벨)로 세분될 수 있게 하며 TIN은 삼각형들 각각에 대해 정의된다.
타일 상에 위치된 정점들의 높이 좌표에 기초하여, 타일 상에 위치된 적어도 한 정점의 높이 좌표가 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자에 더하여 제 1 데이터 구조에 저장될 것인지가 판정될 수 있다. 이것은 높이 좌표가 필요할 때만 선택적으로 저장되게 하여, 저장공간 요건들을 더 감소시킬 수 있게 한다.
타일 상에 위치된 모든 정점들의 높이 좌표는 타일 상에 위치된 임의의 한 쌍의 정점들의 높이 좌표가 소정의 임계값 이상만큼 서로 다르다면 제 1 데이터 구조에 엔트리에 저장될 수 있다. 임계값은 제로와 같게 설정될 수 있다. 즉, 타일 상에 위치된 모든 정점들이 동일 높이를 갖지 않는다면, 모든 정점들의 높이 좌표는 타일에 대응하는 제 1 데이터 구조의 엔트리에 저장될 수 있다. 그럼으로써, 고도 데이터의 충실한 표현이 얻어질 수 있다.
타일 상에 위치된 모든 정점들의 높이 좌표가 많아야 소정의 임계값만큼 서로 다르다면 제 1 데이터 구조에 엔트리에는 많아야 한 높이 변화 값이 저장될 수 있다. 임계값은 제로와 같게 설정될 수 있다. 즉, 타일 상에 위치된 모든 정점들이 동일 높이를 갖는다면 타일에 대해 많아야 한 높이 변화 값이 저장될 수 있다. 그럼으로써, 저장공간 요건들이 더 감소될 수 있다.
모든 정점들의 높이 좌표가 디폴트 높이 값과는 다르다면 제 1 데이터 구조에 엔트리에는 한 높이 변화 값이 저장될 수 있다. 타일 상에 위치된 모든 정점들의 높이 좌표가 모두 디폴트 높이 값과 같다면, 제 1 데이터 구조에 엔트리에는 어떠한 높이 변화 값도 저장되지 않는다. 디폴트 높이 값은 제로 고도일 수도 있다. 그럼으로써, 해수면에 평탄한 지형을 나타내는 타일에 대해선 전혀 높이 좌표가 저장될 필요가 없다. 적합한 타일 패턴에 대한 식별자와 결합하여 한 높이 변화 값만으로 해수면으로부터 오프셋된 평탄한 지형을 나타내는 타일을 기술하기에 충분하다.
제 1 데이터 구조에 엔트리는 각각의 타일에 대한 고유 타일 식별자를 포함하게 각각 생성될 수 있다. 고유 타일 식별자는 타일 식별자를 사용하여 중앙 또는 모서리와 같은 타일의 특징점의 좌표가 판정될 수 있게 하는 식별자이다.
타일 상에 위치된 모든 정점들이 타일의 경계, 특히 모서리들 상에 위치된다면 제 1 데이터 구조에 저장하기 위해 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자가 선택될 수 있다. 그럼으로써, 평탄한 지형을 나타내는 적어도 타일들은 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자를 사용하여 표현될 수 있다.
제 2 데이터 구조에 포함된 각 기정의된 타일 패턴은 타일 패턴을 참조하는 것이 가능하지 않을 때 제 1 데이터 구조에 타일들을 기술하기 위해 사용된 데이터 포맷에 대응하게 정의된 데이터 포맷을 가질 수 있다. 예를 들어, 각 기정의된 타일 패턴은 복수의 정점들의 측방 좌표 및 삼각형 면들을 기술하는 인덱스들의 어레이를 각각 포함할 수 있고, 삼각형 면들 각각은 모서리들로서 정점들 중 3개를 각각 갖는다. 면들을 기술하는 인덱스들의 어레이는 정점들의 어레이에 엔트리들에의 포인터들을 포함할 수 있다.
제 2 데이터 구조에 기정의된 타일 패턴들은 사용자에 의해 정의될 수도 있다. 예를 들어, 타일의 모서리들 상에만 정점들을 갖는 단지 한 기정의된 타일 패턴이 사전에 정의될 수 있다. 대안적으로, 복수의 서로 다른 타일들에 대한 표면 메시를 분석함으로써 하나 혹은 몇개의 기정의된 타일 패턴들이 자동으로 생성될 수 있다. 정점들의 주어진 토폴로지가 소정 횟수 이상으로 발생한다면, 대응하는 타일 패턴은 자동으로 정의되어 제 2 데이터 구조에 저장될 수 있다.
또 다른 일면에 따라서, 3차원 지형을 나타내는 데이터베이스가 제공된다. 데이터베이스는 각각이 타일링의 타일에 대한 고유 타일 식별자를 포함하는 것인 복수의 엔트리들을 갖는 제 1 데이터 구조, 및 적어도 한 기정의된 타일 패턴을 정의하는 제 2 데이터 구조를 포함한다. 제 1 데이터 구조에 엔트리들 각각은 제 2 데이터 구조 내 기정의된 타일 패턴에의 포인터 혹은 각각의 타일에 지형을 직접적으로 기술하는 데이터 중 하나를 포함한다. 지형을 직접적으로 기술하는 데이터는 복수의 정점들에 대한 3개씩의 정점 좌표의 어레이를 포함할 수 있다. 지형을 직접적으로 기술하는 데이터는 각각의 타일에 대한 복수의 삼각형 면들을 정의하는 정점 인덱스들의 어레이를 더 포함할 수 있다.
데이터베이스의 제 1 데이터 구조에 각 엔트리는 각각 한 타일에 연관될 수 있다.
기정의된 타일 패턴에의 포인터를 포함하는 제 1 데이터 구조에 각 엔트리는 선택적으로, 높이 좌표를 포함하지 않거나, 하나의 높이 좌표 혹은 하나 이상의 높이 좌표를 포함할 수 있다. 제 1 데이터 구조에 각각의 엔트리는 각각의 타일 상에 표면 메시의 정점들의 어떠한 측방 좌표도 포함하지 않게 하는 엔트리일 수 있다.
또 다른 일면에 따라서, 네비게이션 장치가 제공된다. 네비게이션 장치는, 3차원 지형을 나타내며 제 1 데이터 구조 및 제 2 데이터 구조를 포함하는 데이터베이스를 갖는다. 제 1 데이터 구조는 복수의 엔트리들을 가지며, 엔트리들 각각은 타일링의 타일에 대한 고유 타일 식별자를 포함한다. 제 2 데이터 구조는 적어도 한 기정의된 타일 패턴을 정의한다. 네비게이션 장치는 데이터베이스에 결합된 처리장치를 갖는다. 처리장치는 타일에 대한 고유 타일 식별자를 사용하여 제 1 데이터 구조의 엔트리에 액세스하며 액세스된 엔트리가 제 2 데이터 구조에 저장된 기정의된 타일 패턴에 대한 패턴 식별자를 포함하는지를 판정하게 구성된다. 처리장치는 엔트리가 패턴 식별자를 포함한다면 제 2 데이터 구조로부터 기정의된 타일 패턴에 대한 정보를 선택적으로 인출하게 구성된다. 처리장치는 제 1 데이터 구조의 액세스된 엔트리에 기초하고, 엔트리가 패턴 식별자를 포함한다면 제 2 데이터 구조에 포함된 기정의된 타일 패턴에 기초하여 하나 또는 복수의 위치들의 높이 좌표를 판정하게 구성된다.
이 네비게이션 장치에서, 제 1 데이터 구조에 타일에 대한 엔트리는 타일 패턴에의 포인터 혹은 각각의 타일 상에 DEM을 직접적으로 기술하는 데이터 중 하나를 선택적으로 포함할 수 있다. 각 타일에 대한 전체적인 DEM 데이터를 저장할 필요가 없다. 예를 들어, 타이들의 내부에 표면 메시의 어떠한 정점들도 포함하지 않는 이들 타일들은 제 2 데이터 구조에의 포인터를 포함하는 제 1 데이터 구조에 엔트리를 각각 가질 수 있다. 그럼으로써 저장공간 요건들이 감소될 수 있다.
네비게이션 장치는 광학 출력 장치를 포함할 수 있다. 처리장치는 주어진 타일 상에 위치된 DEM의 부분을 디스플레이하기 위해 광학 출력 장치를 제어하게 구성될 수 있다. 처리장치는 각각의 타일에 대한 제 1 데이터 구조에 엔트리에 포함된 데이터와, 제 1 데이터 구조에 엔트리가 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자를 포함한다면, 이 엔트리가 가리키는 타일 패턴의 정의 둘 다를 사용하여 광학 출력 장치를 제어할 수 있다. 처리장치는 엔트리가 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자를 포함하지 않는다면 제 1 데이터 구조에 엔트리에 포함된 데이터만을 사용하여 광학 출력 장치를 제어할 수 있다.
기정의된 타일 패턴에의 포인터를 포함하는 제 1 데이터 구조에 각 엔트리는 선택적으로, 높이 좌표를 포함하지 않거나, 하나의 높이 좌표 혹은 하나 이상의 높이 좌표를 포함할 수 있다.
처리장치는 엔트리가 패턴 식별자를 포함한다면, 기정의된 타일 패턴에 대해 인출된 정보에 기초하여 표면 메시의 복수의 정점들에 대한 한 쌍의 측방 좌표를 각각 판정하게, 그리고 제 1 데이터 구조의 엔트리에 기초하여 정점들의 높이 좌표를 판정하게 구성될 수 있다. 그럼으로써, 기정의된 타일 패턴이 정점 토폴로지를 판정하기 위해 사용될 수 있고, 높이 정보는 제 1 데이터 구조 내 대응하는 엔트리로부터 인출될 수 있다. 그럼으로써 다기능성이 향상된다.
처리장치는 제 1 데이터 구조의 엔트리가 패턴 식별자 및 많아야 한 높이 좌표를 포함한다면 동일한 값으로 표면 메시의 정점들의 높이 좌표를 설정하게 구성될 수 있다. 따라서, 평탄한 타일에 대해서, 많아야 한 높이 좌표가 제 1 데이터 구조에 엔트리에 저장되어야 한다.
처리장치는 제 1 데이터 구조의 엔트리가 패턴 식별자 및 복수의 높이 좌표를 포함한다면 정점들에 대한 서로 다른 높이 좌표를 판정하게 구성될 수 있다.
기정의된 타일 패턴에 대한 식별자를 포함하지 않는 데이터베이스의 엔트리들은 표면 메시의 정점들의 3개씩의 좌표에 관한 정보를 각각 포함할 수 있다. 이러한 엔트리들은 표면 메시의 삼각형 면들을 정의하는 정점 인덱스들의 어레이를 더 포함할 수 있다.
데이터베이스는 임의의 일면 또는 실시예의 데이터베이스를 생성하는 방법을 사용하여 생성된 데이터베이스일 수 있다.
또 다른 일면에 따라서, 네비게이션 장치에서 높이 정보를 판정하는 방법이 제공된다. 네비게이션 장치는 복수의 엔트리들을 갖는 제 1 데이터 구조를 포함하는 데이터베이스를 가지며, 엔트리들 각각은 타일링의 타일에 대한 고유 타일 식별자 및 적어도 한 기정의된 타일 패턴을 정의하는 제 2 데이터 구조를 포함한다. 하나 이상의 위치들에 대한 높이 정보를 판정하기 위해서, 타일에 대한 고유 식별자를 사용하여 제 1 데이터 구조의 엔트리가 액세스된다. 엔트리가 제 2 데이터 구조에 저장된 기정의된 타일 패턴에 대한 패턴 식별자를 포함하는지가 판정된다. 엔트리가 패턴 식별자를 포함한다면 기정의된 타일 패턴에 관한 정보가 제 2 데이터 구조로부터 인출된다. 제 1 데이터 구조의 액세스된 엔트리에 기초하고, 엔트리가 패턴 식별자를 포함한다면 제 2 데이터 구조에 포함된 기정의된 타일 패턴에 기초하여 하나 또는 복수의 위치들의 높이 좌표가 판정될 수 있다.
방법에서, 제 2 데이터 구조에 기정의된 타일 패턴(들)은 제 1 데이터 구조에 타일에 대한 엔트리에 의해 참조될 수 있다. 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자를 포함하는 각 타일에 대해 별도로 전체적인 DEM 데이터를 저장할 필요는 없다. 예를 들어, 타일들 내부에 표면 메시의 어떠한 정점들도 포함하지 않는 이들 타일들은 제 2 데이터 구조에의 포인터를 포함하는 제 1 데이터 구조에 엔트리를 각각 가질 수 있다. 그럼으로써 저장공간 요건들이 감소될 수 있다.
제 2 데이터 구조에 기정의된 타일 패턴은 표면 메시의 정점들의 토폴로지를 정의할 수 있다. 즉, 기정의된 타일 패턴은 각각의 타일 상에 정점들의 상대적 측방 좌표에 관한 정보를 포함할 수 있다. 필요하다면, 정점들의 높이 좌표에 관한 정보는 제 1 데이터 구조에 각 엔트리에 별도로 저장될 수도 있다. 예를 들어, 타일에 지형이 평탄하지만, 디폴트 높이(이를테면 해수면)로부터 오프셋되어 있다면, 한 높이 좌표가 각각의 타일에 대한 제 1 데이터 구조에 각각의 엔트리에 저장될 수 있다. 타일이 이의 내부에 어떠한 정점들도 포함하지 않지만 모서리들에 정점들이 서로 다른 높이들에 있다면, 제 1 데이터 구조에 각각의 엔트리에 4개의 높이 좌표가 저장될 수 있다.
하나 이상의 위치들의 판정된 높이 좌표(들)은 3차원 지형의 시각화, 경로 횡단시 발생되는 비용들의 계산, 경로 탐색, 등과 같은 다양한 목적을 위해 사용될 수 있다.
위에 언급된 특징들 및 이하 설명될 특징들은 나타낸 각각의 조합들에서만이 아니라 다른 조합들에서 혹은 개별적으로 사용될 수 있음을 알 것이다.
실시예들의 전술한 및 다른 특징들은 동반된 도면들에 관련하여 읽었을 때 실시예들에 대한 다음 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다. 도면들에서 동일 구성요소들에 동일 참조부호를 사용한다.
도 1은 네비게이션 장치의 개략적 블록도이다.
도 2는 데이터베이스를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 중첩된 타일링을 가진 지형의 평면도이다.
도 4는 데이터베이스를 사용한 3차원 지형의 재구성을 예시한 사시도이다.
도 5는 타일의 정점들을 보인 평면도이다.
도 6은 데이터베이스를 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 7은 도 6의 방법에서 사용될 수 있는 데이터베이스에 엔트리를 생성하는 절차를 도시한 것이다.
도 8은 타일 패턴의 또 다른 예시적 토폴로지를 도시한 평면도이다.
도 1은 네비게이션 장치의 개략적 블록도이다.
도 2는 데이터베이스를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 중첩된 타일링을 가진 지형의 평면도이다.
도 4는 데이터베이스를 사용한 3차원 지형의 재구성을 예시한 사시도이다.
도 5는 타일의 정점들을 보인 평면도이다.
도 6은 데이터베이스를 생성하는 방법의 흐름도이다.
도 7은 도 6의 방법에서 사용될 수 있는 데이터베이스에 엔트리를 생성하는 절차를 도시한 것이다.
도 8은 타일 패턴의 또 다른 예시적 토폴로지를 도시한 평면도이다.
도 1은 실시예에 따른 네비게이션 장치(1)를 개략적으로 도시한 것이다. 네비게이션 장치(1)는 네비게이션 장치(1)의 동작을 제어하는 처리장치(2)를 포함한다. 처리장치(2)는, 예를 들면 하나 이상의 마이크로프로세서들, 디지털 신호 프로세서들 혹은 주문형 반도체들 형태의 중앙처리유닛을 포함할 수 있다. 또한, 처리장치(2)는 그래픽스 프로세서를 포함할 수도 있다. 네비게이션 장치(1)는 저장장치(3)에 저장된 데이터베이스(10)를 더 포함한다. 저장장치(3)는 랜덤 액세스 메모리, 플래시 메모리 혹은 하드 드라이브와 같은 각종 유형들의 메모리 중 임의의 하나, 혹은 임의의 조합과, 콤팩트 디스크(CD), DVD, 메모리 카드 등과 같은 착탈가능 메모리들을 포함할 수 있다. 또한, 네비게이션 장치(1)는 광학 출력 장치(4)를 포함한다. 네비게이션 장치(1)는 위치 센서 및/또는 무선 수신기 및/또는 입력 인터페이스(5)와 같은 추가의 성분들을 포함할 수도 있다.
저장장치(3)는 3차원 지형을 정의하는 데이터베이스(10)를 저장한다. 데이터베이스(10) 내 데이터는 3차원 지도들을 생성하기 위해서, 즉, 지형을 시각화하기 위해서, 경로들에 연관된 연료소비 또는 그 외의 비용들을 판정하기 위해서, 등등을 위해서 처리장치(2)에 의해 사용될 수 있다.
다음에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 데이터베이스(10) 내 데이터는 타일링(tiling)에 따라 구성된다. 데이터베이스(10)는 제 1 데이터 구조 및 제 2 데이터 구조를 포함한다. 제 1 데이터 구조는 각각이 타일링의 한 타일에 연관되는 복수의 엔트리들을 갖는다. 제 1 데이터 구조 내 각 엔트리는 고유 타일 식별자를 갖는다. 또한, 제 1 데이터 구조 내 각 엔트리는 각각의 타일에 디지털 고도 모델(DEM)을 직접 정의하는 데이터를 포함하거나 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자를 포함한다. 기정의된 타일 패턴에 대한 이러한 식별자가 포함된다면, 단독으로 제 1 데이터 구조의 엔트리에 정보만으로는 제 2 데이터 구조에 정보와 결합되지 않는다면 표면이 타일에 대해 재구성될 수 없게 한다. 제 2 데이터 구조는 제 1 데이터 구조에 엔트리들에 의해 참조되는 기정의된 타일 패턴(들)에 관한 정보를 포함한다.
제 1 데이터 구조에 엔트리가 각각의 타일에 DEM을 직접 기술하는 데이터를 포함한다면, 엔트리는 정점들의 3개씩의 좌표의 어레이를 포함할 수 있다. 엔트리는 불규칙 삼각망(TIN)의 삼각형 면들을 정의하는 정점들에 대한 인덱스들의 또 다른 어레이를 더 포함할 수 있다. 타일에 대해 둘 이상의 TIN이 정의될 수도 있다. 예를 들어, 저 해상도로 타일에 지형을 정의하기 위해 2개의 TIN들이 사용될 수 있고, 고 해상도로 타일에 지형을 정의하기 위해 4개의 TIN들이 사용될 수 있다. 모든 이 데이터는 기정의된 타일 패턴을 참조함으로써 타일에 표면 메시의 토폴로지를 정의하는 것이 가능하지 않다면 제 1 데이터 구조에 포함될 수 있다.
제 1 데이터 구조에 엔트리가 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자를 포함한다면, 각각의 타일에 표면 메시의 토폴로지에 관한 어떠한 정보도 포함하지 않는다. 즉, 타일의 한 특징점(이를테면 중앙 또는 주어진 모서리)의 측방 위치는 고유 타일 식별자로부터 도출될 수 있다. 표면 메시의 정점들의 측방 위치들은 엔트리에 참조되는 기정의된 타일 패턴을 사용하여 도출될 수 있다.
제 1 데이터 구조에 엔트리가 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자를 포함한다면, 그럼에도 불구하고 하나 혹은 복수의 높이 좌표를 포함할 수 있다. 제 1 엔트리에 포함된 높이 좌표(들)은 타일 상에 위치된 모든 정점들의 3개씩의 좌표를 판정하기 위해서, 제 1 데이터 구조에 엔트리에 의해 참조되는 기정의된 타일 패턴에 의해 정의되는 표면 메시의 토폴로지와 결합될 수 있다.
기정의된 타일 패턴들의 수 및 유형들은 고찰되는 응용을 위해 적합한 대로 선택될 수 있다. 일부 구현들, 모서리들에서 표면 메시의 정점들을 갖지만 내부에는 정점들을 갖지 않는 타일을 나타내는 단지 한 기정의된 타일 패턴만이 사용될 수 있다. 이러한 기정의된 타일 패턴은 평탄한 지형에 관한 표면 메시의 토폴로지를 기술한다. 이러한 기정의된 타일 패턴은 또한 저 해상도 레벨들에서 많은 타일들에 대한 표면 메시의 토폴로지를 기술한다. 예를 들어, 많은 네비게이션 장치 데이터베이스들은 10개 이상의 해상도 레벨들과 같은 많은 수의 해상도 레벨들을 사용한다. 적어도 가장 낮은 레벨(들)에서 해상도는 지형이 타일 모서리들 상에만 위치된 정점들에 의해 적합하게 정의될 수 있게 하는 해상도이다.
한 기정의된 타일 패턴을 사용한 구현들이 다음에서 예시될 것이지만, 다른 구현들에선 더 많은 수의 기정의된 타일 패턴들이 사용될 수도 있다.
도 2는 데이터베이스(10)의 개요도이다. 데이터베이스(10)는 네비게이션 장치(1)에서 사용될 수 있다. 데이터베이스(10)는 3차원 지형을 나타낸다. 복수의 서로 다른 해상도 레벨들을 제공하는 것이 요망된다면, 다음에서 설명되는 바와 같은 데이터 구조들은 해상도 레벨들 각각에 대해 제공될 수 있다. 대안적으로, 복수의 서로 다른 해상도 레벨들에 대해 별도의 제 1 데이터 구조들(11)이 제공될 수도 있고, 반면 복수의 서로 다른 해상도 레벨들에 대해 하나의 제 2 데이터 구조(12)가 사용될 수 있다.
데이터베이스(10)는 제 1 데이터 구조(11) 및 제 2 데이터 구조(12)를 갖는다. 제 1 데이터 구조(11)에는 복수의 엔트리들(13-18)이 저장된다. 엔트리들(13-18) 각각은 타일링의 한 타일에 각각 연관된다. 제 2 데이터 구조(12)는 기정의된 타일 패턴을 정의하는 데이터를 포함한다. 제 2 데이터 구조(12)에 데이터는 높이 정보는 생략되었지만 제 1 데이터 구조의 엔트리들에 DEM 데이터에 대해 사용되는 것에 대응하는 데이터 포맷을 가질 수 있다.
엔트리들(13-18) 각각은 고유 타일 식별자를 포함한다. Tile_ID_1, Tile_ID_2, 등으로서 나타낸 고유 타일 식별자는 타일의 한 특징점(예를 들면, 중앙 또는 모서리)의 x- 및 y- 좌표가 판정될 수 있게 하는 식별자이다.
제 1 데이터 구조에 한 서브-세트의 엔트리들(13, 15, 18)은 각각의 타일에 관한 DEM의 부분을 직접적으로 정의하는 데이터를 각각 포함한다. 다양한 데이터 포맷들이 사용될 수 있다. 구현들에서, 엔트리들(13, 15, 18)에 DEM 데이터는 각각 하나 또는 복수의 TIN들을 정의할 수 있다. 각 TIN에 대해서, DEM 데이터는 3개씩의 정점 좌표의 어레이, 및 정점 어레이의 어떤 정점들이 각각 표면 메시의 삼각형 면을 형성하는지를 정의하는 정점 인덱스들의 어레이를 포함할 수 있다. DEM 데이터는 삼각형 면들에 대한 법선 벡터들의 어레이와 같은 추가의 정보를 포함할 수도 있다.
엔트리들(13, 15 또는 18)로 표현된 타일들 중 한 타일 상에 하나 이상의 위치들의 높이를 판정하기 위해서, 각각의 엔트리(13, 15 또는 18)가 액세스된다. 하나 이상의 위치들의 높이는 DEM 데이터로부터 그리고 제 2 데이터 구조(12)와는 무관하게 판정될 수 있다.
제 1 데이터 구조에 또 다른 한 서브-세트의 엔트리들(14, 16, 17)은 제 2 데이터 구조(12)에 저장된 기정의된 타일 패턴에 대해 "Pattern1"로서 표시된 식별자(19)를 각각 포함한다. 이들 엔트리들(14, 16, 17)은 DEM의 여러 정점들에 대한 3개씩의 정점 좌표를 포함하지 않는다. 엔트리들(14, 16, 17)은 각각의 타일들 내에 표면 메시의 토폴로지에 관한 정보를 포함하지 않는다. 즉, 서로에 관하여 표면 메시의 정점들의 x- 및 y- 좌표에 관한 어떠한 정보도 엔트리들(14, 16, 17)에 저장될 필요가 없다.
엔트리(14)와 같은 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자(19)를 포함하는 일부 엔트리들은 어떠한 높이 좌표도 포함하지 않을 수 있다. 이것은 각각의 기정의된 타일 패턴에 의해 정의된 표면 메시의 모든 정점들이 디폴트 높이에 위치됨을 나타낸다. 디폴트 높이는 해수면일 수도 있다.
엔트리(16)와 같은 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자(19)를 포함하는 일부 엔트리들은 단지 한 높이 좌표만을 포함할 수 있다. 이것은 각각의 기정의된 타일 패턴에 의해 정의된 표면 메시의 모든 정점들이 디폴트 높이로부터 오프셋된 동일 높이에 위치됨을 나타낸다. 그럼으로써, 디폴트 높이로부터 오프셋된 평탄한 지형은 한 단일의 높이 변화 값만을 사용하여 표현될 수 있다.
엔트리(17)와 같은 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자(19)를 포함하는 일부 엔트리들은 하나 이상의 높이 좌표를 포함할 수 있다. 각각의 기정의된 타일 패턴의 각 정점에 대한 한 높이 좌표는 연관된 엔트리(17)에 저장될 수 있다. 이러한 데이터 구조는 각각의 기정의된 타일 패턴에 의해 정의된 표면 메시의 정점들이 모두가 각각의 타일 상에 동일 높이에 위치하지 않을 때 사용될 수 있다. 그럼으로써, 정점들의 토폴로지(즉, 상대적 x- 및 y-위치들)가 기정의된 타일 패턴들 중 하나와 일치한다면 비-평탄 지형이 표현될 수 있다.
제 2 데이터 구조(12)는 기정의된 타일 패턴에 관한 정보를 포함한다. 이 정보는 제 1 데이터 구조에 엔트리들(13, 15, 18)에 대해 DEM 데이터가 저장되는 포맷과 일반적으로 유사할 수 있다. 그러나, 기정의된 타일 패턴이 표면 메시의 토폴로지에 관한 정보만을 포함한다면, 높이 정보는 제 2 데이터 구조(12)에서 없을 수도 있다. 예를 들어, 제 2 데이터 구조(12)는 각 기정의된 타일 패턴에 대해 2개씩의 측방 정점 좌표를 정의하는 어레이를 포함할 수 있다. 측방 정점 좌표는 타일 중앙 또는 모서리들 중 하나와 같은 타일의 기정의된 위치를 기준으로 하여 측정된다. 제 2 데이터 구조(12)는 어떤 정점들이 TIN의 삼각형 면들을 형성하는지를 정의하는 정점 인덱스들의 어레이를 더 포함할 수 있다. 타일 패턴이 타일의 모서리들에서만 정점들을 갖는 패턴에 대응한다면, 정점 인덱스들의 인덱스 어레이는 조합하여 전체 타일을 커버하는 2개의 삼각형 면들을 정의할 수 있다.
엔트리들(14, 16, 또는 17)로 표현된 타일들 중 한 타일 상에 하나 이상의 위치들의 높이를 판정하기 위해서, 각각의 엔트리(14, 16, 또는 17)가 액세스된다. 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자(19)를 사용하여, 타일 패턴을 정의하는 대응하는 데이터가 제 2 데이터 구조(12)로부터 인출된다. 고유 타일 식별자를 사용하여, 타일의 특징점의 절대 x- 및 y-위치가 판정될 수 있다. 참조된 타일 패턴에 대한 제 2 데이터 구조에 포함된 정점들의 상대적 측방 위치들에 관한 정보를 사용하여, 각각의 타일 상에 표면 메시의 모든 정점들의 x- 및 y-좌표가 판정될 수 있다. 제 1 데이터 구조 내 대응하는 엔트리가 하나 이상의 높이 좌표를 갖는지 여부에 기초하여, 정점들의 높이 좌표가 판정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 데이터 구조에 엔트리가 높이 좌표를 갖지 않는다면, 모든 정점들에 대한 z-값들은 디폴트 높이(예를 들면, 해수면)로 설정된다. 제 1 데이터 구조에 엔트리가 한 높이 좌표를 갖는다면, 모든 정점들에 대한 z-값들은 이 값으로 설정된다. 제 1 데이터 구조에 엔트리가 한 높이 좌표를 갖는다면, 여러 정점들에 대한 z-값들은 각각의 엔트리(17)에 포함된 여러 값들로 설정된다. 제 1 데이터 구조(11)에 엔트리(17)에 높이 값들의 순서는 이 경우 제 2 데이터 구조(12)에 정점 어레이에 정점들이 리스트되는 순서에 상응할 수 있다.
제 1 데이터 구조(11)에 엔트리의 DEM 데이터를 사용하거나 제 2 데이터 구조(12)와 결합하여 제 1 데이터 구조(11)에 엔트리를 사용하여, 이와 같이 하여 판정된 높이 정보는 여러 목적들을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 지형의 3차원 시각화가 생성될 수 있다. 서로 다른 경로들에 연관된 연료소비와 같은 비용들이 고도에 차이들을 고려하여 산출될 수도 있다.
도 3은 지형의 평면도이다. 타일링(20)은 지형 상에 중첩된다. 지형은 호수 또는 바다(21)와 같은 평탄한 지역들을 포함한다. 지형은 강(22)과 같은 평탄한 추가의 지역들을 포함할 수 있다.
DEM 데이터를 저장하기 위한 종래의 수법에서, 각 타일에 대한 표면 메시가 저장될 것이다. 이것은 타일이 평탄하고 바다(21) 또는 강(22)에 의해 완전히 덮일 때라도 타일들의 모서리들 상에 정점들에 대해 3개씩의 좌표가 저장될 것을 요구할 것이다.
기정의된 타일 패턴(들)을 사용함으로써, 저장공간이 감소될 수 있다. 타일의 내부에 정점들을 갖지 않는 기정의된 타일 패턴을 사용하여, 타일 내에 평탄한 지형의 토폴로지는 타일 패턴을 참조함으로써 정의될 수 있다.
도 3에 도시된 지형에서, 제 1 데이터 구조에 타일들(23-25)에 대해 생성된 데이터 엔트리들은 모서리들에서만 정점들을 갖는 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자를 포함할 수 있다. 타일들(23-25)이 해수면에 위치되었을 땐, 제 1 데이터 구조의 각각의 엔트리엔 어떠한 높이 좌표도 저장할 필요가 없다.
유사하게, 제 1 데이터 구조에 생성된 타일(26)에 대한 데이터 엔트리는 모서리들에서만 정점들을 갖는 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자를 포함할 수 있다. 타일(26)이 해수면 위 또는 밑에 위치된다면, 제 1 데이터 구조의 각각의 엔트리에는 한 단일의 높이 좌표가 저장될 수 있다.
데이터베이스를 생성할 때와 데이터베이스로부터 지형을 재구성할 때 모두 하나 이상의 기정의된 타일 패턴(들)을 사용하는 기술이 사용될 수 있다.
도 4는 도 1 및 도 2에 관련하여 기술된 바와 같이 데이터베이스가 구성될 때 데이터베이스로부터 지형의 재구성을 예시하기 위한 개략적 사시도이다.
복수의 타일들(31-34)에 대한 표면 메시가 도시되었다. 데이터베이스의 제 1 데이터 구조에 타일들(31-34) 각각에 대한 엔트리들은 타일의 모서리들에서만 정점들을 갖는 타일 패턴에의 포인터를 포함할 수 있다.
타일(31) 상에 위치된 정점들(41-44)의 절대 x- 및 y-좌표는 고유 타일 식별자로부터 도출될 수 있는 중앙과 같은 타일(31)의 특징점의 위치를 제 2 데이터 구조에 저장된 정점들의 상대 위치들과 결합함으로써 판정될 수 있다. 정점들(41-44)의 z-좌표는 다시 제 1 데이터 구조에 타일(31)에 대한 엔트리에 기초하여 판정될 수 있다. 엔트리가 어떠한 z-좌표도 갖고 있지 않다면, 모든 정점들(41-44)의 고도는 디폴트 높이로 설정된다. 디폴트 높이는 해수면일 수도 있다.
유사하게, 제 1 데이터 구조에 타일(32)에 대한 엔트리는 어떠한 z-좌표 값도 포함하지 않을 수 있다. 대응하여, 타일(32)의 모서리들에 정점들(43-46)의 고도는 디폴트 높이, 예를 들면 해수면으로 설정된다.
제 1 데이터 구조에 타일(33)에 대한 엔트리는 4개의 z-좌표를 포함할 수 있다. 타일(33) 상에 위치된 정점들(41, 42, 47, 50)의 x- 및 y-좌표는 고유 타일 식별자로부터 도출될 수 있는 중앙과 같은 타일(33)의 특징점의 위치를 각각의 타일 패턴에 대해 제 2 데이터 구조에 저장된 정점들의 상대 위치들과 결합함으로써 판정될 수 있다. 정점들(41, 42, 47, 50)의 z-좌표는 제 1 데이터 구조에 타일(33)에 대한 엔트리에 주어진 값들로 설정된다. 그럼으로써, 지면 평면에 평행하진 않지만 타일의 내부에 어떠한 정점들도 갖지 않는 표면 메시의 부분도 표현될 수 있다.
제 1 데이터 구조에 타일(34)에 대한 엔트리는 한 z-좌표 값만을 포함할 수 있다. 대응하여, 타일(34)의 모서리들에 모든 정점들(47-50)의 고도는 제 1 데이터 구조에 타일(34)에 대한 엔트리에 저장된 z-좌표 값으로 설정된다.
서로에 대한 정점들의 배열이 기정의된 타일 패턴에 대응하는 토폴로지를 갖는 타이들에 대해서, 각각의 타일 상에 표면 메시는 기정의된 타일 패턴에 의해 정의된 토폴로지를 제 1 데이터 구조의 엔트리에 저장된 높이 좌표 -있다면- 와 결합함으로써 재구성될 수 있다.
반대로, 도 4에 도시된 바와 같이 한 TIN 또는 몇개의 TIN들 형태로 표면 메시로부터 시작하여, 제 1 데이터 구조에 엔트리들이 생성될 수도 있다. 각각의 타일 상에 표면 메시의 정점들의 토폴로지는 각각 기정의된 타일 패턴(들)과 비교될 수 있다.
제 2 데이터 구조에 기정의된 타일 패턴의 정의는 면들(51, 52)과 같은 삼각형 면들을 정의하는 인덱스 어레이를 포함할 수 있다. 제 2 데이터 구조로부터의 데이터를 사용하여, DEM 데이터가 제 1 데이터 구조에 직접 저장되는 타일들에 대해 가용한 데이터에 대응하는 여러 타일들 상에 표면 메시의 표현이 얻어질 수 있다.
도 5는 중앙(54) 및 모서리들에서 정점들(55-58)을 갖는 타일을 평면도로 도시한 것이다.
제 1 데이터 구조(11)는 중앙(54) 또는 타일의 또 다른 특징점의 위치가 고유 타일 식별자로부터 도출될 수 있게 하는 구조일 수 있다. 제 2 데이터 구조는 특징점을 기점으로 하여 측정된 정점들(55-58)의 측방 좌표를 포함한다. 정점들의 절대 측방 (x- 및 y-) 좌표는 위에 기술된 바와 같이 판정될 수 있다.
도 6은 데이터베이스를 생성하는 방법(60)의 흐름도이다. 방법(60)은 컴퓨터와 같은 전자 처리장치에 의해 수행된다. 방법(60)은 데이터베이스가 네비게이션 장치에 배치되기 전에 수행될 수 있다.
단계 61에서, 3차원 지형을 정의하는 데이터가 인출된다. 데이터는 표면 메시를 포함할 수 있다. 데이터는 하나 또는 복수의 TIN(들)을 정의할 수 있다. TIN(들)은 타일링에 관하여 정의될 수 있다. 다른 구현들에서, 데이터는, 예를 들면, 아직 표면 메시 형태가 아닌 위성 이미지에서 높이 값들일 수도 있다. 이 경우, 3차원 지형을 나타내기 위해 하나 또는 복수의 TIN(들)이 판정될 수 있다. 또한, 대응하는 타일링이 정의될 수 있다.
단계 62에서, 타일링의 타일이 선택된다. 방법(60)은 타일링의 복수의 타일들에 걸쳐 반복할 수 있다. 이 경우에, 단계 62에서 선택된 타일은 제 1 반복에서 타일링의 모서리에 타일일 수도 있다.
단계 63에서, 각각의 타일 상에 TIN(들)의 표면 메시는 하나 또는 복수의 기정의된 타일 패턴들과 비교된다. 각각의 타일 상에 TIN(들)은 복수의 정점들을 포함한다. 비교 단계에서, 각각의 타일 상에 TIN(들)의 정점들의 상대적 측방 좌표가 판정될 수 있다. 이어서, 각각의 타일 상에 표면 메시의 토폴로지를 정의하는 정점들의 상대적 측방 좌표는 하나 또는 복수의 기정의된 타일 패턴들과 비교될 수 있다. 각각의 타일 상에 TIN(들)의 정점들의 토폴로지가 기정의된 타일 패턴(들) 중 하나와 일치하는지가 판정된다.
예를 들어, 타일의 모서리들에서만 정점들을 갖는 단지 한 기정의된 타일 패턴만이 사용된다면, 타일 상에 TIN(들)의 정점 토폴로지는 타일의 내부에 어떠한 정점도 없고 모든 정점들이 타일의 모서리들에 위치되는 경우에만 기정의된 타일 패턴과 일치한다.
타일에 정점 토폴로지가 기정의된 타일 패턴과 일치하지 않는다면, 방법은 단계 64로 진행한다. 단계 64에서, 타일 상에 TIN(들)의 부분을 기술하는 DEM 데이터는 데이터베이스의 제 1 데이터 구조에 엔트리에 저장된다. DEM 데이터는 모든 정점들에 대한 3개씩의 좌표의 정점 좌표를 갖는 정점 어레이 및 정점들 중 어떤 것들이 여러 삼각형 면들을 각각 형성하는지를 기술하는 인덱스 어레이를 포함할 수 있다. 제 1 데이터 구조에 엔트리는 각각의 타일에 대한 고유 식별자를 더 포함한다.
타일에 정점 토폴로지가 기정의된 타일 패턴과 일치한다면, 방법은 단계 65로 진행한다. 단계 65에서, 각각의 타일에 대한 엔트리가 제 1 데이터 구조에 생성된다. 엔트리는 각각의 타일 상에 TIN(들)의 정점 토폴로지와 일치하는 타일 패턴을 가리키는 식별자를 포함한다. 엔트리는 여러 정점들에 대한 측방 좌표를 포함하지 않는다. 제 1 데이터 구조에 엔트리는 각각의 타일에 대한 고유 식별자를 더 포함한다. 타일 상에 정점들의 높이 좌표에 따라, 엔트리는 모든 정점들이 디폴트 높이에 위치된다면 어떠한 높이 좌표도 포함하지 않게 하도록 생성될 수 있다. 엔트리는 모든 정점들이 디폴트 높이와는 다른 동일 높이에 위치된다면 한 높이 좌표를 포함하도록 생성될 수 있다. 엔트리는 정점들이 모두가 동일 높이에 위치되지 않는다면 각 정점에 대해 한 높이 좌표를 포함하게 생성될 수 있다.
단계 66에서, 엔트리가 각 타일에 대해 생성되었는지가 판정된다. 타일들이 더 있다면 방법은 단계 62로 되돌아간다.
제 1 데이터 구조에 엔트리가 각 타일에 대해 각각 생성되었다면, 단계 67에서, 제 1 데이터 구조 및 제 2 데이터 구조는 데이터베이스를 생성하게 저장된다.
도 7은 도 6의 방법을 더욱 설명하기 위한 절차(70)의 흐름도이다. 도 7의 절차는 타일의 모서리들에서만 정점들을 갖는 단지 한 기정의된 타일 패턴만이 있다면 도 6의 방법에서 단계들(64-65)을 구현하기 위해 사용될 수 있다.
단계 71에서, 각각의 타일 상에 표면 메시의 모든 정점들이 타일의 모서리들에 위치하는지가 판정된다.
타일의 모서리에 위치하지 않는 적어도 한 정점이 있다면, 방법은 단계 72로 진행한다. 단계 72에서, 고유 타일 식별자를 하나 또는 복수의 TIN(들)을 정의하는 데이터를 포함하는 타일에 대한 엔트리가 생성된다. TIN(들)은 하나 또는 복수의 정점 어레이들 및 여러 삼각형 면들을 정의하는 인덱스 어레이를 포함할 수 있다. 이어서, 방법(60)은 단계 66에서 계속될 수 있다.
모든 정점들이 타일의 모서리들에 위치한다면, 절차는 단계 73으로 진행한다. 단계 73에서, 고유 타일 식별자 및 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자를 포함하는 타일에 대한 엔트리가 생성된다.
단계 74에서, 모든 정점들의 높이 좌표가 동일한지가 판정된다.
모든 정점들의 높이 좌표가 동일하지 않다면, 절차는 단계 75로 진행한다. 단계 75에서, 타일 상에 위치된 모든 정점들의 높이 좌표는 제 1 데이터 구조에 엔트리에 저장된다.
모든 정점들의 높이 좌표가 동일하다면, 절차는 단계 76으로 진행한다. 단계 76에서, 모든 정점들의 높이 좌표가 디폴트 값에 대응하는지가 판정된다. 디폴트 값은 해수면일 수 있다.
타일 상에 위치된 모든 정점들의 높이 좌표가 디폴트 값과 동일하지 않다면, 절차는 단계 77로 진행한다. 단계 77에서, 모든 정점들의 (동일한) 높이 좌표에 대응하는 한 높이 값이 제 1 데이터 구조에 엔트리에 저장된다. 이어서, 방법(60)은 단계 66에서 계속될 수 있다.
타일 상에 위치된 모든 정점들의 높이 좌표가 디폴트 값과 동일하지 않다면, 절차는 단계 78로 진행한다. 단계 78에서, 각각의 타일에 대한 엔트리는 수정되지 않는 채로 놔두는데, 즉, 어떠한 높이 좌표도 전혀 엔트리에 기입되지 않는다. 이어서 방법(60)은 단계 66에서 계속될 수 있다.
타일의 모서리들에서만 정점들을 갖는 타일 패턴의 사용이 일부 실시예들에서 예시되었지만, 더 많은 수의 타일 패턴들이 사용될 수도 있다. 타일 패턴(들)은 각각의 타일 상에 표면 메시의 정점들에 대한 다양한 토폴로지들을 정의할 수 있다.
도 8은 또 다른 예시적인 토폴로지를 갖는 타일 패턴(80)을 도시한 것이다. 매우 다양한 기정의된 타일 패턴들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 나타낸 바와 같이, 기정의된 타일 패턴들은 정사각 타일이 2개의 삼각형들로 양분되는 토폴로지들을 가질 수 있다. 결과적인 삼각형들 각각은 지형 표면에서 고도 변화들을 수용하기 위해 요구되는 것으로 다시 대칭으로 양분될 수 있다. 기정의된 타일 패턴들은 결합하여 정사각 타일을 포함하는 사각형의 이등변 삼각형들만에 의해 타일이 전적으로 포함되는 한 세트의 토폴로지들에서 각각 선택될 수 있다.
실시예들에 따른 방법들 및 장치가 상세히 기술되었지만 다른 실시예들에서 수정들이 구현될 수 있다. 예를 들어, 한 기정의된 타일 패턴의 사용이 일부 실시예들의 맥락에서 예시되었지만, 더 많은 수의 기정의된 타일 패턴들이 사용될 수도 있다.
더욱 예를 들기 위해서, 표면 메시의 토폴로지만을 기술하는 기정의된 타일 패턴들이 기술되었지만, 어떤 높이 정보를 포함하는 기정의된 타일 패턴들을 사용하는 것도 가능하다.
발명의 실시예들은 네비게이션 장치들에서 사용하기 위한 데이터베이스들 생성하기 위해, 이들로 한정함이 없이, 사용될 수 있다. 이러한 데이터베이스들은, 예를 들면, 네비게이션 장치의 광학 출력 장치를 통해 3차원 지형을 시각화하거나, 경로 탐색 또는 그 외의 운전자 지원 응용들을 위해서, 이들로 한정됨이 없이, 사용될 수 있다.
Claims (15)
- 네비게이션 장치(1)를 위한 데이터베이스(10)를 생성하는 방법에 있어서,
3차원 지형을 정의하는 데이터를 인출하는 단계;
상기 인출된 데이터에 기초하여, 복수의 타일들(23-26; 31-34)을 포함하는 타일링(tiling)(20)을 사용하여 제 1 데이터 구조(11)를 생성하는 단계로서, 엔트리(13-18)는 상기 타일링(20)의 각 타일(23-26; 31-34)에 대해 상기 제 1 데이터 구조(11) 내에 각각 생성되며,
상기 엔트리를 생성하는 단계는 각각,
상기 타일(23-26; 31-34)에 내포된 상기 3차원 지형의 부분을 제 2 데이터 구조(12)에 포함된 적어도 한 기정의된 타일 패턴과 비교하는 단계, 및
상기 비교결과에 기초하여, 상기 엔트리에 저장하기 위해 상기 3차원 지형의 상기 부분을 정의하는 데이터 또는 상기 제 2 데이터 구조(12)에 포함된 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자(19) 중 하나를 선택하는 단계를 포함하는 것인, 단계; 및
상기 제 1 데이터 구조(11) 및 상기 제 2 데이터 구조(12)를 상기 데이터베이스(10)에 저장하는 단계를 포함하는, 방법.
- 청구항 1에 있어서,
상기 3차원 지형을 정의하는 표면 메시(surface mesh)의 정점들(41-50)의 좌표는 상기 3차원 지형을 정의하는 상기 데이터로부터 인출되거나 또는 상기 3차원 지형을 정의하는 상기 데이터에 기초하여 생성되고, 상기 정점들(41-50) 각각은 한 쌍의 측방(lateral) 좌표 및 높이 좌표를 가지며, 및
상기 타일링(20)의 각 타일(23-26; 31-34)에 대해서, 상기 타일(23-26; 31-34) 상에 위치된 모든 정점들(41-50)의 상대적 측방 좌표가 상기 기정의된 타일 패턴에 정점들 (55-58)의 측방 좌표에 대응하는 경우, 상기 엔트리(14, 16, 17)는 상기 제 2 데이터 구조(12)에 포함된 기정의된 타일 패턴에 대한 식별자(19)를 포함하도록 각각 생성되는, 방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 방법은, 상기 타일(23-26; 31-34) 상에 위치된 상기 정점들(41-50)의 높이 좌표에 기초하여, 상기 타일(23-26; 31-34) 상에 위치된 적어도 한 정점(41-50)의 높이 좌표가 상기 기정의된 타일 패턴에 대한 상기 식별자(19)에 더하여 상기 제 1 데이터 구조(11)에 저장될 것인지 여부를 판정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 청구항 3에 있어서,
상기 타일(31) 상에 위치된 상기 정점들(41, 46, 47, 50)의 임의의 쌍의 높이 좌표가 소정의 임계값 이상으로 서로 차이나는 경우, 상기 타일(33) 상에 위치된 모든 정점들(41, 46, 47, 50)의 높이 좌표가 상기 제 1 데이터 구조(11) 내의 상기 엔트리(17)에 저장되는, 방법.
- 청구항 3에 있어서,
상기 타일(31, 32, 34) 상에 위치된 모든 정점들(41-50)의 높이 좌표가 많아야 소정의 임계값만큼 서로 차이나는 경우, 상기 타일(31, 32, 34) 상에 위치된 모든 정점들(41-50)에 대한 많아야 하나의 높이 변화(shift) 값이 상기 제 1 데이터 구조(11) 내의 상기 엔트리(14, 16)에 저장되는, 방법.
- 청구항 5에 있어서,
모든 정점들(47-50)의 상기 높이 좌표가 디폴트 높이 값과 다른 경우, 하나의 높이 변화 값이 상기 제 1 데이터 구조(11) 내의 상기 엔트리(16)에 저장되며,
모든 정점들(41-46)의 상기 높이 좌표가 상기 디폴트 높이 값과 동일한 경우, 상기 제 1 데이터 구조(11) 내의 상기 엔트리(14)에는 어떠한 높이 변화 값도 저장되지 않는 것인, 방법.
- 청구항 2 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 3차원 지형의 상기 부분을 정의하는 데이터 또는 상기 식별자(19) 중 상기 하나는 상기 타일(23-26; 31-34) 상에 위치된 모든 정점들 (41-50)의 높이 좌표에 관계없이 선택되는, 방법.
- 청구항 2 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타일(23-26; 31-34) 상에 위치된 모든 정점들(41-50)이 상기 타일(23-26; 31-34)의 경계, 특히 모서리들 상에 위치되는 경우, 기정의된 타일 패턴에 대한 상기 식별자(19)가 상기 제 1 데이터 구조(11) 내의 저장을 위해 선택되는, 방법.
- 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 데이터 구조(12)에 포함된 각각의 기정의된 타일 패턴은 복수의 정점들(41-50)의 측방 좌표들 및 모서리들로서 상기 정점들(41-50) 중 3개를 각각 갖는 삼각형 면들을 기술하는 인덱스들의 어레이를 포함하는, 방법.
- 네비게이션 장치(1)에 있어서,
3차원 지형을 나타내며, 엔트리들(13-18) 각각이 타일링(20)의 타일(23-26; 31-34)에 대한 고유 타일 식별자를 포함하는 복수의 엔트리들(13-18)을 갖는 제 1 데이터 구조(11) 및 적어도 하나의 기정의된 타일 패턴을 정의하는 제 2 데이터 구조(12)를 포함하는 데이터베이스(10); 및
상기 데이터베이스(10)에 연결된 처리장치(2)를 포함하고,
상기 처리장치(2)는,
타일(23-26; 31-34)에 대한 상기 고유 타일 식별자를 사용하여 상기 제 1 데이터 구조(11)의 엔트리에 액세스하며;
상기 액세스된 엔트리가 상기 제 2 데이터 구조(12)에 포함된 기정의된 타일 패턴에 대한 패턴 식별자(19)를 포함하는지 여부를 판정하며;
상기 엔트리가 상기 패턴 식별자(19)를 포함하는 경우, 상기 제 2 데이터 구조(12)로부터 상기 기정의된 타일 패턴에 대한 정보를 선택적으로 인출하며; 및
상기 제 1 데이터 구조(11)의 상기 액세스된 엔트리(13-18)에 기초하고, 상기 엔트리(14, 16, 17)가 상기 패턴 식별자(19)를 포함하는 경우 상기 제 2 데이터 구조(12)에 포함된 상기 기정의된 타일 패턴에 기초하여 하나 또는 복수의 위치들의 높이 좌표를 판정하도록 구성된, 네비게이션 장치(1).
- 청구항 10에 있어서,
상기 처리장치(2)는 상기 엔트리(14, 16, 17)가 패턴 식별자(19)를 포함하는 경우, 상기 기정의된 타일 패턴에 대한 상기 인출된 정보에 기초하여 표면 메시의 정점들(41-50)의 한 쌍의 측방 좌표를 각각 판정하고, 상기 제 1 데이터 구조(11)의 상기 엔트리(14, 16, 17)에 기초하여 상기 정점들(41-50)의 높이 좌표를 각각 판정하도록 구성된, 네비게이션 장치(1).
- 청구항 11에 있어서,
상기 처리장치(2)는, 상기 제 1 데이터 구조(11)의 상기 엔트리(14, 16)가 상기 패턴 식별자(19) 및 많아야 하나의 높이 좌표를 포함하는 경우, 상기 정점들(41-46, 47-50)의 높이 좌표를 같은 값으로 설정하도록 구성되는, 네비게이션 장치(1).
- 청구항 11에 있어서,
상기 처리장치(2)는, 상기 제 1 데이터 구조(11)의 상기 엔트리(17)가 상기 패턴 식별자(19) 및 복수의 높이 좌표를 포함하는 경우, 상기 정점들(41-50)에 대해 서로 다른 높이 좌표를 판정하도록 구성되는, 네비게이션 장치(1).
- 청구항 10 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
기정의된 타일 패턴에 대한 식별자(19)를 포함하지 않는 상기 데이터베이스(10)의 엔트리들(13, 15, 18)은 각각 표면 메시의 정점들(41-50)의 3개씩(3-tuples)의 좌표에 관한 정보를 포함하는, 네비게이션 장치(1).
- 네비게이션 장치(1)에서 높이 정보를 판정하는 방법으로서,
상기 네비게이션 장치(1)는 복수의 엔트리들(13-18)을 갖는 제 1 데이터 구조(11)로서 상기 엔트리들(13-18) 각각이 타일링(20)의 타일(23-26; 31-34)에 대한 고유 타일 식별자를 포함하는 제 1 데이터 구조(11) 및 적어도 하나의 기정의된 타일 패턴을 정의하는 제 2 데이터 구조(12)를 포함하는 데이터베이스(10)를 가지며,
상기 방법은,
타일(23-26; 31-34)에 대한 상기 고유 식별자를 사용하여 상기 제 1 데이터 구조(11)의 엔트리(13-18)에 액세스하는 단계;
상기 엔트리(14, 16, 17)가 상기 제 2 데이터 구조(12)에 저장된 기정의된 타일 패턴에 대한 패턴 식별자(19)를 포함하는지 여부를 판정하는 단계;
상기 엔트리(14, 16, 17)가 상기 패턴 식별자(19)를 포함한다면 상기 제 2 데이터 구조(12)로부터 상기 기정의된 타일 패턴에 관한 정보를 상기 판정 결과에 기초하여 선택적으로 인출하는 단계; 및
상기 제 1 데이터 구조(11)의 상기 액세스된 엔트리(13-18)에 기초하고, 상기 엔트리(14, 16, 17)가 상기 패턴 식별자(19)를 포함하는 경우 상기 제 2 데이터 구조(12)에 포함된 상기 기정의된 타일 패턴에 기초하여 하나 또는 복수의 위치들의 높이 좌표를 판정하는 단계를 포함하는, 방법.
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