KR20120122957A

KR20120122957A - 네비게이션 장치, 고도 좌표를 결정하는 방법 및 데이터베이스를 생성하는 방법

Info

Publication number: KR20120122957A
Application number: KR1020120044528A
Authority: KR
Inventors: 블라디미르 이바노프; 토마스 펠트바우어; 알렉세이 프리아킨; 페테르 쿠나쓰; 마렉 스트라쎈부르크-클레시악
Original assignee: 하만 베커 오토모티브 시스템즈 게엠베하
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2012-04-27
Publication date: 2012-11-07
Also published as: JP2012234174A; CA2771549C; EP2518444A3; EP2518444A2; JP6230213B2; CN102759353B; US20120274633A1; BR102012006951A2; CN102759353A; KR101994317B1; BR102012006951B1; US9835462B2; CA2771549A1; EP2518444B1

Abstract

네비게이션 장치는 타일링의 타일(25)에 대해 각각 인덱스 데이터를 저장하는 데이터베이스를 갖는다. 인덱스 데이터는, 타일에 각각 오버랩되는 격자의 복수의 셀 중 각 하나에 대해, 각 셀과 적어도 일부 오버랩하는 불규칙 삼각망의 각 삼각면(26-39)에 대한 식별자를 포함한다. 격자의 복수의 셀들은 각 타일(25)을 커버하도록 규정된다. 네비게이션 장치의 처리 장치는, 맵 피쳐의 고도 좌표를 결정하기 위하여 인덱스 데이터를 이용하여 소정의 수평 좌표들을 갖는 맵 피쳐가 위치되는 삼각면(26-39)을 결정하도록 구성된다. 데이터베이스를 이용하여 고도 좌표들을 결정하는 방법과 데이터베이스를 생성하는 방법도 설명된다.

Description

네비게이션 장치, 고도 좌표를 결정하는 방법 및 데이터베이스를 생성하는 방법{NAVIGATION DEVICE, METHOD OF DETERMINING A HEIGHT COORDINATE AND METHOD OF GENERATING A DATABASE}

본 발명은 네비게이션 장치 내의 고도 정보의 이용과 연관된 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 네이게이션 장치, 고도 좌표를 결정하는 방법 및 데이터베이스를 생성하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 지형 상에 위치된 맵 피쳐들(map features)을 포함하여, 3차원 지형을 시각화하는 데 이용되는 장치 및 방법에 관한 것이다.

지형에 대한 고도 정보는 네비게이션 장치에서 점차 폭넓게 이용되고 있다. 이러한 고도 정보가 이용될 수 있는 하나의 예시적인 분야는 3차원 맵을 출력하는 것이다. 전자 맵을 출력하기 위하여 광 출력 유닛이 이용될 수 있다. 전자 맵이 소형 및/또는 휴대용 장치의 스크린 상에 표시될 수 있으므로, 다용도이고 컴팩트한 이점을 갖는다. 3차원(3D) 맵, 즉 원근화법은 이들의 높은 인식 성능으로 인해 사용자에게 특히 가치있을 수 있다. 교차로와 같은 환경 영역의 인식은, 종래의 2차원 표현에 비해 3차원 맵이 출력될 때 편리할 수 있다.

고도 정보가 이용될 수 있는 다른 예시적인 분야는 네비게이션 어플리케이션 또는 운전자 보조기(driver assistance)를 포함한다. 예를 들어, 연료 소비 비용과 같은, 경로 검색에 이용되는 각종 비용 기능은 커버되는 고도차에 따를 수 있다. 고도 정보는 경로의 이동에 대하여 커버되는 고도차가 결정될 수 있게 한다. 연료 소비 또는 다른 운전자 보조 기능에 대한 고도차의 영향이 고려될 수 있다.

다수의 이러한 고도 정보의 이용을 위해, 맵 피쳐의 고도 좌표가 결정될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 길 단편, 주목 지점 또는 3차원 지형에 대한 영역과 같은 맵 피쳐를 올바르게 위치결정하기 위해서, 그 고도 좌표가 알려져야만 한다.

맵 피쳐가 정확한 고도에 위치되었다는 것을 보장하는 하나의 접근법은 이러한 맵 피쳐의 각각에 대하여, 맵 데이터베이스의 수평 좌표에 추가하여 고도 좌표를 저장하는 것이다. 하나의 고도 좌표만이 맵 피쳐에 대해 저장된다면, 하나의 레벨로부터 다른 레벨로의 기본적인 디지털 고도 모델(digital elevation model, DEM)에서의 차이에 의해 지형을 표시하기 위해 통상적으로 이용가능한 각종 상이한 레벨 또는 해상도에 대해 일관적으로 표시되지 않을 수 있다. 각 레벨에 대해 하나의 고도 좌표를 저장하는 것은 저장 공간의 관점에서 바람직하지 않다.

다른 접근법은 맵 피쳐의 수평 좌표를 이용하여 DEM 데이터에 기초하여 그 고도 좌표를 결정하는 것이다. 불규칙 삼각망(triangulated irregular networks, TINs)의 양식을 갖는 DEM 데이터에 있어서, 소정의 수평 좌표를 갖는 맵 피쳐가 위치된 것에 대해 삼각면이 알려지면, 고도 좌표는 용이하게 연산될 수 있다. 그러나, 특히 다수의 삼각면을 포함하는 타일에 있어서, 정확한 삼각면을 식별하기에는 연산적으로 비용이 비쌀 수 있다.

따라서, 그 수평 좌표에 기초하여 맵 피쳐의 고도 좌표를 결정할 때 성능이 증가될 수 있게 하는 네비게이션 장치 및 방법에 대한 필요성이 있다.

이러한 필요성은 독립항에 기재된 네비게이션 장치 및 방법에 의해 다루어진다. 종속항은 실시예를 규정한다.

일 양태에 따르면, 네비게이션 장치가 제공된다. 네비게이션 장치는 데이터베이스와 데이터베이스에 연결된 처리 장치를 갖는다. 데이터베이스는, 타일링의 복수의 타일에 대하여, 각 타일에 대한 인덱스 데이터와, 3차원 표면을 규정하는 적어도 하나의 불규칙 삼각망(triangulated irregular network)인 TIN을 저장한다. 인덱스 데이터는 격자의 복수의 셀 중 각각의 셀에 대해서, 각각의 셀과 적어도 일부 오버랩하는 각 삼각면에 대한 식별자를 각각 포함한다. 격자의 복수의 셀은 각 타일을 커버하도록 규정된다. 처리 장치는 맵 피쳐의 수평 좌표에 기초하여 3차원 표면 상에 위치된 맵 피쳐의 고도 좌표를 결정하도록 구성된다. 이 때문에, 처리 장치는 고도 좌표를 결정하기 위하여, 인덱스 데이터를 이용해서, 맵 피쳐가 위치되어 있는 적어도 하나의 TIN의 삼각면을 결정한다.

데이터베이스는 인덱스 구조를 갖는다. 인덱스 데이터를 이용해서, 맵 피쳐가 잠재적으로 위치될 수 있는 삼각면의 소형 서브셋이 낮은 연산 비용으로 결정될 수 있다. 따라서, 실시간으로 고도 좌표를 결정하는 데 필요한 연산 복잡도가 경감될 수 있다.

기술 분야의 통상적인 용어에 따르면, "수평 좌표"란 중력 벡터에 대해 직교하는 수직 방향으로 측정된 좌표를 지칭한다.

본 명세서에서 사용되는 3차원 삼각면은, 타일 상으로의 삼각면의 투영이 셀과 오버랩되는 경우, 셀과 "오버랩"되는 것으로 고려된다. 즉, 삼각면의 고도 정보는, 삼각면이 셀과 오버랩되는지 여부를 판정할 때 무시된다.

셀은, 맵 피쳐의 수평 좌표가 규정되는 기준 프레임의 x 및 y 좌표에 따라 정렬된 변들을 갖는 사각형 셀일 수 있다.

처리 장치는, 맵 피쳐의 수평 좌표에 기초하여, 맵 피쳐가 위치되는 타일의 셀을 식별하도록 구성될 수 있다. 처리 장치는, 타일에 대한 인덱스 데이터를 이용하여, 결정된 셀과 적어도 일부 오버랩하는 적어도 하나의 TIN의 삼각면의 서브셋을 결정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 맵 피쳐가 위치될 수 있는 모든 후보 삼각면은 인덱스 구조를 이용해서 식별될 수 있다.

처리 장치는, 맵 피쳐가 위치되는 서브셋의 하나의 삼각면을 설정(establish)하도록 구성될 수 있다. 이를 위해서, 처리 장치는 수학적 루틴을 이용할 수 있다. 이러한 루틴에 "포함되는" 예들은 당업자에게 알려져 있다. 루틴은 후보 삼각면들의 서브셋 상에서만 수행될 필요가 있으며, 그 평균은 타일에 대한 삼각면들의 전체 수보다 매울 작을 것이다. 처리 장치는 설정된 삼각면을 규정하는 데이터에 기초하여 맵 피쳐의 고도 좌표를 연산하도록 구성될 수 있다.

타일링의 적어도 하나의 타일에 대해서, 셀들의 사이즈는 타일 전반에 걸쳐 다를 수 있다. 즉, 격자는 하나의 타일 내에 다른 사이즈를 갖는 셀들을 포함한다. 따라서, TIN(들)의 삼각면들의 다른 사이즈들이 설명될 수 있다. 일반적으로 삼각면들이 더 작은 타일의 영역들에서는, 더 작은 셀들이 사용될 수 있다.

타일링의 모든 타일들에 대해서, 복수의 셀들이 각각 규정될 수 있어, 복수의 셀들 중 임의의 하나와 오버랩하는 삼각면들의 수가 미리 규정된 상한에 의해 제한된다. 이는, 단위 영역 당 더 많은 수의 삼각면들이 존재하는 영역들에서 더 작은, 적절하게 선택된 셀 사이즈에 의해 달성될 수 있다. 따라서, 인덱스 데이터가 조회될 때 반환되는 후보 삼각면들의 최대수가 제한될 수 있다.

네비게이션 장치는 광학 출력 유닛을 포함할 수 있다. 처리 장치는 광학 출력 유닛에 연결될 수 있고, 광학 출력 유닛을 제어하여 결정된 고도 좌표에 대응하는 고도에서의 맵 피쳐를 출력하도록 구성될 수 있다.

맵 피쳐가, 복수의 쌍의 수평 좌표들을 갖는다는 의미에서 확장될 수 있다면, 복수의 삼각면들은 인덱스 구조를 이용해서 각각 결정될 수 있다.

맵 피쳐는 길 단편, 교차점, 영역, 또는 3차원 지형 상에 위치될 수 있는 임의의 다른 피쳐일 수 있다.

다른 양태에 따르면, 데이터베이스가 제공된다. 데이터베이스는, 타일링의 복수의 타일에 대하여, 각 타일에 대한 인덱스 데이터와 3차원 표면을 규정하는 적어도 하나의 불규칙 삼각망인 TIN을 각각 저장한다. 인덱스 데이터는 각 셀과 적어도 일부 오버랩하는 각 삼각면들에 대한 식별자를 격자의 복수의 셀들 중 각각의 하나에 대해 각각 포함한다. 격자의 복수의 셀들은 각 타일을 커버하도록 규정된다.

다른 양태에 따르면, 수평 좌표에 기초하여 맵 피쳐의 고도 좌표를 결정하는 방법이 제공된다. 데이터베이스는 고도 좌표를 결정하는 데 이용된다. 데이터베이스는, 타일링의 복수의 타일에 대하여, 각 타일에 대한 인덱스 데이터와 3차원 표면을 규정하는 적어도 하나의 불규칙 삼각망인 TIN을 각각 저장한다. 인덱스 데이터는 격자의 복수의 셀들 중 각각의 하나에 대해서, 각 셀과 적어도 일부 오버랩하는 각 삼각면에 대한 식별자를 각각 포함한다. 본 방법에서, 인덱스 데이터에 액세스하여, 수평 좌표에 기초하여 맵 피쳐가 위치되는 적어도 하나의 TIN의 삼각면을 설정한다. 맵 피쳐의 고도 좌표는 설정된 삼각면을 규정하는 데이터와 수평 좌표에 기초하여 결정된다.

고도 좌표를 결정하는 본 방법의 실시예들은 대응하는 효과를 갖는 네비게이션 장치의 실시예들에 대응할 수 있다.

다른 양태에 따르면, 네비게이션 장치에 대한 데이터베이스를 생성하는 방법이 제공된다. 본 방법은 타일링의 타일에 대해 각각 수행되는 이하의 단계들을 포함한다: 적어도 하나의 불규칙 삼각망인 TIN을 규정하는 데이터가 검색된다. 적어도 하나의 TIN은 3차원 표면을 나타낸다. 복수의 셀들을 갖는 격자는 타일에 대해 규정되어, 복수의 셀들이 타일을 커버한다. 격자의 각 셀에 대하여, 각 셀과 적어도 일부 오버랩하는 TIN의 모든 삼각면들이 결정된다. 타일에 대한 인덱스 데이터와 적어도 하나의 TIN을 규정하는 데이터가 데이터베이스에 저장된다. 인덱스 데이터는, 복수의 셀들 중 각 셀에 대해, 각 셀과 적어도 일부 오버랩하는 TIN의 모든 삼각면들에 대한 정보를 포함한다.

본 방법을 이용해서, 인덱스 데이터를 갖는 데이터베이스가 생성될 수 있다. 인덱스 데이터는, 맵 피쳐의 수평 좌표를 이용하여 조회가 수행될 때, 맵 피쳐가 위치되는 삼각면을 식별하는 프로세스에 편의를 제공한다.

복수의 셀들은, 셀들의 사이즈가 격자 전반에 걸쳐 다르도록 규정될 수도 있다. 따라서, 상이한 밀도의 삼각면들이 설명될 수 있다.

격자의 셀들의 사이즈는 국부적으로 선택될 수 있어, 셀과 적어도 일부 오버랩하는 TIN의 삼각면들의 수가 미리 규정된 상한에 의해 제한된다. 따라서, 인덱스 구조를 이용해서 조회에서 식별된 후보 삼각면들의 수가 미리 규정된 상한 아래로 유지될 수 있다.

격자에 있어서의 셀들의 수 또는 각 셀의 최대 사이즈에 대한 제한은 적어도 하나의 TIN을 규정하는 데이터의 해상도 레벨에 기초하여 선택될 수 있다. 다른 해상도 레벨은 통상적으로 다른 수의 삼각면들이 생기게 한다. 이는 격자를 규정할 때 제약으로서 고려될 수 있다.

셀들 중 각각의 하나가 직사각형이고 각 셀의 변들이 타일의 변들과 평행하거나 오버랩되도록 격자가 규정될 수 있다.

인덱스 구조를 갖는 데이터베이스는 네비게이션 장치에 대해 배치될 수 있다.

데이터베이스가 고도 좌표를 결정하는 데 이용되는 경우에, 맵 피쳐가 위치되는 3차원 지형의 시각화, 경로의 이동에 초래되는 비용의 연산, 경로 검색, 또는 이와 유사한 것과 같은 다양한 어플리케이션의 분야에 이용될 수 있다.

상술한 특징과 후술하는 특징은 나타낸 각 조합 뿐만 아니라 다른 조합 또는 독자적으로 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

실시예들의 상술한 특징 및 다른 특징은 첨부 도면과 함께 결부하여 본 실시예들의 후술하는 상세한 설명을 읽음으로써 보다 명확해질 것이다. 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 요소들을 나타낸다.

도 1은 네비게이션 장치의 개략 블록도.
도 2는 데이터베이스의 개략도.
도 3은 오버랩된 타일링을 갖는 지형의 평면도.
도 4는 타일에 대한 TIN을 예시하는 사시도.
도 5는 오버랩된 격자를 갖는 타일을 나타내는 평면도.
도 6은 오버랩된 격자를 나타내는 타일의 평면도.
도 7은 다른 오버랩된 격자를 나타내는 타일의 평면도.
도 8은 다른 오버랩된 격자를 나타내는 타일의 평면도.
도 9는 고도 좌표를 결정하는 방법의 흐름도.
도 10은 데이터베이스를 생성하는 방법의 흐름도.

도 1은 실시예에 따른 네비게이션 장치(1)를 개략적으로 나타낸다. 네비게이션 장치(1)는 네비게이션 장치(1)의 동작을 제어하는 처리 장치(2)를 포함한다. 처리 장치(2)는, 예를 들어 하나 이상의 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서 또는 어플리케이션 특정 집적 회로의 형태로 중앙 처리 장치를 포함할 수 있다. 처리 장치(2)는 그래픽스 프로세서도 포함할 수 있다. 네비게이션 장치(1)는 저장 장치(3)에 저장된 데이터베이스(10)를 추가적으로 포함한다. 저장 장치(3)는 랜덤 액세스 메모리, 플래시 메모리 또는 하드 드라이버와 같은 각종 메모리뿐만 아니라, 컴팩트 디스크(CD), DVD, 메모리 카드 등과 같은 탈착가능 메모리 중 임의의 하나 또는 임의의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 네비게이션 장치(1)는 광학 출력 유닛(4)을 포함한다. 네비게이션 장치(1)는 위치 센서 및/또는 무선 수신기 및/또는 입력 인터페이스(5)와 같은 추가적인 요소를 포함할 수 있다.

저장 장치(3)는 3차원 지형을 규정하는 데이터베이스(10)를 저장한다. 데이터베이스(10) 내의 데이터는 처리 장치(2)에 의해 사용되어, 3차원 맵을 생성할 수 있고, 즉 지형을 시각화하고 경로와 연관된 연료 소비 또는 다른 비용, 또는 유사한 것을 결정할 수 있다.

아래에서 더욱 상세하게 설명할 바와 같이, 데이터베이스(10) 내의 데이터는 타일링에 따라 조직화된다. 3차원 지형을 나타내는 데이터가 저장되는 영역은 복수의 타일로 세분된다. 타일의 각각의 하나에 대해, 디지털 고도 모델(digital elevation model, DEM) 데이터가 저장된다. DEM 데이터는 하나 또는 하나 이상의 불규칙 삼각망들(TINs)을 포함할 수 있다. TIN의 각 삼각면은 하나의 타일에만 위치된다. 소정의 타일에 위치된 소정의 수평(즉, x 및 y) 좌표를 갖는 맵 피쳐에 있어서, 이러한 타일에 대해 규정된 모든 TIN들의 삼각면들은 맵 피쳐가 위치될 수 있는 잠재적인 후보들이다. 소정의 수평 좌표를 갖는 맵 피쳐가 위치되는 하나의 삼각면을 식별하는 프로세스의 성능을 향상시키기 위해서, 데이터베이스(10)는 각 타일에 대한 인덱스 데이터도 저장한다.

인덱스 데이터는 타일에 대해 규정되는 셀이라고 칭해지는 소정의 영역들과 삼각면들의 서브셋을 연관시킨다. 모든 셀들이 조합하여 이들이 규정되는 타일을 완전하게 커버하도록 셀들이 규정될 수 있다. 셀들의 경계는 격자의 격자 선들일 수 있으며, 격자 선들은 타일의 변들과 평행하거나 일치하도록 연장한다.

셀들의 각각의 하나는 직사각형일 수 있으며, 셀의 변들은 타일의 변과 평행하거나 일치한다. 이러한 셀들에 있어서, 소정의 수평 좌표 쌍이 위치되는 셀이 낮은 연산 비용으로 설정될 수 있다.

타일에 대해 규정된 복수의 셀들 중 각각의 하나에 대해, 인덱스 데이터는 셀과 적어도 일부 오버랩되는 TIN 또는 TIN들의 모든 삼각면들에 대한 정보를 포함한다. 소정의 수평 좌표를 갖는 맵 피쳐가 위치되는 셀이 알려지는 경우, 후보 삼각면들의 소형 서브셋들이 인덱스 데이터에 기초하여 용이하게 검색될 수 있다. 인덱스 데이터에 따라 셀과 적어도 일부 오버랩하는 서브셋의 삼각면들 중 하나에 맵 피쳐가 위치되어야만 한다. 타일에 대해 TIN들의 삼각면들의 수를 평균적으로 스케일링하는 횟수로 맵 피쳐들이 소정의 삼각면에 위치되는지 여부를 판정하기 위한 루틴을 수행할 필요는 없다.

도 2는 데이터베이스(10)의 개략도이다. 데이터베이스(10)는 네비게이션 장치(1)에서 사용될 수 있다. 데이터베이스(10)는 3차원 지형을 나타낸다. 복수의 다른 해상도 레벨들이 제공되는 것이 요구된다면, 후술하는 데이터 구조는 해상도 레벨 중 각 하나에 대해 제공될 수 있다.

데이터베이스(10)는 타일링의 제1 타일과 연관된 데이터(11), 타일링의 제2 타일과 연관된 데이터(12), 타일링의 제3 타일과 연관된 데이터(13) 등을 포함한다. 다른 타일들에 대한 데이터(11-13)는 동일한 기본 구조를 가질 수도 있다. 데이터(11)의 구조만을 보다 상세하게 예시적으로 설명할 것이다.

데이터(11)는 DEM 데이터(15)를 포함한다. DEM 데이터(15)는 하나의 TIN 또는 몇개의 TIN들을 규정할 수 있다. 직사각형 타일들에 대해서, 짝수의 TIN들이 규정될 수도 있다. 다른 줌 레벨들에 대해서 별개의 TIN들이 있을 수도 있다. 각 타일에 대한 예시를 위해, 2개의 TIN들이 거친 줌 레벨에 대해 규정될 수도 있고, 4개의 TIN들이 보다 미세한 줌 레벨에 대해 규정될 수도 있다.

TIN을 각각 나타내는 데이터는 TIN의 각 정점의 3개의 좌표들을 나타내는 3개 한벌(3-tuples)의 어레이를 포함할 수 있다. 각 타일에 대해 모든 정점들의 좌표들을 별도록 저장할 필요를 제거하는 템플릿 패턴들을 이용하는 것과 같은 다른 표현들이 사용될 수도 있다. 또한, TIN을 각각 나타내는 데이터는 정점 어레이의 정점들을 나타내는 인덱스들을 갖는 인덱스 어레이를 포함할 수도 있다. 인덱스 어레이는, 삼각면들의 각각에 대해서, 각 삼각면의 모서리를 형성하는 3개의 정점들을 규정할 수 있다. 본 기술분야에 알려진 다양한 기술들이 간결한 양식으로 TIN을 저장하는 데 이용될 수 있다.

또한, 데이터(11)는 인덱스 데이터(16)를 포함한다. 타일에 대해 규정된 격자의 각 셀에 대하여, 인덱스 데이터(16)는 각 셀과 오버랩하는 TIN(들)의 삼각면들에 대한 정보를 포함한다. 예시를 위해, 삼각면들에 대한 인덱스들과 같은, 삼각면들에 대한 적절한 식별자들이 각 셀과 연관하여 인덱스 데이터(16)에 포함될 수 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 인덱스 데이터는 타일마다의 형식으로 저장될 수도 있고, 각 타일에 대해 DEM 데이터와 같은 다른 데이터를 갖는 하나의 더 큰 데이터 구조에 결합될 수도 있다. 따라서, 지형의 국부적인 변화에 응답하는 업데이트가 더욱 용이하게 수행될 수 있다. 변화가 요구되는 타일만 교체되어야 하므로, 업데이트는 오버-디-에어(over-the-air) 업데이트로서 수행될 수도 있다.

도 3은 타일링(20)이 규정되는 지형의 개략 평면도이다. 공유 영역에 의해 개략적으로 나타낸 바와 같이, 지형은 각종 고도 레벨에 대해 연장될 수 있다. 공유 영역들이 해수면과 같은 하나의 고도 레벨에 있을 수 있으며, 비공유 영역들이 다른 고도 레벨에 있을 수 있다.

지형의 3차원 표면 구조는, 적어도 양호한 근사화에 대해, 각 타일에 대해 규정된 TIN(들)에 의해 나타내어질 수 있다. TIN들은 실시간으로 표면 구조를 렌더링할 때 양호한 성능을 보인다.

도 4는 타일에 대해 규정된 TIN(21)을 나타내는 개략 사시도이다. TIN은 복수의 삼각면들을 포함한다. 맵 피쳐(22)의 고도 좌표를 결정하기 위해서, 그것이 위치된 삼각면이 알려져야만 한다. 삼각면이 알려진 경우, 맵 피쳐의 수평 좌표에 기초하고 각 삼각면을 규정하는 데이터에 기초하여 고도 좌표가 연산될 수 있다. 이는 삼각면 상의 투영을 연산함으로써 행해질 수 있다.

인덱스 데이터는 맵 피쳐가 위치되는 삼각면을 식별하는 성능을 향상시키는 데 이용된다.

도 5는 타일(25)의 평면도이다. TIN의 토폴로지는 실선으로 나타내어진다. 점선으로 나타내어진 격자선을 갖는 격자는 타일(25) 상에 오버랩된다. 도 6은 도 5의 격자(40)와 격자의 셀들(41-44)을 나타내는 평면도이며, TIN 토폴로지는 명료화를 위해 생략하였다.

TIN은 도 5의 평면도에서 나타낸 복수의 삼각면들(26-39)을 포함한다. x-y 평면에 투영될 때, 삼각면들은 격자(40)의 하는 또는 몇개의 셀들(41-44)과 각각 오버랩될 수 있다.

인덱스 데이터는 다양한 셀들(41-44)과 오버랩하는 삼각면들에 대한 정보를 제공한다. 예를 들어, 삼각면들(26-29)은 셀(41)과 오버랩한다. 그에 따라, 인덱스 데이터는, 삼각면들(26-29)이 셀(41)과 오버랩한다는 것을 규정한다. 삼각면들(30, 31)은 셀(44)과 오버랩한다. 삼각면들(26, 29, 32, 33)은 셀(42)과 오버랩한다. 삼각면들(32-39)은 셀(43)과 오버랩한다.

이러한 정보는 데이터베이스가 생성되는 전-처리(pre-processing) 단계에서 결정될 수 있다. 삼각면들이 격자의 다양한 셀들과 오버랩하는 것에 대한 정보는, 데이터베이스가 네비게이션 장치에 배치되기 전에, 후속하는 이용을 위한 인덱스 데이터로서 데이터베이스에 저장된다.

맵 피쳐가 위치되는 삼각면을 결정하는 경우에, 인덱스 데이터가 이용될 수도 있다. 예를 들어, 맵 피쳐가 (맵 피쳐의 수평 좌표에 기초하여 용이하게 결정될 수 있는) 셀(44)에 위치되는 경우, 맵 피쳐는 2개의 삼각면들(30, 31) 중 하나에 위치되어야만 한다. 단지 이러한 2개의 면들(30, 31)만이 종래의 루틴을 이용하여 테스트되어, 맵 피쳐가 삼각면(30)에 위치되는지 또는 삼각면(31)에 위치되는지 여부를 판정하여야만 한다.

규칙적인 격자(40)를 도 6에 나타내었지만, 셀들이 타일에 따라 다양한 사이즈를 갖도록 격자가 규정될 수도 있다. 셀 사이즈는, 단위 영역 당 삼각면들의 수가 더 큰 영역들에서 더 작게 선택될 수 있다. 예를 들어, 보다 작은 셀 사이즈가, 삼각면들(34-37)이 규정되는 영역에서 선택될 수도 있다.

도 7은 다양한 셀 사이즈를 갖는 격자(50)를 나타낸다. 셀들(51, 52, 57)은 제1 사이즈를 갖는다. 셀들(54-56)은 제2 사이즈를 가지며, 셀들(54-56)의 영역은 셀들(51, 52, 57)의 영역 중 하나의 쿼터에 각각 존재한다.

격자(50)가 타일(25) 상에 중복될 때, 삼각면들(34, 35)만이 셀(53)과 오버랩한다. 삼각면들(35, 36)만이 셀(54)과 오버랩한다.

삼각면들(36, 37)만이 셀(55)과 오버랩한다. 그리고, 삼각면들(37, 34)만이 셀(56)과 오버랩한다.

각 위치에서의 삼각면들의 밀도에 따라, 셀 위치의 함수로서 셀 사이즈가 시스템적으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 원래의 셀과 오버랩하는 삼각면들의 개수가 소정의 상한에 도달하거나 초과하면, 규칙적인 격자의 셀이 복수의 셀들로 분할될 수 있다. 후보 삼각면들의 최대 개수는 그에 따라 소정의 값으로 설정될 수 있다.

맵 피쳐가 위치되는 삼각면을 결정할 때, 인덱스 데이터가 이용될 수 있다. 예를 들어, 맵 피쳐가 (맵 피쳐의 수평 좌표에 기초하여 용이하게 결정될 수 있는) 격자(50)의 셀(54)에 위치되면, 맵 피쳐는 2개의 삼각면들(35, 36) 중 하나에 위치되어야 한다. 이러한 2개의 면들(35, 36)만이 종래의 루틴을 이용하여 테스트되어, 맵 피쳐가 삼각면(35)에 위치하는지 또는 삼각면(36)에 위치하는지 여부를 판정해야만 한다.

도 7에 나타낸 격자에 있어서, 추가적인 데이터 구조가 타일에 대해 DEM을 규정하는 데이터에 포함될 수 있다. 추가적인 데이터 구조는 다른 셀들의 사이즈와 위치에 대한 정보를 포함할 수 있다.

우측 상부 모서리의 셀을 단지 분할하는 것이 아니라, 격자선 간격이 조절될 수도 있다. 따라서, 격자선 간격이 적응될 수 있다.

도 8은 다양한 셀 사이즈를 갖는 다른 격자(59)를 나타낸다. 격자(59)에서, 격자선 간격은 다양하다. 셀(57)은 제1 사이즈를 갖는다. 셀(57, 58)은 직사각형이고 정사각형이 아니며 제2 사이즈를 갖고, 셀들(57, 58)의 영역은 각각 셀(57)의 영역의 절반이다. 셀들(53-56)은 더욱 작은 영역을 갖는다.

격자선 간격에 대한 정보는 DEM을 규정하는 데이터에 저장될 수 있다. 특히, 격자선 간격이 등거리가 아니라면, x 및 y축에 대해 평행한 격자선들의 위치들에 대한 정보가 저장될 수 있다. 소정의 수평 좌표 쌍을 갖는 맵 피쳐가 위치되는 단순한 룩업 동작에서 정보가 셀을 결정하도록 이용될 수 있다.

도 9는 그 수평 좌표들에 기초하여 맵 피쳐의 고도 좌표를 결정하는 방법(60)의 흐름도이다. 방법(60)은 네비게이션 장치의 처리 장치에 의해 수행될 수 있다.

61에서, 맵 피쳐가 위치되는 타일의 셀이 결정된다. 타일에서 각 타일과 타일 내의 각 셀에 의해 커버되는 최대 및 최소 x 및 y 좌표가 알려져 있으므로, 이는 낮은 연산 비용으로 행해질 수 있다. 격자선들의 위치에 대한 정보는 데이터베이스로부터 검색되어 맵 피쳐가 위치되는 셀을 결정할 수 있다. 셀들을 규정하는 격자의 격자선 간격이 등거리가 아닌 경우에, 적어도 정보가 검색될 수 있다.

62에서, 결정된 셀과 오버랩하는 삼각면(들)에 대한 정보가 검색된다. 타일에 대한 인덱스 데이터는, 삼각면(들)이 각 셀과 오버랩하는지를 결정하는 데 이용된다. 맵 피쳐는 삼각면(들) 중 하나에 위치되어야만 한다.

63에서, 하나보다 많은 삼각면이 셀과 오버랩하는지 여부가 판정된다. 하나보다 많은 삼각면이 셀과 오버랩한다면, 방법은 64로 진행하고, 그렇지 않다면 방법은 65로 진행한다. 64에서, 맵 피쳐가 위치되는 하나의 삼각면이 셀과 오버랩하는 복수의 삼각면들로부터 선택된다. 이를 위해서, 셀과 오버랩하는 삼각면들의 각각의 하나에 대하여 루틴이 수행되어, 수평 좌표를 갖는 맵 피쳐가 각 삼각면에 위치되는지 여부를 판정할 수 있다. 이러한 판정이 단계 61 또는 62에서보다 연산적으로 더 비싸지만, 셀과 오버랩하는 삼각면들에 대해서만 수행되어야 한다. 본 방법은 65로 진행한다.

65에서, 맵 피쳐가 위치되는 삼각면이 결정된다. 공간에서 삼각면을 규정하는 데이터가 맵 피쳐의 고도 좌표를 연산적으로 결정하는 데 이용된다. 이를 위해서, 맵 피쳐의 x 및 y 좌표를 갖는 직선을 갖고 고도 좌표축에 평행한 삼각면의 교차점이 연산될 수 있다.

66에서, 결정된 고도 좌표가 네비게이션 장치에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 결정된 고도 좌표에 대응하는 고도에서 맵 피쳐가 표시되도록, 광학 출력 유닛이 제어될 수 있다.

도 10은 인덱스 데이터를 갖는 데이터베이스를 생성하는 방법의 흐름도이다. 타일링의 다양한 다른 타일들에 대해 순차적으로 수행될 수 있는 본 방법은 각 타일에 대해 오버랩된 격자를 이용하여 인덱스 데이터를 생성한다. 본 방법은 컴퓨터와 같은 전자 장치에 의해 수행된다.

71에서, 격자의 최대 셀 사이즈가 상세 레벨에 기초하여 선택될 수 있다. 다른 층들 또는 상세의 레벨에 있어서, 타일링 및 TIN들은 다를 수 있다. 따라서, 특징적인 셀 사이즈는 각 상세의 레벨에 기초하여 선택될 수 있다.

72에서, 복수의 셀들을 갖는 격자가 생성될 수 있다. 조합된 복수의 셀들은 타일을 완전하게 커버한다. 격자는 규칙적인 격자로서 초기에 생성되고, 71에서 결정된 최대 사이즈보다 작은 사이즈를 갖는 각 타일을 갖는다.

73에서, 격자의 셀이 선택될 수 있다. 셀은 격자의 임의의 어느 셀일 수 있고, 단계 73-77에서의 반복이 셀들에 대해 수행된다.

74에서, 셀과 적어도 일부 오버랩하는 타일의 TIN(들)의 모든 삼각면들이 결정된다. 이는 연산적으로 고비용일 수 있지만, 단계 74는 데이터베이스가 생성되는 전-처리 단계에서 수행된다. 실시간 성능이 그에 의해 악영향을 받지 않는다.

75에서, 셀과 적어도 일부 오버랩하는 삼각면들의 수가 미리 규정된 상한보다 큰지 여부가 판정된다. 셀과 적어도 일부 오버랩하는 삼각면들의 수가 미리 규정된 상한보다 더 큰 것으로 판정된 경우에, 본 방법은 76에서 계속된다. 76에서, 셀은 복수의 더 작은 셀들로 분할될 수 있으며, 더 작은 각 셀들은 타일의 변들에 평행한 변들을 갖는다. 그 후에 본 방법은 73으로 복귀하고, 여기에서 더 작은 셀들 중 하나가 선택될 수 있다.

셀과 적어도 일부 오버랩하는 삼각면들의 수가 미리 규정된 상한 이하라고 판정되면, 본 방법은 77에서 계속된다. 77에서, 단계 73-77이 모든 셀들에 대해 이미 수행되었는지 여부가 판정된다. 셀과 오버랩하는 삼각면이 아직 결정되지 않는 다른 셀이 존재하면, 본 방법은 73으로 복귀한다. 새로운 셀이 선택되고, 단계 73-77이 반복된다.

77에서, 단계 73-77이 모든 셀들에 대해 이미 수행된 것으로 판정되면, 본 방법은 78에서 계속된다. 78에서, 삼각면들이 격자의 다양한 셀들과 오버랩하는 것에 대한 정보를 포함하는 인덱스 데이터가 데이터베이스에 저장된다.

도 10에 나타내지는 않았지만, 격자선의 위치들에 대한 정보도 각 타일에 대해 데이터 내에 저장될 수 있다. 예를 들어, x축에 대하여 평행하게 연장하는 격자선들의 y 좌표가 저장될 수 있고, y축에 평행하게 연장하는 격자선들의 x 좌표가 저장될 수 있다. 격자선 간격이 등거리가 아니라면, 격자선들의 위치들은 선택적으로 저장될 수 있다.

본 방법(70)이 타일링의 모든 타일들에 대해 수행되면, 데이터베이스는 맵 피쳐의 고도 좌표들을 결정하는 데 이용하기 위해 네비게이션 장치에 배치될 수 있다.

실시예들에 따라 방법 및 장치를 상세하게 설명하였지만, 다른 실시예들에서는 변형이 구현될 수도 있다. 예를 들어, 정사각형 셀들을 갖는 격자를 설명하였지만, 격자의 셀들은 정사각형이 아닌 직사각형과 같은 다른 적절한 형태를 가질 수도 있다. 예를 들어, 타일링의 타일들은 다양한 사이즈 및/또는 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않고, 지형 상에 위치된 맵 피쳐로 3차원 지형을 시각화하는 것과, 경로 검색 또는 다른 운전자 보조 어플리케이션을 위해 이용될 수 있다.

Claims

네비게이션 장치(1)로서,
타일링(tiling)(20)의 복수의 타일들(25)에 대해서, 상기 각 타일(25)에 대한 인덱스 데이터(16)와 3차원 표면(21)을 규정(define)하는 적어도 하나의 불규칙 삼각망(triangulated irregular network, TIN)을 각각 저장하는 데이터베이스(10)로서,
상기 인덱스 데이터(16)는 격자(40; 50)의 복수의 셀들(41-44; 51-57) 중 각각의 하나에 대해, 상기 각 셀(41-44; 51-57)과 적어도 부분적으로 오버랩하는 상기 적어도 하나의 TIN의 각 삼각면(26-39)에 대한 식별자를 각각 포함하고, 상기 격자(40; 50)의 상기 복수의 셀들(41-44; 51-57)은 상기 각 타일(25)을 커버하도록 규정된, 데이터베이스; 및
상기 데이터베이스(10)에 연결되고, 상기 맵 피쳐(22)의 수평 좌표들에 기초하여 상기 3차원 표면(21)에 위치된 맵 피쳐(map feature)(22)의 고도 좌표를 결정하도록 구성된 처리 장치(2)로서,
상기 처리 장치(2)는 상기 고도 좌표를 결정하기 위하여, 상기 인덱스 데이터(16)를 이용하여 상기 맵 피쳐(22)가 위치되는 상기 적어도 하나의 TIN의 삼각면(26-39)을 결정하도록 구성된, 처리장치를 포함하는, 네비게이션 장치(1).
청구항 1에 있어서,
상기 처리 장치(2)는,
상기 수평 좌표들에 기초하여, 상기 맵 피쳐(22)가 위치되는 타일(25)의 셀(41-44; 51-57)을 식별하고; 및
상기 타일(25)에 대한 상기 인덱스 데이터(16)를 이용하여, 상기 결정된 셀(41-44; 51-57)과 적어도 부분적으로 오버랩하는 상기 적어도 하나의 TIN의 삼각면들(26-39)의 서브셋을 결정하도록 구성되는, 네비게이션 장치(1).
청구항 2에 있어서,
상기 처리 장치(2)는,
상기 맵 피쳐(22)가 위치되는 상기 서브셋의 하나의 삼각면(26-39)을 설정(establish)하고; 및
상기 설정된 삼각면(26-39)을 규정하는 데이터에 기초하여, 상기 맵 피쳐(22)의 상기 고도 좌표를 연산하도록 더 구성되는, 네비게이션 장치(1).
청구항 2에 있어서,
상기 타일링(20)의 적어도 하나의 타일(25)에 대해서, 상기 셀들(51-57)의 사이즈는 상기 타일 전반에 걸쳐 다양한, 네비게이션 장치(1).
청구항 4에 있어서,
상기 타일링(20)의 모든 타일들(25)에 대해서, 상기 복수의 셀들(51-57) 중 임의의 하나와 오버랩하는 삼각면들(26-39)의 수가 미리 규정된 상한에 의해 제한되도록 상기 복수의 셀들(51-57)이 각각 규정되는, 네비게이션 장치(1).
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
광학 출력 유닛(4)을 더 포함하고,
상기 처리 장치(2)는 상기 광학 출력 유닛(4)에 연결되고, 상기 광학 출력 유닛(4)을 제어하여 상기 결정된 고도 좌표에 대응하는 고도에서 상기 맵 피쳐(22)를 출력하도록 구성되는, 네비게이션 장치(1).
데이터베이스(10)를 이용하여 수평 좌표들에 기초하여 맵 피쳐(22)의 고도 좌표를 결정하는 방법으로서, 상기 데이터베이스(10)는 타일링(20)의 복수의 타일들(25)에 대해, 상기 각 타일(25)에 대한 인덱스 데이터(16) 및 3차원 표면(21)을 규정하는 적어도 하나의 불규칙 삼각망(triangulated irregular network, TIN)을 각각 포함하고, 상기 인덱스 데이터(16)는 격자(40; 50)의 복수의 셀들(41-44; 51-57) 중 각각의 하나에 대하여, 각 셀(41-44; 51-57)과 적어도 부분적으로 오버랩하는 상기 적어도 하나의 TIN의 각 삼각면(26-39)에 대한 식별자를 각각 포함하며,
상기 방법은,
상기 수평 좌표들에 기초하여, 상기 맵 피쳐가 위치되는 상기 적어도 하나의 TIN의 삼각면(26-39)을 설정하기 위해 상기 인덱스 데이터(16)에 액세스하는 단계; 및
상기 수평 좌표들에 기초하고 상기 설정된 삼각면(26-39)을 규정하는 데이터에 기초하여, 상기 고도 좌표를 결정하는 단계를 포함하는, 고도 좌표 결정 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 삼각면(26-39)을 설정하기 위하여, 상기 맵 피쳐(22)가 위치되는 타일(25)의 셀은 상기 수평 좌표들에 기초하여 식별되고, 상기 인덱스 데이터(16) 내의 상기 셀에 대해 저장된 상기 식별자들이 검색되는, 고도 좌표 결정 방법.
청구항 7 또는 8에 있어서,
상기 타일링(20)의 적어도 하나의 타일(25)에 대해서, 상기 셀들(51-57)의 사이즈는 상기 타일(25) 전반에 걸쳐 다양한, 고도 좌표 결정 방법.
청구항 7 또는 8에 있어서,
광학 출력 유닛(4)은 상기 결정된 고도 좌표에 대응하는 높이에서 상기 맵 피쳐(2)를 출력하도록 제어되는, 고도 좌표 결정 방법.
청구항 7 또는 8에 있어서,
상기 데이터베이스는 상기 타일링(20)의 상기 타일(25)에 대해 각각 수행되는,
상기 적어도 하나의 불규칙 삼각망(triangulated irregular network, TIN)을 규정하는 데이터를 검색하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 TIN은 상기 3차원 표면(21)을 나타내는, 단계;
복수의 셀들(41-44; 51-57)을 갖는 상기 격자(40; 50)를 규정하는 단계로서, 상기 복수의 셀들(41-44; 51-57)은 상기 타일(25)을 커버하는, 단계;
상기 격자(40; 50)의 각 셀에 대하여, 상기 각 셀(41-44; 51-57)과 적어도 부분적으로 오버랩하는 상기 TIN의 삼각면들(26-39)을 결정하는 단계; 및
상기 타일(25)에 대한 인덱스 데이터(16) 및 상기 데이터베이스(10) 내의 상기 적어도 하나의 TIN을 규정하는 상기 데이터(15)를 저장하는 단계로서, 상기 인덱스 데이터(16)는, 상기 복수의 셀들(41-44; 51-57)의 각 셀(41-44; 51-57)에 대해서, 상기 각 셀과 적어도 부분적으로 오버랩하는 상기 TIN의 모든 삼각면들(26-39)에 대한 정보를 포함하는, 단계를 포함하는 맵 생성 절차에 의해 생성되는, 고도 좌표 결정 방법.
네비게이션 장치(1)에 대한 데이터베이스(10)를 생성하는 방법으로서, 상기 방법은 타일링(20)의 타일(25)에 대해 각각 수행되는,
적어도 하나의 불규칙 삼각망(triangulated irregular network, TIN)을 규정하는 데이터를 검색하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 TIN은 3차원 표면(21)을 나타내는, 단계;
복수의 셀들(41-44; 51-57)을 갖는 격자(40; 50)를 규정하는 단계로서, 상기 복수의 셀들(41-44; 51-57)은 상기 타일(25)을 커버하는, 단계;
상기 격자(40; 50)의 각 셀에 대하여, 상기 각 셀(41-44; 51-57)과 적어도 부분적으로 오버랩하는 상기 TIN의 삼각면들(26-39)을 결정하는 단계; 및
상기 타일(25)에 대한 인덱스 데이터(16) 및 상기 데이터베이스(10) 내의 상기 적어도 하나의 TIN을 규정하는 상기 데이터(15)를 저장하는 단계로서, 상기 인덱스 데이터(16)는, 상기 복수의 셀들(41-44; 51-57)의 각 셀(41-44; 51-57)에 대해서, 상기 각 셀과 적어도 부분적으로 오버랩하는 상기 TIN의 모든 삼각면들(26-39)에 대한 정보를 포함하는, 단계를 포함하는, 데이터베이스 생성 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 복수의 셀들(41-44; 51-57)은, 상기 셀들(51-57)의 사이즈가 격자(40; 50) 전반에 걸쳐 다양하도록 규정되는, 데이터베이스 생성 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 격자(50)의 상기 셀들(51-57)의 사이즈는, 셀(51-57)과 적어도 부분적으로 오버랩하는 상기 TIN의 삼각면들(26-39)의 수가 미리 규정된 상한에 의해 제한되도록 국부적(locally)으로 선택되는, 데이터베이스 생성 방법.
청구항 12 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격자(40; 50)의 셀들(41-44; 51-57)의 수는 상기 적어도 하나의 TIN을 규정하는 상기 데이터의 해상도 레벨에 기초하여 선택되는, 데이터베이스 생성 방법.
청구항 12 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 격자(40; 50)는, 상기 셀들(41-44; 51-57)의 각각의 하나가 직사각형이고, 각 셀(41-44; 51-57)의 변들이 상기 타일(25)의 변들과 평행하거나 오버랩되도록 규정되는, 데이터베이스 생성 방법.
청구항 12 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터베이스(10)는 지형 시각화에서의 이용을 위해 네비게이션 장치(1)의 저장 장치(3)에 저장되는, 데이터베이스 생성 방법.