WO2000063842A1 - Method for obtaining a realistic street view and a navigation device - Google Patents

Method for obtaining a realistic street view and a navigation device Download PDF

Info

Publication number
WO2000063842A1
WO2000063842A1 PCT/DE2000/001075 DE0001075W WO0063842A1 WO 2000063842 A1 WO2000063842 A1 WO 2000063842A1 DE 0001075 W DE0001075 W DE 0001075W WO 0063842 A1 WO0063842 A1 WO 0063842A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
boundary lines
road segments
segments
street
road
Prior art date
Application number
PCT/DE2000/001075
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Ritter
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to DE20022813U priority Critical patent/DE20022813U1/en
Publication of WO2000063842A1 publication Critical patent/WO2000063842A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • G01C21/38—Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3863—Structures of map data
    • G01C21/3867—Geometry of map features, e.g. shape points, polygons or for simplified maps
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/20—Drawing from basic elements, e.g. lines or circles
    • G06T11/203—Drawing of straight lines or curves

Definitions

  • the invention relates to a method for obtaining a realistic street view based on a digital street map with a network of street segments, and a navigation device which is able to provide a user with a realistic street view.
  • Digital road maps for navigation systems generally have a network of linear road segments. If these street segments are reproduced as a street map without additional preparation, the streets are displayed as lines.
  • the patent application EP 0 579 451 AI relates to the creation of an animation with a series of street drawings.
  • Road segments are shown with their boundary lines. If street segments meet at an angle, the street corners are replaced by arcs. If road sections to be displayed with different widths meet, a tapered section is inserted in the form of straight lines.
  • the design of the street corners and the coordination of different width sections of the street must be carried out using different methods. Certain road contours and road configurations, such as traffic islands, cannot be reproduced realistically.
  • the symbols must be saved in addition to the data of the road segments. Furthermore, the representation the streets as straight lines and an unnatural representation through the use of symbols for intersections.
  • US Pat. No. 5,787,382 describes a representation of street maps which is based on the fact that the shapes of the intersections are stored in addition to the data from the digital street map. For display on a screen, the data for the streets are overlaid with the data for the intersections.
  • road segments which are generally defined by nodes, are provided with boundary lines.
  • a particularly realistic map display on a display device can also be achieved if road segments or their boundary lines are processed, the course of which is defined by at least one design point.
  • the design point preferably defines a road course that deviates from a straight line.
  • a polygon defined by the design points which does not correspond to reality, can be smoothed out by the processing and the disruptive edges of the polygon, i.e. the road course to be reproduced, can be removed.
  • a navigation device is characterized by a conversion unit with which road segments can be converted into areas with boundary lines and with which interfaces between road segments or road boundary lines can be distorted into a curved course.
  • FIG. 1 shows a navigation device
  • FIG. 2 shows linear road segments
  • FIG. 3 shows road segments and intersections between road segments after their conversion
  • FIG. 4 shows a number of road segments and intersections that are converted
  • FIG. 5 shows further road segments and intersections during the conversion
  • FIGS with road curves before conversion
  • FIG. 18 shows the road segments from FIG. 17 after their interpolation
  • FIG. 19 shows a flow chart for the treatment of road segments of a digital road map.
  • FIG. 1 illustrates a navigation device 1 with a working memory 11 and a conversion unit 12 designed as a microprocessor.
  • a range finder 13 and a direction meter 14 are used to determine the position via dead reckoning.
  • a GPS sensor, not shown, is connected to the microprocessor via a system bus 15, just like the range finder 13, the direction meter 14 and a drive 16 for a storage medium 161.
  • the storage medium 161 is a DVD (Digital Versatile Disc).
  • a display device 17 is controlled via an image control unit 18 for outputting image information and in particular for displaying road maps.
  • the image control unit 18 is in turn connected to the microprocessor via the system bus 15.
  • FIG. 2 illustrates a section of a digital road map with a network of road segments 2. A number of intersecting road segments have nodes or intersections 23.
  • FIG. 3 shows the same section of the digital road map after the road segments 2 have been provided with boundary lines 21.
  • the boundary lines 21 are non-linearly interpolated or distorted in the area of intersecting road segments 2 or of intersection points 23.
  • the line or line-shaped road segments 2 are shown as center lines.
  • the boundary lines do not meet each other in a straight line at a certain angle, but instead have curvatures or curves.
  • the filling areas framed by streets are treated in the same way so that they are rounded at corners.
  • the same method is illustrated in FIG. 5 with the aid of another section from the digital road map.
  • the road segments to be output were again provided with boundary lines 21 and at intersections 23 or nodes interpolated non-linearly between different road segments by creating curves in the area of the intersection points.
  • Bezier curves were used for this.
  • the Bezier curves were displayed using the de Casteljau algorithm.
  • the points b "(t) of the Bezier curve result from:
  • a point on the Bezier curve corresponds to a parameter value te [0 ... 1].
  • FIGS. 6 to 8 show the conversion or non-linear interpolation of boundary lines of road segments which meet and intersect at an angle of less than 180 °.
  • the points AI, B1, B2 and A2 are the control points bi specified by the geo coordinates. More specifically, AI and A2 are the end points of the Bezier curves shown. Bl and B2 are Bezier construction points. Furthermore, the predeterminable parameters w1 and w2 each mean the distances for determining the positions of the end points AI and A2, each of which is based on the associated interface S.
  • Figures 9 and 10 show the conversion of boundary lines of road segments.
  • the road segments also meet at an angle of less than 180 °.
  • the boundary lines of the intersecting streets do not intersect.
  • FIGS. 11 to 13 show the conversion of boundary lines of road segments which meet at an angle of more than 180 ° and whose boundary lines intersect.
  • FIGS. 14 and 15 also illustrate the conversion of boundary lines in the area of intersecting road segments that meet at an angle of more than 180 °. However, the boundary lines of the segments do not intersect.
  • FIG. 16 shows the conversion of the boundary lines of two segments that meet, which meet at an angle of 180 °.
  • Different street widths are assigned to the street segments. This assignment is based on the different classification of the streets as motorways, federal highways, local roads, main and secondary roads and the like.
  • Street segments 2 which are separated from one another by shape points.
  • the design points correspond to certain geo-coordinates and define a curve of a street segment. Because of these design points 22, which are each connected by lines or vectors with further design points or with nodes for the formation of streets, a curve course provided with corners results.
  • the distorted boundary lines lie on the design points.
  • the design point lies more precisely on the center line of the street, i.e. on the original, linear moderate road segment. This means that the boundary lines at the intersection of road segments that meet at a design point are not distorted.
  • Spline interpolation is suitable for interpolation of road segments 2 , in particular with C 2 continuous cubic interpolation.
  • a B-spline control polygon determined from the geodesics that define the design points 22, is used with centripedal parameterization and Beselscher end condition.
  • FIG. 19 describes the steps with which the intersection points and the segments with the design points are interpolated.
  • a loop is formed over all road segments intended for the image output.
  • road segments defined by geocoordinates as lines or vectors
  • a right and a left polygon are calculated for determining boundary lines for the road segments.
  • Spline interpolation is used to smooth an angular course of the road. Then all nodes or intersections are processed.
  • intersection points of corresponding boundary lines are calculated in pairs.
  • a nonlinear interpolation (preferably Bezier interpolation) is used for all calculated intersection points between boundary lines.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Instructional Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for obtaining a realistic street view on the basis of a digital road map in which the street segments to be output are provided with delimitation lines (21). The delimitation lines are deformed into the shape of a curve in the areas around the points of intersection (23) between street segments. A navigation device comprises a converting unit for converting the street segments into surface delimitation lines whose points of intersection are deformed by means of non-linear interpolation.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zum Gewinnen einer realistischen Straßenansicht und NavigationsgerätMethod for obtaining a realistic street view and navigation device
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gewinnen einer realistischen Straßenansicht, basierend auf einer digitalen Straßenkarte mit einem Netzwerk aus Straßensegmenten sowie ein Navigationsgerät, das in der Lage ist, einem Anwender ei- ne realistische Straßenansicht bereitzustellen.The invention relates to a method for obtaining a realistic street view based on a digital street map with a network of street segments, and a navigation device which is able to provide a user with a realistic street view.
Digitale Straßenkarten für Navigationssysteme weisen in der Regel ein Netzwerk aus linienför igen Straßensegmenten auf. Werden diese Straßensegmente als Straßenkarte ohne zusätzli- ehe Aufbereitung wiedergegeben, erfolgt die Darstellung der Straßen als Linien.Digital road maps for navigation systems generally have a network of linear road segments. If these street segments are reproduced as a street map without additional preparation, the streets are displayed as lines.
Die Patentanmeldung EP 0 579 451 AI betrifft die Erzeugung einer Animation mit einer Reihe von Straßenzeichnungen. Stra- ßensegmente werden mit ihren Begrenzungslinien wiedergegeben. Treffen Straßensegmente in einem Winkel aufeinander, so werden die Straßenecken durch Kreisbögen ersetzt. Treffen unterschiedlich breit darzustellende Straßenabschnitte aufeinander, wird ein Verjüngungsabschnitt in Form von geraden Linien eingefügt. Die Gestaltung der Straßenecken und die Abstimmung unterschiedlich breiter Straßenabschnitte aufeinander muß unter Einsatz unterschiedlicher Verfahren erfolgen. Gewisse Straßenkonturen und Straßenkonfigurationen, beispielsweise Verkehrsinseln, können nicht realistisch wiedergegeben wer- den.The patent application EP 0 579 451 AI relates to the creation of an animation with a series of street drawings. Road segments are shown with their boundary lines. If street segments meet at an angle, the street corners are replaced by arcs. If road sections to be displayed with different widths meet, a tapered section is inserted in the form of straight lines. The design of the street corners and the coordination of different width sections of the street must be carried out using different methods. Certain road contours and road configurations, such as traffic islands, cannot be reproduced realistically.
Aus der Offenlegungsschrift DE 42 19 326 AI ist bekannt, eine Straße durch zwei gerade Begrenzungslinien wiederzugeben und Straßenkreuzungen mit Symbolen darzustellen. Den Straßenkreu- zungen müssen jeweils bestimmte Symbole zugeordnet werden.From the published patent application DE 42 19 326 AI it is known to reproduce a road through two straight boundary lines and to represent intersections with symbols. Certain symbols must be assigned to the intersections.
Die Symbole müssen zusätzlich zu den Daten der Straßensegmente gespeichert werden. Ferner ergibt sich durch die Darstel- lung der Straßen als gerade Linien und durch die Verwendung von Symbolen für Straßenkreuzungen eine unnatürliche Darstellung.The symbols must be saved in addition to the data of the road segments. Furthermore, the representation the streets as straight lines and an unnatural representation through the use of symbols for intersections.
In der Patentschrift US 5,787,382 wird eine Darstellung von Straßenkarten beschrieben, die darauf beruht, daß die Gestalten der Kreuzungen zusätzlich zu den Daten der digitalen Straßenkarte gespeichert sind. Für die Darstellung auf einem Bildschirm werden die Daten für die Straßen mit den Daten für die Kreuzungen überlagert.US Pat. No. 5,787,382 describes a representation of street maps which is based on the fact that the shapes of the intersections are stored in addition to the data from the digital street map. For display on a screen, the data for the streets are overlaid with the data for the intersections.
Aus der Patentschrift EP 0 406 946 Bl ist bekannt, linienför- mige Straßensegmente als Polygonflächen darzustellen. Die an Straßenkreuzungen auftretenden Schnittstellen werden linear interpoliert, so daß die Begrenzungslinien der Straßen an Kreuzungen unnatürlich eckig gestaltet sind.It is known from patent specification EP 0 406 946 B1 to represent line-shaped road segments as polygon surfaces. The intersections occurring at intersections are linearly interpolated so that the boundary lines of the intersections are designed to be unnaturally angular.
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Gewinnen einer besonders realistischen Straßenansicht und ein Navigati- onsgerät bereitzustellen, die in der Lage sind, die Daten von herkömmlichen digitalen Straßen-Datenbanken zu benutzen und keine vordefinierten Symbole benötigen, um aufeinandertreffende Straßen natürlich darzustellen.It is an object of the invention to provide a method for obtaining a particularly realistic street view and a navigation device which are able to use the data from conventional digital street databases and which do not require predefined symbols in order to naturally display colliding streets.
Dieses Ziel wird mit einem Verfahren und einem Navigationsgerät erreicht, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen definiert sind. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This goal is achieved with a method and a navigation device as defined in the independent claims. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß werden Straßensegmente, die in der Regel durch Knotenpunkte definiert sind, mit Begrenzungslinien versehen.According to the invention, road segments, which are generally defined by nodes, are provided with boundary lines.
Im Bereich von Schnittpunkten oder Kreuzungen zwischen Stra- ßensegmenten werden die Begrenzungslinien zu einem gekrümmten Verlauf mittels einer nichtlinearen Interpolation verzerrt. Dies ergibt eine natürliche, realistische Wiedergabe, da auf- einandertreffende Straßen - entgegen der in einer digitalen Straßenkarte gespeicherten Information - im Bereich ihrer Schnittpunkte keine Kanten bilden.In the area of intersections or intersections between road segments, the boundary lines are distorted into a curved course by means of a non-linear interpolation. This results in a natural, realistic reproduction because intersecting streets - contrary to the information stored in a digital street map - do not form edges in the area of their intersections.
Bei der nichtlinearen Interpolation der Straßensegmente oder deren Begrenzungslinien werden diejenigen Punkte, die näher am Schnittpunkt der Straßensegmente liegen, weiter von der durch die digitale Straßenkarte bestimmten Position entfernt als weiter vom Schnittpunkt entfernt liegende Punkte. Bekann- te Funktionen, mit denen dies bewerkstelligt werden kann sind beispielsweise Bezier-Kurven und Polynominterpolationen.In the case of non-linear interpolation of the road segments or their boundary lines, those points which are closer to the intersection of the road segments become further away from the position determined by the digital road map than points further away from the intersection. Known functions with which this can be accomplished are, for example, Bezier curves and polynomial interpolations.
Eine besonders realistische Kartendarstellung auf einer Anzeigevorrichtung läßt sich auch bewerkstelligen, wenn Stra- ßensegmente oder deren Begrenzungslinien bearbeitet werden, deren Verlauf durch mindestens einen Gestaltungspunkt definiert wird. Der Gestaltungspunkt definiert dabei vorzugsweise einen von einer Geraden abweichenden Straßenverlauf. Ein durch die Gestaltungspunkte definierter, nicht der Realität entsprechender Polygonzug kann durch die Bearbeitung geglättet werden und die störenden Kanten des Polygons, also des wiederzugebenden Straßenverlaufs, können entfernt werden.A particularly realistic map display on a display device can also be achieved if road segments or their boundary lines are processed, the course of which is defined by at least one design point. The design point preferably defines a road course that deviates from a straight line. A polygon defined by the design points, which does not correspond to reality, can be smoothed out by the processing and the disruptive edges of the polygon, i.e. the road course to be reproduced, can be removed.
Insbesondere bei einer starken Vergrößerung eines Abschnitts einer Straßenkarte ergibt sich für den Betrachter ein realistisches, angenehmes Bild, in dem eine Orientierung besonders leicht fällt.Particularly when a section of a road map is greatly enlarged, the viewer has a realistic, pleasant picture in which orientation is particularly easy.
Ein erfindungsgemäßes Navigationsgerät zeichnet sich durch eine Umwandlungseinheit aus, mit der Straßensegmente in Flächen mit Begrenzungslinien umwandelbar sind und mit der Schnittstellen zwischen Straßensegmenten oder Straßen- Begrenzungslinien in einen gekrümmten Verlauf verzerrbar sind.A navigation device according to the invention is characterized by a conversion unit with which road segments can be converted into areas with boundary lines and with which interfaces between road segments or road boundary lines can be distorted into a curved course.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der nachfolgenden Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:Further advantages, features and possible uses of the invention result from the description of the following Exemplary embodiments in conjunction with the drawings. Show it:
Figur 1 ein Navigationsgerät, Figur 2 linienförmige Straßensegmente,1 shows a navigation device, FIG. 2 shows linear road segments,
Figur 3 Straßensegmente und Schnittpunkte zwischen Straßensegmenten nach ihrer Umwandlung, Figur 4 mehrere Straßensegmente und Schnittpunkte, die umgewandelt werden, Figur 5 weitere Straßensegmente und Schnittpunkte bei der Umwandlung, Figuren 6 bis 16 die Umwandlung der Begrenzungslinien von aufeinandertreffenden Straßensegmenten, Figur 17 einen Abschnitt einer Straßenkarte mit Straßenkur- ven vor der Umwandlung,3 shows road segments and intersections between road segments after their conversion, FIG. 4 shows a number of road segments and intersections that are converted, FIG. 5 shows further road segments and intersections during the conversion, FIGS with road curves before conversion,
Figur 18 die Straßensegmente von Figur 17 nach ihrer Interpolation, und Figur 19 ein Ablaufdiagramm für die Behandlung von Straßensegmenten einer digitalen Straßenkarte.FIG. 18 shows the road segments from FIG. 17 after their interpolation, and FIG. 19 shows a flow chart for the treatment of road segments of a digital road map.
Figur 1 veranschaulicht ein Navigationsgerät 1 mit einem Arbeitsspeicher 11 und einer als Mikroprozessor ausgebildeten Umwandlungseinheit 12. Ein Entfernungsmesser 13 und ein Rich- tungsmesser 14 dienen zur Positionsbestimmung über Koppelna- vigation. Ein nicht dargestellter GPS-Sensor ist genauso wie der Entfernungsmesser 13, der Richtungsmesser 14 und ein Laufwerk 16 für ein Speichermedium 161 über einen Systembus 15 mit dem Mikroprozessor verbunden.FIG. 1 illustrates a navigation device 1 with a working memory 11 and a conversion unit 12 designed as a microprocessor. A range finder 13 and a direction meter 14 are used to determine the position via dead reckoning. A GPS sensor, not shown, is connected to the microprocessor via a system bus 15, just like the range finder 13, the direction meter 14 and a drive 16 for a storage medium 161.
Beim Speichermedium 161 handelt es sich um eine DVD (Digital Versatile Disc) .The storage medium 161 is a DVD (Digital Versatile Disc).
Eine Anzeigeeinrichtung 17 wird über eine Bildsteuereinheit 18 zur Ausgabe von Bildinformation und insbesondere zur Dar- Stellung von Straßenkarten angesteuert. Die Bildsteuereinheit 18 steht wiederum über dem Systembus 15 mit dem Mikroprozessor in Verbindung. Figur 2 veranschaulicht einen Ausschnitt einer digitalen Straßenkarte mit einem Netzwerk an Straßensegmenten 2. Mehrere aufeinandertreffende Straßensegmente weisen Knoten oder Schnittpunkte 23 auf.A display device 17 is controlled via an image control unit 18 for outputting image information and in particular for displaying road maps. The image control unit 18 is in turn connected to the microprocessor via the system bus 15. FIG. 2 illustrates a section of a digital road map with a network of road segments 2. A number of intersecting road segments have nodes or intersections 23.
Figur 3 zeigt denselben Abschnitt der digitalen Straßenkarte, nachdem die Straßensegmente 2 mit Begrenzungslinien 21 versehen wurden. Die Begrenzungslini-en 21 sind im Bereich aufein- andertreffender Straßensegmente 2 oder von Schnittpunkten 23 nichtlinear interpoliert oder verzerrt. Die linien- oder strichförmigen Straßensegmente 2 sind als Mittellinien wiedergegeben.FIG. 3 shows the same section of the digital road map after the road segments 2 have been provided with boundary lines 21. The boundary lines 21 are non-linearly interpolated or distorted in the area of intersecting road segments 2 or of intersection points 23. The line or line-shaped road segments 2 are shown as center lines.
An den Schnittpunkten 23 stoßen die Begrenzungslinien nicht geradlinig in einem bestimmten Winkel aufeinander, sondern weisen Krümmungen oder Kurven auf. Die von Straßen eingerahmten Füllflächen sind in gleicher Weise behandelt, so daß sie an Ecken abgerundet sind.At the intersection points 23, the boundary lines do not meet each other in a straight line at a certain angle, but instead have curvatures or curves. The filling areas framed by streets are treated in the same way so that they are rounded at corners.
Aus Figur 4 wird der Prozeß des Umwandeins oder Interpolie- rens der Straßen-Begrenzungslinien 21, die aus geradlinigen, linienförmigen Straßensegmenten der digitalen Straßenkarte gebildet sind, für den Bereich um aufeinandertreffende Stra- ßensegmente deutlich.The process of converting or interpolating the road boundary lines 21, which are formed from straight, line-shaped road segments of the digital road map, is clear from FIG. 4 for the area around intersecting road segments.
Im Bereich der Schnittpunkte 23 wurde der Verlauf der Begrenzungslinien 21 aufeinandertreffender Straßensegmente durch nichtlineare Interpolation der Begrenzungslinien geglättet. Hierzu wird im Bereich der Schnittpunkte 23 jeweils eine Kurve 24 angelegt.In the area of the intersection points 23, the course of the boundary lines 21 of intersecting road segments was smoothed by non-linear interpolation of the boundary lines. For this purpose, a curve 24 is created in the area of the intersection points 23.
In Figur 5 wird dasselbe Verfahren anhand eines anderen Ausschnitts aus der digitalen Straßenkarte veranschaulicht. Die auszugebenden Straßensegmente wurden wiederum mit Begrenzungslinien 21 versehen und an Schnittpunkten 23 oder Knoten zwischen verschiedenen Straßensegmenten nichtlinear durch Anlegen von Kurven im Bereich der Schnittpunkte interpoliert.The same method is illustrated in FIG. 5 with the aid of another section from the digital road map. The road segments to be output were again provided with boundary lines 21 and at intersections 23 or nodes interpolated non-linearly between different road segments by creating curves in the area of the intersection points.
Hierzu wurden Bezier-Kurven verwendet. Die Darstellung der Bezier-Kurven erfolgte mit dem de-Casteljau-Algorithmus . Die Punkte b"(t) der Bezier-Kurve ergeben sich aus:Bezier curves were used for this. The Bezier curves were displayed using the de Casteljau algorithm. The points b "(t) of the Bezier curve result from:
b; ( = o- br' ( +'*/";,* (i) ,b; (= o- br '(+' * / " ;, * (i),
wobei {r = 1,...,«;/' = 0,...,n-r} durch die Folge von Punkten bt (i = 0,. ,ri) als Bezier-Punkte des Bezier-Polygons gegeben sind. Die Punkte bt (i = 0,...,n) sind die durch die Geo-Koordinaten der Straßensegmente vorgegebenen Kontrollpunkte. Diese Kontrollpunkte definieren den zu interpolierenden Linienzug einer Begren- zungslinie an Schnittstellen S. Ein Punkt auf der Bezier- Kurve entspricht einem Parameterwert t e [0 ... 1] .where {r = 1, ..., «; / ' = 0, ..., nr} are given by the sequence of points b t (i = 0 ,., ri) as Bezier points of the Bezier polygon. The points b t (i = 0, ..., n) are the control points specified by the geo-coordinates of the road segments. These control points define the line to be interpolated of a boundary line at interfaces S. A point on the Bezier curve corresponds to a parameter value te [0 ... 1].
Die Figuren 6 bis 8 zeigen die Umwandlung oder nichtlineare Interpolation von Begrenzungslinien von Straßensegmenten, die in einem Winkel von weniger als 180° aufeinandertreffen und sich schneiden.FIGS. 6 to 8 show the conversion or non-linear interpolation of boundary lines of road segments which meet and intersect at an angle of less than 180 °.
Die Punkte AI, Bl, B2 und A2 sind die durch die Geo- Koordinaten vorgegebenen Kontrollpunkte bi. Genauer sind AI und A2 die Endpunkte der dargestellten Bezierkurven. Bl und B2 sind Bezier-Konstruktionspunkte . Ferner bedeuten die vorgebbaren Parameter wl und w2 jeweils die Distanzen zur Bestimmung der Lagen der Endpunkte AI und A2, wobei jeweils von der zugehörigen Schnittstelle S ausgegangen wird.The points AI, B1, B2 and A2 are the control points bi specified by the geo coordinates. More specifically, AI and A2 are the end points of the Bezier curves shown. Bl and B2 are Bezier construction points. Furthermore, the predeterminable parameters w1 and w2 each mean the distances for determining the positions of the end points AI and A2, each of which is based on the associated interface S.
Die Figuren 9 und 10 zeigen die Umwandlung von Begrenzungslinien von Straßensegmenten. Die Straßensegmente treffen ebenfalls in einem Winkel von weniger als 180° aufeinander. Jedoch schneiden sich die Begrenzungslinien der aufeinander- treffenden Straßen nicht. In den Figuren 11 bis 13 ist die Umwandlung von Begrenzungslinien von Straßensegmenten dargestellt, die in einem Winkel von mehr als 180° aufeinandertreffen und deren Begrenzungslinien sich schneiden.Figures 9 and 10 show the conversion of boundary lines of road segments. The road segments also meet at an angle of less than 180 °. However, the boundary lines of the intersecting streets do not intersect. FIGS. 11 to 13 show the conversion of boundary lines of road segments which meet at an angle of more than 180 ° and whose boundary lines intersect.
Die Figuren 14 und 15 verdeutlichen ebenfalls die Umwandlung von Begrenzungslinien im Bereich aufeinandertreffender Straßensegmente, die in einem Winkel von mehr als 180° aufeinandertreffen. Jedoch schneiden sich die Begrenzungslinien der Segmente nicht.FIGS. 14 and 15 also illustrate the conversion of boundary lines in the area of intersecting road segments that meet at an angle of more than 180 °. However, the boundary lines of the segments do not intersect.
Figur 16 zeigt die Umwandlung der Begrenzungslinien zweier aufeinandertreffender Segmente, die in einem Winkel von 180° aufeinandertreffen. Den Straßensegmenten sind unterschiedli- ehe Straßenbreiten zugeordnet. Diese Zuordnung erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Klassifikation der Straßen als Autobahnen, Bundesstraßen, Ortsverbindungsstraßen, Haupt- und Nebenstraßen und dergleichen.FIG. 16 shows the conversion of the boundary lines of two segments that meet, which meet at an angle of 180 °. Different street widths are assigned to the street segments. This assignment is based on the different classification of the streets as motorways, federal highways, local roads, main and secondary roads and the like.
Figur 17 veranschaulicht mit Begrenzungslinien verseheneFigure 17 illustrates boundary lines
Straßensegmente 2, die durch Gestaltungspunkte (shape points) voneinander getrennt sind. Die Gestaltungspunkte entsprechen bestimmten Geokoordinaten und definieren einen Kurvenverlauf eines Straßensegments. Aufgrund dieser Gestaltungspunkte 22, die jeweils durch Linien oder Vektoren mit weiteren Gestaltungspunkten oder mit Knoten zur Bildung von Straßen verbunden sind, ergibt sich ein mit Ecken versehener Kurvenverlauf.Street segments 2, which are separated from one another by shape points. The design points correspond to certain geo-coordinates and define a curve of a street segment. Because of these design points 22, which are each connected by lines or vectors with further design points or with nodes for the formation of streets, a curve course provided with corners results.
In Figur 18 sind die Kurvenverläufe durch eine nichtlineare Interpolation geglättet. Dies ergibt eine deutlich natürlichere und angenehmere Wiedergabe der Straßensegmente.In FIG. 18, the curve profiles are smoothed by a non-linear interpolation. This results in a much more natural and pleasant rendering of the road segments.
Im Gegensatz zur oben beschriebenen Interpolation der Bereiche oder Schnittpunkte aufeinandertreffender Straßensegmente, liegen hier die verzerrten Begrenzungslinien auf den Gestaltungspunkten. Genauer liegt der Gestaltungspunkt auf der Mittellinie der Straße, also auf dem ursprünglichen, linienför- migen Straßensegment. Das heißt, daß die Begrenzungslinien im Schnittpunkt von Straßensegmenten, die in einem Gestaltungspunkt aufeinandertreffen, nicht verzerrt werden.In contrast to the interpolation of the areas or intersections of intersecting road segments described above, the distorted boundary lines lie on the design points. The design point lies more precisely on the center line of the street, i.e. on the original, linear moderate road segment. This means that the boundary lines at the intersection of road segments that meet at a design point are not distorted.
Anders als bei Figur 17 sind die eine Straße bildenden einzelnen Straßensegmente nicht mehr erkennbar.In contrast to FIG. 17, the individual road segments forming a road are no longer recognizable.
Zur Interpolation der Straßensegmente 2 eignet sich eine Spline-Interpolation, insbesondere mit C2-stetiger kubischer Interpolation. Dabei wird ein aus den Geodäten, die die Gestaltungspunkte 22 definieren, bestimmtes B-Spline- Kontrollpolygon mit zentripedaler Parametrisierung und Bes- selscher Endbedingung eingesetzt.Spline interpolation is suitable for interpolation of road segments 2 , in particular with C 2 continuous cubic interpolation. A B-spline control polygon, determined from the geodesics that define the design points 22, is used with centripedal parameterization and Beselscher end condition.
Figur 19 beschreibt die Schritte, mit denen eine Interpolation der Schnittpunkte und der Segmente mit den Gestaltungspunkten erfolgt.FIG. 19 describes the steps with which the intersection points and the segments with the design points are interpolated.
Zunächst wird eine Schleife über alle für die Bildausgabe be- stimmten Straßensegmente gebildet. Es werden für die durch Geokoordinaten als Linien oder Vektoren definierten Straßensegmente jeweils ein rechtes und ein linkes Polygon zur Bestimmung von Begrenzungslinien für die Straßensegmente berechnet. Dabei wird eine Spline-Interpolation angewandt, um einen kantigen Straßenverlauf zu glätten. Anschließend werden alle Knoten oder Schnittpunkte bearbeitet.First of all, a loop is formed over all road segments intended for the image output. For the road segments defined by geocoordinates as lines or vectors, a right and a left polygon are calculated for determining boundary lines for the road segments. Spline interpolation is used to smooth an angular course of the road. Then all nodes or intersections are processed.
Zu jedem Schnittpunkt werden alle dazugehörigen Straßensegmente ermittelt. Die Schnittpunkte sich entsprechender Be- grenzungslinien (Polygone) werden paarweise berechnet.All associated road segments are determined for each intersection. The intersection points of corresponding boundary lines (polygons) are calculated in pairs.
In einer weiteren Schleife wird eine nichtlineare Interpolation (vorzugsweise Bezier-Interpolation) für alle berechneten Schnittpunkte zwischen Begrenzungslinien angewendet. In a further loop, a nonlinear interpolation (preferably Bezier interpolation) is used for all calculated intersection points between boundary lines.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Gewinnen einer realistischen Straßenansicht basierend auf einer digitalen Straßenkarte mit einem Netzwerk aus Straßensegmenten (2), mit den Schritten:1. A method for obtaining a realistic street view based on a digital street map with a network of street segments (2), comprising the steps:
- die Straßensegmente (2) werden mit Begrenzungslinien (21) versehen,- The road segments (2) are provided with boundary lines (21),
- in Bereichen aufeinandertreffender Straßensegmente werden die Begrenzungslinien (21) durch eine nichtlineare Interpo- lation zu einem gekrümmten Verlauf verzerrt, wobei die unverzerrten Schnittpunkte (23) der Begrenzungslinien nicht auf der wiederzugebenden, interpolierten Begrenzungslinie liegen,- in areas of intersecting road segments, the boundary lines (21) are distorted by a non-linear interpolation to a curved course, the undistorted intersections (23) of the boundary lines not lying on the interpolated boundary line to be reproduced,
- die Begrenzungslinien (21) werden von einer Bildsteuerein- heit (18) auf einer Anzeigeeinrichtung (17) ausgegeben.- The boundary lines (21) are output by an image control unit (18) on a display device (17).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungslinien (21) im Bereich aufeinandertreffender Straßensegmente (2) durch Bezierkurven oder eine Polynominterpo- lation verzerrt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the boundary lines (21) in the area of intersecting road segments (2) are distorted by Bezier curves or a polynomial interpolation.
3. Verfahren zum Gewinnen einer realistischen Straßenansicht basierend auf einer digitalen Straßenkarte mit einem Netzwerk aus Straßensegmenten (2), mit den Schritten: - die Straßensegmente (2), die an ihren Anfangs- oder Endpunkten diskrete Gestaltungspunkte (shape points) (22) aufweisen, die den Verlauf einer Straße definieren, insbesondere den Verlauf von Kurven repräsentieren, werden mit Begrenzungslinien (21) versehen, - die Straßensegmente (2) oder deren Begrenzungslinien (21) werden im Bereich um diese Gestaltungspunkte (22) herum durch eine nichtlineare Interpolation verzerrt,3. A method for obtaining a realistic street view based on a digital street map with a network of street segments (2), comprising the steps: - the street segments (2) which have discrete shape points (22) at their starting or ending points , which define the course of a road, in particular represent the course of curves, are provided with boundary lines (21), - the road segments (2) or their boundary lines (21) are distorted in the area around these design points (22) by a non-linear interpolation ,
- die Begrenzungslinien (21) werden von einer Bildsteuereinheit (18) auf einer Anzeigeeinrichtung (17) ausgegeben. - The boundary lines (21) are output by an image control unit (18) on a display device (17).
4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die verzerrten Begrenzunglinien (21) im wesentlichen auf den Gestaltungspunkten (22) liegen.4. The method according to the preceding claim, characterized in that the distorted boundary lines (21) lie essentially on the design points (22).
5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Straßensegmente (2) oder deren Begrenzungslinien (21) mit einer Spline-Interpolation verzerrt werden.5. The method according to the preceding claim, characterized in that the road segments (2) or their boundary lines (21) are distorted with a spline interpolation.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fahrzeugposition ermittelt wird und die Fahrzeugposition in den aufbereiteten Straßensegmenten wiedergegeben wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a vehicle position is determined and the vehicle position is reproduced in the prepared road segments.
7. Navigationsgerät mit einer Anzeigeeinrichtung (17), einer Positionsbestimmungseinheit (13, 14) und einem Speichermedium (161), auf dem Straßensegmente (2) einer digitalen Straßenkarte gespeichert sind oder speicherbar sind, gekennzeichnet durch eine Umwandlungseinheit (12) zur Umwandlung der Straßensegmente (2) in Flächen mit Begrenzungslinien (21), die im Bereich von aufeinandertreffenden Straßensegmenten (2) durch nichtlineare Interpolation zu einem gekrümmten Verlauf verzerrt sind.7. Navigation device with a display device (17), a position determining unit (13, 14) and a storage medium (161) on which road segments (2) of a digital road map are stored or can be stored, characterized by a conversion unit (12) for converting the road segments (2) in areas with boundary lines (21), which are distorted by a non-linear interpolation to a curved course in the area of intersecting road segments (2).
8. Navigationsgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch eine Umwandlungseinheit (12) zur Ausführung eines der in den vorhergehenden Verfahrensansprüchen definierten Verfahrens. 8. Navigation device according to the preceding claim, characterized by a conversion unit (12) for executing one of the methods defined in the preceding method claims.
PCT/DE2000/001075 1999-04-15 2000-04-07 Method for obtaining a realistic street view and a navigation device WO2000063842A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE20022813U DE20022813U1 (en) 1999-04-15 2000-04-07 navigation device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19917083.5 1999-04-15
DE19917083 1999-04-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000063842A1 true WO2000063842A1 (en) 2000-10-26

Family

ID=7904700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2000/001075 WO2000063842A1 (en) 1999-04-15 2000-04-07 Method for obtaining a realistic street view and a navigation device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE20022813U1 (en)
WO (1) WO2000063842A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1283406A2 (en) 2001-08-01 2003-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Image processing apparatus for a vehicle and method for the same
CN105205841A (en) * 2015-08-21 2015-12-30 通号通信信息集团有限公司 Map generation method and system of geographic information system
CN106767780A (en) * 2016-11-28 2017-05-31 郑州轻工业学院 Based on the extension ellipsoid set-membership filtering method that Chebyshev polynomial interopolations are approached
US9978161B2 (en) 2016-04-11 2018-05-22 Here Global B.V. Supporting a creation of a representation of road geometry

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10343944A1 (en) * 2003-09-23 2005-04-14 Robert Bosch Gmbh Method for displaying road data in digital maps and method for determining the position of a vehicle
DE102014007914A1 (en) 2014-05-27 2015-12-03 Elektrobit Automotive Gmbh Graphing roads and routes using hardware tessellation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4638438A (en) * 1983-05-23 1987-01-20 Hitachi, Ltd. Navigation apparatus for automotive
JPH04141782A (en) * 1990-10-03 1992-05-15 Dainippon Printing Co Ltd Device and method for preparing road center line
EP0807803A2 (en) * 1996-05-16 1997-11-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Road map information readout apparatus, recording medium and transmitting method
US5787382A (en) * 1995-05-29 1998-07-28 Sony Corporation Navigation apparatus for displaying a map by limit information

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4638438A (en) * 1983-05-23 1987-01-20 Hitachi, Ltd. Navigation apparatus for automotive
JPH04141782A (en) * 1990-10-03 1992-05-15 Dainippon Printing Co Ltd Device and method for preparing road center line
US5787382A (en) * 1995-05-29 1998-07-28 Sony Corporation Navigation apparatus for displaying a map by limit information
EP0807803A2 (en) * 1996-05-16 1997-11-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Road map information readout apparatus, recording medium and transmitting method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1283406A2 (en) 2001-08-01 2003-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Image processing apparatus for a vehicle and method for the same
CN105205841A (en) * 2015-08-21 2015-12-30 通号通信信息集团有限公司 Map generation method and system of geographic information system
CN105205841B (en) * 2015-08-21 2018-05-25 通号通信信息集团有限公司 The ground drawing generating method and system of GIS-Geographic Information System
US9978161B2 (en) 2016-04-11 2018-05-22 Here Global B.V. Supporting a creation of a representation of road geometry
CN106767780A (en) * 2016-11-28 2017-05-31 郑州轻工业学院 Based on the extension ellipsoid set-membership filtering method that Chebyshev polynomial interopolations are approached
CN106767780B (en) * 2016-11-28 2017-10-17 郑州轻工业学院 The extension ellipsoid set-membership filtering method approached based on Chebyshev polynomial interopolations

Also Published As

Publication number Publication date
DE20022813U1 (en) 2002-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1175595B1 (en) Method of obtaining a three-dimensional representation of a map, and navigation system
EP1054354B1 (en) Method for displaying three-dimensional maps and navigation system
DE69830124T2 (en) Method and apparatus for displaying and using shape information in geographic databases
DE60032989T2 (en) Route selection method and system
DE102007030345A1 (en) Navigation device and method for the graphic output of navigation instructions
DE102007036627A1 (en) Method for operating a navigation system
DE10354209A1 (en) System and method for improving vehicle driver driving assistance of a motor vehicle
DE3825891A1 (en) Method of designing a curved surface
DE102005050846A1 (en) Perspective editing tools for 2-D images
DE102010042065A1 (en) Method for determining road gradient information from digital road map for electric car, involves determining inclination between two road points and determining road gradient information using determined inclination
WO2004109604A1 (en) Method for generating a three-dimensional terrain model
DE69627932T2 (en) A map display apparatus
EP1311802A1 (en) Method for obtaining a card representation and navigation device
DE102018122374A1 (en) Method for determining a free space surrounding a motor vehicle, computer program product, free space determination device and motor vehicle
WO2000063842A1 (en) Method for obtaining a realistic street view and a navigation device
DE102014007914A1 (en) Graphing roads and routes using hardware tessellation
DE102009019498A1 (en) Method for generating a digital road map, navigation system and method for operating a navigation system
EP2602591B1 (en) Method for simplified storage of data representing shapes
EP1965173B1 (en) Navigation device and method for graphically displaying navigation directions
EP2418460B1 (en) Method for representing a road course on a display device and for imaging a road course in a digital street map
EP1960739B1 (en) Method and system for localizing a path section in a map
WO2006000182A1 (en) Method for planning routes for signal boxes
WO2021130302A2 (en) Method for controlling smart glasses while a motor vehicle is travelling and display apparatus, motor vehicle, analysis circuit and vr system
EP2346003A2 (en) Method for three-dimensional representation of site topography on a two-dimensional display device of a navigation device
EP3405750B1 (en) Method of arranging and displaying graphic elements of a depiction in a vehicle navigation system

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP