基于3D地标校正导航设备的高度模型的方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1所述的基于3d地标校正导航设备的高度模型的方法。

背景技术：

在导航系统中，导航数据以图形方式作为显示器上的地图呈现给用户。在地图上，可以看到诸如建筑平面或水面之类的平面、诸如公路线或铁路线之类的线路以及诸如注册餐厅或加油站之类的点。

较旧的导航设备只有2d视图，其中地图从上方正交显示。然而，在较新的系统中也有3d视图，其中地图倾斜并以透视方式显示。

为了生成更逼真的风景图像，除了与区域相关的位置信息之外，这些地图还包含高度模型，即所谓的数字地形模型(dtm)。

例如，de102013212035a1公开了一种在导航设备的地图显示中显示三维物体的图示的方法，例如，在所显示的路线附近，其中通过物体的动画实现单个物体的外形状态的改变。所描述的方法和用于实现该方法的导航设备具有高的操作舒适性，并且能够增加交通安全性。

该公开的方法还表明，单个物体的外形变化涉及至少一些物体的高度轮廓，例如地形地貌，其中在物体的简化表示中，该高度轮廓作为具有多个网格点的透明网格视图在网格矩阵或线网格中被再现。尽管优选用于地形地貌，但是该实施形式也适用于建筑结构。在此，不是简单地降低物体的高度，而是将物体的外形流畅地转变到外形中，其中详细轮廓仅通过网格视图再现，即透视地描述物体的原始轮廓的线网格。

该线网格对于呈现位于下方和/或后方部分的一般的交通路线或特别的路线或者未简化的其他物体而言至少是部分透明的。特别是，地形地貌或建筑结构的呈现的透明度或透明渐变程度将从至少不透明的视图(其中地形地貌详细和透视地三维重现)动画地改变为至少几乎完全透明的视图(其中地形地貌仅由线网格显示)。交通线，特别是路线可以在线网格中显示为浮动，其中它们不会在地图平面上方改变它们的高度轮廓，或者它们可以被投影到地图平面中。可选择地，该物体可以继续详细地或优选地简化，也至少部分地降低到地图平面中。此外，对地图平面中降低物体如交通线也会显示为动画。

图1示出了根据现有技术的具有高度模型的导航地图1的图示。地图显示具有建筑物10，该建筑物10以简单的建筑平面图的形式示出。除了建筑物10和其他所谓的地标26之外，在地图数据中存储了高度信息，该高度信息与附加结构信息一起被包括在导航数据中。特别突出的建筑物10被表示为3d地标26。

建筑物10的其中一个形成例如3d地标26。然而，由于高度模型和3d地标26的覆盖，可能存在这样的情况：其中对于观看者而言，在显示器中，似乎3d地标26下沉到地面11中或浮于地面11上。

图1示出了这样的示例，当在导航地图1的图像中观看建筑物10时，应该注意到该建筑物10一半已经沉入地面11。

地图显示是评估导航系统的基本标准，因为地图显示是用户从导航系统获得的第一印象。因此应避免使用难看的地图显示系统。特别是，应避免“沉没”或“飞行”的3d地标。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种导航设备的显示方法，以改善具有高度信息和地标的地图。特别是，应避免物体的下沉或漂浮。

该目的通过根据权利要求1的方法具有的特征实现。在从属权利要求中规定了该方法的有利扩展。

本发明通过一种显示导航设备的导航地图的方法来实现该目的，其中导航地图显示覆盖有高度轮廓的位置坐标，并且其中该地图还包括地标，该地标结合高度轮廓显示，其中该方法至少包括以下步骤以显示地图：将高度模型读入导航设备的工作存储器；确定3d地标的每个平面图，之后确定高度模型被相关的平面图覆盖的网格点；在被3d地标覆盖的位置处，校正高度模型；读取网格点的高度值，并且至少部分地读取在矩阵中围绕网格点的八个其他网格点的高度值；计算高度值的平均值；将计算出的高度值分配给被相关3d地标覆盖的所有网格点；并将计算出的高度值分配给与被覆盖的网格点相邻的所有网格点，使得所有网格点在相关高度模型下的具有一致的高度，以使高度模型在平面中平滑。

结果，3d地标位于平坦表面上，因为被地标覆盖的高度模型的所有网格点和相邻点都具有相同的高度。

基本上，高度模型由统一的矩形坐标网格组成，其中每个坐标都存储了高度。对于高度模型，指定了东西和南北延伸以及网格点的间距。以此能够计算每个网格点的位置，因此不再需要网格点的坐标，而只需要保存其高度。

3d地标由结构(与进一步观察无关)和3d坐标组成。该3d坐标相对于锚点存储。3d地标的平面图可以相对简单地通过将每个3d坐标投影到平面上来确定。通过省略z分量生成2d坐标。对于这些2d坐标，将确定所谓的凸包，该凸包在这种情况下对应于3d地标的平面图。子集的凸包通常是包含初始集的最小凸集。

因此，为了实现本发明，现在将高度模型和所有3d地标读入工作存储器。网格点的高度值在它们被3d地标覆盖的位置处被校正。

为此目的，确定每个3d地标的平面图，并确定该平面图覆盖了高度模型的哪些网格点。从网格矩阵中的这些被覆盖的网格点和它们在网格矩阵中相应的八个相邻点来读取高度值，然后计算高度值的平均值。然后将该新计算的高度值分配给被该3d地标覆盖的所有网格点及其各自的八个相邻点。换句话说，3d地标因此是直立的，即它在形成网格点的平面上在高度方向上正交延伸。

结果，高度模型在3d地标所在的网格点处精确平滑。因此，该3d地标立在平坦表面上，因为由3d地标覆盖的所有高度模型的网格点与相邻点具有相同的高度。

为了进一步改进上述发明的基本思想，在校正网格点的高度值之前，检查是否该网格点由于其他附近的3d地标而必须再次校正。在这种情况下，使用两个3d地标的所有涉及的网格点的高度值来计算新的高度平均值。对于更多涉及的3d地标的情况，也考虑所有网格点。

附图说明

此外，下面将参考附图，结合对本发明优选实施例的描述，更详细地描述本发明改进的措施。其中：

图1是具有建筑物的导航设备的导航地图的视图，该建筑物在具有高度轮廓的地面中被示出为下沉，和

图2是具有建筑物的导航设备的导航地图的视图，该建筑直立在通过根据本发明的方法校正的高度轮廓上，以及

图3是具有在此示出的导航地图的导航设备的示意图。

具体实施方式

图1示出了导航设备的导航地图1的视图，具有建筑物10，该建筑物10在具有高度轮廓的地面11中被示出为下沉，如在引言中已经描述的。

图2示出了建筑物10下方支承面的(通过根据本发明的方法)校正的高度轮廓的视图。建筑物10下方的地面11已被校正，使得支承面是平坦的，因此建筑物10直立。

在图3中示意性示出的导航设备100具有计算单元20，该计算单元20包括工作存储器21。此外，导航设备100中还有数据存储器22，具有高度轮廓24的高度模型23从上述数据存储器22上传到工作存储器21中以用于例如当前行驶的区域。高度轮廓24由多个在网格网络中形成的网格点25形成，每个网格点分配有单独的高度信息。在网格点25被3d地标26覆盖的位置处，这些网格点25的高度值被校正，其中3d地标26例如由建筑物10形成。

该方法以这样的方式运行：首先将高度模型23读入导航设备100的工作存储器21中。随后，确定3d地标26的每个平面图，在这之后，确定该高度模型23的哪些网格点25被相关的平面图覆盖，然后在被3d地标26覆盖的位置处校正高度模型23。这之后读取网格点25的高度值和至少部分地读取围绕网格点25的八个其他网格点25的高度值。最后计算高度值的平均值，并且将计算出的高度值分配给被相关3d地标覆盖的所有网格点25。并且还将计算出的高度值分配给与被覆盖的网格点25相邻的所有网格点25，使得所有的网格点25在相关的高度模型(23)下具有一致的高度，以使高度模型在平面内或平台上平滑。结果，构成3d地标26的建筑物10在高度平台上直立并且在导航地图1中正确显示。

比较从数据存储器22上传到工作存储器21的高度模型23的高度轮廓24和经校正的(其他相同的)高度模型23，表明经校正的高度模型23形成平台，建筑物10位于平台上以形成3d地标26。所有网格点25以及与网格点25相邻的网格点(未示出)具有相同的校正的高度信息。

本发明不限于其对上述优选实施例的执行。相反，可以想到许多变体，该变体在基本上不同类型的执行中使用所示的解决方案。所有从权利要求、说明书或附图所得到的特征和/或优点，包括设计细节、空间布置和方法步骤，既可以单独地又可以以各种组合地构成本发明的主要部分。