专利名称：描绘地图信息的方法
技术领域：
本发明涉及一种描绘用于导航系统的地图信息的方法，所述地图信息具有用来描绘地图部分的俯视图的面和用来描绘交通网络的线条。本发明还涉及一种用来实施本发明方法的导航系统。
近年来，导航系统特别是在机动车的移动应用中有广泛的传播。在已知的系统中实现了基本功能“定位”、“目标选择”、“路线估算”和“跟踪”。所有这些功能都需要一个道路网的数码地图，其通常放置和存储在CD-ROM、DVD或HD中。
此外，此绘图优选为彩色地图。依照系统在大约1到8,000至1到16,000,000的尺寸区域内，可把地图在彩色屏上描绘出来。此描绘是很有帮助的，可以按比例获知旅行路线附近或远处的周围环境。通过地形信息，例如耕种区、水域、树林和铁路，可使辨别方向更加简单。
在具有地图的最新导航系统中，地图信息是作为矢量图在彩色显示器上显示的。由于存储的数据是相同的，所以矢量跟踪可实现图像比例的改变。
在描绘地图时，由面、线条和点构成的整体信息组合在一起。通过给面加上不同的颜色，来刻画待描绘的区域。因此具有建筑物的区域，也就是城镇通常用红颜色表示。水域用蓝色的面表示，原野或树林用不同浓度的绿色表示。在地图中，用不同粗细和颜色的线条表示不同的街道、铁路或河流。单个的点或图标作为另外的造型，用于所谓的POI(重要地标)，例如加油站、车间、旅店等，插入到地图的整体当中去。
面的绘图被大大简化，随后还被高度抽象。在更高分辨率的绘图中，特别是在更近区域中，这种绘图不能提取附加的信息，这种附加信息可让使用者更容易辨别方向。
因此本发明的目的是，通过附加的背景信息，在用于导航系统的地图中改善对面的信息的描绘。
此目的按本发明这样得以解决，即面的描绘至少部分是借助航空图片和/或卫星图片产生在2维或3维的视图中。这个附加的、结构化的背景信息，例如建筑物轮廓和种植物，帮助使用者把地图信息转换为真实的环境。从而使辨别方向明显更加容易。通过3维视角，还使透视图成为现实。
按本发明的方法的优选构造规定，航空图片和/或卫星图片的分辨率随着待描绘的地图而改变。因此可按情况来调整绘图的精度。
在按本发明的方法的一有利实施例中，航空图片和/或卫星图片的分辨率随至少一个结构参数而改变。因此可以合理地减少需要的数据量。对于较重要的地区可使用较重要的分辨率，也就是待描绘的单个目标具有更高的精度。对于应用导航系统重要性更低的地区，可减小分辨率，从而减小待存储的数据量。
每个面上的平均居民数可看作优选的结构参数。此结构参数考虑到了这一关系，即在居民点例如城市中，其人口密度明显高于乡村地区。
每个面上的平均建筑物数量也可看作另一有利的结构参数。此参数原则上与前一个考虑居民数量的参数相似，但每个面上的建筑物数量可直接由航空图片和/或卫星图片中得知，不必追溯其它的来源，例如登记部门的统计数字。
在按本发明的方法的一有利方案中，至少一个空间点在地图信息中由一图像元素标出。此图像元素例如可以是图形标志或图标，用来在地图上标识POI。
按本发明的方法的一有利构造规定，地图信息上选取的区域被加亮地示出。此加亮的部分优选通过透明着色实现。可用着色的加亮部分标识例如公众的建筑物，其在航空图片和/或卫星图片的俯视图中通常不能与私用建筑区分开来。
用来实施本发明方法的导航系统具有用于地图信息数据的存储装置，用来处理地图信息数据的处理装置，用来显示处理过的地图信息数据的显示装置。矢量的道路网作为地图信息数据，航空图片和/或卫星图片的图片数据都存储在存储装置中。存储装置可以是任意的，也就是说，每种光学和/或磁性的存储装置都可使用。处理装置把不同的地图信息数据组合在一起，从而产生面、线、点的统一绘图。接着，在显示装置，例如彩色显示器上把组合在一起的地图输出。
在按本发明的一优选导航系统中，存储装置具有CD(压缩光盘)和/或DVD(数码多功能光盘)。可简化对现有的数据的更新，和/或还可为其它国家或城市的使用实现更换。
按本发明的导航系统的存储装置优选具有不同分辨率的航空图片和/或卫星图片的图片数据。按有关地区的重要性，可实现精度不同的描绘。
下面借助附图示例性地详细解释了本发明。其中
图1用于实施按本发明方法的导航系统的概略草图；图2用于导航系统的普通的地图描绘；图3航空图片和/或卫星图片的一部分；和图4用于导航系统的、用按本发明的方法产生的地图描绘。
图1概括性地示出了具有处理装置2的导航系统1。处理装置2与存储装置3相连，并处理存储在存储装置3中的地图信息。由处理装置2产生的地图，例如具有航空图片和/或卫星图片的道路网的矢量地图的重合，紧接着在显示装置4，例如彩色显示器中输出。
下面详细地描述了按本发明的方法。在图2中示出了一大都市部分地区的地图5，在本实施例中是大都市汉堡。面的信息主要通过两种不同的颜色区分。稍暗的面6标识具有建筑物的区域，稍亮的面7在此基本是指自然区域，特别是田野或树林。
此外，在附图中还可看到不同的线条8、9和10，其示出了道路网。稍粗和颜色更明显的道路8是联邦高速公路，用标记9示出的道路是指下级的道路，例如州县公路和城内公路的公路干线。用两种颜色交替示出的线条10是指铁路或轨道的延伸。
此外，在地图5中还具有附加的像素或图标，用来标识POI(重要地标)。用标记11标出了一图标，用来示出一加油站的位置。机场的位置用图标12示出，用图标13示出了交通阻塞或交通状况。
图3示出了一内城区域的航空图片和/或卫星图片。从图3中可看到河流14的延伸和密集的居住区15。在图3中还可看到不同种类和大小的道路16的走向。
图4示出了用按本发明的方法产生的地图17。航空图片和/或卫星图片的数据作为背景数据放在地图17下面。矢量道路网作为详细的信息重叠地绘在背景图上。因此在地图17上可清楚地看到高速公路18和其它的公路19。
在单个道路18、19之间现在不仅可看到单调的面，还可以看到相应区域上的真实结构。因此使用者在导航系统的显示器上还可看到，是否在道路旁边有建筑物20或绿地21。
最后，特别的附加POI通过象素或图标22示出。相应的图像区域，例如公众建筑物的轮廓被涂上透明的颜色。因此此建筑物被周围环境衬托得更容易识别。
如果此结构化的背景信息是通过航空图片和/或卫星图片产生的，这会大大增加导航系统1中(图1)的地图数据。对于不同的绘图比例，必须提供不同分辨率的地图信息。对于德国来说，其纵深约为876乘632km，可从下面的图表1中大概列出的数据量中得知。
图表1
上面示出的数据量是指压缩过的数据格式。此清单是示例性的，只用于粗略地确定方向，还可以随使用的压缩运算步骤而改变。
由此数据可知，在高分辨率例如1m的情况下，总数据量就不能再存储在一般的存储介质CD或DVD中。但把分辨率降到更小的绘图比例(50m-5km)中，则图像是难看的、是不可接受的。如果对整个联邦领土选择相同的分辨率，则在面覆盖的区域内，只能用每个像素10m的分辨率处理。
因此本发明规定，依照重要性为不同地区选择分辨率。为评估其重要性，导入了结构参数。此结构参数可以例如是在相应地区内的人口密度。
如果把人口密度应用到分辨率的关键分配上，则在人口密度高的区域将会有详细的地图信息。在大多数乡村地区，那里很少有人居住，因此只提供很少用于辨别方向的相关信息，只有分辨率更粗的数据。因此在视图质量不变的情况下，所存的地图数据的数据量明显减少。
图表2示出了在联邦领土上，地图上的分辨率可能的分配情况，其把人口密度当作结构参数考虑。
表格2
上面示出的数据量是指压缩过的数据格式。此清单是示例性的，只用于粗略地确定方向，此外还可以随使用的压缩运算步骤而改变。
从上面列出的图表中可看出，结果中用于地图描绘的存储容量是按大小分类的，其可存储在一般的存储介质例如CD中。通过应用更大存储能力的存储介质例如DVD，可改变此对面积的示例性分配和评估，以最佳地充分利用存储介质的存储能力。
也可以把涉及区域内的建筑物密度看作评估标准，来替代和/或对人口密度的结构参数进行补充。把建筑物密度作为结构标准的优点是，航空图片和/或卫星图片自身就能提供该信息。不需要额外的数据来源，例如登记部门的统计数据。
在矢量道路网基础上的道路密度也可看作是可行的结构参数，用来对区域进行评估。也可以把所有这三种结构参数的组合当作合理的评估标准。
权利要求
1.用于在导航系统中描绘地图信息的方法，其中地图信息具有用来描绘地图部分的俯视图的面和用来描绘交通网络的线条，其特征在于，面的描绘是至少部分地借助于航空图片和/或卫星图片在2维或3维视图中产生的。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，航空图片和/或卫星图片的分辨率根据要描绘的地图部分而改变。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，航空图片和/或卫星图片的分辨率根据至少一个结构参数而改变。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，每个面上的平均人口数被考虑作为结构参数。
5.按权利要求3或4所述的方法，其特征在于，每个面上的平均建筑物数量被考虑作为结构参数。
6.按上述权利要求中之一所述的方法，其特征在于，地图信息上的至少一个空间点用图像元素标识。
7.按上述权利要求中之一所述的方法，其特征在于，地图信息上至少一个选定的区域被加亮地示出。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，加亮部分通过透明的着色实现。
9.实施按权利要求1至8中之一所述的方法的导航系统(1)，具有用于地图信息数据的存储装置(3)，用来处理地图信息数据的处理装置(2)，和用于输出处理过的地图信息数据的显示装置(4)。
10.按权利要求9所述的导航系统，其特征在于，存储装置(3)具有压缩光盘(CD)和/或数码多功能光盘(DVD)。
11.按权利要求9或10所述的导航系统，其特征在于，存储装置(3)具有不同分辨率的航空图片和/或卫星图片的图片数据。
全文摘要
公开了一种在导航系统中描绘地图信息的方法，其中地图信息具有用来描绘地图部分的俯视图的面(20、21)和用来描绘交通网络的线条(18、19)。为了通过额外的背景信息改善对面信息的描绘，面(20、21)的描绘是至少部分地采用航空图片和/或卫星图片产生的2维或3维视图。
文档编号G06T17/05GK1993602SQ200580026528
公开日2007年7月4日 申请日期2005年7月15日 优先权日2004年8月10日
发明者T·祖恩格, L·-F·施米诺夫 申请人:罗伯特·博世有限公司