[發明專利]建筑物的參數化圖形表示

在審

• 申請號: 201210440926.3
• 申請日: 2012-11-07
• 公開（公告）號: CN103092908A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: S.米特拉基斯;M.斯特拉森伯格-克萊西亞克
• 申請（專利權）人: 哈曼貝克自動系統股份有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G06T17/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 丁藝;沙捷

技術領域

本發明涉及產生建筑物的三維圖形表示的方法、用于產生包含包括關于建筑物的參數化結構特征的信息的外觀控制數據的數據庫的方法、以及車輛導航系統。

背景技術

使用電子地圖的導航在近年來變得越來越普遍。電子地圖例如用在車輛導航系統中，以便當用戶駕駛車時給用戶提供導航和方向。特別是，二維（2d）或三維（3d）電子地圖可配備有建筑物的圖形表示。特別是，在電子地圖內提供建筑物的3d模型例如路標或興趣點（POI），以便便于用戶的定向。因為建筑物的圖形表示對用戶有高識別價值，用戶在將駕駛時的視覺印象與電子地圖的圖形表示聯系起來時被支持。

然而，由于幾個原因，作為建筑物的圖形表示的3d模型的提供限于少量建筑物。

第一個原因是，3d模型基于幾種技術而產生，例如，以表面模型或參數化模型（CSG模型）的形式。CSG模型使用布爾運算且一般用在機械工程或飛機工程中。基于基本幾何形狀這樣產生3d模型特別需要大量人力。每個模型一般由3d設計者在單獨的過程中產生。設計者試圖以準確的方式產生代表真實建筑物的3d模型。因為這樣的過程昂貴且耗時，3d模型的產生一般限于城市內的非常顯著的路標。

另一原因是，基于多邊形或CSG模型存儲3d模型需要相當大的存儲容量。如果大量模型被存儲，則存儲容量要求變得難以滿足。

另一原因是，例如在車輛導航設備內的有限的計算資源需要限制被同時描繪的所使用的基本幾何形狀的數量。一般，圖形處理器（GPU）計算3d模型。如果大量3d模型被計算，則有限的計算資源可能限制對每個3d模型使用的多邊形的數量。有限數量的多邊形需要模型的一般化。在這個背景下，一般化意味著建筑物的某些特征從3d模型省略。然而，沒有對一般化的準則。一般化的類型和量于是在3d設計者的辨別力的范圍內。因此，根據3d設計者的主觀印象，一般化可能從一個建筑物到另一建筑物不同。作為結果，包括建筑物的模型的電子地圖對用戶可能有不一致的印象。可以用任意和不協調的方式表示建筑物。

再一原因是，為了產生建筑物的模型，一般必須獲得空中照片和此外從例如地面上的高分辨率圖像獲得的數據。這樣的數據的獲取需要大量工作量。這使3d模型的產生很昂貴。

又一原因是，因為3d模型的產生是由單獨的3d設計者執行的單獨的過程，所以出現了錯誤，例如基本幾何圖形例如多邊形的錯誤組裝或交叉或錯誤組裝的多邊形的使用。由于3d模型的數量，完整性的驗證昂貴且耗時。

所有這些原因使模型的產生主要限于城市區域，和可能城市區域之外的顯著的單獨路標或POI。特別是，在小城市或鄉村中可能不提供3d模型，因為圖像數據的獲取太昂貴。

因此，需要提供產生對用戶有高識別價值的建筑物的圖形表示的更好的方法。這是被獨立權利要求滿足的需要。從屬權利要求描述實施方案。

發明內容

根據一個方面，提供了產生建筑物的三維（3d）圖形表示的方法。該方法包括建立包括關于建筑物的和建筑塊上的參數化結構特征的信息的外觀控制數據，建筑塊是建筑物的碎塊。該方法還包括基于外觀控制數據中的基準從數據庫檢索模板數據，其中模板數據涉及建筑塊的預先建立的圖形表示。該方法還包括對每個建筑塊基于相應的模板數據和外觀控制數據計算建筑塊的3d圖形表示。該方法還包括基于外觀控制數據組合建筑塊的3d圖形表示以產生建筑物的3d圖形表示。

通過建立包括關于建筑物的參數化結構特征及其建筑塊的信息的外觀控制數據，提供了導致建筑物的高識別價值的提供3d圖形表示的一種可靠和廉價的方式。不是基于基本幾何圖形例如多邊形產生3d圖形表示，建筑物的圖形表示從與基本結構特征例如地面層、屋頂等有關的建筑塊產生。建筑塊的預先建立的圖形表示確保建筑物的圖形表示的快速和故障安全的產生。

而且，建筑塊的數量是固有地有限的，且一個建筑塊可用于計算不同建筑物的很多圖形表示。因此，如果與對于每個建筑物所有信息都被保存的情況比較，存儲容量要求可以明顯降低。例如，按照慣例，對于建筑物的每個圖形表示，以例如3d模型的多邊形的形式的所有信息都被單獨地保存。然而根據這個方面，對于不同的圖形表示，只有指示某些建筑塊/模板數據的基準可能需要被單獨地保存。所需存儲容量的量可明顯減少。

在這個意義上，建筑物的圖形表示可以不涉及建筑物的一對一電子復制，而更確切地可涉及包括最相關的結構特征的圖形表示，這些結構特征對用戶識別某些建筑物的圖形表示是必要的。