專利名稱：真三維導(dǎo)航地圖上路橋相對高度的表現(xiàn)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種真三維導(dǎo)航地圖上路橋相對高度的表現(xiàn)方法，以及基于該方法的裝置。
背景技術(shù)：
隨著城市汽車保有量的不斷攀升，原有的平面立交型道路會造成車輛的擁擠和堵塞，尤其是在城市路網(wǎng)的交通繁忙地段，為了改善車輛通行狀況修建了空間立體交叉型陸地橋，這種路橋的特點(diǎn)是空間上具有一定的層次結(jié)構(gòu)，各層級都有高度，支持多方向行駛且各層間的通行互不相擾。在二維導(dǎo)航電子地圖中，由于所有的地理信息數(shù)據(jù)都被抽象化表達(dá)，街面被抽象表達(dá)為線條加屬性，屋廓圖面被抽象表達(dá)為點(diǎn)加屬性，對于有坡度的道路以及有高度的和層次感的現(xiàn)代化立體陸橋，多采用在垂直方向高處俯視觀察到的層次跨壓關(guān)系，以線條壓蓋的方式和屬性來表達(dá)，對于二維數(shù)據(jù)無法完整表達(dá)的地方，用實景圖和放大圖進(jìn)行補(bǔ)充表達(dá)，由于受到二維電子地圖靜態(tài)而抽象表達(dá)方式的制約，二維導(dǎo)航電子地圖無法為使用者展現(xiàn)有坡度的道路和立體路橋的形態(tài)。再看現(xiàn)有的所謂三維導(dǎo)航電子地圖，其多采用正射影像圖疊加具有立體視覺效果的三維標(biāo)志性建筑物模型的方式制作而成，其對于此類有坡度的道路以及有高度和層次感的現(xiàn)代化路橋的表達(dá)多采用疊加三維路橋模型的方式，在實際導(dǎo)航過程中，其本質(zhì)還是通過二維導(dǎo)航數(shù)據(jù)的基本屬性導(dǎo)航。由于城市路網(wǎng)中的道路路況高低起伏、路形千變?nèi)f化，為了更好地表現(xiàn)城市路橋的地貌，需要建立城市道路數(shù)字高程模型。數(shù)字高程模型(Digital Elevation Mode，簡稱DEM)是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型，它是零階單純的單項數(shù)字地貌模型，其他如高度、坡度、坡向及坡度變化率等地貌特性可在DEM的基礎(chǔ)上派生，因為DEM是離散的數(shù)據(jù)，所以其二維坐標(biāo)系中的(X，Y)坐標(biāo)其實都是一個個的小方格，在每個小方格上標(biāo)識出其高程后可建立三維數(shù)字高程模型。但是由于現(xiàn)有的衛(wèi)星定位系統(tǒng)只能測量二維坐標(biāo)，高度數(shù)據(jù)因誤差太大所以基本上都被忽略。在實際駕車行駛中，駕乘者更加關(guān)注的是道路路況對駕駛的影響，這些對街景、路況形態(tài)和細(xì)部的表達(dá)比建筑體表達(dá)的導(dǎo)航作用更加明顯，而建筑體在導(dǎo)航中主要起參照作用。所以真正的三維導(dǎo)航電子地圖在數(shù)據(jù)制作的時候，就需要制作與二維導(dǎo)航數(shù)據(jù)不同坐標(biāo)維度的三維導(dǎo)航數(shù)據(jù)，需要在二維XY坐標(biāo)系中增加相對高度Z坐標(biāo)，相對高度尤其可以表達(dá)出導(dǎo)航道路真實的上下坡起伏狀態(tài)，用三個維度的數(shù)據(jù)來再現(xiàn)大于等于1:1000米大比例尺下的現(xiàn)實道路場景，導(dǎo)航數(shù)據(jù)的制作標(biāo)準(zhǔn)只允許導(dǎo)航誤差在I米之內(nèi)；真正的三維(真三維)導(dǎo)航電子地圖在應(yīng)用的時候還應(yīng)該有獨(dú)立于二維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)庫的三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)庫；真正的三維導(dǎo)航電子地圖在實景重現(xiàn)的時候應(yīng)該更加重視對導(dǎo)航起實質(zhì)作用的路況形態(tài)和道路場景進(jìn)行渲染，注重對導(dǎo)航道路路況關(guān)鍵要素的表達(dá)，如路面標(biāo)線、方向箭頭、隔離欄、路面材質(zhì)、斑馬線、分道線、右轉(zhuǎn)專用道、左轉(zhuǎn)專用道、限速信息、路沿、車道數(shù)、道路坡度、紅綠燈、交通標(biāo)牌、過街天橋、公交站牌等。
為了解決這些問題，現(xiàn)有技術(shù)中采用在導(dǎo)航設(shè)備的定位裝置上加裝氣壓傳感器，通過硬件測量立體道路路面層次間氣壓的微小差異來估算兩層之間的高度差，再將此高度差與地圖供應(yīng)商提供的道路屬性值來進(jìn)行對比，以判斷使用者所處的層次位置?，F(xiàn)有技術(shù)中還有采用比較相交道路相交處的高程值的方法，若相同則繪制道路相交處，使道路交叉處的路邊線全部不貫通，若不相同繪制道路相交處，使高程最高的道路的路邊線貫通，而其他的高程較低的道路的路邊線不貫通，通過在道路交叉處的描繪表達(dá)高程效果。如附圖1所示，雖然較二維平面地圖而言，這些技術(shù)會因為在導(dǎo)航過程中導(dǎo)航引擎的描繪讓使用者感覺到層次的概念而產(chǎn)生三維導(dǎo)航的錯覺，但是這些僅僅是導(dǎo)航片段處的表達(dá)，并沒有直觀地表達(dá)出某一范圍內(nèi)所有道路的高度和坡度，以及保證導(dǎo)航道路路網(wǎng)的連通性，而且這些對層次的表達(dá)并沒有按照路橋真實的立體結(jié)構(gòu)進(jìn)行路況重現(xiàn)；另一方面這些技術(shù)由于需要依靠額外的硬件測量以及硬件運(yùn)算而增加硬件的配置，增加了導(dǎo)航設(shè)備生產(chǎn)商和使用者的成本。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有三維導(dǎo)航技術(shù)中沒有公開地、完整地真實再現(xiàn)路橋相對高度的方法。為了解決現(xiàn)有三維導(dǎo)航中對路橋相對高度表達(dá)方法的不足，本發(fā)明提供了真三維導(dǎo)航地圖上表現(xiàn)路橋相對高度的方法和使用該方法的裝置。本發(fā)明的一個目的是提供真三維導(dǎo)航地圖上路橋相對高度的表現(xiàn)方法，所述方法包括:1.將航片(航空拍攝圖片)或者衛(wèi)片(衛(wèi)星拍攝圖片)制成大比例尺的市街圖。所述大比例尺為大于等于1:1000米級別的比例尺。2.以城市為單位，將該城市市街圖的中心點(diǎn)作為相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)，并將其高度值設(shè)為O米。3.以相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)，外業(yè)通過實地測繪作業(yè)的方式采集該城市中所有具有相對高度路橋結(jié)構(gòu)道路與相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)間的高度，生成相對高度值序列陣列，該序列陣列中的每個高度值為采集點(diǎn)處的相對高度。所述具有相對高度路橋結(jié)構(gòu)道路為測繪路段的最高/或最低處的相對高度值大于/或小于基準(zhǔn)點(diǎn)高度值的道路。所述具有相對高度路橋結(jié)構(gòu)道路包括但不僅限于立交橋、高架路、隧道、過河橋、環(huán)島、上坡道路、下坡道路、平坡道路。所述實地測繪作業(yè)的作業(yè)區(qū)間包括從具有相對高度路橋結(jié)構(gòu)道路的一個/或多個入口開始，至該相同路橋結(jié)構(gòu)道路的一個/或多個出口之間的所有道路；所述實地測繪作業(yè)的作業(yè)區(qū)間還包括該城市內(nèi)所有可通行道路。所述實地測繪作業(yè)的作業(yè)間隔區(qū)間長度為100米至1000米，需要根據(jù)該城市路橋結(jié)構(gòu)道路的長度和實際路況確定。4.按照采集作業(yè)車實地拍攝的360度的真實場景影像、市街圖資料以及相對高度序列值陣列，制作格網(wǎng)中每個最小單元格上具有相對高度的路橋場景。所述格網(wǎng)中每個最小單元格(L，W)的表現(xiàn)形式是小方格，其中L為長度，W為寬度。所述最小單元格是確定路橋高度和坡度精確程度的一個重要指標(biāo)，同時也是決定其使用范圍的一個主要的影響因素，最小單元格的劃分與實地測繪作業(yè)間隔區(qū)間長度相關(guān)，實地測繪作業(yè)間隔區(qū)間長度越短，最小單元格的長度越短，刻畫出的路橋場景越精確，但是數(shù)據(jù)量呈幾何級數(shù)增長。所述路橋場景是真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫存儲的數(shù)據(jù)包括路橋場景數(shù)據(jù)。所述相對高度用于表達(dá)出路橋真實的坡度起伏狀態(tài)、高度以及層級關(guān)系。5.將包含相對高度值的三個維度的路橋場景數(shù)據(jù)存儲在真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫中。所述路橋場景數(shù)據(jù)的存儲格式為(L，W，H)，其中L為長度，W為寬度，H為相對高度。所述三個維度的路橋場景數(shù)據(jù)為矢量化數(shù)據(jù)。所述真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫存儲的數(shù)據(jù)包括路橋場景數(shù)據(jù)，還包括路邊建筑物模型。6.從真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫中提取導(dǎo)航設(shè)備所需區(qū)域的路橋場景數(shù)據(jù)以及路邊建筑物模型，重新切割組合和數(shù)據(jù)壓縮處理后得到的真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)，建立真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，存儲在導(dǎo)航設(shè)備上。導(dǎo)航引擎根據(jù)導(dǎo)航路徑，提取導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)，直接動態(tài)合成導(dǎo)航路徑任意位置處較大比例尺的有相對高度的真三維路橋場景并在導(dǎo)航設(shè)備上播放。所述真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫獨(dú)立于二維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)庫。所述真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)包括路橋場景數(shù)據(jù)和路邊建筑物模型。所述路橋場景數(shù)據(jù)包括但不僅限于立交橋、高架路、隧道、過河橋、環(huán)島、上坡道路、下坡道路、平坡道路。所述路邊建筑物模型包括但不僅限于樓體形狀、樓面裝飾、標(biāo)牌文字、廣告牌、路邊櫥窗。所述路橋場景數(shù)據(jù)的存儲格式為(L，W，H)，其中L為長度，W為寬度，H為相對高度。所述路橋場景數(shù)據(jù)為矢量化數(shù)據(jù)。所述較大比例尺包括(但不僅限于)1:500米至1:1000米的比例尺。所述導(dǎo)航設(shè)備為所有可視化導(dǎo)航設(shè)備，包括但不僅限于車載導(dǎo)航儀、PND、手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦。本發(fā)明的另一個目的是提供一種可以在真三維導(dǎo)航電子地圖中表現(xiàn)路橋相對高度的裝置，包括以下模塊:路橋場景數(shù)據(jù)制作模塊，制作路橋場景數(shù)據(jù)并存儲在真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫中。場景數(shù)據(jù)提取模塊，該模塊可以根據(jù)導(dǎo)航路徑的實際道路特征和景觀特征，從真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫中提取所需的真三維導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)。所述真三維導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)包括路橋場景數(shù)據(jù)和路邊建筑物模型。所述路橋場景數(shù)據(jù)包括但不僅限于立交橋、高架路、隧道、過河橋、環(huán)島、上坡道路、下坡道路、平坡道路。所述路邊建筑物模型包括但不僅限于樓體形狀、樓面裝飾、標(biāo)牌文字、廣告牌、路邊櫥窗。所述真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，是獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫。所述真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)格式為(L，W，H)，其中L為長度，W為寬度，H為相對高度。所述真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)為矢量化數(shù)據(jù)。導(dǎo)航場景合成模塊，該模塊可以動態(tài)合成導(dǎo)航路徑任意位置處較大比例尺的真三維路橋?qū)Ш綀鼍?。所述較大比例尺包括(但不僅限于)1:500米至1:1000米的比例尺。所述真三維路橋?qū)Ш綀鼍鞍ǖ粌H限于可以表現(xiàn)出路橋的相對高度，所述相對高度包括路橋的坡度和高度。導(dǎo)航場景顯示模塊，該模塊可以在導(dǎo)航設(shè)備上顯示真三維導(dǎo)航場景。所述導(dǎo)航設(shè)備為所有可視化導(dǎo)航設(shè)備，包括但不僅限于車載導(dǎo)航儀、PND、手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦。本發(fā)明所述方法可以真實再現(xiàn)路橋的高度，這種相對高度的表達(dá)方法是以一個城市的相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)，以保證在這個城市范圍內(nèi)的所有路橋的坡度和高度狀態(tài)表達(dá)的一致性，這種對相對高度的表達(dá)不是在地圖應(yīng)用環(huán)節(jié)通過導(dǎo)航引擎根據(jù)硬件測量值或者屬性值計算后描繪，而是在數(shù)據(jù)制作環(huán)節(jié)就已經(jīng)將相對高度融入到三維導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)并存儲在獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫中，在地圖應(yīng)用的時候直接由導(dǎo)航引擎根據(jù)導(dǎo)航路徑動態(tài)合成真三維導(dǎo)航場景。使用者在駕乘過程中，在導(dǎo)航顯示設(shè)備上瀏覽真三維導(dǎo)航電子地圖，可以真實地感受到導(dǎo)航城市范圍內(nèi)所有具有相對高度路橋的坡度起伏感和高度層次感，這種情景再現(xiàn)式的表達(dá)突破了以往三維導(dǎo)航電子地圖所使用的模型化和圖片化的仿真模擬導(dǎo)航模式，以等比再現(xiàn)的表達(dá)方式直觀立體地描繪出導(dǎo)航城市范圍內(nèi)路橋高低起伏、錯落有致的導(dǎo)航場景。此外由于這種方法不需要增加導(dǎo)航設(shè)備額外的硬件配置，節(jié)省了導(dǎo)航設(shè)備生產(chǎn)商和使用者的成本開銷。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)所生成的有相對聞度的路橋不意圖；圖2為本發(fā)明所述方法的流程示意圖；圖3為本發(fā)明所述方法中格網(wǎng)中最小單元格的示意圖；圖4是基于本發(fā)明的方法的裝置示意圖；圖5是基于本發(fā)明的方法生成的有坡度的上坡路橋場景；圖6是基于本發(fā)明的方法生成的有層次和高度的路橋場景；圖7是基于本發(fā)明的方法在導(dǎo)航設(shè)備上顯示出的真三維導(dǎo)航路橋場景畫面截圖，其中圖a、圖b、圖c分別是在同一導(dǎo)航道路上對同一路橋由遠(yuǎn)及近的顯示。
具體實施例方式通過結(jié)合附圖參考本發(fā)明的具體實施方式
，本發(fā)明的特征、目的以及實現(xiàn)方式將會變得更加明顯，且本發(fā)明本身也將會變的更易于理解。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下結(jié)合附圖3，對本發(fā)明方法的具體實施進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，本發(fā)明包括以下步驟:步驟S101，制作市街圖步驟:將航片(航空拍攝圖片)或者衛(wèi)片(衛(wèi)星拍攝圖片)制成大比例尺的市街圖。所述步驟SlOl中的大比例尺為大于等于1:1000米級別的比例尺。步驟S102，設(shè)置相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)步驟:.以城市為單位，將該城市市街圖的中心點(diǎn)作為相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)，并將其高度值設(shè)為O米。步驟S103，生成相對高度值序列陣列步驟:以相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)，外業(yè)通過實地測繪作業(yè)的方式采集該城市中所有具有相對高度路橋結(jié)構(gòu)道路與相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)間的高度，生成相對高度值序列陣列，該序列陣列中的每個高度值為采集點(diǎn)處的相對高度。所述步驟S103中的具有相對高度路橋結(jié)構(gòu)道路為測繪路段的最高/或最低處的相對高度值大于/或小于基準(zhǔn)點(diǎn)高度值的道路。所述步驟S103中的具有相對高度路橋結(jié)構(gòu)道路包括但不僅限于立交橋、高架路、隧道、過河橋、環(huán)島、上坡道路、下坡道路、平坡道路。所述步驟S103中的實地測繪作業(yè)的作業(yè)區(qū)間包括從具有相對高度路橋結(jié)構(gòu)道路的一個/或多個入口開始，至該相同路橋結(jié)構(gòu)道路的一個/或多個出口之間的所有道路；所述步驟S103中的實地測繪作業(yè)的作業(yè)區(qū)間還包括該城市內(nèi)所有可通行道路。所述步驟S103中的實地測繪作業(yè)的作業(yè)間隔區(qū)間長度為100米至1000米，需要根據(jù)該城市道路的長度和實際路況確定。步驟S104，制作路橋場景步驟:按照采集作業(yè)車實地拍攝的360度的真實場景影像、市街圖資料以及相對高度序列值陣列，制作格網(wǎng)中每個最小單元格上具有相對高度的路橋場景。所述步驟S104中的格網(wǎng)中每個最小單元格(L，W)的表現(xiàn)形式是小方格，其中L為長度，W為寬度，如圖3所示，格網(wǎng)編號003078中的最小單元格。所述最小單元格是確定路橋高度坡度精確程度的一個重要指標(biāo)，同時也是決定其使用范圍的一個主要的影響因素，最小單元格的劃分與實地測繪作業(yè)間隔區(qū)間長度相關(guān)，實地測繪作業(yè)間隔區(qū)間長度越短，最小單元格的長度越短，刻畫出的路橋場景越精確，但是數(shù)據(jù)量呈幾何級數(shù)增長。所述步驟S104中的路橋場景是在格網(wǎng)中每個最小單元格上添加對應(yīng)位置處的相對高度，按照只允許導(dǎo)航誤差在I米之內(nèi)的制作標(biāo)準(zhǔn)，制作包含三個維度的場景數(shù)據(jù)。所述步驟S104中的相對聞度用于表達(dá)路橋真實的坡度起伏狀態(tài)、聞度及層級關(guān)系O步驟S105，存儲相對高度值步驟:將包含相對高度值的三個維度的路橋場景數(shù)據(jù)存儲在真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫中。所述步驟S105中路橋場景數(shù)據(jù)的存儲格式為(L，W，H)，其中L為長度，W為寬度，H為相對高度。所述步驟S105中三個維度的路橋場景數(shù)據(jù)為矢量化數(shù)據(jù)。所述步驟S105中真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫存儲的數(shù)據(jù)包括路橋場景數(shù)據(jù)，還包括路邊建筑物模型。步驟S106，三維場景播放步驟:從真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫中提取導(dǎo)航設(shè)備所需區(qū)域的導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)，將重新切割組合和數(shù)據(jù)壓縮處理后得到的真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)，建立真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，存儲在導(dǎo)航設(shè)備上。導(dǎo)航引擎根據(jù)導(dǎo)航路徑，提取導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)，直接動態(tài)合成導(dǎo)航路徑任意位置處較大比例尺的有相對高度的真三維路橋場景并在導(dǎo)航設(shè)備上播放。所述步驟S106中的真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫獨(dú)立于二維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)庫。所述步驟S106中的真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫中存儲的導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)包括路橋場景數(shù)據(jù)和路邊建筑物模型。所述路橋場景數(shù)據(jù)包括但不僅限于立交橋、高架路、隧道、過河橋、環(huán)島、上坡道路、下坡道路、平坡道路。所述路邊建筑物模型包括但不僅限于樓體形狀、樓面裝飾、標(biāo)牌文字、廣告牌、路邊櫥窗。所述路橋場景數(shù)據(jù)的存儲格式為(L，W，H)，其中L為長度，W為寬度，H為相對高度。所述導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)為矢量化數(shù)據(jù)。所述步驟S106中的較大比例尺包括(但不僅限于)1:500米至1:1000米的比例尺。所述步驟S106中的導(dǎo)航設(shè)備為所有可視化導(dǎo)航設(shè)備，包括但不僅限于車載導(dǎo)航儀、PND、手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦。參見附圖4，本發(fā)明的另一個目的是提供一種顯示真三維導(dǎo)航電子地圖中表現(xiàn)路橋相對高度的裝置，包括以下模塊:路橋場景數(shù)據(jù)制作模塊201，制作路橋場景數(shù)據(jù)并存儲在真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫中。場景數(shù)據(jù)提取模塊202，該模塊可以根據(jù)導(dǎo)航路徑的實際道路特征和景觀特征，從真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫203中提取所需的真三維導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)。所述真三維導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)包括路橋場景數(shù)據(jù)和路邊建筑物模型。所述路橋場景數(shù)據(jù)包括但不僅限于立交橋、高架路、隧道、過河橋、環(huán)島、上坡道路、下坡道路、平坡道路。所述路邊建筑物模型包括但不僅限于樓體形狀、樓面裝飾、標(biāo)牌文字、廣告牌、路邊櫥窗。所述真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫203，是獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫。所述真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫203中存儲的數(shù)據(jù)格式為(L，W，H)，其中L為長度，W為寬度，H為相對高度。所述真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)為矢量化數(shù)據(jù)。導(dǎo)航場景合成模塊204，該模塊可以動態(tài)合成導(dǎo)航路徑任意位置處較大比例尺的
真三維導(dǎo)航場景。所述真三維路橋?qū)Ш綀鼍鞍ǖ粌H限于可以表現(xiàn)出路橋的相對高度，所述相對高度包括路橋的坡度和高度。所述較大比例尺包括(但不僅限于)1:500米至1:1000米的比例尺。導(dǎo)航場景顯示模塊205，該模塊可以在顯示設(shè)備上顯示真三維導(dǎo)航場景。所述顯示設(shè)備為所有可視化導(dǎo)航設(shè)備，包括但不僅限于車載導(dǎo)航儀、PND、手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦。以下結(jié)合附圖5到附圖7的來介紹本發(fā)明的應(yīng)用實例。附圖5是基于本發(fā)明的方法生成的有坡度的上坡路橋場景。附圖6是基于本發(fā)明的方法生成的有層次和高度的路橋場景。附圖7是基于本發(fā)明的方法在導(dǎo)航設(shè)備上顯示出的真三維導(dǎo)航路橋場景畫面截圖，其中圖a、圖b、圖c分別是在同一導(dǎo)航道路上對同一路橋由遠(yuǎn)及近的顯示。本發(fā)明所述方法可以真實再現(xiàn)路橋的高度，這種相對高度的表達(dá)方法是以一個城市的相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)，以保證在這個城市范圍內(nèi)的所有路橋的坡度和高度狀態(tài)表達(dá)的一致性，這種對相對高度的表達(dá)不是在地圖應(yīng)用環(huán)節(jié)通過導(dǎo)航引擎根據(jù)硬件測量值或者屬性值計算后描繪，而是在數(shù)據(jù)制作環(huán)節(jié)就已經(jīng)將相對高度融入到三維導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)并存儲在獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫中，在地圖應(yīng)用的時候直接由導(dǎo)航引擎根據(jù)導(dǎo)航路徑動態(tài)合成真三維導(dǎo)航場景。使用者在駕乘過程中，在導(dǎo)航顯示設(shè)備上瀏覽真三維導(dǎo)航電子地圖，可以真實地感受到導(dǎo)航城市范圍內(nèi)所有具有相對高度路橋的坡度起伏感和高度層次感，這種情景再現(xiàn)式的表達(dá)突破了以往三維導(dǎo)航電子地圖所使用的模型化和圖片化的仿真模擬導(dǎo)航模式，以等比再現(xiàn)的表達(dá)方式直觀立體地描繪出導(dǎo)航城市范圍內(nèi)路橋高低起伏、錯落有致的導(dǎo)航場景。此外由于這種方法不需要增加導(dǎo)航設(shè)備額外的硬件配置，節(jié)省了導(dǎo)航設(shè)備生產(chǎn)商和使用者的成本開銷。
權(quán)利要求
1.一種真三維導(dǎo)航地圖上路橋相對高度的表現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括在真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫中存儲路橋場景數(shù)據(jù)，所述路橋場景數(shù)據(jù)是三維數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: O制作路橋場景數(shù)據(jù)并存儲在真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫中； 2)從真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫中提取導(dǎo)航設(shè)備所需區(qū)域的路橋場景數(shù)據(jù)以及路邊建筑物模型，經(jīng)重新切割組合和數(shù)據(jù)壓縮處理后得到的真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)，建立真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫，存儲在導(dǎo)航設(shè)備上； 3)導(dǎo)航引擎根據(jù)導(dǎo)航路徑，提取導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)，直接動態(tài)合成導(dǎo)航路徑任意位置處較大比例尺的有相對高度的真三維路橋場景并在導(dǎo)航設(shè)備上播放。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟I)具體是: 11)將航片或者衛(wèi)片制成大比例尺的市街圖； 12)以城市為單位，將該城市市街圖的中心點(diǎn)作為相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)，并將其高度值設(shè)為O米； 13)以相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)，外業(yè)通過實地測繪作業(yè)的方式采集該城市中所有具有相對高度路橋結(jié)構(gòu)道路與相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)間的高度，生成相對高度值序列陣列，該序列陣列中的每個高度值為采集點(diǎn)處的相對高度； 14)按照采集作業(yè)車實地拍攝的360度的真實場景影像、市街圖資料以及相對高度序列值陣列，制作格網(wǎng)中每個最小單元格上具有相對高度的路橋場景； 15)將包含相對高度值的三個維度的路橋場景數(shù)據(jù)存儲在真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟14)中每個最小單元格(L，W)的表現(xiàn)形式是小方格，其中L為長度，W為寬度，所述最小單元格是確定路橋高度和坡度精確程度的一個重要指標(biāo)，同時也是決定其使用范圍的一個主要的影響因素，最小單元格的劃分與實地測繪作業(yè)間隔區(qū)間長度相關(guān)，實地測繪作業(yè)間隔區(qū)間長度越短，最小單元格的長度越短，刻畫出的路橋場景越精確，但是數(shù)據(jù)量呈幾何級數(shù)增長。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述路橋場景數(shù)據(jù)的存儲格式為(L, W，H)，其中L為長度，W為寬度，H為相對高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中的較大比例尺包括1:500米至I:1000米的比例尺。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述導(dǎo)航設(shè)備為所有可視化導(dǎo)航設(shè)備，包括但不僅限于車載導(dǎo)航儀、PND、手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫是獨(dú)立于二維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)庫的。
9.一種真三維導(dǎo)航電子地圖中表現(xiàn)路橋相對高度的裝置，其特征在于，所述裝置包括以下模塊: 路橋場景數(shù)據(jù)制作模塊:制作路橋場景數(shù)據(jù)并存儲在真三維導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)母庫中； 路橋場景數(shù)據(jù)提取模塊:該模塊可以根據(jù)導(dǎo)航路徑的實際道路特征和景觀特征，從真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫中提取所需的真三維導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)；真三維導(dǎo)航應(yīng)用數(shù)據(jù)庫:該數(shù)據(jù)庫是獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫，用于存儲包含相對高度值的三個維度的路橋場景數(shù)據(jù)和路邊建筑物模型； 導(dǎo)航場景合成模塊，該模塊可以動態(tài)合成導(dǎo)航路徑任意位置處較大比例尺的真三維路橋?qū)Ш綀鼍埃? 導(dǎo)航場景顯示模塊，該模塊可以在導(dǎo)航設(shè)備上顯示真三維導(dǎo)航場景。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述真三維導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)包括路橋場景數(shù)據(jù)和路邊建筑物模型，所述路橋場景數(shù)據(jù)包括但不僅限于立交橋、高架路、隧道、過河橋、環(huán)島、上坡道路、下 坡道路、平坡道路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種真三維導(dǎo)航地圖上路橋相對高度的表現(xiàn)方法。本發(fā)明可以真實再現(xiàn)路橋的高度，這種相對高度的表達(dá)方法是以一個城市的相對高度基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn)，以保證在這個城市范圍內(nèi)的所有路橋的坡度和高度狀態(tài)表達(dá)的一致性，這種對相對高度的表達(dá)不是在地圖應(yīng)用環(huán)節(jié)通過導(dǎo)航引擎根據(jù)硬件測量值或者屬性值計算后描繪，而是在數(shù)據(jù)制作環(huán)節(jié)就已經(jīng)將相對高度融入到三維導(dǎo)航場景數(shù)據(jù)并存儲在獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫中。使用者在駕乘過程中，在導(dǎo)航顯示設(shè)備上瀏覽真三維導(dǎo)航電子地圖，可以真實地感受到導(dǎo)航城市范圍內(nèi)所有具有相對高度路橋的坡度起伏感和高度層次感。
文檔編號G01C21/26GK103196452SQ20131014266
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者王志勛, 尹艷 申請人:易圖通科技(北京)有限公司