專利名稱：數(shù)字地圖中街道的現(xiàn)實(shí)高度表示的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表示城鎮(zhèn)和地貌的數(shù)字地圖，并特別涉及數(shù)字地圖(例 如數(shù)字城市地圖和數(shù)字道路地圖)中街道的三維表示。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，例如城市地圖和道路地圖的數(shù)字地圖變得越來(lái)越普遍。 它們代表例如手持和車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中的重要組成部件。電子地圖可表示諸如街道、建筑物和河流的地物圖像(cartographic feature),并且可 利用例如壓縮盤或數(shù)字視頻盤的存儲(chǔ)介質(zhì)以存儲(chǔ)與地物圖像有關(guān)的數(shù) 據(jù)。近來(lái)，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出各種導(dǎo)航系統(tǒng)，其提供了用于將來(lái)自數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) 庫(kù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成許多駕駛員原則上更加容易理解的本地三維透視圖的 算法。精心設(shè)計(jì)的系統(tǒng)例如允許取決于交叉路口的復(fù)雜度以相對(duì)于道 路的可變角度顯示車輛所接近的交叉路口 。然而，由于可獲得的官方提供的街道地圖的數(shù)字化，目前的數(shù)字 地圖僅包括基本二維表示形式的整個(gè)街道網(wǎng)。在這樣的地圖中，街道 的高度信息僅作為關(guān)于特定街道相對(duì)于交叉街道向量的相對(duì)高度的信 息給出，以便允許以相對(duì)于空間深度的適當(dāng)順序表示。目前數(shù)字地圖中包括的街道的數(shù)字表示中的街道向量的地形學(xué)高 度的有關(guān)數(shù)據(jù)是無(wú)法獲得的。然而，這樣的數(shù)據(jù)會(huì)有助于街道的現(xiàn)實(shí) 表示，尤其是在存儲(chǔ)于車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中并用于路線引導(dǎo) 的數(shù)字地圖的環(huán)境中。因此，需要在數(shù)字街道地圖中生成并實(shí)現(xiàn)街道高度以便為用戶提 供更詳細(xì)可靠的地圖信息并通過(guò)配置成顯示數(shù)字地圖的導(dǎo)航系統(tǒng)促進(jìn) 路線引導(dǎo)。因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供在數(shù)字地圖的街道中包括高度信 息的方法，以及提供指示絕對(duì)街道高度(不僅僅是一個(gè)街道(向量)
與另一街道相比的相對(duì)高度)的數(shù)字地圖。 發(fā)明內(nèi)容上述目標(biāo)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的生成數(shù)字地圖的街道的街道向量 (物理街道的數(shù)字表示)的方法而達(dá)到，該方法包括以下步驟 讀取地形模型的數(shù)據(jù)；利用從地形模型的數(shù)據(jù)中讀取的高度坐標(biāo)初始化街道向量； 計(jì)算街道的初始化的街道向量的成本函數(shù)；通過(guò)改變至少一個(gè)街道向量的高度坐標(biāo)使成本函數(shù)最小化；以及 確定使成本函數(shù)被最小化的街道向量。在該應(yīng)用中，假定表示物理街道的數(shù)字地圖中的街道包括節(jié)點(diǎn)和 連接節(jié)點(diǎn)的多邊形元素。后者在本文中被表示為街道向量。每個(gè)街道 向量具有起點(diǎn)和終點(diǎn)。地形模型是三維模型，例如通過(guò)激光掃描獲得的數(shù)字模型。大量 各種各樣的地形學(xué)地形模型由官方機(jī)構(gòu)以及商業(yè)提供商提供。原則上， 數(shù)字地形模型是由位于規(guī)則或不規(guī)則地間隔開(kāi)的水平間隔處的地面位 置的地形高程(terrain elevation)組成的數(shù)字文件。數(shù)字地形產(chǎn)品可用 于生成顯示所選點(diǎn)之間的地形坡度、坡度方向和地形輪廓的三維數(shù)字 地圖。本發(fā)明中使用的地形模型包括地形模型中所包括的元素的坐標(biāo) 信息，特別是高度坐標(biāo)信息。根據(jù)本發(fā)明的方法，通過(guò)從所使用的地形模型讀取的高度坐標(biāo)數(shù) 據(jù)來(lái)最初生成(初始化)街道的街道向量。這意味著，街道的街道向 量與地形模型中表示的相應(yīng)位置的高度輪廓一致并且相平齊。特別地， 街道向量和地形模型中地形學(xué)元素(例如山和山谷)的相應(yīng)區(qū)段的高 度坐標(biāo)之間沒(méi)有差異。表面平面(例如投影的笛卡爾平面)中的街道 的二維坐標(biāo)，尤其是東西和南北坐標(biāo)，可從現(xiàn)有的二維地圖數(shù)據(jù)中讀 取。在初始化街道向量之后，S卩，利用與地形模型相對(duì)應(yīng)的高度坐標(biāo) 生成街道向量之后，計(jì)算街道向量的成本函數(shù)。特別地，可計(jì)算由街 道向量構(gòu)建的整個(gè)街道的成本函數(shù)。成本函數(shù)反映根據(jù)街道向量建造 物理街道的實(shí)際成本的估計(jì)值。成本函數(shù)可優(yōu)選地包括隧道和/或橋梁
的建造成本和/或相對(duì)于用于初始化街道向量的高度坐標(biāo)(即用于初始 化街道向量的取自地形模型的高度坐標(biāo))升高和/或降低街道高度的成 本的估計(jì)值。詳細(xì)地說(shuō)，可基于隧道的長(zhǎng)度和深度和/或橋梁的長(zhǎng)度和高度和/ 或由于所確定的街道向量而確定的街道的高度輪廓與地形模型的相應(yīng) 高度輪廓的差值所限定的面積和/或體積(在初始化處理的每次限定時(shí)， 對(duì)于初始化的街道向量，該差值為零)來(lái)計(jì)算成本函數(shù)。成本函數(shù)可優(yōu)選地考慮地形模型所提供的關(guān)于地質(zhì)實(shí)體(例如巖 石或地下水位)的信息。本發(fā)明的主要方面是通過(guò)改變街道向量的高度坐標(biāo)來(lái)使成本函數(shù) 最小化。首先，修正一個(gè)或多個(gè)初始化的街道向量的高度坐標(biāo)。在最 小化處理期間，可進(jìn)一步修正已修正的街道向量的高度坐標(biāo)。確定使 成本函數(shù)所表示的成本最小化的那些街道向量。這樣確定的街道向量 允許以先前無(wú)法獲得的地形學(xué)高度的高精確度在數(shù)字地圖中表示街 道。由于該方法可完全自動(dòng)地執(zhí)行，所以可以有效率地和經(jīng)濟(jì)地產(chǎn)生 精確的三維街道地圖。在通過(guò)改變街道向量的高度坐標(biāo)而使成本函數(shù)最小化的步驟中， 可以維持街道向量與其它街道的街道向量交叉的所有交叉點(diǎn)的高度坐 標(biāo)。由此，避免了因通過(guò)改變一特定街道的街道向量的高度坐標(biāo)使該 街道的成本函數(shù)最小化，而修正了與該街道交叉的另一街道的街道向 量。然而，可以優(yōu)選地允許交叉點(diǎn)在窄限度內(nèi)的一些改變。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本文公開(kāi)的用于生成街道向量的方法還包括:a) 計(jì)算每個(gè)街道向量的斜率；b) 確定所計(jì)算的斜率是否處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)；c) 修正斜率低于預(yù)定下限或高于預(yù)定上限的每個(gè)街道向量的起點(diǎn) 和/或終點(diǎn)的高度坐標(biāo)；d) 計(jì)算高度坐標(biāo)在步驟c)中被修正的每個(gè)街道向量的斜率，并 確定所計(jì)算的斜率是否處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)；e) 執(zhí)行上述步驟c)至d)直至每個(gè)街道向量的所計(jì)算的斜率處 于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)；并且其中通過(guò)僅改變斜率處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)的街道向量的高度坐
標(biāo)來(lái)使成本函數(shù)最小化。根據(jù)另一實(shí)施例，本文中用于生成街道向量的方法還包括a) 計(jì)算街道向量的子集的總斜率或街道的所有街道向量的總斜率；b) 確定所計(jì)算的總斜率是否處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)；c) 如果所計(jì)算的總斜率低于預(yù)定下限或高于預(yù)定上限，則修正為 其計(jì)算總斜率的街道向量中的至少一個(gè)街道向量的起點(diǎn)和/或終點(diǎn)的高 度坐標(biāo)；d) 執(zhí)行上述步驟a)至c)直至總斜率處于預(yù)定下限和預(yù)定上限 內(nèi)；并且其中通過(guò)僅改變總斜率處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)的街道向量的高度 坐標(biāo)來(lái)使成本函數(shù)最小化。街道向量的子集可由兩個(gè)交叉點(diǎn)之間的街道向量組成?？傂甭适?根據(jù)各個(gè)單獨(dú)的街道向量的斜率計(jì)算的，并且表示用于估計(jì)街道或街 道段的似真的高度輪廓的另一種更有用的度量。應(yīng)注意，包括斜率計(jì)算的兩個(gè)實(shí)施例的上述步驟a)至e)可在通 過(guò)改變初始化的街道向量以及(通過(guò)修正高度坐標(biāo)而)已修正的街道 向量來(lái)執(zhí)行成本函數(shù)的最小化之前執(zhí)行。通過(guò)確定斜率(坡度)和改變斜率處于預(yù)定范圍之外的每個(gè)街道 向量的起點(diǎn)和/或終點(diǎn)，來(lái)執(zhí)行似真性檢査。這是特別有用的，如果地 形模型顯示出地形學(xué)上的強(qiáng)烈局部變化(例如數(shù)字化的離散地形模型 的相鄰點(diǎn)的高度(海拔)的顯著離散跳動(dòng))的話。似真性檢查在建筑 物的尺寸被添加至表面高度時(shí)對(duì)于城市區(qū)域也很重要。所計(jì)算的斜率低于預(yù)定下限或高于預(yù)定上限的每個(gè)街道向量的起 點(diǎn)和/或終點(diǎn)的高度坐標(biāo)可特別地被增加或減小預(yù)定的值(例如采用的 離散坐標(biāo)值之一)?？梢源_定根據(jù)本發(fā)明將要為其生成街道向量的數(shù)字地圖的街道的 街道類別，并且可以基于所確定的街道類別來(lái)預(yù)先確定上述的下限和 上限。街道類別的典型實(shí)例是主要街道、邊道、國(guó)道、鄉(xiāng)道等。對(duì)于 不同的類別，有利的是選擇不同的用于可允許的斜率的下限和上限。 可以基于提供并用于生成街道向量的二維地圖的數(shù)據(jù)(見(jiàn)上文所述) 來(lái)確定類別。街道類別的確定可特別包括確定所考慮的街道是否是根據(jù)回旋曲 線模型建造的。可以將根據(jù)回旋曲線模型建造的街道分成一個(gè)或多個(gè) 特定類別。可以通過(guò)分析街道是否是根據(jù)回旋曲線模型建造的，來(lái)確 定所考慮的街道所屬的類別。通過(guò)術(shù)語(yǔ)"回旋曲線模型"，將會(huì)理解曲線的參數(shù)以及通過(guò)回旋曲 線構(gòu)造的曲線的參數(shù)彼此相關(guān)的獨(dú)特函數(shù)相關(guān)性，即弧長(zhǎng)、半徑、正 切角、回旋曲線參數(shù)和曲率。更具體地說(shuō)，回旋曲線是表示旋輪線的子類的幾何曲線，并且其特征在于曲率C與弧長(zhǎng)L成比例C=L"2,其中j一般稱為回旋曲線參數(shù)j。由于精心設(shè)計(jì)并建造的道路遵循回旋曲線模型，所以通過(guò)回旋曲 線進(jìn)行實(shí)際道路和街道的數(shù)字建模和數(shù)字表示允許獲得有關(guān)曲線參數(shù) (尤其是諸如車輛將通過(guò)的曲線的曲率)的可靠且精確的信息。另外， 根據(jù)回旋曲線模型建造的街道的斜率被預(yù)期處于邊界明確的限度內(nèi)。例如，在德國(guó)，自從1984年以來(lái)，主要街道和道路就是通過(guò)回旋曲線 設(shè)計(jì)和建造的。本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括一個(gè)或多個(gè)具有計(jì) 算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令用于執(zhí) 行上述的發(fā)明方法的實(shí)施例的各步驟。上述目標(biāo)也通過(guò)數(shù)字街道地圖達(dá)到，該數(shù)字街道地圖包括包括街道向量的街道的至少一個(gè)三維數(shù)字表示；其特征在于街道向量包括使成本函數(shù)最小化的高度坐標(biāo)?？梢愿鶕?jù)上述實(shí)例之一來(lái)計(jì)算成本函數(shù)(至于細(xì)節(jié)，也參見(jiàn)下面 的實(shí)施例的詳細(xì)描述)。特別地，可基于隧道的長(zhǎng)度和深度和/或橋梁的 長(zhǎng)度和高度和/或由于所確定的街道向量而確定的街道的高度輪廓和已 經(jīng)被用于確定初始街道向量的地形模型的相應(yīng)高度輪廓的差值所限定 的面積和/或體積，來(lái)計(jì)算成本函數(shù)，其中的初始街道向量在為權(quán)利要 求11中要求保護(hù)的數(shù)字地圖生成街道向量的處理期間被修正以便使成 本函數(shù)最小化。因此，數(shù)字地圖的街道(物理街道的表示)由成本最 小化這個(gè)特征來(lái)表征。根據(jù)數(shù)字地圖的一個(gè)實(shí)施例，至少一個(gè)街道的(與其它街道的街
道向量交叉的)兩個(gè)交叉點(diǎn)之間的每個(gè)區(qū)段的斜率處于預(yù)定下限和預(yù) 定上限內(nèi)和/或整個(gè)至少一個(gè)街道的總斜率處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi) 和/或每個(gè)街道向量的斜率處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)。此外，上述預(yù)定下限和預(yù)定上限是基于至少一個(gè)街道所屬的街道 類別確定的和/或基于至少一個(gè)街道是否是根據(jù)回旋曲線模型建造的 (見(jiàn)上文所述)來(lái)確定的。根據(jù)回旋曲線模型建造的街道可表示除了 例如主要街道和邊道以外的一種街道類別。上述數(shù)字地圖可特別地是用于導(dǎo)航的數(shù)字街道地圖。因此，數(shù)字 地圖可存儲(chǔ)于車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中。本發(fā)明還提供了一種導(dǎo) 航系統(tǒng)，尤其是車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，其包括存儲(chǔ)根據(jù)上述實(shí)例之一的數(shù)字 地圖的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)。


將參照附圖描述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。在描述中，將參照意 在示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的附圖。應(yīng)理解的是，這些實(shí)施例不代表 本發(fā)明的全部范圍。圖1示出了通過(guò)最小化包括隧道和橋梁的成本的成本函數(shù)，根據(jù) 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例生成的街道輪廓；圖2顯示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例基于最小化的成本函數(shù)在數(shù)字 地圖中插入街道的流程圖；并且圖3顯示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，基于最小化的成本函數(shù)確定 街道向量以及計(jì)算街道向量的斜率的流程圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例的數(shù)字地圖中包括的街道的街 道高度輪廓(height profile)。街道是由在交叉點(diǎn)(不同街道的街道向 量交叉的點(diǎn))之間形成多邊形的街道向量構(gòu)建的。實(shí)線1表示通過(guò)基 于地形模型初始化街道向量給出的街道高度輪廓(圖1中沒(méi)有區(qū)分各 個(gè)單獨(dú)的街道向量)。讀取地形模型的數(shù)據(jù)并且將據(jù)此而定的高度(z-) 坐標(biāo)用于初始街道向量。
形模型，例如激光掃描的數(shù)字地形模型，由本地和聯(lián)邦政府以及例如 美國(guó)商務(wù)部和相應(yīng)的歐洲政府部門等提供。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)計(jì)算成本函數(shù)來(lái)修正初始街道向量。在本實(shí)例 中，街道位于山區(qū)。因此，估計(jì)建造橋梁和隧道的成本。成本特別是 通過(guò)橋梁的長(zhǎng)度和高度以及隧道的長(zhǎng)度和深度給出的。可以預(yù)期的是， 實(shí)際道路的建造是考慮建造成本進(jìn)行的。因此，可通過(guò)估計(jì)隧道和橋 梁的成本來(lái)獲得現(xiàn)實(shí)的街道高度輪廓。在本實(shí)例中，表示圖1中所示街道區(qū)段的所有街道向量的總成本函數(shù)被最小化。特別地，總成本函數(shù)C可包括對(duì)N座橋梁的建造成本 ^5,和M條隧道的建造成本I;7;的計(jì)算。此處，可以預(yù)期的是，事實(shí)上，這些成本是相關(guān)的。因此，將被最小化的成本函數(shù)可以計(jì)算為C = Z(Lb,' + J(HPb, -HPTM)dxdy)+ Z(LTj + J"(HPTj -HP，)dxdy)i j其中Ls，i和LT，j分別表示第i座橋梁和第j條隧道的長(zhǎng)度，并且HPB，i、 HPtj和HPTM分別表示橋梁、隧道和使用的地形模型的高度輪廓函數(shù) (z(x, y))。對(duì)具有由隧道和橋梁覆蓋的面積微元dxdy的表面面積進(jìn)行 積分。在本實(shí)例中，通過(guò)圖1中以雙虛線指示的兩條隧道2和以雙實(shí)線 指示的一座橋梁3對(duì)不同于地形模型的街道向量獲得C的最小化。因 此數(shù)字地圖中包括的街道區(qū)段包括隧道2和橋梁3。如果事實(shí)上實(shí)際街 道主要是基于成本考慮來(lái)建造的，那么通過(guò)最小化成本函數(shù)C獲得的 街道向量所給出的數(shù)字街道，可以以本領(lǐng)域還不能獲得的非常高的精 確度提供物理街道的高度輪廓的現(xiàn)實(shí)的表示。圖2顯示出用于生成數(shù)字地圖的街道的街道向量的所公開(kāi)的方法 的實(shí)例的流程圖。數(shù)據(jù)從地形模型10中被讀取。數(shù)據(jù)特別包括用于通 過(guò)利用取自地形模型的高度坐標(biāo)生成街道向量來(lái)初始化街道向量11的 高度坐標(biāo)。為構(gòu)成物理街道的期望的數(shù)字表示的街道向量計(jì)算成本函數(shù)。除 了上面提到的關(guān)于橋梁和隧道的建造成本的信息外，根據(jù)本實(shí)例的成 本函數(shù)包括街道表面距離地形模型給出的表面的距離所給出的貢獻(xiàn) ^HPS,-ffi^)dxdy，其中HP^et表示街道的高度輪廓。該貢獻(xiàn)估計(jì)的
是土地的挖掘或堆積量。對(duì)于將包括在為其最小化成本函數(shù)的數(shù)字地圖中的街道，確定街 道向量(13)。隨后，所確定的構(gòu)成期望的街道的街道向量被存儲(chǔ)并被 插入數(shù)字地圖中以允許顯示街道的現(xiàn)實(shí)的三維路線。圖3顯示出用于生成數(shù)字地圖的街道的街道向量的所公開(kāi)的方法的另一實(shí)例的流程圖?；诳色@得的地形模型的數(shù)據(jù)，再次初始化街道向量(20)。這意味著，街道向量與地形模型一致并相平齊(街道向 量和地形模型的高度水平之間沒(méi)有高度差)。接著，計(jì)算所有街道向量的斜率(21)。在該實(shí)例中，假定各個(gè)單 獨(dú)的街道向量以線性函數(shù)表示，其高度坐標(biāo)z=sx+g，其中x為平面 坐標(biāo)，s為坡度，g為常數(shù)。斜率的計(jì)算是通過(guò)確定坡度s執(zhí)行的。坡 度可通過(guò)相對(duì)于x以數(shù)字方式求z的導(dǎo)數(shù)來(lái)確定。對(duì)于每個(gè)街道向量，將確定的斜率與預(yù)定下限和預(yù)定上限比較。 這些限度對(duì)于不同類別的街道是不同地選擇的。例如，為主要道路、 邊道、汽車道等類別選擇不同的限度。此外，可以將街道分成根據(jù)回 旋曲線模型建造的街道(見(jiàn)上面的討論)和不是以這種方式建造的街 道。如果計(jì)算出的街道向量的斜率中的一些不處于斜率的限度內(nèi)，則 通過(guò)將各個(gè)街道向量的起點(diǎn)和/或終點(diǎn)的高度坐標(biāo)值增加或減小某個(gè)預(yù) 先定義的值來(lái)修正這些街道向量(22)。該值可以給定為將被修正的街 道向量的起點(diǎn)的高度坐標(biāo)值和該街道向量的終點(diǎn)的高度坐標(biāo)值之間的 差值的某個(gè)百分比。在通過(guò)增加/減小起點(diǎn)/終點(diǎn)而修正各個(gè)街道向量之后，重新計(jì)算斜 率并再次檢査斜率是否超出上限或低于下限。如果斜率值仍然不位于 預(yù)定容限內(nèi)，則重復(fù)起點(diǎn)/終點(diǎn)的修正直至處于預(yù)定限度內(nèi)。接著，計(jì)算斜率處于預(yù)定容限內(nèi)的街道向量所給定的街道的整個(gè) 路線的成本。成本的計(jì)算尤其包括隧道和橋梁的建造成本的計(jì)算(23)。 通過(guò)改變街道向量的高度坐標(biāo)使成本最小化(24)。確定那些街道以表 示為其最小化總成本的數(shù)字地圖中的物理街道。
權(quán)利要求
1.一種用于生成數(shù)字地圖的街道的街道向量的方法，包括讀取地形模型的數(shù)據(jù)；利用所讀取的所述地形模型的數(shù)據(jù)中所包括的高度坐標(biāo)來(lái)初始化街道向量；計(jì)算街道的初始化的街道向量的成本函數(shù)；通過(guò)改變至少一個(gè)街道向量的高度坐標(biāo)來(lái)使所述成本函數(shù)最小化；以及確定使所述成本函數(shù)被最小化的街道向量。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述使成本函數(shù)最小化的步驟期間，維持街道向量與其它街道 的街道向量交叉的所有交叉點(diǎn)的高度坐標(biāo)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括a) 計(jì)算每個(gè)街道向量的斜率；b) 確定所計(jì)算的斜率是否處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)；c) 修正斜率低于預(yù)定下限或高于預(yù)定上限的每個(gè)街道向量的起點(diǎn) 和/或終點(diǎn)的高度坐標(biāo)；d) 計(jì)算高度坐標(biāo)在步驟c)中被修正的每個(gè)街道向量的斜率，并 確定所計(jì)算的斜率是否處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)；e) 執(zhí)行上述步驟c)至d)直至每個(gè)街道向量的所計(jì)算的斜率處 于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)；并且其中通過(guò)僅改變斜率處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)的街道向量的高度坐 標(biāo)來(lái)使所述成本函數(shù)最小化。
4. 如權(quán)利要求l或2所述的方法，還包括a) 計(jì)算街道向量的子集的總斜率或所有街道向量的總斜率；b) 確定所計(jì)算的總斜率是否處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)；c) 如果所計(jì)算的總斜率低于預(yù)定下限或高于預(yù)定上限，則修正為 其計(jì)算總斜率的街道向量中的至少一個(gè)街道向量的起點(diǎn)和/或終點(diǎn)的高度坐標(biāo)；d)執(zhí)行上述步驟a)至c)直至總斜率處于預(yù)定下限和預(yù)定上限 內(nèi)；并且其中通過(guò)僅改變總斜率處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)的街道向量的高度 坐標(biāo)來(lái)使所述成本函數(shù)最小化。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的方法，其中所計(jì)算的斜率低于預(yù)定下 限或高于預(yù)定上限的每個(gè)街道向量的起點(diǎn)和域終點(diǎn)的高度坐標(biāo)被增加 或減小預(yù)定的值?！?br> 6. 如權(quán)利要求3-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中確定街道的街道 類別，并且其中，基于確定的街道類別來(lái)預(yù)先確定所述下限和上限。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述確定街道類別的步驟包括 確定街道是否是根據(jù)回旋曲線模型建造的。
8. 如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述成本函數(shù)包 括隧道和/或橋梁的成本和/或相對(duì)于用于初始化街道向量的高度坐標(biāo) 升高和/或降低街道高度的成本。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中基于隧道的長(zhǎng)度和深度和/或橋 梁的長(zhǎng)度和高度和/或由于所確定的街道向量而確定的街道的高度輪廓 與地形模型的相應(yīng)高度輪廓的差值所限定的面積和/或體積，來(lái)計(jì)算所 述成本函數(shù)。
10. 計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括一個(gè)或多個(gè)具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì) 算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-9中的任 一項(xiàng)所述的方法的步驟。
11. 數(shù)字街道地圖，包括包括街道向量的街道的至少一個(gè)三維數(shù)字表示；其特征在于街道向量包括使成本函數(shù)最小化的高度坐標(biāo)。
12. 如權(quán)利要求11所述的數(shù)字地圖，其中所述成本函數(shù)包括隧道 的長(zhǎng)度和深度和/或橋梁的長(zhǎng)度和高度和/或街道的高度輪廓與地形模 型的相應(yīng)高度輪廓的差值所限定的面積和/或體積的貢獻(xiàn)。
13. 如權(quán)利要求11或12所述的數(shù)字地圖，其中至少一個(gè)街道的兩 個(gè)交叉點(diǎn)之間的每個(gè)區(qū)段的斜率處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)，和/或整 個(gè)至少一個(gè)街道的總斜率處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)，和/或每個(gè)街道 向量的斜率處于預(yù)定下限和預(yù)定上限內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求13所述的數(shù)字地圖，其中街道被分成街道類別， 并且基于至少一個(gè)街道所屬的街道類別和/或基于確定至少一個(gè)街道是 否是根據(jù)回旋曲線模型建造的，來(lái)確定預(yù)定下限和預(yù)定上限。
15. 導(dǎo)航系統(tǒng)，特別是車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，包括地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，所述地圖 數(shù)據(jù)庫(kù)包括如權(quán)利要求11-14中的任一項(xiàng)所述的數(shù)字地圖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于生成數(shù)字地圖的街道的街道向量的方法，包括以下步驟讀取地形模型的數(shù)據(jù)；利用從地形模型的數(shù)據(jù)中讀取的高度坐標(biāo)來(lái)初始化街道向量；計(jì)算街道的初始化的街道向量的成本函數(shù)；通過(guò)改變至少一個(gè)街道向量的高度坐標(biāo)來(lái)使成本函數(shù)最小化；以及確定使成本函數(shù)被最小化的街道向量。本發(fā)明還涉及數(shù)字地圖，其包括包含街道向量的街道的至少一個(gè)三維數(shù)字表示，并且其中街道向量包括使成本函數(shù)最小化的高度坐標(biāo)。
文檔編號(hào)G06T17/05GK101162555SQ200710162278
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月9日
發(fā)明者H·邁爾, L·諾伊曼, M·施特拉森布克-克萊克 申請(qǐng)人:哈曼貝克自動(dòng)系統(tǒng)股份有限公司