專利名稱：在建筑物中確定樓層數(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于確定建筑物的樓層數(shù)的方法，并涉及確定該樓層數(shù)的模塊。
背景技術(shù)：
向車輛的駕駛員提供駕駛建議的導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)被熟知多年。這些導(dǎo)航系統(tǒng)可通過(guò)簡(jiǎn)單地指示出指示駕駛方向的箭頭來(lái)提供駕駛建議。此外，可將示出道路網(wǎng)絡(luò)的地圖數(shù)據(jù)在鳥瞰立體圖上向駕駛員顯示。然后，在顯示器上與駕駛建議一起示出的道路網(wǎng)絡(luò)上，可將所建議的路線加売。近幾年來(lái)，所顯示的導(dǎo)航信息變得讓使用者越來(lái)越容易掌握，并且其被熟知為可在顯示器上將景觀的三維立體圖顯示成正如駕駛員所看見的那樣。在這種背景下，除道路 以外，與道路相鄰的建筑物也被顯示出來(lái)。目前存在包括道路網(wǎng)絡(luò)的圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，該道路網(wǎng)絡(luò)包括車輛的周圍環(huán)境。在這些圖像數(shù)據(jù)中，示出了正如從道路上所看到的那些建筑物或其它地標(biāo)。提供在較大的地理區(qū)域中的周圍環(huán)境的圖像所需的數(shù)據(jù)量是相當(dāng)大的，因?yàn)橥ǔＪ境鼋ㄖ镎?facade)的建筑物圖片包括大約2兆像素(megapixel)。這些詳細(xì)的圖片數(shù)據(jù)不能結(jié)合被并入車輛中的包括整個(gè)國(guó)家或整個(gè)大陸地圖數(shù)據(jù)的導(dǎo)航系統(tǒng)使用。同時(shí)，車輛周圍環(huán)境的三維表示是必需的，將該三維表示向地圖數(shù)據(jù)的使用者示出，在該三維表示中，當(dāng)該地圖數(shù)據(jù)的使用者望向窗外，將被顯示的建筑物與實(shí)物比較時(shí)，至少能夠在車輛周圍環(huán)境中辨認(rèn)出所示出的被顯示的建筑物。當(dāng)被顯示的建筑物的樓層數(shù)與現(xiàn)實(shí)中該建筑物的樓層數(shù)相對(duì)應(yīng)時(shí)，這是有可能的。

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)此，目前存在需要提供有效地并可靠地確定在圖像數(shù)據(jù)上示出的建筑物的樓層數(shù)的可能性。這種需求通過(guò)在獨(dú)立權(quán)利要求中描述的特征來(lái)滿足。在從屬權(quán)利要求中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于基于建筑物的圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定建筑物樓層數(shù)的方法，該方法包括確定在圖像數(shù)據(jù)中顯示的建筑物正面的背景顏色的步驟。此外，在該建筑物的正面上檢測(cè)與該背景顏色的預(yù)定義偏差，并且，基于所檢測(cè)出的預(yù)定義偏差，確定在該建筑正面的垂直方向上預(yù)定義偏差的平均數(shù)(mean number)。基于所確定的預(yù)定義偏差的平均數(shù)，可推導(dǎo)出建筑物的樓層數(shù)，該樓層數(shù)與所確定的平均數(shù)對(duì)應(yīng)。正面的背景顏色、紋理可容易地被確定出來(lái)。與正面相比，在該正面上的窗戶或門具有不同的顏色。當(dāng)檢測(cè)出在正面的背景顏色中具有窗戶或門形狀的預(yù)定義偏差時(shí)，則檢測(cè)出了在該正面上的窗戶或門。根據(jù)在垂直方向上的窗戶/門的個(gè)數(shù)，可計(jì)算出一個(gè)平均值(平均數(shù))，其對(duì)應(yīng)于該樓層數(shù)的可能性非常高。當(dāng)已知建筑物的樓層數(shù)以及樓層平面圖時(shí)，可生成該建筑物的示意圖，該圖與現(xiàn)實(shí)中該建筑物的外觀相似。
依據(jù)一個(gè)實(shí)施例，預(yù)定義偏差可通過(guò)將建筑物的正面劃分成多個(gè)垂直分區(qū)來(lái)確定。然后，可針對(duì)每個(gè)垂直分區(qū)，確定與背景顏色的預(yù)定義偏差，并且，可基于針對(duì)不同垂直分區(qū)確定的各個(gè)預(yù)定義偏差，確定預(yù)定義偏差的平均數(shù)。通過(guò)確定正面的若干個(gè)分區(qū)中預(yù)定義偏差的個(gè)數(shù)，進(jìn)一步增加了所確定的平均數(shù)對(duì)應(yīng)于樓層數(shù)的可能性。確定平均數(shù)的一種額外的可能性是在多個(gè)垂直分區(qū)中確定出沒有預(yù)定義偏差的第一垂直分區(qū)，在其中未檢測(cè)到預(yù)定義偏差。然后，可從對(duì)平均偏差的確定中排除這些無(wú)預(yù)定義偏差的第一垂直分區(qū)。在這些第一垂直分區(qū)中，沒有窗戶或門被檢測(cè)出來(lái)。這樣的垂直分區(qū)主要顯示沒有窗戶的正面。如果將在這種分區(qū)中的預(yù)定義偏差個(gè)數(shù)包括在對(duì)平均偏差的確定中，則所計(jì)算出的平均數(shù)將不對(duì)應(yīng)于樓層數(shù)。進(jìn)一步改進(jìn)對(duì)平均數(shù)的確定的另一種可能性如下在多個(gè)垂直分區(qū)內(nèi)確定第二垂直分區(qū)，其中，預(yù)定義偏差的個(gè)數(shù)與在其它垂直分區(qū)中確定的預(yù)定義偏差的個(gè)數(shù)差異超過(guò)閾值。對(duì)于確定在其它垂直分區(qū)中確定的預(yù)定義偏差的個(gè)數(shù)，無(wú)偏差的第一垂直分區(qū)已經(jīng)被排除了。然后，這些第二垂直分區(qū)也可從對(duì)平均數(shù)的確定中被排除。排除這些第二垂直分區(qū)有助于進(jìn)一步改善確定樓層數(shù)的可靠性。通過(guò)示例的方式，正面可包括一個(gè)分區(qū)，在該 分區(qū)中，在垂直方向上只提供了一個(gè)窗戶，該建筑物具有四個(gè)或五個(gè)樓層。如果對(duì)于平均數(shù)的確定，將該垂直分區(qū)考慮在內(nèi)，則結(jié)果將是錯(cuò)誤的。因此，當(dāng)從對(duì)平均數(shù)的確定中排除這些第二垂直分區(qū)時(shí)，確定該樓層數(shù)的準(zhǔn)確性被進(jìn)一步改善。為了確定正面的顏色中的偏差是否對(duì)應(yīng)于檢測(cè)出的窗戶，可確定預(yù)定義形狀，并且，可將這些被檢測(cè)出的偏差與預(yù)定義偏差進(jìn)行比較。通過(guò)示例的方式，當(dāng)一個(gè)偏差基本上為寬高比在預(yù)定義范圍內(nèi)的矩形時(shí)，該偏差可被認(rèn)為是預(yù)定義偏差。通過(guò)確定該范圍，在對(duì)窗戶的檢測(cè)中可包括不同的窗戶形式。當(dāng)已經(jīng)確定出樓層數(shù)時(shí)，可以將該樓層數(shù)與該建筑物的其它信息一起進(jìn)行存儲(chǔ)，使得能夠生成該建筑物的圖形表示。當(dāng)圖形表示的樓層數(shù)與實(shí)物對(duì)應(yīng)時(shí)，向使用者顯示該圖形表示，則該使用者可容易地辨認(rèn)出所顯示的建筑物。用于存儲(chǔ)建筑物數(shù)據(jù)以使得該建筑物的真實(shí)表示能夠具有減小的存儲(chǔ)容量的一種可能性是，將樓層數(shù)存儲(chǔ)成與該建筑物的樓層平面圖鏈接。基于樓層平面圖和樓層數(shù)，可生成該建筑物的真實(shí)表示。此外，當(dāng)已知樓層數(shù)時(shí)，可以基于垂直相鄰的預(yù)定義偏差之間的距離，并基于樓層數(shù)，確定出在該建筑物正面上的不同樓層。通過(guò)這種認(rèn)知，該建筑物的顯示圖像可被生成為，該建筑物的各個(gè)樓層具有不同的紋理。當(dāng)所顯示的信息被用于導(dǎo)航目的時(shí)，并且，當(dāng)由使用者指出的目的地的位于某一樓層時(shí)，該目的地的位置所處的樓層可在顯示上被指示出來(lái)。確定不同樓層的一種可能性是通過(guò)確定兩個(gè)垂直相鄰的偏差之間的距離，以確定出兩個(gè)樓層之間的分界，其中，該分界被確定為位于兩個(gè)垂直相鄰的偏差之間的距離的一半處。本發(fā)明還涉及一種用于基于建筑物的圖像數(shù)據(jù)確定該建筑物的樓層數(shù)的模塊，該模塊包括處理單元，其被配置成，確定在圖像數(shù)據(jù)中示出的建筑物正面的背景顏色。該處理單元進(jìn)一步被配置成，檢測(cè)與該建筑物正面的背景顏色的預(yù)定義偏差，并被配置成，確定該建筑物正面的垂直方向上預(yù)定義偏差的平均數(shù)。而且，該處理單元被設(shè)計(jì)成，基于所確定的平均數(shù)，推導(dǎo)出該建筑物的樓層數(shù)，其中，該樓層數(shù)與所確定的平均數(shù)對(duì)應(yīng)。該處理單元可像在上面和下面更詳細(xì)地討論的那樣確定出平均數(shù)。


現(xiàn)將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖I示出了能夠使用建筑物的圖像數(shù)據(jù)確定樓層數(shù)的模塊的示意圖；圖2示出了包括由圖I的模塊執(zhí)行以確定樓層數(shù)的主要步驟的流程圖；圖3示出了建筑物的正面并示出如何確定與正面的背景顏色的平均偏差的示意圖；
圖4是所顯示建筑物的示意圖，其中顯示出了不同的樓層；以及圖5示出了已知背景顏色和窗戶的情況下可如何生成正面圖像的示意圖。
具體實(shí)施例方式在圖I中示意性地示出了模塊10，通過(guò)該模塊，可以高度精確地確定在圖像數(shù)據(jù)中示出的建筑物的樓層數(shù)。該模塊被連接到包括建筑物的圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)12。這些圖像數(shù)據(jù)可能已經(jīng)由在街道網(wǎng)絡(luò)上駕駛同時(shí)從周圍環(huán)境中獲取圖像的車輛生成?？梢允褂蔑w機(jī)或其它飛行交通工具來(lái)進(jìn)一步生成圖像數(shù)據(jù)。包括圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)可被直接連接到模塊
10。在另一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫(kù)12可位于遠(yuǎn)離模塊10處，并可被分成多個(gè)部分發(fā)送到模塊10。而且，模塊還被連接到包括地圖信息的地圖數(shù)據(jù)13，這些地圖信息當(dāng)前由導(dǎo)航系統(tǒng)使用以引導(dǎo)使用者去往預(yù)定義的目的地。該地圖數(shù)據(jù)包括道路網(wǎng)絡(luò)并可額外地包含關(guān)于道路周圍環(huán)境的信息，道路周圍的環(huán)境尤其包括建筑物。通過(guò)示例的方式，除了道路網(wǎng)絡(luò)夕卜，數(shù)據(jù)庫(kù)13可包括建筑物的樓層平面圖(floor plan)。模塊10包括處理單元11，處理單元11被配置成使用在數(shù)據(jù)庫(kù)12中包括的圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定建筑物的樓層數(shù)?，F(xiàn)將參考圖2至圖5進(jìn)一步詳細(xì)討論建筑物的樓層數(shù)的確定。當(dāng)處理單元已經(jīng)確定出樓層數(shù)時(shí)，建筑物的樓層數(shù)可被添加到數(shù)據(jù)庫(kù)13中包括的地圖數(shù)據(jù)中。然后，包括街道網(wǎng)絡(luò)、建筑物樓層平面圖和相應(yīng)的樓層數(shù)的地圖數(shù)據(jù)可與導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合使用。在圖I中示出的系統(tǒng)可以是導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分。然而，也可以將地圖數(shù)據(jù)或由模塊10確定的樓層數(shù)據(jù)提供給導(dǎo)航系統(tǒng)以用于進(jìn)一步的應(yīng)用。下面將更加詳細(xì)地參考圖2和圖3進(jìn)一步詳細(xì)討論用于確定樓層數(shù)的方法。在圖3中更加詳細(xì)地示出了在數(shù)據(jù)庫(kù)12中存儲(chǔ)的圖像的一個(gè)示例。該圖像示出了外殼300，其具有正面31。在所示出的實(shí)施例中，該建筑物具有三層不同的樓層，并具有矩形的樓層平面圖。結(jié)合圖2，更加詳細(xì)地討論了基于圖像數(shù)據(jù)確定樓層數(shù)所執(zhí)行的步驟。該方法從步驟S20開始，并且，在第一步驟中，從該建筑物中識(shí)別出正面。正如可從圖3所見的，通過(guò)使用能夠檢測(cè)出圖像數(shù)據(jù)中的邊緣的已知的后處理算法(例如，Canny過(guò)濾法或Gaussian過(guò)濾法)，在該圖像中能夠確定出外殼的正面31。通過(guò)示例的方式，通過(guò)通常為水平線的檐溝(eaves-gutter) 33,可沿著屋頂32劃分出前方的正面31。使用本領(lǐng)域中已知的邊緣檢測(cè)算法，可以這樣的方式處理圖像，即，可檢測(cè)出該正面的邊界，如，左邊界34和右邊界35。這些邊界與檐溝一起形成了該正面(步驟21)。在下一個(gè)步驟中，通過(guò)確定對(duì)應(yīng)于該正面的紋理的該正面的RGB值(步驟S22)，確定出該正面的背景顏色。這樣，通過(guò)檢測(cè)矩形邊界中的單色表面，可在圖像中檢測(cè)出該正面。在其它示例中，對(duì)一致的紋理進(jìn)行檢測(cè)，因?yàn)檎娌槐仨毦哂幸恢碌念伾?，而且還可以具有不同顏色的一致的圖案。在城市區(qū)域中，相鄰建筑物經(jīng)常彼此連接。為了能夠區(qū)別出兩個(gè)相鄰的建筑物，可將以下因素考慮在內(nèi)建筑物的高度、正面的不同顏色、窗戶的不同形狀和布置，和/或這些建筑物與街道的不同距離。正如在圖3中所見，該正面被劃分成不同的垂直分區(qū)36，諸如，不同分區(qū)36a至36h(步驟S23)。然后，這些不同分區(qū)被進(jìn)一步處理，以便檢測(cè)與背景顏色的偏差。在圖像中示出的窗戶37或門38將具有與背景不同的顏色。確定顏色的一種可能性是使用具有立方體形式的編碼空間。在該空間中，顏色由三個(gè)參數(shù)L、a、b描述。L描述一個(gè)點(diǎn)的亮度，值Lmax代表白色，最小值Lmin描述黑色。參數(shù)a和b不具有邊界，并且正的a指示紅色，而負(fù)的a指示綠色。正的b值指示黃色，負(fù)的b值指示藍(lán)色。在分區(qū)36a中，將檢測(cè)用虛線示出的表面。然后對(duì)所檢測(cè)出的偏差進(jìn)行分類，并且，如果所檢測(cè)出的偏差具有與預(yù)定義形狀相對(duì)應(yīng)的形狀，則該偏差被歸類為預(yù)定義偏差，其被用于確定建筑物的樓層數(shù)。通過(guò)示例的方式， 如果在正面上找出的偏差基本上具有矩形形狀，則該偏差被認(rèn)為是預(yù)定義偏差。此外，可確 定寬高比的一定范圍。例如，每一個(gè)成矩形并具有在2 : I至8 : I之間寬高比的偏差可被歸類為窗戶或者門。然而，應(yīng)該理解，當(dāng)檢測(cè)出其它形狀，諸如圓形或者除頂部外為矩形的形狀時(shí)，該偏差可被認(rèn)為是預(yù)定義偏差，因?yàn)榭赡苁窍裨趫D3所示出的門那樣的情況，在此處門38的頂部部分不是矩形(步驟S24)。針對(duì)每一個(gè)垂直分區(qū)36a至36h，檢測(cè)偏差的個(gè)數(shù)。正如從圖3可見的，在分區(qū)36c和36g中無(wú)法找到符合預(yù)定義偏差的定義的偏差。在所示出的實(shí)施例中，針對(duì)每一個(gè)分區(qū)所找出的預(yù)定義偏差的個(gè)數(shù)如下
權(quán)利要求
1.一種用于基于建筑物的圖像數(shù)據(jù)確定該建筑物的樓層數(shù)的方法，該方法包括以下步驟 確定在所述圖像數(shù)據(jù)中顯示的所述建筑物的正面的背景顏色， 檢測(cè)與所述建筑物的所述正面的所述背景顏色的預(yù)定義偏差， 基于所檢測(cè)出的預(yù)定義偏差，確定在所述建筑物的所述正面的垂直方向上預(yù)定義偏差的平均數(shù)， 基于所確定的預(yù)定義偏差的平均數(shù)，推導(dǎo)所述建筑物的樓層數(shù)，其中，所述樓層數(shù)對(duì)應(yīng) 于所述確定的平均數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述預(yù)定義偏差是通過(guò)將所述建筑物的所述正面劃分成多個(gè)垂直分區(qū)來(lái)確定的，其中，針對(duì)每個(gè)垂直分區(qū)，確定與所述背景顏色的所述預(yù)定義偏差，其中，所述預(yù)定義偏差的平均數(shù)是基于針對(duì)不同的垂直分區(qū)確定的相應(yīng)的預(yù)定義偏差來(lái)確定的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，執(zhí)行以下步驟來(lái)確定所述預(yù)定義偏差的平均數(shù) 在所述多個(gè)垂直分區(qū)中確定沒有預(yù)定義偏差的第一垂直分區(qū)，在所述第一垂直分區(qū)中沒有檢測(cè)到預(yù)定義偏差，以及 從所述確定所述預(yù)定義偏差的平均數(shù)的步驟中，排除沒有預(yù)定義偏差的所述第一垂直分區(qū)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，執(zhí)行以下步驟來(lái)確定所述預(yù)定義偏差的平均數(shù) 在所述多個(gè)垂直分區(qū)中確定第二垂直分區(qū)，其中預(yù)定義偏差的個(gè)數(shù)與在其它垂直分區(qū)中確定的所述預(yù)定義偏差的個(gè)數(shù)的差異超過(guò)閾值， 從所述確定所述預(yù)定義偏差的平均數(shù)的步驟中排除所述第二垂直分區(qū)。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，當(dāng)在所述正面上的偏差基本上為寬高比在預(yù)定義范圍內(nèi)的矩形時(shí)，該偏差被認(rèn)為是預(yù)定義偏差。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述樓層數(shù)被存儲(chǔ)成與所述建筑物的其它信息鏈接，使得所述建筑物的圖形表示能夠被生成。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述樓層數(shù)被存儲(chǔ)成與所述建筑物的樓層平面圖鏈接。
8.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括，使用所述建筑物的樓層平面圖和所述確定出的樓層數(shù)，生成所述建筑物的顯示圖像的步驟。
9.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟 基于垂直相鄰的預(yù)定義偏差之間的垂直距離，并基于所推導(dǎo)出的樓層數(shù)，確定所述建筑物的所述正面的不同樓層，以及 生成所述建筑物的顯示圖像，使用不同紋理來(lái)用于所述建筑物的相應(yīng)的不同樓層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，通過(guò)確定兩個(gè)垂直相鄰的預(yù)定義偏差之間的距離，確定兩個(gè)樓層之間的分界，其中，所述分界被確定成位于兩個(gè)垂直相鄰的偏差之間的所述距離的一半處。
11.一種基于建筑物的圖像數(shù)據(jù)來(lái)確定所述建筑物的樓層數(shù)的模塊，該模塊包括處理單元，其被配置成確定所述圖像數(shù)據(jù)中顯示的所述建筑物的正面的背景顏色，被配置成檢測(cè)與所述建筑物的所述正面的所述背景顏色的預(yù)定義偏差，其中，所述處理單元還被配置成確定在所述建筑物的所述正面的垂直方向上預(yù)定義偏差的平均數(shù)，并被配置成，基于 所確定出的預(yù)定義偏差的平均數(shù)，推導(dǎo)所述建筑物的樓層數(shù)，其中，所述樓層數(shù)對(duì)應(yīng)于所述確定出的平均數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于基于建筑物的圖像數(shù)據(jù)確定該建筑物的樓層數(shù)的方法，該方法包括以下步驟確定在該圖像數(shù)據(jù)中顯示的該建筑物正面的背景顏色，檢測(cè)與該建筑物正面的背景顏色的預(yù)定義偏差，確定在該建筑物正面的垂直方向上預(yù)定義偏差的平均數(shù)，并基于所確定的預(yù)定義偏差的平均數(shù)，推導(dǎo)出該建筑物的樓層數(shù)，其中，樓層數(shù)與所確定的平均數(shù)對(duì)應(yīng)。
文檔編號(hào)G06T7/40GK102654918SQ201210052518
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者M.斯特拉森伯格-克萊西亞克 申請(qǐng)人:哈曼貝克自動(dòng)系統(tǒng)股份有限公司