建筑物的參數化圖形表示制造技術

本發明專利技術涉及產生建筑物的三維（3d）圖形表示的方法。該方法包括：建立包括關于建筑物（1）的和建筑塊（2-5）上的參數化結構特征的信息的外觀控制數據，該建筑塊是建筑物的碎塊，并且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（2-5）的預先建立的圖形表示。接著該方法還包括對于每個建筑塊（2-5）,基于相應的模板數據和外觀控制數據計算建筑塊（2-5）的3d圖形表示，以及基于外觀控制數據組合建筑塊（2-5）的3d圖形表示以產生建筑物（1）的3d圖形表示。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術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。
技術介紹
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(Ρ0Ι)，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?；诨編缀涡螤钸@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?？梢杂萌我夂筒粎f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Ρ0Ι。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蟲貝ο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。
技術實現思路
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。而且，因為建筑物的每個圖形表示涉及同一組基本建筑塊，不同建筑物的3d圖形表示被標準化和協調。按照慣例，不同的圖形表示可由不同的3d設計者產生。不同的3d設計者可使用不同的準則，或不同地解釋形式結構特征。這導致圖形表示的不合常規的產生，這些圖形表示此外極大地被繪圖員影響。根據這個方面，可通過提供預先建立的一組建筑塊和模板數據來提供圖形表示的更協調的集合。特別是，例如通過GPU從模板數據計算3d圖形表示所需的計算量被最小化，因為模板數據已經涉及建筑塊的圖形表示。于是，只需計算建筑塊的有限的和例如優化數量的3d圖形表示，此后，建筑塊被組合，以便形成整個建筑物的圖形表示。例如，外觀控制數據可包括至少下列信息:用于3d圖形表示的建筑塊的數量和模板數據表示的建筑塊的類型信息。特別是在這里，類型信息可使建筑塊與從包括地面層、屋頂、塔樓、建筑擴建的組中選擇的建筑物的碎塊有關。因此，對于不同的建筑物，外觀控制數據可包括關于建筑塊的數量和類型的不同信息。例如，如果與例如在近郊區域中的住宅比較，那么一般大教堂可包括不同數量和不同類型的建筑塊。雖然住宅可只包括與地面層和屋頂有關的建筑塊，但是大教堂可包括建筑擴建、幾個塔樓、地面層和不同的屋頂形狀。特別是，可為建筑塊提供具有不同的類型數據的不同的模板數據。例如，具有類型信息“地面層”的模板數據可具有與具有類型信息“塔樓”的模板數據不同的形式或形狀。特別是在這里，外觀控制數據可總是包含具有關于地面層的類型信息的至少一個建筑塊。地面層可以是很多建筑物的基本建筑塊。因此，可能要求任何建筑物包含具有類型信息地面層的建筑塊，其例如用作基準建筑塊。而且，外觀控制數據可包括至少一個建筑塊的信息，其選自包括寬度、深度、高度、顏色、紋理、旋轉、對稱性、與其它建筑塊的相對位置、地理位置的組。這樣的信息可用于改造并組裝不同的建筑塊。例如，通過指定某個建筑塊的寬度、深度和高度，該某個建筑塊可基于現實生活對應物在其尺寸上被改造，以便提供真實建筑物的最佳圖形表示。此外，特定的顏色和/或紋理可為用戶增加識別價值。當基于外觀控制數據組合建筑塊的3d圖形表示時，可使用旋轉、對稱性、與其它建筑塊的相對位置，以便產生建筑物的3d圖形表示。包含在外觀控制數據中的建筑塊的地理位置可涉及建筑物的實際地理位置。例如，如果上面概述的地面層用作基準建筑塊，則地面層可指定建筑物的地理位置?？山又褂枚x相對于地面層的相對位置的相對位置值來布置其它建筑塊。而且，模板數據可選自包括二維形狀、3d模型的組。雖然在某些情況下可能需要提供以3d模型的形式的模板數據，在其它情況下可能需要提供以二維形狀的形式的模板數據。例如，在建筑塊的類型信息涉及“塔樓”的情況下，模板數據可以是塔樓的3d模型的形式。例如，在教堂的情況下:在同一時期期間建造的在同一地理區域內的教堂可具有塔樓的非常相似的外觀(例如，“歌特風格”或“巴洛克風格”)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種產生建筑物的三維（3d）圖形表示的方法，所述方法包括：?建立包括關于所述建筑物（1）的和建筑塊（2?5）上的參數化結構特征的信息的外觀控制數據，所述建筑塊是所述建筑物的碎塊，?基于所述外觀控制數據中的基準從數據庫檢索模板數據（32?35），其中所述模板數據涉及所述建筑塊（2?5）的預先建立的圖形表示，?對于每個建筑塊（2?5），基于相應的模板數據（32?35）和所述外觀控制數據計算所述建筑塊（2?5）的3d圖形表示，?基于所述外觀控制數據組合所述建筑塊（2?5）的3d圖形表示以產生所述建筑物（1）的3d圖形表示，其中所述外觀控制數據包括至少下列信息：用于3d圖形表示的建筑塊（2?5）的數量和所述模板數據表示的所述建筑塊（2?5）的類型信息。

【技術特征摘要】
2011.11.08 EP 11188154.61.一種產生建筑物的三維(3d)圖形表示的方法，所述方法包括: -建立包括關于所述建筑物(I)的和建筑塊(2-5)上的參數化結構特征的信息的外觀控制數據，所述建筑塊是所述建筑物的碎塊， -基于所述外觀控制數據中的基準從數據庫檢索模板數據(32-35)，其中所述模板數據涉及所述建筑塊(2-5)的預先建立的圖形表示， -對于每個建筑塊(2-5 )，基于相應的模板數據(32-35 )和所述外觀控制數據計算所述建筑塊(2-5)的3d圖形表示， -基于所述外觀控制數據組合所述建筑塊(2-5)的3d圖形表示以產生所述建筑物(I)的3d圖形表示， 其中所述外觀控制數據包括至少下列信息:用于3d圖形表示的建筑塊(2-5)的數量和所述模板數據表示的所述建筑塊(2-5)的類型信息。2.按權利要求1所述的方法，其中對于至少一個建筑塊，所述類型信息使所述建筑塊(2-5)與從包括地面層、屋頂、塔樓、建筑擴建的組中選擇的所述建筑物的碎塊有關。3.按權利要求1或2中任一項所述的方法，其中所述外觀控制數據包括至少一個建筑塊的信息，所述信息選自包括寬度、深度、高度、顏色、紋理、旋轉、對稱性、與其它建筑塊的相對位置、地理位置的組。4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述模板數據(32-35)選自包括二維形狀、3d模型的組。5.按權利要求4所述的方法，其中計算建筑塊(2-5)的3d圖形表示包括基于所述外觀控制數據通過使相應的模板數 據(32-35)的二維形狀擠壓成形來呈現所述建筑塊(2-5)的3d模型，所述二維形狀由所述外觀控制數據表示。6.按權利要求4或5中任一項所述的方法，其中計算建筑塊(2-5)的3d圖形表示包括基于所述外觀控制數據的對所述建筑塊的3d模型執行的至少一個操作，所述操作選自包括按比例調整、旋轉、側轉、著色和紋理化的組。7.按權利要求4-6中任一項所述的方法,其中組合所述建筑塊(2-5)的3d圖形表不包括基于所述外觀控制數據布置所述建筑塊...

【專利技術屬性】
技術研發人員：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，
類型：發明
國別省市：