使用移动装置来可视化3D对象和/或3D地形的方法制造方法及图纸

一种使用具有显示器和范围计量装置的移动装置来可视化3D对象和/或3D地形的方法，所述方法包括：基于所述3D对象和/或所述3D地形与所述移动装置的各个距离并基于测量所述3D对象和/或所述3D地形的细节的各个参数来可视化所述3D对象和/或所述3D地形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用具有显示器和范围计量装置的移动装置来可视化3D对象和/或3D地形的方法。
技术介绍
便携式手持装置或嵌入式装置、汽车导航系统以及用于骑自行车者、徒步旅行者或步行者的导航系统是本领域已知的。此类装置通常呈现来自装置使用者在应用装置进行定向的当前位置的三维(3D)图像，从而引导通过通常众多有时未知的对象和或地形。这些装置为使用者提供了使用者遇到的来自他们当前观察点的3D世界的近似呈现。对3D对象的处理和绘制(rendering)通常利用多边形网格。多边形网格或非结构网格表示界定了图形表示和实体造型中的多面3D对象形状的一组或一套顶点、边缘和面/表面。所述面通常是由三角形、四边形或其它简单的凸多边形构成，因为这样简化了绘制，也就是说，由底层模型来产生对象。或者，所述面可以由更一般的凹多边形或具有孔的多边形组成。对于图形表示，尤其是对于移动装置来说，场景复杂度或场景真实性必须与绘制速度或仅与使用所述装置的使用者需要多少信息进行平衡。尤其对于导航系统来说，使用者可能不需要关于在其面前场景中显示的每个对象或地形的更多详细信息。甚至可以缩小一些信息以用作标志或信标(如灯塔)。尤其对于车辆中的导航系统来说，绘制信息的速度可能是系统的基本质量。因此，技术者试图减少场景的复杂度来加速由系统显示的帧数。因此，可以减少用于上述对象近似呈现的多边形数目。理想地，可以对整个场景进行这种减少，即，对将要显示的所有对象和所有地形进行这种减少。然而，更精细的方法试图考虑的不同之处在于，对象的表示可以因每个对象而不同。对于汽车导航系统来说，例如，当对象移动离开观察者(也就是说，车辆的驾驶者或乘客)时，可以使用对应于较粗糙表示的更加简单的网格来绘制对象。以上引出了细节层次LoD的概念，其中每个对象可以具有若干不同的表示。以上尤其涉及频繁出现在城市、居民区(如房屋、公寓大楼、高楼、人造地标等)中的三维对象。这个列表也可以包括街道以及任何交通工具、铁路、电车轨道/有轨电车道路。底层模型通常表示用于这些三维对象组的表示的常见信息模型。这些模型可以提供对城市和区域模型中的最相关地形图和或地标对象的就其几何形状、拓扑、外观属性中至少一些来说的类别和关系的定义。这也可以包括旅游重要性(touristic importance)。这些模型可以进一步包括主题、集合(aggregation)、对象之间的关系和空间属性之间的泛化层次。类似地，对于地形来说，数字高程模型DEM、数字表面模型DSM或数字地形模型DTM可以表示三维表示中地形的表面。数字地形模型通常表示裸露的地表面而不表示地表面上的任何对象，也就是说，没有建筑物也没有植物。这些模型的质量近年来已经随着雷达卫星、地球观测卫星或航天飞机雷达地形测绘任务的出现而得到改进。所述质量可以取决于(例如)地形的粗糙度、取样密度、像素大小或网格分辨率、垂直分辨率以及地形分析和内插方法。这些模型的数据可以通过光探测和测距(LIDAR)、考虑航空测量的立体摄影测量方法、全球定位系统(GPS)、地形图、通过全站仪、经纬仪、多普勒雷达或聚焦变化来手动地获得。然而，以上的关键问题在于管理对于不同对象的这些表示，关于选择哪些对象表示作为适当表示来产生使用者在那一时刻所需要的信息。另外，建模可以取决于视图。这也可以与尽可能快地提供此信息的需要相结合，这对于导航系统尤其是车辆中的导航系统来说非常重要。通常取决于当前观察点将用于绘制3D对象(例如，建筑物和地形)的一个特定细节层次用于此类系统。然而，这仍会包括太多细节，这可能会使当前场景过载对于使用者(例如，驾驶者)来说在那一时刻不必要的信息。如一个具体实施例，科隆大教堂坐落在科隆火车总站右侧并与紧邻该车站。用于两者的三维表示的类似细节层次可能提供了太多对使用者面对的当前情景来说不必要的信息。类似问题出现在具有三维对象和地形的混合表示中。
技术实现思路
本专利技术提供一种对关于取决于具体情景来几何表示和可视化三维对象和地形的上述问题的解决方法。本专利技术提供一种使用具有显示器和范围计量装置的移动装置来可视化三维对象(3D对象)和/或3D地形的方法，所述方法包括:基于3D对象和/或3D地形与移动装置的各个距离并基于测量3D对象和/或3D地形的细节的各个参数来可视化3D对象和/或3D地形。因此，几何表示是基于与观察者的各个距离，也就是说，基于装置使用者与各个3D对象和地形的距离。3D对象和/或3D地形的细节可以通过测量3D对象和3D地形的细节的各个参数来描述。所述对象和地形的细节通常是预先已知的。另外，由于用特定投影方案，所以可以非常快速地提供与所述对象的距离。在中心投影或摄像机投影中，待可视化的各个对象和地形之间的距离(场景的内部距离)通常是已知的，仅需要确定观察者与场景的特定点之间的距离。因此，可以非常快速地提供两个参数，以使得快速和容易可视化3D对象和3D地形可行。在上述方法中，通常每个3D对象都具有一个几何表示，所述几何表示具有一个细节层次LoD，所述细节层次选自用于3D对象的多个不同LoD。因此，可以提供用于每个3D对象的细节层次集，所述集可被容易地获取并可以提供3D对象的快速几何表示。在上述方法中，3D地形可以包括一个或多个部分，其中每个部分通常都具有一个几何表示，所述几何表示具有选自用于对应于数字地形模型DTM的3D地形的多个不同LoD的一个LoD，所述数字地形模型具有多个平铺表面，具体来说是多个不同的不规则三角形格网 TIN0在这方面，术语细节层次也可以用于3D地形，其中不同的细节层次对应于不同的TIN。因此，3D地形可以具有不同分辨率的不同部分，S卩，具有草地和田野的平原可能需要与多山或丘陵地区、公园或森林不同的表示。在上述方法中，用于3D对象的LoD符合导航数据标准或CityGML标准中的至少一个。因此，细节层次可以符合现代工业标准，此标准适用于标准化移动装置(尤其是导航系统、掌上电脑、智能手机等)的信息内容。使用这些标准也提供有机会使上述系统的卡片地图容易升级的益处。因此，应用程序和数据是可独立的。卡片数据的版本管理得到简化，格式紧密，且数据可以全世界范围适用。上述方法可以进一步包括以下步骤:(a)确定从范围计量装置到从所述范围计量装置的位置可见的3D对象和/或3D地形的各部分中的每一个的距离；(b)为3D对象中的每一个和/或3D地形的各部分中的每一个选择各个几何表示，所述几何表示具有一个细节层次LoD，所述细节层次来自分别用于3D对象和3D地形的多个细节层次(LoD)，其中每个LoD对应于与移动装置的预定距离或距离范围，以用于根据步骤(a)的确定距离来分别显示3D对象和/或3D地形；(c)在设定了总体参数的情况下，使用具有来自分别用于3D对象和3D地形的所述多个LoD的LoD的几何表示来为至少一些3D对象和/或至少一些部分的3D地形决定对这些3D对象和/或3D地形的这些部分的表示，所述LoD与步骤(b)中选定的LoD不同，其中对于这些3D对象和/或3D地形的这些部分中的每一个来说，所述决定是基于各个参数；以及，根据具有步骤(b)和(c)中选定的LoD的几何表示来显示3D对象和/或3D地形的各部分中的每一个。所述距离可以通过范围计量装置(如测距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用具有显示器和范围计量装置的移动装置来可视化3D对象和/或3D地形的方法，所述方法包括：基于所述3D对象和/或所述3D地形与所述移动装置的各个距离并基于测量所述3D对象和/或所述3D地形的细节的各个参数来可视化所述3D对象和/或所述3D地形。

【技术特征摘要】
2011.08.01 EP 11006316.11.一种使用具有显示器和范围计量装置的移动装置来可视化3D对象和/或3D地形的方法，所述方法包括:基于所述3D对象和/或所述3D地形与所述移动装置的各个距离并基于测量所述3D对象和/或所述3D地形的细节的各个参数来可视化所述3D对象和/或所述3D地形。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述3D对象中的每一个都具有一个几何表示，所述几何表示具有一个细节层次LoD，所述细节层次选自用于所述3D对象的多个不同LoD。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述3D地形包括一个或多个部分，其中每个所述部分都具有一个几何表示，所述几何表示具有选自用于对应于数字地形模型DTM的所述3D地形的多个不同LoD的一个LoD，所述数字地形模型具有多个平铺表面，具体来说具有多个不同的不规则三角形格网TIN。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中用于3D对象的所述LoD符合导航数据标准或CityGML标准中的至少一个。5.根据权利要求3或4所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤: (a)确定从所述范围计量装置到从所述范围计量装置的位置可见的所述3D对象和/或所述3D地形的所述部分中的每一个的所述距离； (b)为所述3D对象中的每一个和/或所述3D地形的所述部分中的每一个选择各个几何表示，所述几何表示具有一个细节层次LoD，所述细节层次来自分别用于3D对象和3D地形的所述多个LoD，其中每个LoD对应于与所述移动装置的预定距离或距离范围，以用于根据步骤(a)的所述确定距离来分别 显示所述3D对象和/或所述3D地形； (c)在设定了总体参数的情况下，使用具有来自分别用于3D对象和3D地形的所述多个LoD的LoD的几何表示来为至少一些所述3D对象和/或所述3D地形的至少一些部分决定对这些3D对象和/或所述3D地形的这些部分的表示，所述LoD与步骤(b)中选定的所述LoD不同，其中对于这些3D对象和/或所述3D地形的这些部分中的每一个来说，所述决定是基于所述各个参数； (d)根据具有步骤(b)和(c)中选定的所述LoD的所述几何表示来显示所述3D对象和/或所述3D地形的所述部分中的每一个。6.根据权利要求5所述的方法，其中步骤(c)进一步包括:将所述各个参数与预定阈值进行比较，其中如果所述各个参数小于或等于所述预定阈值，那么为显示所述各个3D对象和/或所述3D地形的所述部分选择各个几何表示，所述几何表示具有不如步骤(b)中选定的所述LoD详细的LoD，除非步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：P库纳思，A普赖亚欣，M斯特拉森伯格克莱西亚克，T菲尔德鲍尔，V伊万诺夫，
申请(专利权)人：哈曼贝克自动系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：