專利名稱：輸出三維屋頂結(jié)構(gòu)的導(dǎo)航裝置與方法和生成數(shù)據(jù)庫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括存儲了用于生成三維結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫的導(dǎo)航裝置，還涉及輸出三維結(jié)構(gòu)的方法以及生成數(shù)據(jù)庫的方法。本發(fā)明尤其涉及可使用存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)輸出三維屋頂結(jié)構(gòu)的裝置和方法。
背景技術(shù)：
光學(xué)輸出裝置被廣泛用在導(dǎo)航裝置中。這種輸出裝置可用于輸出電子地圖。由于電子地圖可在小型和/或便攜式裝置的屏幕上顯示，它們具有多用途和緊湊的優(yōu)點(diǎn)。電子地圖上顯示的數(shù)據(jù)可很容易地被修改和調(diào)整，例如，通過改變所顯示的地圖部分的比例尺，通過顯示可能對于用戶有用的額外的對象(諸如指示導(dǎo)航裝置的方向改變的方向箭頭)，或通過將可能與用戶相關(guān)的對象加亮。 因?yàn)槿S地圖的高識別特性，這種地圖對于用戶可能是特別有價值的。即，當(dāng)輸出三維地圖時，與傳統(tǒng)的ニ維表示相比，對周圍區(qū)域(諸如街道交叉ロ)的識別可變得更容易。建筑物可包括在輸出給用戶的三維地圖或城市模型中。為了獲得高識別特性，期望在這樣的地圖中也顯示屋頂結(jié)構(gòu)。由于存在各種各樣的屋頂形狀，提供存儲關(guān)于屋頂?shù)娜S表示的信息而不需要數(shù)量可能高得驚人的存儲空間是相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。在ー種方法中，將屋頂結(jié)構(gòu)表示為平面型表面的集合，其中每個表面存儲在數(shù)據(jù)庫中，作為位于平面型表面上的m重點(diǎn)，其中3。在這種方法中，可能需要大量的數(shù)據(jù)來表示屋頂結(jié)構(gòu)。此外，由于相鄰平面型表面之間的不匹配，在從數(shù)據(jù)產(chǎn)生3D模型時這種方法容易產(chǎn)生不真實(shí)的間隙或其他人為現(xiàn)象。在另ー種方法中，可使用基于屋頂類型庫的參數(shù)表示。在這種情況下，可存儲ー個標(biāo)識屋頂類型的類型標(biāo)識符和定義不同維度的ー個或若干個參數(shù)值。盡管其中ー個或若干個可能的屋頂類型由標(biāo)識符定義的這種方法可以在存儲空間需求適量的情況下實(shí)現(xiàn)，但這種方法會造成靈活性降低的問題。屋頂庫將基本上基于屋頂?shù)闹辽倩A(chǔ)表面(basesurface)是正多邊形(諸如矩形)的假設(shè)。對于更復(fù)雜的建筑物輪廓，或?yàn)檫m應(yīng)諸如天窗這樣的ー些屋頂結(jié)構(gòu)(在庫中沒有定義關(guān)于其的屋頂基元)，來存儲屋頂結(jié)構(gòu)的信息，可能是極富挑戰(zhàn)性的或甚至是不可能的。在又另ー種方法中，可將以上列出的兩種方法彼此組合起來?？蓪⒂晌蓓敱砻娴墓战琼旤c(diǎn)定義的屋頂表面的定義添加到基于屋頂庫的描述中。因此，沒有與屋頂庫中的一個基元相對應(yīng)的屋頂結(jié)構(gòu)也可以由數(shù)據(jù)庫描述，但處理可能會變得復(fù)雜并且存儲空間需求可能會再次變得很大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要在描述多種多祥的屋頂形狀方面能提供靈活性的導(dǎo)航裝置和方法。還需要允許以簡潔的方式定義屋頂結(jié)構(gòu)并且降低了在生成光學(xué)輸出時產(chǎn)生人為跡象的風(fēng)險的裝置和方法。
該需要通過如獨(dú)立權(quán)利要求中提到的裝置和方法來解決。從屬權(quán)利要求定義了實(shí)施例。根據(jù)ー個方面，提供了一種導(dǎo)航裝置。該導(dǎo)航裝置包括光學(xué)輸出裝置、數(shù)據(jù)庫和處理裝置。數(shù)據(jù)庫存儲了定義三維屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。處理裝置耦合到數(shù)據(jù)庫，并配置成從數(shù)據(jù)庫取出定義三維屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，基于取出的數(shù)據(jù)重建三維屋頂結(jié)構(gòu)，和控制光學(xué)輸出裝置顯示重建的屋頂結(jié)構(gòu)。取出的數(shù)據(jù)包括為至少一個閉合多邊形的邊中的每ー個在數(shù)據(jù)庫中分別存儲的關(guān)于邊的信息和類型標(biāo)識符。類型標(biāo)識符中的每ー個分別選自于類型標(biāo)識符的有限集合。為了重建三維屋頂結(jié)構(gòu)，處理裝置配置成確定多個平面型表面。該多個平面型表面被確定成使得平面型表面分別通過多邊形 的邊并具有基于為邊存儲的類型標(biāo)識符確定的取向。導(dǎo)航裝置在描述具有不同占地面積(foot print)的屋頂方面提供了高度靈活性。該方法不需要具體說明屋頂結(jié)構(gòu)的表面的所有拐角點(diǎn)并且不需要將其存儲在數(shù)據(jù)庫中。關(guān)于屋頂結(jié)構(gòu)的信息被存儲，使得類型標(biāo)識符分別分配給多邊形的各條邊，而不是作為整體分配給屋頂結(jié)構(gòu)。因此，增強(qiáng)了靈活性。在將類型標(biāo)識符和根據(jù)各自的標(biāo)識符將參數(shù)值分配給多邊形的邊的意義上，在數(shù)據(jù)庫中存儲的用于定義屋頂結(jié)構(gòu)的信息是參數(shù)性的。不需要存儲屋頂結(jié)構(gòu)的表面的所有拐角點(diǎn)的坐標(biāo)。因此，存儲空間需求可保持適中。類型標(biāo)識符的有限集合可至少包括對于向上傾斜的屋頂表面的第一類型標(biāo)識符和對于取向?yàn)榇怪庇诨灼矫娴钠矫嫘捅砻娴牡诙愋蜆?biāo)識符。在有限集合中不同類型標(biāo)識符的數(shù)量可少于多邊形的邊的數(shù)量。這樣的類型標(biāo)識符可以無需包括確定平面型表面的取向所需的所有信息。例如，可存在指示從相應(yīng)邊向上延伸的屋頂表面的ー個類型標(biāo)識符。傾斜角可被存儲在數(shù)據(jù)庫中，作為單獨(dú)的參數(shù)值。另ー個類型標(biāo)識符可指示延伸通過垂直于基底平面的墻表面的邊。再另ー個類型標(biāo)識符可指示在定義了多邊形的基底平面內(nèi)從相應(yīng)邊朝多邊形內(nèi)部延伸的平臺式屋頂。存儲在數(shù)據(jù)庫中和從數(shù)據(jù)庫取出的關(guān)于多邊形的邊的信息可至少包括關(guān)于邊的取向和關(guān)于邊的長度的信息。此信息可以多種格式被提供。例如，可在數(shù)據(jù)庫中存儲多邊形的頂點(diǎn)的坐標(biāo)。關(guān)于多邊形的邊的信息可包括多邊形的拐角點(diǎn)的坐標(biāo)?？商鎿Q地，關(guān)于多邊形的邊的信息可包括多邊形的至少ー個點(diǎn)的坐標(biāo)和關(guān)于邊向量的信息。處理裝置可配置成計(jì)算通過多邊形的不同邊的不同平面之間的交叉線，以重建屋頂結(jié)構(gòu)。由于對屋頂表面的所有拐角點(diǎn)的人工定義可能引起的人為跡象的問題可被減輕。進(jìn)ー步地，可計(jì)算屋頂結(jié)構(gòu)的屋脊線，而不需要將屋脊線上的點(diǎn)的坐標(biāo)存儲在數(shù)據(jù)庫中。處理裝置可配置成計(jì)算作為重建的房頂結(jié)構(gòu)的平面型表面的邊界且位于該平面型表面的低端處的線。為此，處理裝置可取出關(guān)于建筑物的輪廓的信息。建筑物輪廓可用于在對于多邊形生成的所有平面型表面的底端處在x-y平面中(即基底平面內(nèi))限制該所有平面型表面。取出的數(shù)據(jù)可包括對于至少一部分邊的參數(shù)值。每ー個參數(shù)值可分別為多邊形的其中一條邊存儲在數(shù)據(jù)庫中。處理裝置可配置成基于該參數(shù)值重建屋頂結(jié)構(gòu)。當(dāng)該邊具有一個類型標(biāo)識符但該邊不具有另ー個類型標(biāo)識符吋，參數(shù)值可被選擇性地存儲，并被處理裝置用于重建屋頂結(jié)構(gòu)。例如，對于指示垂直的墻表面從多邊形的邊向上延伸的類型標(biāo)識符，可能需要為對應(yīng)邊存儲參數(shù)值。對于指示傾斜的屋頂表面從對應(yīng)邊向上延伸的類型標(biāo)識符，可能需要存儲傾斜度參數(shù)值，用于表示傾斜度的數(shù)量。處理裝置可配置成基于為邊存儲的類型標(biāo)識符選擇從對應(yīng)邊延伸的平面型表面的表面紋理。這允許墻表面能具有與傾斜的屋頂表面不同的紋理。處理裝置可配置成識別在數(shù)據(jù)庫中為其存儲了第一類型標(biāo)識符的多邊形的邊，以取出對于識別出的邊的至少ー個傾斜度參數(shù)值，并生成具有平面型表面的傾斜的房頂表面。該傾斜的屋頂表面可被生成，使得平面型表面通過識別出的邊并具有由傾斜度參數(shù)值定義的傾斜度。因此，可使用關(guān)于多邊形的邊的信息，尤其是關(guān)于邊的取向的信息，結(jié)合第一類型標(biāo)識符和指示傾斜角的參數(shù)值，來生成傾斜的屋頂表面。處理裝置可配置成通過計(jì)算經(jīng)過了具有第一類型標(biāo)識符的邊的平面與經(jīng)過了多邊形的其他邊的其他平面之間的交叉線，來計(jì)算傾斜的屋頂表面的側(cè)邊。處理裝置可配置 成通過計(jì)算經(jīng)過了具有第一類型標(biāo)識符的邊的平面與經(jīng)過了多邊形的相鄰邊的其他平面之間的交叉線，來計(jì)算傾斜的屋頂表面的側(cè)邊。處理裝置可配置成識別在數(shù)據(jù)庫中為其存儲了第一類型標(biāo)識符的多邊形的第二邊，以取出用于識別出的第二邊的第二傾斜度參數(shù)值，并計(jì)算所述屋頂表面和第二屋頂表面之間的交叉線。第二屋頂表面可包括經(jīng)過第二邊并具有由第二傾斜度參數(shù)值定義的傾斜度的第二平面型表面。以這種方式，可計(jì)算屋頂結(jié)構(gòu)的屋脊線。而不需要在數(shù)據(jù)庫中存儲屋脊線上的點(diǎn)的坐標(biāo)。處理裝置可配置成確定是否為識別出的邊存儲了另外的傾斜度參數(shù)值。如果為識別出的邊存儲了另外的傾斜度參數(shù)值，則可將屋頂表面產(chǎn)生為起伏的屋頂表面，其具有另外的平面型表面。該另外的平面型表面平行于該邊，并具有由該另外的傾斜度參數(shù)值定義的另外的傾斜度。指定具有不同傾斜度的兩個平面型表面之間的邊的位置的至少ー個位移參數(shù)值可存儲在數(shù)據(jù)庫中。通過使用傾斜度參數(shù)值和位移參數(shù)值，可確定平面型表面之間的邊的位置。處理裝置可配置成識別為其存儲了第一類型標(biāo)識符并具有零長度的多邊形的邊。處理裝置可然后生成相對于屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面傾斜且下端的取向?yàn)榇怪庇诙噙呅蔚脑谇暗倪叺奈蓓敱砻?。通過以這種方式處理零長度的邊，可重建屋頂窗，而不需定義額外的類型標(biāo)識符。處理裝置可配置成識別在數(shù)據(jù)庫中為其存儲了第二類型標(biāo)識符的多邊形的邊，并重建屋頂結(jié)構(gòu)，使得其包括取向?yàn)榇怪庇诨灼矫?，通過識別出的邊并具有相對于基底平面傾斜的向上傾斜的墻緣的平面型表面。因此，可輸出支撐傾斜的屋頂結(jié)構(gòu)的墻表面。處理裝置可向墻表面施加與施加到傾斜的屋頂表面的表面紋理不同的表面紋理。處理裝置可配置成計(jì)算平面與另外的平面之間的交叉線，以計(jì)算向上傾斜的墻緣。該平面通過被分配給第二類型標(biāo)識符的識別出的邊，且垂直于基底平面。該另外的平面通過與識別出的邊相鄰的多邊形的另一條邊，且相對于基底平面傾斜。因此，可確定向上傾斜的墻緣。處理裝置可配置成識別在數(shù)據(jù)庫中為其存儲了第三類型標(biāo)識符的多邊形的邊，并重建屋頂結(jié)構(gòu)，使得其包括由識別出的多邊形的邊圍起的平臺式屋頂(flat roof)。因此，可在三維地圖中顯示平臺式屋頂。通過利用多邊形定義平臺式屋頂，結(jié)合分配給多邊形的邊的第三類型標(biāo)識符，可考慮多種多樣的平臺式屋頂形狀。處理裝置可向平臺式屋頂應(yīng)用與應(yīng)用到傾斜的屋頂表面或墻表面的表面紋理不同的表面紋理。類型標(biāo)識符的有限集合可包括三種或更少種不同的類型標(biāo)識符。例如，對于屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面中的多邊形的每條邊，存儲在數(shù)據(jù)庫中的類型標(biāo)識符可選自于由第一、第ニ和第三類型標(biāo)識符構(gòu)成的集合。通過利用兩種或三種類型標(biāo)識符，仍可存儲和顯示很多種屋頂結(jié)構(gòu)。對于這樣的數(shù)目有限的類型標(biāo)識符，可使用通用處理步驟處理數(shù)據(jù)。多邊形可布置在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面，即底部平面中。數(shù)據(jù)庫可以是關(guān)系數(shù)據(jù)庫。至少分配給多邊形的邊的類型標(biāo)識符可作為屬性存儲在該關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫可以是符合導(dǎo)航數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(NDS)的地圖數(shù)據(jù)庫。導(dǎo)航裝置可以是車輛導(dǎo)航裝置。該車輛導(dǎo)航裝置可以可拆除地或固定地安裝在車 摘中。根據(jù)另一方面，提供了通過導(dǎo)航裝置的光學(xué)輸出裝置輸出三維屋頂結(jié)構(gòu)的方法。從數(shù)據(jù)庫中取出表示三維屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。取出的數(shù)據(jù)包括關(guān)于至少ー個閉合多邊形的邊的信息和為每一條邊在數(shù)據(jù)庫中分別存儲的類型標(biāo)識符。每ー個類型標(biāo)識符選自于類型標(biāo)識符的有限集合?；谶叺男畔⒑瓦叺念愋蜆?biāo)識符重建三維屋頂結(jié)構(gòu)。為了重建，確定多個平面型表面，使得平面型表面通過多邊形的邊并具有基于為該邊存儲的類型標(biāo)識符確定的取向?？刂乒鈱W(xué)輸出裝置顯示重建的屋頂結(jié)構(gòu)。該方法在描述具有不同的底部區(qū)域的屋頂?shù)姆矫嫣峁┝撕芨叩撵`活性。該方法不需要指定表面的所有拐角點(diǎn)和將其存儲在數(shù)據(jù)庫中。類型標(biāo)識符的有限集合可至少包括用于向上傾斜的屋頂表面的第一類型標(biāo)識符和用于取向?yàn)榇怪庇诨灼矫娴钠矫嫘捅砻娴牡诙愋蜆?biāo)識符。在有限集合中包括的不同類型標(biāo)識符的數(shù)量可少于多邊形的邊的數(shù)量。取出的數(shù)據(jù)可包括對于至少一部分邊的參數(shù)值。每ー個參數(shù)值可與多邊形的其中一條邊相關(guān)聯(lián)地被分別存儲。重建屋頂結(jié)構(gòu)可進(jìn)一歩基于該參數(shù)值執(zhí)行。當(dāng)重建屋頂結(jié)構(gòu)時，可識別在數(shù)據(jù)庫中為其存儲了第一類型標(biāo)識符的多邊形的邊。可取出對于識別出的邊的至少ー個傾斜度參數(shù)值?？缮删哂衅矫嫘捅砻娴膬A斜的房頂表面，使得平面型表面通過識別出的邊并具有由傾斜度參數(shù)值定義的傾斜度?？勺R別在數(shù)據(jù)庫中為其存儲了第一類型標(biāo)識符的多邊形的第二邊?？扇〕鰹樽R別出的第二邊存儲的第二傾斜度參數(shù)值。可計(jì)算所述屋頂表面和第二屋頂表面之間的交叉線。第二屋頂表面可包括經(jīng)過第二邊并具有由第二傾斜度參數(shù)值定義的傾斜度的第二平面型表面。重建屋頂結(jié)構(gòu)可包括確定是否為識別出的邊存儲了另外的傾斜度參數(shù)值。如果為識別出的邊存儲了另外的傾斜度參數(shù)值，則可將屋頂表面產(chǎn)生為起伏的屋頂表面，其具有另外的平面型表面。該另外的平面型表面平行于多邊形的邊，并可具有由至少ー個另外的傾斜度參數(shù)值定義的另外的傾斜度。重建屋頂結(jié)構(gòu)可包括識別在數(shù)據(jù)庫中為其存儲了第二類型標(biāo)識符的多邊形的邊?？芍亟ㄎ蓓斀Y(jié)構(gòu)，使得其包括平面型表面，該平面型表面取向?yàn)榇怪庇诨灼矫妫ㄟ^識別出的邊，并具有相對于基底平面傾斜的向上傾斜的墻緣。
重建屋頂結(jié)構(gòu)可包括計(jì)算平面與另外的平面之間的交叉線，以計(jì)算向上傾斜的墻緣。這里，該平面通過該識別出的邊，且垂直于基底平面，并且另外的平面通過與識別出的邊相鄰的多邊形的另一條邊，且相對于基底平面傾斜。重建屋頂結(jié)構(gòu)可包括識別在數(shù)據(jù)庫中為其存儲了第三類型標(biāo)識符的多邊形的邊?？芍亟ㄎ蓓斀Y(jié)構(gòu)，使得其包括由識別出的多邊形的邊圍起的平臺式屋頂。類型標(biāo)識符的有限集合可包括三種或更少種不同的類型標(biāo)識符。多邊形可被布置在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面中。
數(shù)據(jù)庫可以是關(guān)系數(shù)據(jù)庫。根據(jù)任意ー個方面或?qū)嵤├妮敵鋈S屋頂結(jié)構(gòu)的方法可通過使用根據(jù)任意一個方面或?qū)嵤├膶?dǎo)航裝置執(zhí)行。根據(jù)另一方面，提供了生成導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫的方法。導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫被生成為使得其包括對屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述。取出表示三維屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。基于該數(shù)據(jù)，識別在所述屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面中的包括多條邊的至少ー個閉合多邊形。對于多條邊中的每條邊,基于邊相對于屋頂結(jié)構(gòu)的屋頂表面的位置，為該邊分配類型標(biāo)識符，該類型標(biāo)識符選自于類型標(biāo)識符的有限集合?；诜峙涞念愋蜆?biāo)識符，可根據(jù)所述數(shù)據(jù)選擇性地確定對于相應(yīng)邊的參數(shù)值。在數(shù)據(jù)庫中存儲關(guān)于多邊形的邊的信息和關(guān)于分配給所述邊中的每ー個的類型標(biāo)識符的信息。使用這種方法可產(chǎn)生包括用于重建和輸出三維屋頂結(jié)構(gòu)的信息的數(shù)據(jù)庫。不需要將屋頂表面的所有拐角點(diǎn)都存儲在數(shù)據(jù)庫中。而是，使用屋頂表面的參數(shù)化描述。類型標(biāo)識符被分配給多邊形的各條邊，而不是分配給屋頂結(jié)構(gòu)整體，這使得能夠存儲各種各樣的屋頂結(jié)構(gòu)。類型標(biāo)識符的集合可包括第一類型標(biāo)識符、第二類型標(biāo)識符和第三類型標(biāo)識符。如果邊沿著傾斜的屋頂表面下端側(cè)延伸，則將第一類型標(biāo)識符分配給該多邊形的邊。如果邊延伸通過具有向上傾斜的墻緣用干支撐屋頂表面的墻表面，則將第二類型標(biāo)識符分配給多邊形的邊。如果邊沿著平臺式屋頂表面延伸，則將第三類型標(biāo)識符分配給多邊形的邊。盡管多個方面和實(shí)施例是在導(dǎo)航裝置的上下文中描述的，但根據(jù)進(jìn)ー步的方面和實(shí)施例，該方法和裝置也可用于在其他應(yīng)用中輸出三維屋頂結(jié)構(gòu)。例如，該方法和裝置可用于經(jīng)由任何電子裝置的光學(xué)輸出裝置或通過將輸出三維城市模型的應(yīng)用軟件重建和輸出三維屋頂結(jié)構(gòu)。應(yīng)理解，以上提到的特征和以下將解釋的特征不僅僅能以所說明的各個組合方式使用，還能以其他組合方式使用或者孤立地使用。


當(dāng)結(jié)合符合進(jìn)行閱讀時，根據(jù)以下對實(shí)施例的具體描述，實(shí)施例的上述和其他特征將變得更顯而易見。在附圖中，相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件。圖I是導(dǎo)航裝置的示意性框圖。圖2是地圖數(shù)據(jù)庫的示意性表示。圖3是地圖數(shù)據(jù)庫中關(guān)于屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的示意性表示。圖4是輸出屋頂結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。
圖5是在輸出屋頂結(jié)構(gòu)的方法中重建屋頂結(jié)構(gòu)的過程的流程圖。圖6是用于說明分配給多邊形的邊的類型標(biāo)識符的示意性示圖。圖7是用于說明分配給多邊形的邊的另一種類型標(biāo)識符的示意性示圖。圖8和圖9是用于說明廣生向上傾斜的屋頂表面的不意性不圖。
圖10是屋頂結(jié)構(gòu)的平面視圖。圖11說明了具有對圖10的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)。圖12是屋頂結(jié)構(gòu)的平面視圖。圖13說明了具有對圖12的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)。圖14是屋頂結(jié)構(gòu)的平面視圖。圖15說明了具有對圖14的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)。圖16是屋頂結(jié)構(gòu)的平面視圖。圖17說明了具有對圖16的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)。圖18說明了具有對圖16的屋頂結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)描述的數(shù)據(jù)。圖19是重建的屋頂結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。圖20是圖19的屋頂結(jié)構(gòu)的頂部視圖。圖21是說明具有多個平面型表面的起伏屋頂表面的示意性透視圖。圖22是圖21的起伏屋頂表面的側(cè)視圖。圖23是重建的包括起伏屋頂表面的屋頂結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。圖24示出了圖23的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述。圖25是另ー個重建的具有起伏屋頂表面的屋頂結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。圖26是圖25的屋頂結(jié)構(gòu)的平面視圖。圖27說明了具有對圖25和圖26的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)。圖28是洋蔥形穹頂?shù)奈蓓斀Y(jié)構(gòu)的平面視圖。圖29是沿穿過圖28的洋蔥形穹頂?shù)奈蓓斀Y(jié)構(gòu)的垂直平面截取的截面圖。圖30說明了具有對圖28和圖29的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)。圖31是產(chǎn)生導(dǎo)航裝置數(shù)據(jù)庫的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I示意性說明了根據(jù)實(shí)施例的導(dǎo)航裝置I。該導(dǎo)航裝置I包括處理裝置2，處理裝置2控制導(dǎo)航裝置I的操作。該處理裝置2可包括例如ー個或多個微處理器、數(shù)字信號處理器或者專用集成電路的形式的中央處理單元。處理裝置2還可包括圖形處理器。導(dǎo)航裝置I進(jìn)ー步包括被存儲在存儲裝置3中的地圖數(shù)據(jù)庫。該存儲裝置3可包括各種類型的存儲器(諸如隨機(jī)訪問存儲器、閃存或硬盤)以及可移除存儲器(諸如高密度磁盤(CD)、DVD、存儲卡或類似存儲器)中的任意ー種或任意組合。導(dǎo)航裝置I還可包括用于向用戶輸出信息的輸出接ロ 4。該輸出接ロ 4包括光學(xué)輸出裝置。導(dǎo)航裝置I還可包括輸入接ロ 5。導(dǎo)航裝置I可包括額外的部件，諸如位置傳感器和/或無線接收機(jī)和/或車輛接ロ。位置傳感器可適用于確定安裝了導(dǎo)航裝置I的車輛的當(dāng)前位置。位置傳感器可包括GPS(全球定位系統(tǒng))傳感器、伽利略(Galileo)傳感器、基于移動電信網(wǎng)絡(luò)的位置傳感器等。無線接收機(jī)可被配置成接收用于更新存儲在存儲器3中的地圖數(shù)據(jù)庫的信息。車輛接ロ可允許處理裝置2從其它車輛系統(tǒng)獲得信息或經(jīng)由車輛接ロ獲得車輛狀態(tài)信息。車輛接ロ可例如包括CAN(控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò))或者M(jìn)OST (媒體定向裝置傳輸)接ロ。存儲裝置3存儲包括地圖數(shù)據(jù)的地圖數(shù)據(jù)庫。地圖數(shù)據(jù)庫可包括用于執(zhí)行路線搜索的信息。此外，地圖數(shù)據(jù)庫還包括用于輸出三維(3D)地圖的信息。地圖數(shù)據(jù)庫包括關(guān)于屋頂結(jié)構(gòu)的信息，其允許屋頂結(jié)構(gòu)能被處理裝置2重建。處理裝置2控制輸出接ロ 4，使得輸出三維的屋頂結(jié)構(gòu)。如以下將更詳細(xì)地描述，地圖數(shù)據(jù)庫3存儲屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述。對于屋頂結(jié)構(gòu)，一個或多個閉合的(closed)多邊形的信息被分別存儲在地圖數(shù)據(jù)庫3中。多邊形包括多條邊。多邊形可位于屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面中或底部平面中。地圖數(shù)據(jù)庫3進(jìn)ー步為每條邊存儲類型標(biāo)識符，該類型標(biāo)識符選自于類型標(biāo)識符的有限集合。例如，三個不同的類型標(biāo)識符可用于指示多邊形的邊沿著向上傾斜的屋頂表面延伸，或多邊形的邊在具有向上傾斜的墻邊的墻表面上延伸，或多邊形的邊沿著平臺式屋頂?shù)末`側(cè)延伸。
根據(jù)分配給各條邊的類型標(biāo)識符，地圖數(shù)據(jù)庫3還可包括分配給邊的ー個或多個參數(shù)值。例如，當(dāng)指示多邊形的邊沿著向上傾斜的屋頂表面的較低側(cè)延伸的第一類型的標(biāo)識符被存儲時，可在地圖數(shù)據(jù)庫中分別為各邊存儲至少ー個參數(shù)。當(dāng)指示邊在具有向上傾斜的屋頂表面的墻表面上延伸的第二類型的標(biāo)識符被存儲時，不必須為各條邊存儲參數(shù)值。處理裝置2配置成基于關(guān)于多邊形的邊的信息、分別存儲的類型標(biāo)識符和存儲的參數(shù)值(如果可用的情況下)重建3D屋頂結(jié)構(gòu)。重建3D屋頂結(jié)構(gòu)可包括適合向3D渲染過程供應(yīng)數(shù)據(jù)的任何處理。例如，處理裝置2可計(jì)算通過閉合多邊形的不同邊的不同平面之間的交叉線。因此，可計(jì)算3D表面的頂點(diǎn)或三維像素點(diǎn)陣(voxel lattice)的坐標(biāo)，其可被供應(yīng)給渲染處理。存儲在存儲器3中的地圖數(shù)據(jù)庫可包括不同的邏輯層。此外，地圖數(shù)據(jù)庫可被劃分成不同的塊，這些塊與不同更新區(qū)域或切圖(tiling)的切塊(tile)相關(guān)聯(lián)。這樣的結(jié)構(gòu)有助于執(zhí)行更新。尤其期望的是，對地圖數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新，以將地圖數(shù)據(jù)庫調(diào)整成符合局部變化，例如新的建筑。然后，這樣的更新可通過僅更新更新區(qū)域或更新受到道路網(wǎng)絡(luò)中的變化影響的切塊來執(zhí)行。這使得這些更新能夠以更加節(jié)省時間的方式更容易地被執(zhí)行，或者作為空中更新來被執(zhí)行。圖2是地圖數(shù)據(jù)庫10的示意性表示。具有以下解釋的結(jié)構(gòu)的地圖數(shù)據(jù)庫10可被存儲在導(dǎo)航裝置I的存儲裝置3中。地圖數(shù)據(jù)庫10包括多個層11-15。這些層可包括存儲了執(zhí)行路線搜索所需要的信息的路線選擇層11和存儲了路線導(dǎo)向所需要的數(shù)據(jù)的導(dǎo)向?qū)?2。地圖數(shù)據(jù)庫10可包括額外的層13-15。名稱層13可包括道路名稱、房屋編號或類似的參考信息。興趣點(diǎn)(POI)層14可包括關(guān)于興趣點(diǎn)的信息。高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)層15可包括用于高級駕駛員輔助的數(shù)據(jù)?？商峁╊~外的或備選的層，諸如包括用于貨車或卡車的信息的貨車層、用于語音表示的層，或用于基礎(chǔ)地圖顯示的層。地圖數(shù)據(jù)庫10可配置成關(guān)系數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫的至少ー個層，諸如POI層14或?qū)驅(qū)?2可包括關(guān)于屋頂結(jié)構(gòu)的信息。此信息用于輸出城市模型，其包括屋頂結(jié)構(gòu)的3D表
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圖3是用于輸出屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)20的示意性表示。數(shù)據(jù)20可存儲在導(dǎo)航裝置I的存儲裝置3中。數(shù)據(jù)20包括代表屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)21和代表另ー個屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)22。代表屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)21、22可分別包括一個或多個多邊形的邊的信息、作為邊的屬性存儲的類型標(biāo)識符，和為其中ー些邊根據(jù)各自的類型標(biāo)識符可選地存儲的參數(shù)值。類型標(biāo)識符分別選自于類型標(biāo)識符的有限集合。舉例說明，可使用具有三種類型標(biāo)識符的有限集合。表示屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)21包括與閉合多邊形相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)23。與一個或多個附加閉合多邊形相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)27可被包括在數(shù)據(jù)21中。與閉合多邊形相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)23包括關(guān)于閉合多邊形的邊的信息。閉合多邊形可被定義在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面，即底部平面中。關(guān)于邊的信息可采取各種形式。在一些實(shí)施方式中，多邊形的頂點(diǎn)P1, P2,……，Pn的坐標(biāo)可包括在數(shù)據(jù)庫中。盡管在一些實(shí)施例中將說明用于存儲關(guān)于多邊形的邊的信息的這樣的格式，但還可使用任意其他合適的格式。舉 例說明，關(guān)于多邊形的邊的信息可包括拐角點(diǎn)其中之一 P1的坐標(biāo)，和指定所有邊相對于在前拐角點(diǎn)的朝向的信息，即P2-P1, P3-P2等?？商鎿Q地，關(guān)于多邊形的邊的信息可包括拐角點(diǎn)其中之一 P1的坐標(biāo)，和定義所有其他拐角點(diǎn)相對于所述拐角點(diǎn)的位置，即P2-P1, P3-P1等。數(shù)據(jù)23包括分配給閉合多邊形的每一條邊的類型標(biāo)識符?？梢匀我膺m當(dāng)?shù)姆绞酱鎯︻愋蜆?biāo)識符，這種方式應(yīng)該能夠在類型標(biāo)識符和多邊形的邊之間建立起相應(yīng)關(guān)系。舉例說明，用于從拐角點(diǎn)Pi延伸到拐角點(diǎn)Pi+1的邊的類型標(biāo)識符TypeIdi可被存儲為用于拐角點(diǎn)Pi坐標(biāo)的屬性。針對數(shù)據(jù)23的第24-26行說明了這一點(diǎn)。類型標(biāo)識符TypeIdi分別選自于可能的類型標(biāo)識符的有限集合。該集合可包括三種不同的類型標(biāo)識符。還可以使用能夠在類型標(biāo)識符和多邊形的邊之間建立起相應(yīng)關(guān)系的任何其他結(jié)構(gòu)。舉例說明，盡管圖3中示出了包括多邊形的拐角點(diǎn)的坐標(biāo)和邊的類型標(biāo)識符的數(shù)據(jù)塊23，還可使用分開的表來存儲拐角點(diǎn)坐標(biāo)和邊的類型標(biāo)識符。數(shù)據(jù)23還可包括關(guān)于多邊形的邊的ー個或多個參數(shù)值。不需要為每個類型標(biāo)識符都存在參數(shù)值?？芍辽贋椹`些邊存儲參數(shù)值，這些邊具有的類型標(biāo)識符指示該邊位于向上傾斜的屋頂表面的低端側(cè)。這樣的參數(shù)值可表示傾斜度的數(shù)量。如將參考圖4-30更詳細(xì)地解釋的那樣，可使用三種不同的類型標(biāo)識符。只要僅存在類型標(biāo)識符的有限集合，就可以使用不同數(shù)目的類型標(biāo)識符。第一類型標(biāo)識符，也稱為“A”，可被分配給位于向上傾斜的傾斜(incline)屋頂表面的低端側(cè)的邊。第二類型標(biāo)識符，也稱為“s”，可被分配給沿著墻表面通過的邊，該墻表面具有用干支撐屋頂表面的斜的(slanted)墻邊。第三類型標(biāo)識符，也稱為“f”，可被分配給圍繞平臺式屋頂?shù)倪?。換言之，這三種類型標(biāo)識符可用于對應(yīng)傾斜的、垂直的或水平的屋頂表面。通過為各個邊分配類型標(biāo)識符，實(shí)現(xiàn)了高度的靈活性。這使得能夠描述各種各樣的屋頂結(jié)構(gòu)。對不同平面型表面之間的交叉線的計(jì)算可在輸出屋頂結(jié)構(gòu)時按要求來做出。由于不完全匹配的預(yù)定交叉線引起的人為現(xiàn)象可被減輕。圖4是輸出屋頂結(jié)構(gòu)的方法30的流程圖。方法30可由導(dǎo)航裝置I的處理裝置2執(zhí)行。處理裝置2可控制輸出接ロ 4，輸出接ロ 4用于光學(xué)輸出重建的3D屋頂結(jié)構(gòu)。在圖4的方法中，根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)重建屋頂結(jié)構(gòu)。該數(shù)據(jù)包括關(guān)于多邊形的邊的信息、分配給邊的類型標(biāo)識符和至少用于具有給定的一個類型標(biāo)識符的邊的參數(shù)值。根據(jù)本領(lǐng)域中的普通術(shù)語，術(shù)語“正在重建”和“重建”用于指代對存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以便生成適合于3D渲染的數(shù)據(jù)的處理。例如，在一些實(shí)施例中，可根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)計(jì)算屋頂結(jié)構(gòu)的所有平面型表面的拐角點(diǎn)，以重建屋頂結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，可生成三維像素點(diǎn)陣。在任一種情況中，數(shù)據(jù)可供應(yīng)給3D渲染過程。在31處，識別與屋頂結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的多邊形。可將數(shù)據(jù)庫組織成使得對于任何建筑物或任何屋頂結(jié)構(gòu)，其包括在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面中定義的不同多邊形的信息。在32處，取出關(guān)于閉合多邊形的邊的信息和為邊存儲的類型標(biāo)識符。該休息可具有不同形式，并可包括多邊形的拐角點(diǎn)的坐標(biāo)、多邊形的邊向量的坐標(biāo)、關(guān)于基底平面中的邊向量的長度和取向的信息，或使邊的位置和取向能被確定的這樣的數(shù)據(jù)的任何組合。所存儲的類型標(biāo)識符分別選自于可能的類型標(biāo)識符的有限集合。即，每ー種類型標(biāo)識符具有選自于可能的值的有限集合的值。根據(jù)各自的類型標(biāo)識符，可為相應(yīng)邊存儲參數(shù)值。如果為邊存儲了參數(shù)值，則也可在32處取出參數(shù)值。
在33處，可確定定義了屋頂結(jié)構(gòu)的若干平面型表面。平面型表面可包括相對于其中定義了多邊形的平面是傾斜的“向上傾斜的”屋頂表面，相對于其中定義了多邊形的平面為垂直的墻表面，和在定義了多邊形的平面中延伸的“平臺”屋頂?？赏ㄟ^不同方式確定平面型表面。可計(jì)算各個平面之間的交叉線，其通過多邊形的不同邊。所述平面可分別具有相對于其中定義了多邊形的平面的取向，其通過相應(yīng)邊的類型標(biāo)識符確定，如果可能，通過相應(yīng)邊的參數(shù)值確定。確定平面型表面還包括確定位于屋頂結(jié)構(gòu)內(nèi)的點(diǎn)的三維像素點(diǎn)陣。在34處，確定代表屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)是否包括與至少ー個其他多邊形相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。如果代表屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)包括與至少ー個其他多邊形相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，則為其他多邊形重復(fù)動作32和33。否則，方法前進(jìn)到35。在35處，執(zhí)行3D渲染。3D渲染可基于在33處確定的平面型表面的拐角點(diǎn)的信息或3D三維像素點(diǎn)陣執(zhí)行。在36處，對光學(xué)輸出裝置進(jìn)行控制，使得輸出屋頂結(jié)構(gòu)的3D表示。為了根據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)化描述來重建3D屋頂結(jié)構(gòu)，其中標(biāo)識符和(如果可應(yīng)用)參數(shù)值被分配給閉合多邊形的邊，可計(jì)算通過多邊形的邊的平面的交叉線。圖5示出了相應(yīng)過程。圖5是用于重建3D屋頂結(jié)構(gòu)的過程40的流程圖。該過程40可由導(dǎo)航裝置I的處理裝置2執(zhí)行?？蓤?zhí)行過程40，以實(shí)施方法30的步驟33。在41處，初始化對邊索引i的迭代。在42處，取出關(guān)于多邊形的第i條邊的信息和第i條邊的類型標(biāo)識符TypeIdit5在43處，確定類型標(biāo)識符TypeIdi是否是第一類型標(biāo)識符，即是否具有值“A”。如果類型標(biāo)識符TypeIdi具有值“A”，則在44處，取出為該邊存儲在數(shù)據(jù)庫中的ー個或多個參數(shù)值。在45處，產(chǎn)生向上傾斜的屋頂表面，其通過閉合多邊形的邊i。屋頂表面被產(chǎn)生為包括至少ー個平面型表面，其相對于屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面具有由44處取出的參數(shù)值定義的傾斜度。然后，該方法前進(jìn)到50。如果類型標(biāo)識符TypeIdi不具有值“A”，在46處，確定類型標(biāo)識符TypeIdi是否是第二類型標(biāo)識符，即是否具有值“S”。如果類型標(biāo)識符TypeIdi具有值“S”，則在47處，生成垂直于基底平面的墻表面。該墻表面可具有向上傾斜的墻緣，該墻緣上支撐了屋頂表面。然后，該方法前進(jìn)到50。如果類型標(biāo)識符TypeIdi不具有值“S”，在48處，確定類型標(biāo)識符TypeIdi是否是第三類型標(biāo)識符，即是否具有值“f”。如果類型標(biāo)識符TypeIdi具有值“f”，則在49處，生成在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面中延伸的平臺式屋頂。然后，該方法前進(jìn)到50。在50處，確定對多邊形邊的迭代是否已經(jīng)到達(dá)多邊形的最后一條邊。如果該邊是多邊形的最后一條邊，則在51處將i加I。方法返回42。如果對多邊形邊的迭代已經(jīng)到達(dá)多邊形的最后一條邊，在52處，可繼續(xù)進(jìn)行重建。為此，可確定在45處生成的向上傾斜的屋頂表面的交叉線和在47處生成的墻表面，或者可使用在45處生成的屋頂表面為多邊形的不同邊確定屋頂結(jié)構(gòu)的一條或多條屋脊線。盡管為了更好的說明在圖5中示出了在48處的確定步驟，但該確定步驟也可以被省略。當(dāng)僅存在類型標(biāo)識符的有限集合時，可推斷邊的類型標(biāo)識符具有其中ー個可能的值，如果之前確定了邊的類型標(biāo)識符，則它不具有任何其他可能的值。盡管在過程40的步驟45、47和49中示出了不同面的“生成”，但在本文中這樣的生成被理解為確定表面的位置和取向的處理，而不需要將表面實(shí)際輸出。進(jìn)ー步地，還可以確定各個面的表面紋理。盡管過程40是在對閉合多邊形的邊的迭代的上下文中說明的，但生成不同的面(向上傾斜的屋頂表面、墻表面、平臺式屋頂)也可以僅在關(guān)于所有邊的信息、類型標(biāo)識符和參數(shù)值(如果適用)已經(jīng)被取出之后才執(zhí)行?？墒褂貌粌Hー個邊的取向的信息和類型標(biāo)識符，還使用其他邊的信息、相關(guān)聯(lián)的類型標(biāo)識符和參數(shù)值，生成不同面。舉例來說，并且如以下更詳細(xì)的解釋，為了確定向上傾斜的屋頂表面的外邊界，可計(jì)算多個向上傾斜的屋頂表面的交叉線或向上傾斜的屋頂表面與墻表面的交叉線。圖6是說明屋頂結(jié)構(gòu)的重建的示意性透視圖。多邊形包括四個拐角，即頂點(diǎn)。圖6中可看到三個拐角61-63。邊64從第一拐角61延伸到第二拐角62。另一條邊65從第二拐角62延伸到第三拐角63。多邊形還包括在圖6中被掩藏了的兩條額外的邊。在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面中定義了具有邊64、65的多邊形。為邊64存儲的類型標(biāo)識符具有值“A”，表示邊64沿向上傾斜的屋頂表面的底側(cè)延伸。為邊65存儲的類型標(biāo)識符具有值“S”，表示邊65在定向?yàn)榕c其中定義了多邊形的平面垂直且具有向上傾斜的墻緣的墻表面上延伸。為從第三拐角點(diǎn)63延伸到第四拐角點(diǎn)(圖6中未示出)的邊存儲的類型標(biāo)識符具有值“A”，表示該邊沿著向上傾斜的屋頂表面的底側(cè)延伸。為從第四拐角點(diǎn)(圖6中未示出)延伸到第一拐角點(diǎn)邊61的邊存儲的類型標(biāo)識符具有值“ s ”，表示該邊在墻表面上延伸。描述屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)一歩包括用于具有類型標(biāo)識符“A”的每個邊的傾斜度參數(shù)值。此參數(shù)值表示向上傾斜的屋頂表面的傾斜度的數(shù)量。利用這種對屋頂結(jié)構(gòu)的描述，可為屋頂結(jié)構(gòu)的重建生成屋頂結(jié)構(gòu)的表面55、56。通過定義，多邊形的邊64位于向上傾斜的屋頂表面55的底側(cè)。向上傾斜的屋頂表面55的側(cè)邊67可被確定為通過邊64且依照邊64的傾斜度參數(shù)值傾斜的平面與通過邊65的垂直平面的交叉線。向上傾斜的屋頂表面55的側(cè)邊66可被確定為通過邊64且依照邊64的傾斜度參數(shù)值傾斜的平面與通過多邊形的從第四拐角點(diǎn)延伸到第一拐角點(diǎn)61的邊的垂直平面的交叉線。屋脊線68定義了向上傾斜的屋頂表面55的頂端，可被確定為通過具有類型標(biāo)識符“A”的邊且分別依照存儲在數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)傾斜度參數(shù)值而傾斜的兩個平面的交叉線。
類似地，為了生成墻表面56，向上傾斜的墻緣67和69可被確定為通過邊65的垂直平面與通過多邊形的相鄰的邊的傾斜平面之間的交叉線。例如，向上傾斜的墻緣67可被確定為通過邊65的垂直面與通過邊64并相對于屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面依照為邊64存儲的傾斜度參數(shù)值而傾斜的面之間的交叉線。通過使用屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述，可確定不同面之間的交叉邊，包括屋脊線58。圖7是說明屋頂結(jié)構(gòu)的重建的示意性透視圖。多邊形包括四個拐角71-74。第一邊75從第一拐角71延伸到第二拐角72。第二邊76從第二拐角72延伸到第三拐角73。第三邊77從第三拐角73延伸到第四拐角74。第四邊78從第四拐角74延伸到第一拐角71。多邊形被定義在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面中。為邊75-78中的每ー個存儲的類型標(biāo)識符具有值“f”，指示邊75-78圍起平臺式屋頂?？蛇x地，也可在屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述中存儲表示相對于基底平面的成零傾斜度的參 數(shù)值。這可有助于使用更通用的過程處理具有類型標(biāo)識符“f”和“A”的邊。當(dāng)重建屋頂結(jié)構(gòu)時，生成代表由閉合多邊形圍起的平臺式屋頂?shù)拿?7。對于每一個類型標(biāo)識符，類型標(biāo)識符可不僅被用于確定屋頂表面相對于多邊形所在的面的取向，還可用于確定表面紋理。對于具有指不屋頂表面是向上傾斜的屋頂表面的第一類型標(biāo)識符“A”的邊，可對屋頂表面施加表面紋理，該表面紋理與施加到從具有類型標(biāo)識符“s”的邊延伸的墻表面的表面紋理不同?？蓪⒂至愆`種表面紋理施加到平臺式屋頂表面。圖8和圖9說明了用于重建屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的處理。具有頂點(diǎn)Pi和pi+1的閉合多邊形被定義在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面80中。多邊形的邊81從頂點(diǎn)Pi延伸到頂點(diǎn)pi+1。如果邊81具有第一類型標(biāo)識符,則針對邊81,指示向上傾斜的屋頂表面82的傾斜度的傾斜度參數(shù)值Cii被存儲在屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述中。傾斜度參數(shù)值Cii可被存儲成多種形式中的任ー種。例如，傾斜角Oi自身可被存儲在參數(shù)化描述中。在另ー種實(shí)施方式中，可在參數(shù)化描述中存儲a i的正切tana卩使用a ,的正切，也可很容易確定向上傾斜的屋頂表面的傾斜度。傾斜角Qi可被定義在從0°到180°的區(qū)間中。小于90°的值可指示屋頂表面朝閉合多邊形的內(nèi)部傾斜。大于90°的值可指示屋頂表面朝閉合多邊形的外部傾斜。參考圖9,多邊形包括另外的拐角點(diǎn)pi+2。多邊形的另一條邊83在基底平面80中從拐角點(diǎn)Pi+1延伸到拐角點(diǎn)Pm。從邊83向上延伸的屋頂表面84相對于基底平面80以傾斜角ai+1傾斜。不同的傾斜角a” a i+1可定義向上傾斜的屋頂表面的不同斜度。如果邊83具有第一類型標(biāo)識符“A”，則在屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)值描述中為邊83存儲指示向上傾斜的屋頂表面84的傾斜度a i+1的傾斜度參數(shù)值。為了確定不同屋頂表面之間的屋脊，可計(jì)算平面型表面82與平面型表面84之間的交叉線85，其中平面型表面82通過邊81且相對于基底平面以角a 4傾斜，平面型表面84通過邊83且相對于基底平面以角ai+1傾斜。交叉線85定義3D空間中的屋頂結(jié)構(gòu)的邊。類似地，屋頂結(jié)構(gòu)的最高點(diǎn)86可通過確定兩個或更多個平面型表面的交叉線來計(jì)算。如果為多邊形的邊存儲了傾斜度參數(shù)值以表示相應(yīng)面的傾斜度的數(shù)量，傾斜角可具有在給定區(qū)間(諸如0°與180°之間)內(nèi)的任意值。可替換地，可使用離散的容許值的集合，存儲在屋頂結(jié)構(gòu)的描述中的每ー個傾斜度參數(shù)值選自于該離散集合。參考圖10-17，將說明屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的生成和使用。
圖10是屋頂結(jié)構(gòu)的平面視圖。該屋頂結(jié)構(gòu)的底部區(qū)域不是正多邊形。其中類型標(biāo)識符被分配給邊的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述使屋頂結(jié)構(gòu)的信息能夠以簡潔的方式表示。屋頂結(jié)構(gòu)包括總共八個向上傾斜的屋頂表面。每個屋頂表面相對于屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面傾斜成相同的傾斜角a。不同的傾斜角可很容易的被說明。如圖10中示意性示出的，在屋頂結(jié)構(gòu)的底部平面中定義了具有點(diǎn)P1,……P8的多邊形。類型標(biāo)識符“A”被分配給多邊形的每條邊。由于每個屋頂表面朝多邊形的內(nèi)部傾斜相同的角a，因此為每ー個邊存儲指示角a的適當(dāng)?shù)膬A斜度參數(shù)值。圖11說明包括圖10的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)23。數(shù)據(jù)23包括關(guān)于多邊形的邊的信息，該信息的形式為點(diǎn)P1,……P8的坐標(biāo)、分配給每一條邊的類型標(biāo)識符“A”，和指示傾斜角a的傾斜度參數(shù)值。利用數(shù)據(jù)23中的參數(shù)化描述，可重建圖10中的屋頂結(jié)構(gòu)。如參考圖9所作的解釋，通過計(jì)算通過多邊形不同邊的不同平面的交叉線，將屋頂結(jié)構(gòu)的屋脊線87、88或其他邊89計(jì)算為3D的線。圖12是另ー種屋頂結(jié)構(gòu)的平面視圖。屋頂結(jié)構(gòu)的底部區(qū)域不是正多邊形。其中類型標(biāo)識符被分配給邊的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述使屋頂結(jié)構(gòu)的信息能夠以簡潔的方式表示。屋頂結(jié)構(gòu)包括從點(diǎn)P1與P2之間的邊、點(diǎn)P2與P9之間的邊、點(diǎn)P9與Pltl之間的邊、點(diǎn)Pltl與P7之間的邊、點(diǎn)P7與P8之間的邊和點(diǎn)P8與P1之間的邊延伸的向上傾斜的屋頂表面。這些屋頂表面中的每ー個相對于屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面傾斜成相同的傾斜角a。不同的傾斜角可很容易解釋。屋頂結(jié)構(gòu)進(jìn)一歩包括鄰近向上傾斜的屋頂邊設(shè)置的兩個平臺式屋頂。圖13說明了包括對圖10的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)23。定義了三個閉合多邊形，以描述屋頂結(jié)構(gòu)。其中一個多邊形包括向上傾斜的屋頂表面從其延伸起始的所有邊。其他兩個多邊形包括分別圍起平臺式屋頂?shù)倪?。?shù)據(jù)23包括關(guān)于多邊形的邊的信息，該信息的形式為點(diǎn)Pl、P2> p9、p10> P7、P8的坐標(biāo)、分配給每一條邊的類型標(biāo)識符“A”，和指示傾斜角a的傾斜度參數(shù)值。數(shù)據(jù)23包括關(guān)于另一個多邊形的邊的信息，該信息的形式為點(diǎn)p2、p3、p4、P9的坐標(biāo)、分配給每一條邊的類型標(biāo)識符“f”。數(shù)據(jù)23還包括關(guān)于另一個多邊形的邊的信息，該信息的形式為點(diǎn)p1(1、p5、p6、p7的坐標(biāo)、分配給每一條邊的類型標(biāo)識符“f”。具有類型標(biāo)識符“f ”的這兩個多邊形定義了兩個平臺式屋頂。圖14是另ー種屋頂結(jié)構(gòu)的平面視圖。該屋頂結(jié)構(gòu)的底部區(qū)域不是正多邊形。其中類型標(biāo)識符被分配給邊的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述使屋頂結(jié)構(gòu)的信息能夠以簡潔的方式表不。屋頂結(jié)構(gòu)包括多個向上傾斜的屋頂表面和兩個墻表面。兩個墻表面從多邊形的點(diǎn)P9與Pltl之間的邊、多邊形的點(diǎn)P8與P1之間的邊延伸。大多數(shù)向上傾斜的屋頂表面相對于屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面傾斜成相同的傾斜角a。從點(diǎn)p2與p9之間的邊和從點(diǎn)Pltl與P7之間的邊延伸的向上傾斜的屋頂表面朝相應(yīng)基礎(chǔ)多邊形的外部傾斜，以便與相鄰的向上傾斜的屋頂表面無縫鄰接。圖15說明了包括對圖14的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)23。定義了三個閉合多邊形，來描述屋頂結(jié)構(gòu)。、
數(shù)據(jù)23包括關(guān)于閉合多邊形的邊的信息，該信息的形式為點(diǎn)Pl、p2、p9、p1Q、p7、P8的坐標(biāo)。數(shù)據(jù)23包括分配給從P9到Pltl的邊和分配給從P8到P1的邊的類型標(biāo)識符“S”。數(shù)據(jù)23包括對于該多邊形的所有其他邊的類型標(biāo)識符“A”和指示傾斜角a的傾斜度參數(shù)值。數(shù)據(jù)23包括關(guān)于另一個多邊形的邊的信息，該信息的形式為點(diǎn)p2、p3、p4、P9的坐標(biāo)和分配給這些邊的每一條邊的類型標(biāo)識符“A”。數(shù)據(jù)23包括關(guān)于從P2延伸到P3的邊、關(guān)于從P3延伸到P4的邊和關(guān)于從P4延伸到P9的邊的指示傾斜角a的傾斜度參數(shù)值，以及關(guān)于從P9延伸到P2的邊的指示傾斜角180° -a的傾斜度參數(shù)值。數(shù)據(jù)23包括關(guān)于另一個多邊形的邊的信息，該信息的形式為點(diǎn)p1(l、p5、p6、p7的坐標(biāo)和分配給這些邊的每一條邊的類型標(biāo)識符“A”。數(shù)據(jù)23包括關(guān)于從Pltl延伸到P5的邊、關(guān)于從P5延伸到P6的邊和關(guān)于從P6延伸到P7的邊的指示傾斜角a的傾斜度參數(shù)值，以及 關(guān)于從P7延伸到Pltl的邊的指示傾斜角180° -a的傾斜度參數(shù)值。使用數(shù)據(jù)23的參數(shù)化描述，可重建圖14的屋頂結(jié)構(gòu)。不需要在數(shù)據(jù)庫中存儲位于屋頂結(jié)構(gòu)的頂端屋脊的頂點(diǎn)的信息。3D空間中這樣的頂點(diǎn)的位置可在重建屋頂結(jié)構(gòu)時使用屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述來確定。圖16是另ー種屋頂結(jié)構(gòu)的平面視圖。屋頂結(jié)構(gòu)的底部區(qū)域不是正多邊形。其中類型標(biāo)識符被分配給邊的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述使屋頂結(jié)構(gòu)的信息能夠以簡潔的方式表示。屋頂結(jié)構(gòu)的底部區(qū)域由具有拐角(或頂點(diǎn))Pl、……、P18的多邊形定義。屋頂結(jié)構(gòu)包括多個向上傾斜的屋頂表面和兩個墻表面。兩個墻表面從點(diǎn)P14與P15之間的邊、和從多邊形的點(diǎn)P18與P1之間的邊延伸。所有向上傾斜的屋頂表面相對于屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面傾斜成相同的傾斜角a。圖17說明了包括對圖16的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)23。定義了一個閉合多邊形，來描述屋頂結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)23包括關(guān)于多邊形的邊的信息，該信息的形式為點(diǎn)Pl、……、p18的坐標(biāo)。數(shù)據(jù)23包括分配給從P14到P15的邊和分配給從P18到P1的邊的類型標(biāo)識符“S”。數(shù)據(jù)23包括關(guān)于該多邊形的所有其他邊的類型標(biāo)識符“A”和指示傾斜角a的傾斜度參數(shù)值。使用這種參數(shù)化描述，可重建屋頂結(jié)構(gòu)。不需要在數(shù)據(jù)庫中存儲屋頂結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)巧、……、r13的坐標(biāo)?？赏ㄟ^計(jì)算通過屋頂結(jié)構(gòu)基底平面中定義的多邊形的不同邊的平面之間的交叉線，根據(jù)數(shù)據(jù)23中的參數(shù)化描述來計(jì)算屋頂結(jié)構(gòu)的房脊和上部頂點(diǎn)。為了比較，圖18說明了對圖16的屋頂結(jié)構(gòu)的可能的傳統(tǒng)描述。在數(shù)據(jù)91中，屋頂結(jié)構(gòu)的每個平面型表面由該面的頂點(diǎn)的坐標(biāo)定義。這需要屋頂結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)(諸如頂點(diǎn)巧、……、r13)的坐標(biāo)也存儲在數(shù)據(jù)91中。對于圖16的屋頂結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)描述不如根據(jù)實(shí)施例的參數(shù)化描述簡潔。屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述和輸出3D屋頂結(jié)構(gòu)的方法可進(jìn)ー步配置成，使得屋頂窗可很容易地被構(gòu)成。為此，要引入一個約定，即在屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述中，多邊形的邊的長度還可以是零。即，可允許多邊形的兩個頂點(diǎn)重合。然后，輸出3D屋頂結(jié)構(gòu)的方法可使用該約定，即如果多邊形的邊具有零長度，則構(gòu)造出屋頂結(jié)構(gòu)的表面，該表面從與閉合多邊形的在前的(preceding)邊垂直的虛擬邊延伸。因此，屋頂窗的描述可很容易并入到參數(shù)化描述中，如將參考圖19和圖20做出的更詳細(xì)的解釋。
圖19是重建的3D屋頂結(jié)構(gòu)的示意性透視圖，圖20是該屋頂結(jié)構(gòu)的頂部視圖。屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述包括在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面中定義的多邊形，具有頂點(diǎn)
P1>P2>P3>P4>P5>P6> ......。通過定義P2 = P3并且P4 = P5,多邊形的其中一些邊被設(shè)置為具
有零長度。根據(jù)約定，當(dāng)根據(jù)參數(shù)化描述重建屋頂結(jié)構(gòu)時，通過使用對于從P2到P3的零長度邊的類型標(biāo)識符和參數(shù)值(如果適用) 生成屋頂結(jié)構(gòu)的表面，生成該表面時仿佛多邊形的從P2到P3的邊垂直于從P1到P2的之前的邊一祥。類似地，通過使用對于從P4到P5的零長度邊的類型標(biāo)識符和參數(shù)值(如果適用)生成屋頂結(jié)構(gòu)的另ー個表面，生成該表面時仿佛多邊形的從P4到P5的邊垂直于從P3到P4的之前的邊一祥。通過將類型標(biāo)識符“A”和傾斜度參數(shù)值分配給具有零長度的邊，可重建具有屋頂窗的屋頂結(jié)構(gòu)。參考圖19和20，可將類型標(biāo)識符“A”和傾斜度參數(shù)值分配給從p2到p3的零長度邊?？蓪㈩愋蜆?biāo)識符“s”分配給從P3到P4的邊?？蓪㈩愋蜆?biāo)識符“A”和傾斜度參數(shù)分配給從P4到P5的零長度邊。通過使用仿佛多邊形的零長度邊的取向?yàn)榇怪庇诙噙呅蔚钠矫嬷械脑谇暗倪叐`樣處理該零長度邊的約定，重建了屋頂窗的屋頂表面93。屋頂表面93通過了位于多邊形的面中的線92，并且垂直于從P3到P4的在前的邊。屋頂表面93相對于其中定義了多邊形的面依照為從P4到P5的邊存儲的傾斜度參數(shù)值而傾斜?？赏ㄟ^計(jì)算基于屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述生成的表面之間的交叉線，確定屋頂結(jié)構(gòu)的屋脊線94和上頂點(diǎn)95。盡管在已經(jīng)描述的實(shí)施例中，根據(jù)分配給邊的類型標(biāo)識符，生成相對于其中定義了多邊形的基底平面傾斜的平面型表面(類型標(biāo)識符“A”)，或與其中定義了多邊形的基底平面垂直的平面型表面(類型標(biāo)識符“s”)，或位于其中定義了多邊形的基底平面內(nèi)的平面型表面(類型標(biāo)識符“f”)，屋頂結(jié)構(gòu)的描述和方法以及使用該方法的裝置也可以用于定義具有起伏面(broken face)的更復(fù)雜的屋頂結(jié)構(gòu)。在本文中使用時，起伏屋頂表面應(yīng)理解為具有相對于基底平面以不同傾斜角傾斜的多個向上傾斜的平面型屋頂表面。這些將通過參考圖21-30來更詳細(xì)地解釋。圖21說明對于這樣的起伏屋頂表面102的示例。起伏屋頂表面101包括相對于屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面80以不同角度a ia和a i>2傾斜的兩個平面型表面103和104。兩個平面型表面103和104相交處的邊105平行于面103的低端側(cè)延伸。在包括起伏屋頂表面102的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述中，存儲了關(guān)于閉合多邊形的信息。該信息包括關(guān)于閉合多邊形的邊101的信息?？蔀檫?01存儲類型標(biāo)識符“A”，以指示向上傾斜的屋頂表面從邊101伸出?？蔀檫?01存儲多于ー個的參數(shù)值。為邊101存儲的參數(shù)值可包括指示傾斜角ay的第一傾斜度參數(shù)值、指示傾斜角ai,2的第二傾斜度參數(shù)值，和指示兩個面103和104之間的邊105相對于多邊形的邊101的位置的位移參數(shù)值。位移參數(shù)值可采用多種形式中的任ー種。例如，可存儲從基底平面80測量的邊105的高度?？商鎿Q地或額外地，可存儲在平行于基底平面80的方向上測量的在與多邊形的邊101垂直的方向上，邊105離開多邊形的邊101的位移?？商鎿Q地或額外地，可存儲起伏屋頂表面的平面型表面之間的邊105離開多邊形的邊101的距離。因?yàn)橐阎矫嫘捅砻?03的傾斜角a ia，這些值中的任一個使得能夠相對于邊101確定邊105的位置。
圖22是圖21的起伏屋頂表面102的側(cè)視圖。所說明的是邊105在多邊形的底邊101以上的高度hi,卩在地圖數(shù)據(jù)庫中，該高度可存儲為邊101的屬性。不需要存儲規(guī)定平面型表面104的上部屋脊107的信息。屋脊107可通過計(jì)算起伏屋頂表面102與由屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述定義的其他面之間的交叉線來確定。圖23是重建的具有兩個起伏屋頂表面和兩個墻表面的屋頂結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。兩個起伏的向上傾斜的屋頂表面的下側(cè)平面型表面的傾斜角具有值a 1，兩個起伏的墻表面的上側(cè)平面型表面的傾斜度 具有相對于屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面的值a 2。兩個平面型表面之間的邊105布置在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面以上的高度hi處。在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面中定義了具有拐角點(diǎn)Pl、……P4的閉合多邊形。在起伏的屋頂表面的下側(cè)處，邊101從P1延伸到p2。圖24示出了提供圖23的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)23。將第一類型標(biāo)識符“A”分配給從P1延伸到P2的邊，和從P3延伸到P4的邊。為這兩個邊中的每ー個存儲三個參數(shù)值，其包括指示兩個傾斜度的傾斜度參數(shù)值和指示邊105相對于多邊形的邊101的位移的位移參數(shù)值。將第二類型標(biāo)識符“s”分配給從P2延伸到P3的邊，和從P4延伸到P1的邊。使用數(shù)據(jù)23的參數(shù)化描述，可重建圖23的屋頂結(jié)構(gòu)?？墒褂脼閺腜1到P2的邊存儲的參數(shù)值確定邊105的位置。屋脊107的位置可計(jì)算成兩個起伏屋頂表面之間的交叉線。圖25是重建的具有兩個起伏的向上傾斜的屋頂表面和兩個不起伏的向上傾斜的屋頂表面的屋頂結(jié)構(gòu)的示意性透視圖。圖26是該屋頂結(jié)構(gòu)的平面視圖。起伏的屋頂表面中的每ー個包括從邊112延伸的第一向上傾斜的平面型表面114和第二向上傾斜的平面型表面115。不起伏的平面型表面113從用于描述屋頂結(jié)構(gòu)的多邊形的其他邊111延伸。相對于屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面，起伏的屋頂表面的下側(cè)平面型表面114的傾斜角具有值a 1，起伏的屋頂表面的上側(cè)平面型表面115的傾斜度具有值a 2。起伏的屋頂表面的兩個平面型表面之間的邊被布置在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面以上的高度hi處。還假設(shè)平面型表面113相對于基底平面具有傾斜度a I。在屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面中定義了具有拐角點(diǎn)Pl、……P4的閉合多邊形。在不起伏的向上傾斜的屋頂表面的底側(cè)處，多邊形的邊111從P1延伸到P2。在起伏的向上傾斜的屋頂表面的底側(cè)處，多邊形的邊112從卩4延伸到P:。圖27示出了提供圖25和圖26的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)23。將第一類型標(biāo)識符“A”分配給多邊形的每ー個邊。分別為從P1延伸到P2的邊，和從P3延伸到P4的邊存儲ー個參數(shù)值，該參數(shù)值指示不起伏的向上傾斜的屋頂表面的傾斜度。分別為從P2延伸到P3的邊并為從P4延伸到P1的邊存儲三個參數(shù)值。這三個參數(shù)值包括指示兩個傾斜度的傾斜度參數(shù)值，和指示起伏表面的兩個平面型表面之間的邊相對于多邊形的邊112的位移的位移參數(shù)值。使用數(shù)據(jù)23的參數(shù)化描述，可重建圖25的屋頂結(jié)構(gòu)?？墒褂脜?shù)化描述確定向上傾斜的屋頂表面之間的所有邊的位置。為此，可確定表面之間的交叉線。不需要將例如屋脊線116的位置存儲為単獨(dú)的參數(shù)。當(dāng)重建屋頂結(jié)構(gòu)時，導(dǎo)航裝置I的處理裝置2可基于多邊形的邊是否具有類型標(biāo)識符“A”然后進(jìn)一歩基于為相應(yīng)邊存儲的參數(shù)數(shù)目，確定向上傾斜的屋頂表面是否是起伏的。
即使更復(fù)雜的屋頂結(jié)構(gòu)也可以通過使用屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述來存儲，在參數(shù)化描述中，類型標(biāo)識符和參數(shù)值被分配給多邊形的邊。例如，可存儲在巴洛克時期建造的教堂塔發(fā)現(xiàn)的洋蔥頭形穹頂結(jié)構(gòu)。圖28是洋蔥形屋頂結(jié)構(gòu)的平面視圖，圖29是通過洋蔥形穹頂?shù)闹行妮S119的截面圖。根據(jù)起伏的屋頂表面，可使用本文解釋的參數(shù)化描述來描述該屋頂結(jié)構(gòu)。洋蔥形屋頂結(jié)構(gòu)在繞中心軸119的30°旋度下是對稱的?？啥x具有12條邊的正多邊形。多邊形的12條邊表示洋蔥形屋頂結(jié)構(gòu)的覆蓋區(qū)。對于多邊形的每一條邊，可在數(shù)據(jù)庫中存儲第一類型標(biāo)識符“A”和多個參數(shù)值。多個參數(shù)值可指示例如多個平面型表面相對于基底平面的傾斜角，以及表示平面型表面的上側(cè)邊和下側(cè)邊的位移的數(shù)量的信息。參考圖29，從多邊形的點(diǎn)P1和p2之間的邊向上延伸的最低側(cè)平面型表面相對于基底平面具有傾斜角a I。最低側(cè)平面型表面向上延伸過高度hi。相鄰的平面型表面從在
高度hi處的邊向上延伸，并且相對于基底平面成傾斜角a 2。此平面型表面向上延伸h2的總高度?？蔀槌笫[形屋頂結(jié)構(gòu)的上部點(diǎn)布置的相鄰平面型表面的每ー個定義對應(yīng)參數(shù)。
因此，可定義總共七個傾斜角a I、......、a7。類似地,可定義總共六個高度hi、......、h6。
不需要単獨(dú)存儲起伏屋頂表面的最高平面型表面的高度h7，因?yàn)檫@個高度可通過交叉不同的起伏屋頂表面來推斷。由于洋蔥形穹頂結(jié)構(gòu)的對稱性，對于多邊形的十二條邊中的每ー個，這些傾斜角參數(shù)和高度都是相同的。圖30說明了提供洋蔥形穹頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)23。將第一類型標(biāo)識符“A”分配給多邊形的每一條邊。進(jìn)ー步的，為多邊形的每一條
邊存儲多個參數(shù)值。參數(shù)值包括指示七個傾斜角al、......、a7的傾斜度參數(shù)值和指示在
邊之間的位移的位移參數(shù)值hi、……、h6，在這些邊處，起伏屋頂表面的不同平面型表面彼此緊鄰。使用數(shù)據(jù)23的參數(shù)化描述，可重建洋蔥形穹頂結(jié)構(gòu)。不同向上傾斜的屋頂表面之間的所有邊的位置可使用參數(shù)化描述來確定。當(dāng)重建屋頂結(jié)構(gòu)時，導(dǎo)航裝置I的處理裝置2可基于類型標(biāo)識符“A”和為相應(yīng)邊存儲的參數(shù)的數(shù)量確定所有向上傾斜的屋頂表面都是起伏面。通過參考示例性屋頂結(jié)構(gòu)描述和說明了用于輸出3D屋頂結(jié)構(gòu)的方法和裝置。所描述的不同原理不僅可在基于屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述生成光學(xué)輸出時使用，還可在生成包括這樣的屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的數(shù)據(jù)庫時使用。圖31示出生成數(shù)據(jù)庫的方法的流程圖。生成數(shù)據(jù)庫，其包括屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述，具有分配給閉合多邊形的邊的類型標(biāo)識符。在121處，取出代表屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，并定義至少一個多邊形。數(shù)據(jù)可以是預(yù)處理的數(shù)據(jù)，其已經(jīng)包括關(guān)于屋頂結(jié)構(gòu)的平面型表面的信息?？商鎿Q地，數(shù)據(jù)還可以是原始數(shù)據(jù)，其在隨后被預(yù)處理以確定屋頂結(jié)構(gòu)的平面型表面?？苫诖砦蓓斀Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，尤其是基于將屋頂結(jié)構(gòu)分割成平面型表面的分割操作，來定義閉合多邊形。如果屋頂結(jié)構(gòu)包括一個或多個平臺式屋頂，可分別定義邊圍起每個平臺式屋頂?shù)拈]合多邊形。在122處，初始化多邊形的邊的迭代。在123處，確定多邊形的第i條邊是否位于向上傾斜的屋頂表面的底側(cè)。如果邊位于向上傾斜的屋頂表面的底側(cè)，在124處，將邊的類型標(biāo)識符設(shè)置成具有值“A”。在125處，確定ー個或多個參數(shù)值。參數(shù)值包括至少ー個指示多邊形的邊i延伸所在的屋頂表面的傾斜角的傾斜度參數(shù)。該方法然后前進(jìn)至130。如果，在123處，確定多邊形的第i條邊不位于向上傾斜的屋頂表面的底側(cè)，則方法前進(jìn)至126。在126處，確定邊是否在墻表面上延伸，該墻表面具有支撐屋頂表面的向上傾斜的墻緣。如果邊在墻表面上延伸，則在127處，將邊的類型標(biāo)識符設(shè)置成具有值“S”。該方法然后前進(jìn)至130。如果，在126處，確定多邊形的第i條邊不在具有向上傾斜的墻緣的墻表面上延イ申，則該方法前進(jìn)至128。在128處，確定邊是否沿平臺式屋頂?shù)末`側(cè)延伸。如果邊沿著平臺式屋頂?shù)末`側(cè)延伸，則在128處，將邊的類型標(biāo)識符設(shè)置成具有值“f”。該方法然后前進(jìn)至 130。在130處，確定是否已經(jīng)為閉合多邊形的所有邊執(zhí)行了類型標(biāo)識符和參數(shù)值(如果適用)的分配。如果第i條邊不是最后一條邊，則在131處將邊索引加一。該方法返回123。如果確定已經(jīng)為多邊形的所有邊分配了類型標(biāo)識符和參數(shù)值(如果適用)，則在數(shù)據(jù)庫中存儲關(guān)于邊的信息、分配給邊的類型標(biāo)識符和參數(shù)值。如果在121處定義了多于ー個多邊形，可為每ー個多邊形重復(fù)過程122-132。使用圖31的方法生成的地圖數(shù)據(jù)庫可在根據(jù)實(shí)施例的導(dǎo)航裝置中使用。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了根據(jù)實(shí)施例的裝置和方法，但在其他實(shí)施例中可實(shí)施修正。例如，盡管已經(jīng)描述了使用三個類型標(biāo)識符的實(shí)施例，還可使用其他數(shù)目的類型標(biāo)識符或具有其他含義的類型標(biāo)識符。例如，可采用約定，即具有類型標(biāo)識符“A”且傾斜度參數(shù)值為0°的屋頂表面對應(yīng)于平臺式屋頂，而不是為平臺式屋頂定義單獨(dú)的類型標(biāo)識符。在進(jìn)ー步的實(shí)施例中，可使用多于三個的類型標(biāo)識符。例如，可為起伏的向上傾斜的屋頂表面引入單獨(dú)的類型標(biāo)識符。本發(fā)明的實(shí)施例可用于導(dǎo)航裝置。然而，根據(jù)進(jìn)一歩的方面和實(shí)施例，其中類型標(biāo)識符分別被分配給閉合多邊形的邊的屋頂結(jié)構(gòu)參數(shù)化描述，也可以用于要輸出3D城市模型的任何其他應(yīng)用中。權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)航裝置，包括 光學(xué)輸出裝置(4)， 數(shù)據(jù)庫(3 ;20)，存儲定義三維屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)(21、22、23)，以及耦合到所述數(shù)據(jù)庫(3 ；20)的處理裝置(2)，所述處理裝置(2)配置成從所數(shù)據(jù)庫(3 ；20)取出定義三維屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)(21、22、23)，基于所述取出的數(shù)據(jù)(21、22、23)重建所述三維屋頂結(jié)構(gòu)，和控制所述光學(xué)輸出裝置(4)顯示所重建的屋頂結(jié)構(gòu)， 其中，所述取出的數(shù)據(jù)(21、22、23)包括關(guān)于至少一個閉合多邊形的邊出4，65 ;75_78 ；81.83；101 ;111，112)的信息和為所述邊(64,65 ;75_78 ;81，83 ；101 ;111，112)中的每一條邊分別存儲在所述數(shù)據(jù)庫(3;20)中的類型標(biāo)識符，所述類型標(biāo)識符中的每一個分別選自于類型標(biāo)識符的有限集合，所述處理裝置(2)配置成確定多個平面型表面(55-57 ;82，84 ；93 ；103,104 ;113，114)以重建所述屋頂結(jié)構(gòu)，所述平面型表面(55-57 ;82，84 ；93 ;1 03，104 ；113,114)中的每一個是分別被確定的，使得其通過所述多邊形的邊(64，65 ;75-78 ;81，83 ; 101 ; 111，112)并具有基于為所述邊存儲的類型標(biāo)識符確定的取向。
2.如權(quán)利要求I所述的導(dǎo)航裝置， 所述類型標(biāo)識符的有限集合至少包括用于向上傾斜的屋頂表面的第一類型標(biāo)識符和用于取向?yàn)榇怪庇诨灼矫娴钠矫嫘捅砻娴牡诙愋蜆?biāo)識符。
3.如權(quán)利要求I或2所述的導(dǎo)航裝置， 其中，所述取出的數(shù)據(jù)(21、22、23)包括用于所述邊(64,65 ;75_78 ;81，83 ；101 ;111，112)的至少一部分的參數(shù)值，每一個所述參數(shù)值被分別存儲成與所述多邊形的所述邊(64,65 ；75-78 ;81，83 ；101 ;111，112)中的一個相關(guān)聯(lián)， 所述處理裝置(2)進(jìn)一步配置成基于所述參數(shù)值重建所述屋頂結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的導(dǎo)航裝置， 所述處理裝置(2)配置成，在重建所述屋頂結(jié)構(gòu)時，識別在所述數(shù)據(jù)庫(3;20)中為其存儲第一類型標(biāo)識符的所述多邊形的邊(64 ;81，83 ；101 ;111，112)，以取出用于所識別出的邊(64 ;81，83 ; 101 ; 111，112)的至少一個傾斜度參數(shù)值，并生成具有平面型表面(55 ；82.84；93 ；103 ;113，114)的傾斜的屋頂表面，所述平面型表面(55 ;82，84 ；93 ；103 ;113，114)通過所述識別出的邊(64 ;81，83 ；101 ;111，112)并具有由所述傾斜度參數(shù)值定義的傾斜度。
5.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)航裝置， 所述處理裝置(2)配置成，識別在所述數(shù)據(jù)庫(3 ；20)中為其存儲所述第一類型標(biāo)識符的所述多邊形的第二邊(83 ;111)，以取出用于所述識別出的第二邊(83;111)的第二傾斜度參數(shù)值，并計(jì)算所述屋頂表面與第二屋頂表面之間的交叉線，所述第二屋頂表面包括通過所述第二邊(83 ；111)并具有由所述第二傾斜度參數(shù)值定義的傾斜度的第二平面型表面(84 ；113) ο
6.如權(quán)利要求4所述的導(dǎo)航裝置， 所述處理裝置(2)配置成確定是否為所述識別出的邊(101 ；112)存儲另外的傾斜度參數(shù)值，如果為所述識別出的邊(101 ；112)存儲另外的傾斜度參數(shù)值，則將所述屋頂表面產(chǎn)生為起伏的屋頂表面(102 ;114，115)，其具有另外的平面型表面(104 ;115)，其中所述另外的平面型表面(104;115)平行于所述多邊形的所述識別出的邊(101 ；112)并具有由所述另外的傾斜度參數(shù)值定義的另外的傾斜度。
7.如權(quán)利要求I或2所述的導(dǎo)航裝置， 所述處理裝置(2)配置成，識別在所述數(shù)據(jù)庫(3 ；20)中為其存儲第二類型標(biāo)識符的所述多邊形的邊(65)，并重建所述屋頂結(jié)構(gòu)，使得其包括平面型表面(56)，該平面型表面(56)取向?yàn)榇怪庇诨灼矫?80)，通過所述識別出的邊￠5)且具有相對于所述基底平面傾斜的向上傾斜的墻緣(67，69)。
8.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)航裝置， 所述處理裝置(2)配置成計(jì)算平面(56)與另外的平面(55)之間的交叉線，以便計(jì)算所述向上傾斜的墻緣出7，69)，其中所述平面(56)通過所述識別出的邊￠5)并垂直于所述基底平面(80)，并且其中所述另外的平面(55)通過與所述識別出的邊￠5)相鄰的所述多邊形的另一條邊(64)，并且相對所述基底平面(80)傾斜。
9.如權(quán)利要求I或2所述的導(dǎo)航裝置， 所述處理裝置(2)配置成，識別在所述數(shù)據(jù)庫(3 ；20)中為其存儲第三類型標(biāo)識符的所述多邊形的邊(75-78)，并重建所述屋頂結(jié)構(gòu)，使得其包括由所述多邊形的所述識別出的邊(75-78)圍起的平臺式屋頂(57)。
10.如權(quán)利要求I或2所述的導(dǎo)航裝置， 其中所述類型標(biāo)識符的有限集合包括三個或更少個不同的類型標(biāo)識符。
11.如權(quán)利要求I或2所述的導(dǎo)航裝置， 其中所述多邊形位于所述屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面(80)中。
12.如權(quán)利要求I或2所述的導(dǎo)航裝置， 其中所述數(shù)據(jù)庫(3 ；20)是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(3 ；20)。
13.—種經(jīng)由導(dǎo)航裝置(I)的光學(xué)輸出裝置(4)輸出三維屋頂結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括 從所述數(shù)據(jù)庫(3 ；20)取出表示三維屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)(21、22、23)，其中所取出的數(shù)據(jù)(21、22、23)包括關(guān)于至少一個閉合多邊形的邊(64，65;75-78 ;81，83 ;101 ;111，112)的信息，和為所述邊(64，65 ；75-78 ;81，83 ;101 ;111，112)中的每一條邊分別在所述數(shù)據(jù)庫(3 ；20)中存儲的類型標(biāo)識符，所述類型標(biāo)識符中的每一個選自于類型標(biāo)識符的有限集合， 基于關(guān)于所述邊(64，65 ；75-78 ;81，83 ;101 ;111，112)的所述信息和用于所述邊(64，65 ；75-78 ;81，83 ；101 ;111，112)的所述類型標(biāo)識符重建所述三維屋頂結(jié)構(gòu)，其中確定多個平面型表面(55-57 ;82，84 ；93 ；103,104 ;113，114)，使得各個平面型表面通過所述多邊形的邊(64,65 ；75-78 ;81，83 ；101 ;111，112)，并具有基于為所述邊(64,65 ;75_78 ;81，83 ；101 ;111，112)存儲的所述類型標(biāo)識符確定的取向，以及控制所述光學(xué)輸出裝置(4)顯示所述重建的屋頂結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法， 其中所述方法由權(quán)利要求I或2所述的導(dǎo)航裝置(I)執(zhí)行。
15.一種產(chǎn)生包括屋頂結(jié)構(gòu)的參數(shù)化描述的車輛導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(3 ；20)的方法，該方法包括 取出表示三維屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)； 基于所述數(shù)據(jù)，識別在所述屋頂結(jié)構(gòu)的基底平面(80)中的包括多條邊(64，65 ；75-78 ；、81,83；101 ;111，112)的至少一個閉合多邊形； 對于所述多條邊(64,65 ；75-78 ;81，83 ；101 ;111，112)中的每條邊， 基于所述邊(64,65 ；75-78 ;81，83 ；101 ;111，112)相對于所述屋頂結(jié)構(gòu)的屋頂表面的位置，為所述邊(64，65 ；75-78 ;81，83 ; 101 ; 111，112)分配類型標(biāo)識符，該類型標(biāo)識符選自于類型標(biāo)識符的有限集合，和 基于所分配的類型標(biāo)識符，根據(jù)所述數(shù)據(jù)為各條邊(64,65 ；75-78 ;81，83 ；101 ;111，、112)選擇性地確定參數(shù)值，以及 在所述數(shù)據(jù)庫(3 ；20)中存儲關(guān)于所述多邊形的所述邊出4，65 ；75-78 ;81，83 ；101 ；、111，112)的信息和關(guān)于分配給所述邊(64，65 ;75_78 ;81，83 ; 101 ; 111，112)中的每一條邊的所述類型標(biāo)識符的信息。
16.如權(quán)利要求15所述的方法， 其中，所述類型標(biāo)識符的所述集合包括第一類型標(biāo)識符、第二類型標(biāo)識符，和第三類型標(biāo)識符， 其中，如果所述邊(64 ;81，83 ；101 ;111，112)沿著傾斜的屋頂表面(55 ;82，84 ；93 ；、103 ;113，114)底側(cè)延伸，則將所述第一類型標(biāo)識符分配給所述多邊形的邊， 其中，如果所述邊出5)延伸通過具有向上傾斜的墻緣￠7,69)的墻表面(57)，該向上傾斜的墻緣(67，69)用于支撐向上傾斜的屋頂表面(55)，則將所述第二類型標(biāo)識符分配給所述多邊形的邊(65)，并且 其中，如果所述邊(75-78)沿平臺式屋頂表面(57)的一側(cè)延伸，則將所述第三類型標(biāo)識符分配給所述多邊形的邊(75-78)。全文摘要
本發(fā)明提供一種導(dǎo)航裝置包括存儲用于重建三維屋頂結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。所述數(shù)據(jù)包括為至少一個閉合多邊形的邊(64，65)中的每一個分別在數(shù)據(jù)庫中存儲的關(guān)于邊(64，65)的信息和類型標(biāo)識符。類型標(biāo)識符中的每一個分別選自于類型標(biāo)識符的有限集合。生成多個平面型表面(55-56)以重建屋頂結(jié)構(gòu)。平面型表面(55-56)是分別確定的，使得其通過多邊形的邊(64，65)并具有基于為邊存儲的類型標(biāo)識符確定的取向。
文檔編號G01C21/26GK102735241SQ201210097998
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月4日
發(fā)明者M.斯特拉森伯格-克萊西亞克 申請人:哈曼貝克自動系統(tǒng)股份有限公司