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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Karte,
eine Anordnung zum Bereitstellen einer Karte, ein Computerprogramm
und ein Computerprogrammprodukt.
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Stand der Technik
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Auf
Basis von realen Geländedaten existieren verschiedene Applikationen
für bspw. dreidimensionale Kartendarstellungen. Dabei gibt
es unterschiedliche Anwendungsgebiete wie z. B. Tourismus-Information,
Fahrzeugnavigation, Fuß gängernavigation, Stadtplanung
und Simulation.
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Die
dabei verwendeten Daten werden für verschiedene räumliche
Abdeckungen erhoben. Für die Applikationen werden meist
Kombinationen von unterschiedlichen Datentypen genutzt. Zu den üblicherweise
verwendeten Datentypen gehört ein digitales Höhenmodell
(DEM), mit dem Höhenunterschiede im Gelände verdeutlicht
werden. Dabei werden auch abgegrenzte Flächen mit einer
speziellen Nutzung, z. B. von Straßen, bebaute Flächen,
Wäldern usw., reale Rasterbilder der Oberfläche,
z. B. als Luftbild oder als Satellitenbild und 3D-Modelle von einzelnen
Objekten, Gebäuden oder Bäumen verwendet. Bei
der Darstellung auf Basis realer Geländedaten sind die
Datenerfassung und der Umfang der Daten im Modell für einen
großflächigen Einsatz besonders aufwändig.
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Für
die Filmindustrie und Computerspiele sind Darstellungen des Geländes
vorteilhaft, die von der realen Landschaft kaum unterscheidbar sind. Hier
ist ein sehr hoher Detailgrad notwendig. Geländeelemente
für Geländemodelle können mit Generatoren,
bspw. Procedural Terrain oder Ecotope Modelling, synthetisch er zeugt
werden. Bei den Geländeelementen werden eine Vegetation
mit Variationen in Pflanzenarten, deren Form und Größe,
abhängig von Vegetationszonen und der Jahreszeit, Straßen
mit animiertem Verkehr, Gewässer, Höhenmodelle
mit Modellierungen durch Erosion sowie der Himmel mit Wolken dargestellt.
Mit diesen Geländemodellen wird ein sehr realistisch erscheinendes
Bild erzeugt, das allerdings nur eine Phantasielandschaft wiedergibt und
nicht zu einer realen Landschaft passt.
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Die
Druckschrift
DE
10 2004 038 739 A1 beschreibt eine Vorgehensweise zur Darstellung
von Karteninformationen, bei dem direkte Abbildungen der realen
Objekte, d. h. Satellitenbilder, Luftbilder oder Höhenmodell
genutzt werden, um daraus eine 3D-Szene zu generieren. Hierbei korrelieren
der Detailgrad und das erforderliche Datenvolumen. So wird bei einer
Auflösung von 1 m allein für Deutschland eine
Speicherkapazität von 140 GB benötigt. Selbst bei
diesem großen Datenvolumen ist eine fotorealistische Abbildung
aus der Fahrerperspeklive nicht möglich. Außerdem
werden hier nur Bilddaten verwendet, die nahezu senkrecht von oben
aufgenommen wurden. Eine texturierte Darstellung von Objektfassaden
ist nicht möglich. Von einem Haus ist in den Bilddaten üblicherweise
nur das Dach verfügbar, Hauswände sind jedoch
nicht verfügbar. Abhängig von der Auflösung
des Höhenmodells ergeben sich unterschiedliche Defekte
in der Abbildung. Damit wird die Ansicht auf das Modell auf einen
Blickwinkelbereich von circa 90° beschränkt.
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Ein
GPS-Teilnehmerleitgerät mit einer dreidimensionalen Darstellung
für ein Navigationssystem ist aus der Druckschrift
DE 299 13 292 U1 bekannt. Hierbei
wird eine virtuelle dreidimensionale Umgebung für die Navigation
verwendet. Die Daten für die virtuelle Umgebung werden
in einer Datenbank gespeichert, wobei die Datenbank durch einen
Verkehrsteilnehmerleitgerät-Editor auf Basis von kartografischen
Daten von markanten, realen Objekten erstellt wird. Wenn in der
virtuellen Umgebung ein hoher Detailgrad erreicht werden soll, ist
auch hier eine umfangreiche Datenbank erforderlich. Sollen zudem annähernd
fotorealistische Abbildungen erreicht werden, sind für
eine einzige Stadt mehrere Gigabyte Daten notwendig. Eine detaillierte
und gleichzeitig flächendeckende Darstellung für
einen großen Abdeckungsbereich, z. B. für Europa,
ist mit dieser Vorgehensweise nur zu hohen Kosten umsetzbar. Der
genannte Editor erzeugt die Datenbank auf Basis von kartografischen
Daten und markanten Orientierungsobjekten. Während die
markanten Orientierungsobjekte einzelne, ggf. aufwendig erzeugte
3D-Objekte sind, werden die Daten für die restliche 3D-Szene ausschließlich
aus den kartografischen Daten abgeleitet. Damit ist die 3D-Szene
auch nur so detailliert wie die kartografischen Daten. Im ländlichen
Raum, wo die Dichte der markanten Orientierungspunkte stark abnimmt,
wird die 3D-Szene auf eine einfache und keineswegs fotorealistische
Darstellung reduziert.
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Eine
Vorgehensweise zur multimediagestützten Navigation und
eine Navigationsvorrichtung werden in der Druckschrift
DE 198 52 662 A1 beschrieben.
Dabei werden markante, reale Objekte auf dem Datenträger
zur Unterstützung für eine akustische und optische
Zielführung genutzt, wobei keine vollständigen
3D-Szenen, sondern nur einzelne, nicht zusammenhängende
markante Objekte verwendet werden. Es können dabei keine
Objekte beschrieben werden, die nicht vorher einzeln erfasst wurden.
Damit ist die Abdeckung direkt mit dem Erfassungsaufwand korreliert.
Diese Vorgehensweise beschreibt auch die Nutzung eines markanten
Objekts für die Zielführung abhängig
von der Sichtbarkeit bei Nacht.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Karte,
die zur Abbildung mehrerer Objekte ausgebildet ist, wobei zum Bereitstellen
der Karte zwischen wichtigen Objekten und sekundären Objekten
unterschieden wird, und wobei die Karte aus realen Objekten, die
die wichtigen Objekte darstellen, und generischen Objekten, die
die sekundären Objekte darstellen, kombiniert wird.
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In
Ausgestaltung werden die realen Objekte in der Karte platziert.
Außerdem wird mindestens eine Fläche zwischen
und/oder abseits realer Objekte, in der kein reales Objekt platziert
wird, als mindestens eine frei nutzbare Fläche definiert,
die auch als Nutzungsfläche bezeichnet werden kann. In
die mindestens eine frei nutzbare Fläche werden die generischen
Objekte eingefügt.
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Mit
dem Verfahren kann eine dreidimensionale elektronische Karte zur
Abbildung mindestens eines Teils der Erdoberfläche bzw.
eines als Gelände, Landschaft oder Stadt ausgebildeten
Raums, der die genannten Objekte umfasst, bereitgestellt werden. Demnach
ist die Karte als Landkarte, Stadtplan oder eine Straßenkarte,
die bzw. der topografische und/oder geografische Objekte umfasst,
ausgebildet.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die generischen Objekte als allgemeine,
eine ganze Gattung betreffende Objekte ausgebildet sind. Dabei können diese
generischen Objekte in der Darstellung auf wenige prägnante
Gemeinsamkeiten, die üblicherweise alle Objekte gemeinsam
aufweisen, reduziert und/oder schematisch stilisiert dargestellt
werden. Hierbei kann eine Abstraktion gemeinsamer Merkmale und Eigenschaften
von vielen unterschiedlichen Objekten durch Fokussierung auf deren
Gemeinsamkeiten erfolgen.
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Mit
dem Verfahren ist u. a. eine klare Trennung zwischen den realen
Objekten und den generischen Objekten auf den Nutzungsflächen
möglich. Somit ist jeder Ort des Raums bzw. einer Szene,
die in dem Raum angeordnet ist, entweder durch ein reales Objekt
besetzt oder einer Nutzungsfläche zugeordnet, wobei freie
Nutzungsflächen mit generischen Objekten, die einem Nutzungstyp
entsprechen, gefüllt werden. Dabei können die
wichtigen Objekte typischerweise realitätsgetreu dargestellt
werden.
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Bei
der Umsetzung des Verfahrens kann anwendungsbezogen entschieden
werden, welche Objekte als wichtige Objekte und welche Objekte als
sekundäre Objekte eingestuft werden, wobei die wichtigen,
real darzustellenden Objekte typischerweise aus einer Datenbasis
bereitgestellt werden.
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In
weiterer Ausgestaltung können zeitabhängige Variationen
der Objekte dargestellt werden, so dass die Objekte in Abhängigkeit
aktueller äußerer Bedingungen, bspw. abhängig
von einem bei Durchführung des Verfahrens gegebenen realen
Zeitpunkt, üblicherweise der jeweiligen Jahreszeit und/oder
Tageszeit, dargestellt werden.
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Alternativ
oder ergänzend kann ein dynamisches Verhalten der Objekte
dargestellt werden, wobei die Objekte animiert werden. Weiterhin
können auch mar kante Objekte, die typischerweise in dem Raum
angeordnet sind, als wichtige Objekte eingestuft werden.
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Bei
einer Anwendung wird eine Karte, die zum Durchführen einer
Fahrzeugnavigation vorgesehen ist, dargestellt, wobei mindestens
ein Verkehrsweg, üblicherweise eine Straße, als
reales Objekt dargestellt wird.
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Bei
dieser Anwendung der Karte für die Fahrzeugnavigation können
weiterhin verkehrsbezogene Objekte, d. h. Verkehrswege sowie Verkehrszeichen, als
reale Objekte definiert werden. Falls die Karte bspw. für
eine Stadtführung verwendet wird, können Sehenswürdigkeiten
als reale Objekte dargestellt werden.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Anordnung zum Bereitstellen einer Karte,
die zur Abbildung von Objekten ausgebildet ist. Dabei ist die Anordnung dazu
ausgebildet, beim Bereitstellen der Karte zwischen wichtigen Objekten
und sekundären Objekten zu unterscheiden und die Karte
aus realen Objekten, die die wichtigen Objekte darstellen, und generischen
Objekten, die die sekundären Objekte darstellen, zu kombinieren.
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Die
Erfindung ermöglicht u. a. eine Kartendarstellung durch
eine Synthese von realen Objekten und generischen Geländemodellen,
die aus den Flächen, die die generischen Objekte umfassen,
gebildet werden. Somit ist eine gleichzeitige Nutzung von generischen
und realen Objekten möglich.
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Die
beschriebene Anordnung ist dazu ausgebildet, sämtliche
Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei
können einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen
Komponenten der Anordnung durchgeführt werden. Weiterhin
können Funktionen der Anordnung oder Funktionen von einzelnen
Komponenten der Anordnung als Schritte des Verfahrens umgesetzt
werden. Außerdem ist es möglich, dass Schritte
des Verfahrens als Funktionen einzelner Komponenten der Anordnung
oder der gesamten Anordnung realisiert werden.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln,
um alle Schritte eines beschriebenen Verfahrens durchzuführen, wenn
das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden
Recheneinheit, insbesondere in einer erfindungsgemäßen
Anordnung, ausgeführt wird.
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Das
erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln,
die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind,
ist zum Durchführen aller Schritte eines beschriebenen
Verfahrens ausgebildet, wenn das Computerprogramm auf einem Computer
oder einer entsprechenden Recheneinheit, bspw. in einer erfindungsgemäßen
Anordnung, ausgeführt wird.
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Durch
eine Kombination von realen Geländedaten für die
realen Objekte und die generischen Objekten werden für
die Karte Abbildungen erzeugt, die auch bei geringem Datenvolumen
sehr detaillierte Szenen zeigen und bei denen einzelne wichtige
Objekte realitätsgetreu gezeigt werden. Realitätsgetreu bezieht
sich hierbei u. a. auf den Ort, die Form, die Oberfläche
und das dynamische Verhalten der Objekte.
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Die
Objekte, die als wichtig eingestuft werden und realitätsgetreu
dargestellt werden sollen, werden erfasst und in einer Datenbasis
gespeichert. Die Bewertung darüber, ob ein Objekt realitätstreu dargestellt
wird, ist vom Anwendungsfall der darzustellenden Karten anhängig.
Für eine Fahrzeugnavigation sind z. B. die Straßen,
einzelne herausragende Gebäude und das Höhenmodell
von zentraler Bedeutung, um eine einfache und sichere Orientierung zu
ermöglichen.
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In
einer Ausgestaltung wird die in dem Raum darzustellende Szene, die
die Objekte umfasst, sequentiell aufgebaut. Dies umfasst in einem
ersten Schritt eine Platzierung der realen Objekte aus der Datenbasis,
die üblicherweise die unveränderbaren Grundpfeiler
der Szene bilden. Im Fall einer Fahrzeugnavigation werden in diesem
Schritt alle wichtigen Verkehrswege, z. B. Straßen, Flüsse
und Bahnlinien, das Höhenmodell, in der Regel zunächst
ohne Textur, und die bedeutendsten Gebäude als 3D-Objekte
bzw. dreidimensionale Objekte in der Szene für den Raum
platziert.
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In
einem zweiten Schritt erfolgt eine Definition der üblicherweise
freien Flächen, die als Nutzungsflächen vorgesehen
sein können. Hierbei werden zwischen den bereits mit realen
Objekten belegten Flächen Gebiete mit gleicher oder ähnlicher Nutzung
beschrieben. Eine zusammenhängende Nutzungsfläche
ist üblicherweise durch gleiche oder sehr ähnliche
Bebauung und/oder Vegetation definiert. Nach diesem Schritt ist
jeder Ort in der Szene und folglich der durch die Karte abzubildende
Raum entweder durch ein reales Objekt besetzt oder einer Nutzungsfläche
zugeordnet. Im Fall einer Nutzung der Karte für eine Fahrzeugnavigation
werden z. B. Mischwald, Wiese, Ackerland, eine dörfliche
Bebauung, bspw. in Norddeutschland, ein Stadtgebiet, bspw. von Berlin,
usw. als Nutzungsflächen definiert.
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Eine
Anreicherung von Nutzungsflächen mit generischen Objekten
erfolgt in einem dritten Schritt. Dabei werden in den noch freien
Nutzungsflächen der Szene generische 3D-Objekte hinzugefügt,
wobei innerhalb einer Nutzungsfläche Objekte erzeugt werden,
deren Erscheinung dem Nutzungstyp entspricht. Die Erzeugung der
Objekte erfolgt mit entsprechenden Regeln, die eine angemessene
Verteilung und Variation von Objekten erzeugt. So entstehen natürlich
wirkende Bereiche in der Szene.
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Im
Fall der Fahrzeugnavigation werden in diesem dritten Schritt einer
Nutzungsfläche für ein Stadtgebiet üblicherweise
weitere Häuser, Gehwege und Bäume hinzugefügt.
Dabei werden zunächst die Häuser an den Straßen
und den schon vorhandenen realen Gebäuden ausgerichtet.
Danach werden Gehwege und Bäume passend zwischen den Häuser platziert.
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Mit
dem beschriebenen Verfahren kann eine realitätsgetreue
Kartendarstellung mit generischen Geländemodellen kombiniert
werden. In weiterer Ausgestaltung ist eine Erzeugung von Objekten
auf Basis von realen Metadaten möglich. Im Vergleich zu realitätsgetreuen
Darstellungen kann dabei eine Abbildung mit vergleichbarem Detailgrad
mit einer deutlich kleineren Datenbasis erzeugt werden. Damit reduziert
sich der Aufwand für die Erhebung der Daten, außerdem
wird weniger Speichervolumen für eine Berechnung der Karte
benötigt. Das geringere Speichervolumen ermöglicht
u. a. ein Online-Update der Datenbasis. Die generischen Modelle
bleiben im Allgemeinen konstant, lediglich veränderbare
Metadaten werden aktualisiert. Im Vergleich zu den generischen Modellen
entsprechen die mit diesem Verfahren erzeugten Karten in wichtigen
Punkten der realen Welt. Welche Objekte und somit Elemente der Karte wichtig
sind, kann abhängig vom Anwendungsfall entschieden werden.
Damit wird die Realitätstreue deutlich erhöht.
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Zeitabhängige
Veränderungen der Darstellung sind mit diesem Verfahren
leichter und detaillierter möglich, als dies bei den realitätsgetreuen
Verfahren der Fall ist.
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Die
im beschriebenen ersten Schritt des Aufbaus der Szene für
die Karte erzeugten realen Objekte sind in einem Fall direkte Abbildungen
von realen Objekten, z. B. Luftbilder, texturierte 3D-Modelle von Gebäuden,
usw. Alternativ können reale Objekte auf Basis von Metadaten
nachgebildet werden. So ist kein komplettes Abbild der typischerweise
realen Objekte in der Datenbasis enthalten, sondern nur ein Konzentrat
der wichtigsten Merkmale der in der Regel realen Objekte. So werden
bspw. Straßen, Brücken, Tunnel usw. auf Basis
von einem Grundriss und Typ erzeugt.
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Für
Verkehrswege ist üblicherweise der Grundriss ein wichtiges
Merkmal. Mit wenigen weiteren Metadaten wie Straßentyp,
Anzahl der Fahrspuren usw. lassen sich 3D-Szenenelemente erzeugen, die
wiederum in den wichtigen Merkmalen der Realität entsprechen
und gleichzeitig einen hohen Detailgrad aufweisen können.
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Neben
den Straßen sind bei der Nutzung der Karte verkehrsbezogene
Objekte, wie bspw. Ampeln, Verkehrsschilder, Kreisverkehre, Bushaltestellen usw.,
weitere Fixpunkte für die Orientierung. Solche als verkehrsbezogene
Objekte ausgebildeten Elemente können auf Basis der realen
Position und des Typs mit wenigen Metadaten erzeugt werden.
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Gebäude
können auf Basis des Grundrisses, d. h. der realen Form
und der realen Position, der Höhe, dem Dachtyp und dem
Gebäudestil, für die Karte bereitgestellt werden.
Neben den 3D-Abbildungen von wichtigen Gebäuden können
auch kleinere Gebäude realitätsnah erzeugt werden,
was auf Basis von Grundriss, Höhe bzw. Anzahl der Stockwerke und
Dachtyp erfolgen kann. Die Fassade kann generisch entsprechend des
Nutzungstyps für ein jeweiliges Stadtviertel passend ergänzt
werden. Bäume im Stadtgebiet können auf Basis
von Position, Baumtyp und Höhe erzeugt werden und somit
als zusätzliche Orientierungshilfen dienen. Typischerweise
können mit wenigen Metadaten 3D-Pflanzen in die Szene eingefügt
werden.
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Alle
diese Beispiele zeigen, dass mit der Beschreibung von realen Objekten
und Szenen durch Regelwerke und Metabeschreibungen bei reduziertem
Datenvolumen ein erhöhter Detailgrad der Karte erreicht
werden kann.
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Da
viele Objekte der Szene mit Metadaten beschrieben sind, kann die
resultierende Erzeugung von 3D-Objekten für die Szene auch
Variationen eines Objekts, z. B. eine zeitabhängige Veränderung der
Erscheinung, berücksichtigen. Typische Variationen sind
die Jahreszeit, die Tageszeit bzw. der Sonnenstand und die Wetterbedingungen.
So können Bäume im Sommer mit grünen
Blättern und im Winter ohne Blätter erzeugt werden.
Eine andere Art von zeitabhängiger Veränderung
ist die Animation von Objekten, z. B. fließender Verkehr,
ziehende Wolken, usw.
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Für
jeden Typ von Objekten bzw. Elementen der 3D-Szene ist es möglich,
diese komplett als Abbildungen von realen Objekten als 3D-Objekt
in Offline-Daten zu speichern oder die Objekte in den Offline-Daten
nur durch Metadaten zu beschreiben und erst in der Online-Verarbeitung
zu 3D-Objekten zusammenzubauen.
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In
einer Anwendung des Verfahrens können zwei Prozesspfade
gleichzeitig zum Einsatz kommen, so dass wenige herausragende reale
3D-Objekte zusammen mit vielen generisch generierten Objekten dargestellt
werden.
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Die
Erzeugung von 3D-Objekten auf Basis von Metadaten kann alternativ
auch durch eine Offline durchführbare Berechnung erfolgen.
Als Ergebnis liegt dann eine Datenbasis mit 3D-Objekten vor, die
für eine Kartendarstellung verwendet werden kann.
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Ergänzend
können auch bekannte Verfahren für die Darstellung
der Karte verwendet werden, wobei auch bei reduziertem Aufwand für
die Datenerhebung detaillierte 3D-Landschaften erzeugt werden können.
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Im
Unterschied zu der in der Druckschrift
DE 10 2004 038 739 A1 beschriebenen
Vorgehensweise kann mit der Erfindung ein benötigtes Datenvolumen reduziert
werden, so dass bspw. mit einem kleineren Datenvolumen ganz Europa
bis in Zentimeter-Details abgebildet werden kann.
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Mit
dem beschriebenen Verfahren wird eine Szene aus einzelnen dreidimensionalen
Modellen, z. B. aus mit einem CAD-Programm erzeugten 3D Bäumen,
zusammengesetzt. In dieser Szene ist die Abbildung bei jedem Blickwinkel
mit der gleichen Qualität möglich. Außerdem
kann eine Variabilität über die Zeit erreicht
werden. Das 3D-Modell erzeugt Abbildungen, die den originalen Luftaufnahmen
entsprechen. Eine Veränderung abhängig von der
Zeit, typischerweise von der Tageszeit, dem Sonnenstand, der Jahreszeit,
den Wetterbedingungen usw. ist bei der aus der Druckschrift
DE 10 2004 038 739
A1 bekannten Vorgehensweise nicht möglich.
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Im
Unterschied hierzu werden dem beschriebenen erfindungsgemäßen
Verfahren in Ausgestaltung nur wenige generische Objekte zeitabhängig verändert,
um die gesamte Szene zu verändern. So sind wechselnde Tages-
oder Jahreszeiten leicht umsetzbar.
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Auch
für das GPS-Teilnehmerleitgerät, das aus der Druckschrift
DE 299 13 292 U1 bekannt
ist, ist ein großes Datenvolumen erforderlich. Mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren ist in Ausgestaltung
keine Datenbank mit allen einzelnen Details notwendig.
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Der
hohe Detailgrad wird bei der beschriebenen Erfindung u. a. durch
wenige sehr detaillierte aber generische Objekte, z. B. einzelne
typische Bäume, einzelne typische Häuser usw.,
erreicht, die sich mit dem beschriebenen Verfahren nahtlos in die offline
generierte virtuelle Welt einfügen. Außerdem ist
ein Detailgrad unabhängig von den kartografischen Daten.
Mit den kartografischen Daten ist hier lediglich die Zuordnung der
Flächennutzung und ggf. ein Höhenmodell notwendig,
wobei der Detailgrad durch die generische Objektanreicherung entsteht.
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Im
Unterschied zu der Vorgehensweise aus der Druckschrift
DE 198 52 662 A1 kann mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren in Ausgestaltung
eine komplexe 3D-Szene, die u. a. markante Objekte enthält,
aber vor allem die Umgebung vollständig zeigt, bereitgestellt
werden. Außerdem ist bei einer Ausführungsform
des Verfahrens eine generische Ergänzung der Realität
möglich, so dass das Verfahren nicht auf Objekte beschränkt
ist, die vorher einzeln erfasst wurden. Durch die generische Objektanreicherung
kann auch in nicht speziell erfassten Bereichen ein hoher Detailgrad
erreicht werden.
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Da
das vorgestellte Verfahren üblicherweise modellbasiert
oder regelbasiert aufgebaut ist, können die generischen
Ergänzungen auch animiert modelliert werden. So ist es
möglich, dass Flugzeuge oder Vögel fliegen, Kühe
auf einer Weide laufen oder Blätter vom Baum fallen. In
den bisher bekannten Verfahren wird die Realität immer
statisch nachgebildet. Ein dynamisches Verhalten ist hierbei nicht
vorgesehen. Außerdem können Veränderungen
der Darstellung abhängig von der Tageszeit, der Jahreszeit,
den Wetterbedingungen usw. vorgenommen werden.
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Bei
einer Umsetzung des Verfahrens werden bei der generischen Nachbildung
der realen Landschaft kleinere Unregelmäßigkeiten
nicht nachgebildet. Weiterhin können durch eine gewollte
Unregelmäßigkeit bei den generisch erzeugten Objekten Merkmale
von natürlichen Landschaften erzeugt werden.
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In
Navigationssystemen kann das beschriebene Verfahren die Qualität
der Darstellung der Karten erhöhen. Daher wird durch eine
realitätsnahe Abbildung der Umgebung die Orientierung in
einem Ausschnitt der Karte erleichtert.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
in schematischer Darstellung ein Diagramm zu einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bereitstellen
einer Karte.
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2 zeigt
in schematischer Darstellung ein Diagramm zu einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bereitstellen
einer Karte.
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3 zeigt
in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Anordnung.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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Die
Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen
schematisch dargestellt und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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Die
Figuren werden zusammenhängend und übergreifend
beschrieben, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten.
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Für
die in 1 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Bereitstellen einer Szene 2 für
eine Karte 4 ist vorgesehen, dass diese Szene 2 in
mehreren Schritten schichtweise aufgebaut wird. In der vorliegenden
Ausführungsform ist die Karte 4 zur Darstellung
eines realen Raums, hier einer Landschaft, die die Szene 2 umfasst,
ausgebildet.
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Dabei
werden in einem ersten Schritt in einer ersten Schicht 6 der
Karte 4 reale Objekte 8, 10 platziert.
Bei diesen realen Objekten 8, 10 handelt es sich
um Verkehrswege, die hier als Straßen ausgebildet sind,
sowie um ein markantes Objekt, bei dem es hier um ein Hochhaus handelt.
Als reale Objekte sind hier Objekte vorgesehen, die für
die Verwendung der Karte 4, hier für die Navigation
im Straßenverkehr, wichtig sind.
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Zwischen
den realen Objekten 8, 10 weist die erste Schicht 6 der
Karte 4 freie Flächen 13 auf, in denen
in einem zweiten Schritt des Verfahrens in einer zweiten Schicht 12 erste
Nutzungsflächen 14 für eine Bebauung,
eine zweite Nutzungsfläche 15 für ein
Industriegebiet und eine dritte Nutzungsfläche 16 für
eine Bewaldung eingefügt werden.
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In
einem dritten Schritt des Verfahrens werden in einer dritten Schicht 18 erste
generische Objekte 20 sowie zweite generische Objekte 22 bereitgestellt.
In einer vierten Schicht 24 werden ergänzend dritte
generische Objekte 26 bereitgestellt. Diese genannten generischen
Objekte 20, 22, 26 sind zur Darstellung
sekundärer Objekte, die sich in ihrer Bedeutung auf die
Darstellung der Karte 4 von den wichtigen Objekten unterscheiden,
ausgebildet. Dabei handelt sich bei den ersten generischen Objekten 20 um
Darstellungen von Häusern, bei den zweiten generischen
Objekten 22 um Darstellungen von Industrieanlagen und bei
den dritten generischen Objekten 26 um Darstellungen von
Bäumen. Die ersten generischen Objekte 20 werden
der ersten Nutzungsfläche 14, die zweiten generischen
Objekte 22 der zweiten Nutzungsfläche 15 und
die dritten generischen Objekte 26 der dritten Nutzungsfläche 16 zugeordnet.
Die Szene 2 für die Karte 4 zur Darstellung des
Raums wird durch Zusammenfügen der beschriebenen Schichten 6, 12, 18, 24,
die sämtliche reale Objekte 8, 10, hier
den Verkehrswegen und dem Hochhaus, sowie den generischen Objekten 20, 22, 26 umfassen,
zusammengefügt.
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Das
in 2 gezeigte Diagramm zeigt Schritte einer zweiten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Bereitstellen einer Karte. Dabei werden zunächst
Offline-Daten 40 bereitgestellt. Diese Offline-Daten 40 umfassen
Daten für ein Höhenmodell 42, für
eine Flächennutzung 44, für eine generische
Vegetation 46, die für alle Flächennutzungstypen
geeignet ist, Daten für wichtige, markante Gebäude 48 im
Rahmen eines 3D-Modells, Gebäude-Metadaten 50,
die Grundrisse und 3D-Höhen umfassen, Daten für
generische Gebäude 52, Verkehrsflächen-Metadaten 54,
die Grundrisse und Typen umfassen, Daten für 3D-Verkehrselemente 56,
Verkehrselement-Metadaten 58 und Daten für generische
Verkehrselemente bzw. Verkehrsobjekte 60.
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Bei
einer nachfolgenden Online-Verarbeitung 62 werden aus den
Daten für das Höhenmodell 52 und die
Flächennutzung 44 Daten für eine Oberflächentextur 64 der
Karte erzeugt. Weiterhin werden aus den Daten für die Flächennutzung 44 und
die generische Vegetation 46 Daten für 3D-Pflanzen 66 erzeugt.
Aus den Gebäude-Metadaten 50 und den Daten für
die generischen Gebäude 52 werden Daten für
3D-Gebäude 68 erzeugt. Aus den Verkehrsflächen-Metadaten 54 werden
Daten für 3D-Verkehrswege 70 erzeugt. Aus den
Metadaten für Verkehrselemente 58 und den Daten
für generische Verkehrselemente 60 werden bei
der Online-Verarbeitung 62 Daten für 3D-Verkehrselemente 72 bereitgestellt.
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Bei
einer Bereitstellung der Szene 74 der Karte zur Darstellung
des Raums wird aus den Daten für das Höhenmodell 52 und
der Oberflächentextur 64 für die Szene 74 ein
texturiertes Höhenmodell 76 erzeugt. Die Daten
für 3D-Pflanzen 66 werden direkt in die Szene 74 übernommen.
Aus den Daten für wichtige Gebäude 48 und
den Daten für 3D-Gebäude 68 werden für
die Szene 74 geeignete 3D-Gebäude 78 erzeugt.
Die Daten für 3D-Verkehrswege 70 werden direkt
in die Szene 74 übernommen. Aus den bereits bereitgestellten
Daten für 3D-Verkehrselemente 56, 72 werden
für die Szene 74 geeignete 3D-Verkehrselemente 80 erzeugt.
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3 zeigt
in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Anordnung 100 zum Bereitstellen
einer Szene 102 für eine Karte 104, die
zur Abbildung eines realen Raums 106, bei dem es sich hier
um eine Landschaft handelt, ausgebildet ist. Dabei ist vorgesehen,
dass der Raum 106 wichtige Objekte 108 und sekundäre Objekte 110 umfasst.
Die Anordnung 100 ist dazu ausgebildet, im Rahmen einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens die wichtigen Objekte 108 von den sekundären
Objekten 110 unter Berücksichtigung einer Anwendung
der bereitzustellenden Karte 104 zu unterscheiden. Dabei
ergibt sich, dass durch die Anordnung 100 bei einer Erzeugung der
Szene 102 für die Karte 104 die wichtigen
Objekte 108 als reale Objekte 112 und die sekundären
Objekte 110 als generische Objekte 114 dargestellt
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004038739
A1 [0005, 0041, 0042]
- - DE 29913292 U1 [0006, 0044]
- - DE 19852662 A1 [0007, 0046]