使用三维模型计算导航路线制造技术

本发明专利技术涉及一种用于在导航系统中确定路线的方法，包括提供代表地形环境的三维环境模型数据的步骤，以及基于该三维环境模型数据确定路线的步骤。

【技术实现步骤摘要】
使用三维模型计算导航路线
本专利技术涉及在导航设备中计算路线的方法。
技术介绍
常规的导航系统基于地理数据并基于诸如行驶距离、行驶时间、交通信息和成本等的数据，确定用于将使用者从当前地点引导到期望地点的路线。常规导航系统中的一些可将使用者引导到停车位。然而，常规的导航系统在计算路线时不考虑难以处理的状况。例如，当在路线上被引导的车辆驾驶员想要左转或右转弯时，沿路的植物和建筑物可能导致视野较差。可以期望计算出避开具有例如较差视野的交叉路口的路线，或者向驾驶员部署警告，使其在该路线上的这个路段更加小心。另一个难以处理的状况的示例是，车辆内部的热度可给车辆驾驶员带来压力。由于使用空调增加了车辆的功率消耗，并且降低了车辆内空气的湿度，所以驾驶员可能优选有遮阴的路线，而不是使用空调。当已经到达期望地点时，使用者可能为车辆优选有遮阴的停车场。常规的导航系统不考虑使用者对于没有压力的路线以及对于安全的停车地点的优选。因此，本专利技术的目标是，提供用于在导航系统中确定路线的方法，避免在驾驶中的路线上，和/或在停放车辆的地点处，遇到难以处理的状况，从而增强使用者和使用者的车辆的安全性。
技术实现思路
以上提及的目标，通过依据权利要求1所述的用于在导航系统中确定路线的方法来实现，该方法包括以下步骤：提供代表地形环境的三维环境模型数据；以及基于该三维环境模型数据确定路线。导航系统包括，例如，导航设备和基站，其中，导航设备是被安装在车辆中的导航设备、移动导航设备、移动电话、个人数字助理(PDA)、便携式终端，和家用计算机中的一种。导航系统可包括具有数据库的单元和用于获取定位数据以在地图数据库中定位街道上的导航系统的使用者的全球定位系统(GPS)导航设备。导航系统的接收单元可接收来自卫星的信号，并确定该信号的中转(transit)时间。基于该信号中转时间，确定导航系统的使用者的当前位置。使用者的当前位置还可通过确定导航设备的加速度和速率来确定。使用数据库，导航设备能够计算到达另一个地点的路线，并据此引导使用者。数据库可位于远离该导航设备处。三维环境模型数据被用于再生地形环境的数字三维模型。术语“地形环境”通常是指地面和其上的所有对象，尤其还指地理区域或景观、城区、城市、村庄、空旷地和道路间隔。数字三维模型表示出地面和在其上的所有对象。例如，将道路、街道、建筑物、植物、桥梁、阶梯(stairway)、河流和滨岸再生为在三维环境模型中的三维对象。三维环境模型数据包括表示数字高度信息和地形海拔(例如，高山)的数据。三维环境模型可以是动态的模型。术语“动态的”表示该三维环境模型是依据缩放等级来再生的。不同的缩放等级可对应于三维环境模型数据的不同分辨率。例如，具有高分辨率的三维环境模型甚至表示出建筑物和树木，而低分辨率仅能够表示出山坡和高山。基于三维环境模型数据确定从当前位置到期望位置的路线，意味着通过在导航算法中使用关于地形环境的三维信息，以数学方式计算路线。对路线的计算可基于成本函数和取决于三维环境模型数据的成本值(细节见下文)。原则上，在路线计算中对成本函数的利用对于本领域技术人员是已知的。在导航系统中对优化路线的计算可通过迪杰斯特拉(Dijkstra)算法，尤其是A*-算法来执行。通过将已知的道路路段合并到一条主要路段中，算法的运行时间可更为高效。然后，在这些算法中可考虑用该主要路段代替许多已知的更小的道路路段。依据由导航系统的使用者选择的特定准则，可基于三维环境模型数据来确定路线。在导航系统中的路线计算通常是基于通过使用成本值对道路路段和交叉路口进行加权。基于三维环境模型数据，这些成本值可依据用户的准则进行定义和修改。例如，用户优选迅速地到达目的地，同时应该避开在海拔上具有较大差异的道路路段。对于每一个道路路段，可确定出海拔差。与该道路路段的海拔差成正比的(附加)成本值可被分配给每一个道路路段。基于通过将相应的行驶时间的成本值和与海拔差成正比的附加成本值求和所确定的总成本值，可计算出该路线。通过使用由三维环境模型数据提供的关于地形环境的三维信息，确定了优化的路线，其避开了由在不同道路路段处海拔差异较大导致的对于使用者难以处理的状况。例如，对于在高山地区的卡车或者拖挂车(camper)来说，这是具有优势的。对于使用者及其车辆来说，达到了增强的安全性。依据以上描述的方法的实施例，三维环境模型数据包括代表至少一个三维环境模型对象的数据，该三维环境模型对象可表示地形环境的街道、道路、建筑物、植被、植物、绿化、山坡和高山中的一种，并且基于该至少一种三维环境模型对象数据，可确定出路线。例如，可基于该三维环境模型数据，确定出由于植被或建筑物使得驾驶员仅具有较差的视野的交叉路口。当计算路线时，附加成本值可被分配给这样的具有较差视野的交叉路口，并在评估成本函数时被考虑。该路线可被计算成，在其上避开了难以处理的路段(例如，狭窄的街道或具有较差视野的地点)。这样的地点可以是例如狭窄的街道或具有较差视野的地点。导航系统使用者的安全性被增强。依据在此描述的用于在导航系统中确定路线的方法的一个实施例，在所确定的路线的路段，基于三维环境模型数据识别出三维环境模型对象。该三维环境模型对象通过三维环境模型对象数据来表示。基于所识别出的三维环境模型对象，提供发往导航系统的使用者的消息。植被或建筑物可导致道路上较差的视野，使得在经过另一个道路使用者，或转向另一个方向时，导航系统的使用者需要高度小心。例如，当确定出路线，在该路线的路段上出现由于植物或建筑物妨碍驾驶员的视野的情况时，可以语音消息的形式向使用者提供警告。该消息可包括关于在该道路上有冰冻的地表面或有树叶或树枝的警告。在空旷的景观中，该消息可包括涉及阵风的警告。提供警告消息是具有优势的，因为导航系统的使用者可以，例如，以降低车辆速度的形式加以小心。警告消息增强了该导航系统使用者的安全性。依据在此描述的用于确定导航系统的路线的方法的进一步的实施例，三维环境模型数据包括数字地形模型数据(DTM-data)，并且基于DTM-data确定出路线。若干个研究所或供应商提供了DTM-data，这些DTM-data是通过使用远程感应技术或陆地测量获得的。基于DTM-data确定路线意味着在对路线的计算中使用了来自DTM的三维信息。被保存在数字文件上的数字地形模型提供了对地面、海拔，和人文特征(诸如，建筑物和道路以及植被)的地形差异的三维详细表示。依据本专利技术进一步的实施例，用于在导航系统中确定路线的方法进一步包括提供关于天气、日期和时间的信息数据的步骤，并且其中，基于关于天气、日期和时间的信息数据进一步确定路线。在计算路线时，可执行分水岭的绘制。通过将关于天气、日期和时间的信息数据包括在路线计算中，可替代地，可通过将使用者引导到绕开暴风雨区域的路线，避开例如即将来临的暴风雨。在进一步的示例中，基于三维环境模型数据确定出了道路路段和/或交叉路口，由于建筑物、高山或山坡，保护了这些道路路段和/或交叉路口不受阵风侵袭。类似地，可识别出不能被保护而免于阵风侵袭的道路路段和/或交叉路口。在计算路线时，可将附加成本值分配给这样的不能免受阵风侵袭的道路路段和/或交叉路口。通过在评估成本函数时将附加成本值考虑在内，增强了导航系统使用者的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.09 EP 11001955.11.一种用于在导航系统中确定路线的方法，该方法包括：提供代表地形环境的三维环境模型数据；以及基于所述三维环境模型数据确定路线，其中，所述三维环境模型数据包括代表三维环境模型对象的数据，该三维环境模型对象表示出所述地形环境中的街道、道路、建筑物、植被、植物、绿化、山坡和高山中的一种，并且其中确定所述路线的步骤是基于所述三维环境模型对象数据，其中，所述三维环境模型数据包括代表由所述三维环境模型对象反射全球定位系统GPS信号的反射模型，并且，所述方法进一步包括基于所述反射模型和所述GPS信号确定所述导航系统的使用者的当前位置的步骤，其中，所述三维环境模型数据包括数字地形模型数据DTM-data，并且所述方法进一步包括基于所述DTM-data和所述关于天气、日期和时间的信息数据，估计在所述地形环境中流动的水流方向的步骤，并且其中确定所述路线的步骤是基于所估计的在所述地形环境中流动的水流方向。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：基于所述三维环境模型数据，识别在所确定的路线的一段处的所述三维环境模型对象数据所代表的三维环境模型对象；向所述导航系统的使用者提供关于所识别的三维环境模型对象的消息。3.如权利要求1至2中的任一项所述的方法，其中，所述三维环境模型数据包括数字地形模型数据DTM-data，并且其中确定所述路线的步骤是基于所述DTM-data。4.如权利要求3所述的方法，进一步包括提供关于天气、日期和时间的信息数据的步骤，并且其中确定所述路线的步骤进一步基于所述关于天气、日期和时间的信息数据。5.如权利要求4所述的方法，进一步包括，基于所述三维环境模型数据和所述关于天气、日期，和时间的信息数据，确定三维环境模型对象的阴影位置的步骤，并且其中，确定所述路线的步骤是基于所述三维环境模型对象数据所代表的所确定的三维环境模型对象的阴影位置。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：P库内思，A普里亚金，M舒夫纳，
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：