(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理装置（２）と、データベース（１０）を記憶する記憶装置（３）とを含むナビゲーション装置（１）であって、前記データベース（１０）は、地形の三次元表面を定義するデジタル標高モデルデータを含み、前記データベース（１０）がタイリング（８）の複数のタイル（１１）の各タイル（１１）のために、
−それぞれのタイル（１１）のための複数の不整三角網（ＴＩＮ）（１８、１９）の頂点（ＡからＨ）の三次元座標を含む第１の配列（２３）であって、前記タイル（１１）上に定義される第１のＴＩＮの三角面と、前記タイル（１１）上に定義されかつ前記第１のＴＩＮとは異なる第２のＴＩＮの三角面とに共通する前記頂点（ＡからＨ）の各頂点に対して、それぞれの頂点が前記第１のＴＩＮおよび前記第２のＴＩＮの両方の中に含まれたとしても、前記三次元座標は、前記第１の配列（２３）の中に一度だけ含まれる、第１の配列（２３）と、
−複数の第２の配列（２４、２５）であって、各第２の配列（２４、２５）がそれぞれ、ＴＩＮ（１８、１９）の三角面を定義し、それぞれのＴＩＮ（１８、１９）の三角面を定義するために前記第１の配列（２３）に頂点（ＡからＨ）座標が記憶される前記頂点（ＡからＨ）の複数のインデックスを含む、複数の第２の配列（２４、２５）と、
を記憶し、
前記処理装置（２）は、前記記憶装置（３）に記憶された前記データベース（１０）から取り出されたデータに基づいて三次元地形の表示を表示のために生成するように構成される、ナビゲーション装置（１）。
【請求項２】
前記複数の第２の配列（２４、２５）の各第２の配列（２４、２５）が三角形の片である、請求項１に記載のナビゲーション装置（１）。
【請求項３】
少なくとも１つの頂点（ＡからＨ）のインデックスが、異なる第２の配列（２４、２５）に含まれる、請求項２に記載のナビゲーション装置（１）。
【請求項４】
前記データベース（１０）が、前記複数のタイル（１１）の各タイル（１１）のために、少なくとも２つの第２の配列（２４、２５）を記憶する、請求項１に記載のナビゲーション装置（１）。
【請求項５】
前記データベース（１０）が、前記複数のタイル（１１）の各タイル（１１）のために、少なくとも６つの第２の配列を記憶する、請求項４に記載のナビゲーション装置（１）。
【請求項６】
前記第１の配列（２３）の頂点（ＡからＨ）のためのエントリが、頂点座標のための距離メトリックに従って順序付けられ、前記第１の配列（２３）が、デルタ符号化形式で前記三次元座標を含む、請求項１に記載のナビゲーション装置（１）。
【請求項７】
光出力装置（４）をさらに備え、
前記処理装置（２）は、前記データベース（１０）に、および前記光出力装置（４）に結合され、前記処理装置（２）は、前記三次元地形の前記表示を出力するために前記光出力装置（４）を制御するように構成される、請求項１から６のどれか１つのナビゲーション装置（１）。
【請求項８】
前記処理装置（２）が、複数の不整三角網（ＴＩＮ）（１８、１９）をレンダリングし、斜視図を生成するように構成され、前記処理装置（２）が、前記データベース（１０）の同じ第１の配列（２３）から前記複数のＴＩＮ（１８、１９）の頂点（ＡからＨ）の三次元座標を決定するように構成される、請求項７に記載のナビゲーション装置（１）。
【請求項９】
三次元地形の表示を出力する方法であって、前記三次元地形の前記表示が、請求項１から８のどれか１つに記載のナビゲーション装置（１）を使用して生成される、方法。
【請求項１０】
複数の不整三角網（ＴＩＮ）（１８、１９）がレンダリングされ、前記複数のＴＩＮ（１８、１９）の頂点（ＡからＨ）のための頂点座標が、前記データベース（１０）の同じ第１の配列（２３）から取り出される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ナビゲーション装置（１）用のデータベース（１０）を生成する方法であって、タイリング（８）の各タイル（１１）のためにそれぞれ実行される、
−それぞれのタイル（８）のために定義される複数の不整三角網（ＴＩＮ）（１８、１９）の頂点（ＡからＨ）の三次元頂点座標を決定するステップであって、前記複数のＴＩＮ（１８、１９）は、前記タイル（８）上に定義される第１のＴＩＮと、前記タイル（８）上に定義されかつ前記第１のＴＩＮとは異なる第２のＴＩＮとを含む、ステップと、
−前記決定された頂点座標を含む第１の配列（２３）を生成するステップであって、それにより、前記頂点（ＡからＨ）の各頂点に対して、それぞれの頂点が前記第１のＴＩＮおよび前記第２のＴＩＮの両方の中に含まれたとしても、前記三次元座標は、前記第１の配列（２３）の中に一度だけ含まれる、ステップと、
−前記複数のＴＩＮ（１８、１９）の各ＴＩＮのために第２の配列（２４、２５）を生成するステップであって、各第２の配列（２４、２５）が、頂点（ＡからＨ）座標が、それぞれのＴＩＮ（１８、１９）の三角面を定義するために前記第１の配列（２３）に含まれる前記頂点（ＡからＨ）の複数のインデックスをそれぞれ含むように生成される、ステップと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記複数の第２の配列（２４、２５）の各第２の配列（２４、２５）が三角形の片として生成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の第２の配列（２４、２５）が、少なくとも１つの頂点（ＡからＨ）のインデックスが異なる第２の配列（２４、２５）に含まれるように生成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数のタイルの各タイル（１１）のために、少なくとも２つの第２の配列（２４、２５）が生成される、請求項１１から１３のどれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
頂点（ＡからＨ）座標が距離メトリックに従って前記第１の配列（２３）に含まれる頂点（ＡからＨ）の順序を決定することと、
前記第１の配列（２３）を生成するときに、前記三次元頂点座標をデルタ符号化することと、
をさらに含む、請求項１１から１３のどれか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ナビゲーション装置での高さ情報の使用に関連する方法および装置に関する。本発明の実施形態は、特に、ナビゲーション装置用データベース、地形の三次元表示を出力する方法、およびナビゲーション装置用データベースを生成する方法に関する。本発明の実施形態は、特に、高さ情報がタイリングのタイルのためにそれぞれ定義されるＴＩＮの形で記憶される、かかる装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地形の高さ情報は、ナビゲーション装置でますます幅広く使用されている。かかる高さ情報が使用され得る１つの例示的な分野が、三次元地図の出力である。光出力装置は、電子マップを出力するために使用されてよい。電子マップは小型装置および／または携帯装置の画面に表示されるので、それらは多用途且つコンパクトであるという優位点を有する。三次元（３Ｄ）マップ、つまり斜視表示は、それらの高い認識品質のために、ユーザにとって特に貴重である場合がある。つまり、従来の二次元表示に比較して、通りの交差点等の環境領域の認識は、三次元マップが出力されるときに特に容易になり得る。
【０００３】
数値標高モデル（ＤＥＭ）データは、不整三角網（ＴＩＮ）の形で記憶されてよい。ＴＩＮから地形をレンダリングするときに、良い実行時性能が達成され得る。ＤＥＭデータはタイリングに従って編成されてよく、タイリングのタイルは、地形のＤＥＭデータがレンダリング用に使用できる領域をカバーする。矩形または台形の形状を有するタイルは、複数の三角形のパッチに分けられてよい。このパッチの各パッチに、ＴＩＮが定義されてよい。したがって、複数のＴＩＮがタイリングの各タイルのためにそれぞれ定義されてよい。
【０００４】
タイルのためにＴＩＮを記憶するための１つの手法では、各ＴＩＮのデータは、ＴＩＮを再構築するために必要とされる全情報がＴＩＮにとって別個のデータ構造で含まれるように別々に記憶される。従来の手法では、ＴＩＮを説明するデータは、それぞれのＴＩＮの頂点の三次元座標（つまり、座標の３タプル）が記憶される配列と、頂点の内のどの頂点がＴＩＮの多様な三角面の角をそれぞれ形成するのかを指定するために頂点インデックスを含む別の配列と、おそらく三角面の法線ベクトルを定義するさらに別の配列とを含んでよい。
【０００５】
図１１は、１つのタイルに複数のＴＩＮを定義するデータ４１を示す。データ４１は、そのタイルの一意の識別子を示す。配列４２は、タイル上に定義される第１のＴＩＮの全ての頂点の座標を定義する。配列４３は頂点インデックスを含み、第１のＴＩＮの三角面を定義する。別の配列（図１１では不図示）は、第１のＴＩＮの法線ベクトルに関する情報を含んでよい。配列４４は、タイル上に定義される第２のＴＩＮの全ての頂点の座標を定義する。配列４５は座標頂点を含み、第２のＴＩＮの三角面を定義する。別の配列（図１１では不図示）は、第２のＴＩＮの法線ベクトルに関する情報を含んでよい。
【０００６】
図４１に関して説明された従来の手法は、冗長な情報の記憶につながる場合がある。説明のために、第１のＴＩＮおよび第２のＴＩＮが共通の頂点を有する場合、これらの頂点の三次元座標は複数回記憶されることがある。つまり、座標３タプルが、配列４２と配列４４の両方に含まれることがある。かかる冗長性は、記憶空間の要件の観点からは望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、上述された欠点を軽減するデータベースおよび方法に対するニーズがある。特に、冗長性の問題を軽減しつつ、タイリングの各タイルに複数のＴＩＮをそれぞれ定義できるようにするデータベースおよび方法に対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このニーズは、独立請求項に詳述されるデータベースおよび方法によって対処される。従属請求項が実施形態を定義する。
【０００９】
一態様によると、ナビゲーション装置用データベースが提供される。このデータベースは、地形の三次元表面を定義するデジタル標高モデル（ＤＥＭ）データを含む。データベースは、タイリングの複数のタイルの内のそれぞれのタイルのために、１つの第１の配列、および複数の第２の配列を記憶する。第１の配列は、それぞれのタイルのために、複数の不整三角網、ＴＩＮの頂点の三次元座標を含む。各第２の配列はそれぞれＴＩＮを定義し、それぞれのＴＩＮの三角面を定義するために頂点座標が第１の配列に記憶される頂点の複数のインデックスを含む。
【００１０】
データベースでは、タイルに定義される多様なＴＩＮの頂点の三次元座標は、すべて１つの第１の配列の中に集められ得る。それによって、所望されないデータ冗長性に関連する問題は軽減され得る。複数の第２の配列は、全く同一の第１の配列を参照してよい。
【００１１】
データベースは、タイリングの複数のタイルの各タイルのために、頂点の座標を含むただ１つの第１の配列をそれぞれ記憶してよい。
【００１２】
頂点の内の各頂点のために、その頂点がいくつかのＴＩＮの頂点であったとしても、三次元座標は第１の配列の中に一度だけ含まれる。
【００１３】
複数の第２の配列の各第２の配列は、三角形の片であってよい。それによって、ＴＩＮのコンパクトな説明が提供される。記憶空間の要件は削減され得る。
【００１４】
少なくとも１つの頂点のインデックスは、異なる第２の配列に含まれてよい。それによって、対応するＴＩＮが共通する１つの頂点を有するときに、第１の配列の同じ諸エントリが異なる第２の諸配列によって活用される。
【００１５】
データベースは、複数のタイルの各タイルに、少なくとも２つの第２の配列を記憶してよい。これによって、タイルを２つの三角形のパッチに分割できる。
【００１６】
三角形のパッチのそれぞれのパッチにＴＩＮが定義されてよい。三角形のパッチは、矩形二等辺三角形であってよい。それによって、異なる詳細レベルからのデータの組み合わせが容易になる。
【００１７】
データベースは、複数のタイルの各タイルに、少なくとも６つの第２の配列を記憶してよい。これによって、地形は所与のタイルサイズについて２つの異なる詳細レベルで記憶できるようになる。第２の配列の内の少なくとも１つの配列が、同じタイルの第２の配列の別の配列によって表されるＴＩＮと部分的にまたは完全に重複するＴＩＮに対応してよい。第２の配列の内の少なくとも１つは、同じタイルの第２の配列の別の配列によって表されるＴＩＮによってカバーされる領域内に完全に包含されるＴＩＮに対応してよい。複数のタイルの各タイルのために、６つの第２の配列の内の２つがそれぞれ、タイルを二等分することによって得られる三角形のパッチ上にＴＩＮを定義してよい。他の４つの第２の配列は、それぞれ、タイルを４つの等しい大きさの矩形二等辺三角形に区切ることによって得られる三角形のパッチ上にＴＩＮを定義してよい。より小さいサイズの三角形パッチ上に定義されたＴＩＮは、それぞれ部分的にまたは完全に、大きい方のサイズの三角形パッチ上に定義されたＴＩＮと重複してよい。
【００１８】
第１の配列での頂点のエントリは、頂点座標の距離メトリックに従って順序付けられてよい。第１の配列でのエントリのシーケンスは、第１の配列にエントリを有する任意の所与の頂点にとって、第１の配列の連続エントリが、所与の頂点のためのエントリに先行するエントリの内のどのエントリにも含まれず、距離メトリックに従って所与の頂点から最小の距離を有する、１つの頂点の頂点座標を含むように選択されてよい。それによって、距離メトリックに従って決定される、連続エントリの頂点座標間の距離が小さいエントリの順序が確立され得る。距離メトリックはＬｐメトリックまたは任意の他の適切な距離メトリックであってよい。
【００１９】
第１の配列でのエントリが距離メトリックに従って順序付けられるとき、デルタ符号化が、第１の配列に記憶される頂点座標に使用されてよい。基準の絶対フレームでの、またはタイル上の特徴点を基準にした頂点座標が、第１の配列の第１のエントリに記憶されてよい。それぞれの続くエントリについては、このエントリに割り当てられる頂点の頂点座標と、直前に先行するエントリに割り当てられる頂点の頂点座標との間の座標（つまり距離ベクトル）の差異が第１の配列に記憶されてよい。エントリが距離メトリックに従って順序付けられた状態で、ゼロであるエントリの最上位ビットは省略されてよい。それによって、記憶空間の要件はさらに削減され得る。
【００２０】
タイリングのいくつかまたは全てのタイルのために、データベースは、それぞれのタイルの複数のＴＩＮの頂点の三次元座標を含む一つ以上のの第１の配列を記憶してよい。この場合、第１の配列の内の少なくとも１つが、それぞれのタイルの異なる第２の配列によって参照される。
【００２１】
別の態様に従って、ナビゲーション装置が提供される。ナビゲーション装置は、任意の１つの態様または実施形態のデータベース、光出力装置、および処理装置を含む。処理装置はデータベースに、および光出力装置に結合される。処理装置は、光出力装置を制御し、データベースから取り出されたデータに基づいて三次元地形の表示を出力するように構成されてよい。
【００２２】
処理装置は、タイルが斜視図を生成するために複数の不整三角網、ＴＩＮをレンダリングするように構成されてよい。処理装置は、それぞれのタイルのためのデータベースに記憶される全く同一の第１の配列から複数のＴＩＮの頂点の三次元座標を決定するように構成されてよい。
【００２３】
別の態様に従って、三次元地形の表示が、任意の１つの態様または実施形態のデータベースを使用して生成される、三次元地形の表示を出力する方法が提供される。
【００２４】
方法では、複数の不整三角網、ＴＩＮがタイリングのタイルのためにレンダリングされてよい。複数のＴＩＮの頂点の頂点座標は、それぞれのファイルのためのデータベースに記憶される全く同一の第１の配列から取り出されてよい。
【００２５】
別の態様に従って、ナビゲーション装置用データベースを生成する方法が提供される。方法では、以下のステップが、タイリングのタイルごとにそれぞれ実行される。それぞれのタイルに定義される、複数の不整三角網、ＴＩＮの頂点の頂点座標が決定される。多様なＴＩＮのために決定された頂点座標を含む第１の配列が生成される。第２の配列は、複数のＴＩＮのそれぞれのＴＩＮにそれぞれ生成され、したがって各第２の配列は、頂点座標が第１の配列に含まれる複数の頂点のインデックスをそれぞれ含む。第２の配列は、どの頂点がそれぞれのＴＩＮの多様な三角形の方面の角に位置するのかを定義するように生成される。
【００２６】
この方法では、複数の異なるＴＩＮの頂点座標が１つの第１の配列に集められる。冗長性の問題は、それによって緩和され得る。
【００２７】
第１の配列は、頂点が複数のＴＩＮの頂点であったとしても、任意の頂点の三次元座標が第１の配列内に一度だけ含まれるように生成されてよい。
【００２８】
複数の第２の配列の各第２の配列は、三角形の片として生成されてよい。それによって、ＴＩＮのコンパクトな説明が提供される。記憶空間要件が削減され得る。
【００２９】
複数の第２の配列は、少なくとも１つの頂点のインデックスが異なる第２の配列に含まれるように生成されてよい。それによって、第１の配列の同じエントリは、対応するＴＩＮが共通のそれぞれの頂点を有するときに、異なる第２の配列によって参照される。
【００３０】
複数のタイルの内の各タイルのために、少なくとも２つの第２の配列が生成されてよい。複数のタイルの各タイルのために、少なくとも６つの第２の配列が生成されてよい。それによって、矩形二等辺三角形として構成される三角形のパッチが定義されてよく、そのそれぞれにＴＩＮが定義されてよい。それによって、異なる詳細レベルからデータを結合することが容易になる。
【００３１】
方法は、距離メトリックに従って第１の配列内の頂点のエントリの順序を決定することを含んでよい。この目的のために、頂点が開始頂点となるように選択され、その開始頂点のために第１の配列の第１の位置にエントリが生成される手順が実行されてよい。その後、続くステップが、頂点のためのエントリを第１の配列に追加するために繰り返し実行される。第１の配列の中で最後である頂点のために、第１の配列にまだ含まれていない残りの頂点の内の、第１の配列の中で最後である頂点から最小距離を有する１つが選択される。この頂点のエントリは、次に第１の配列の最後に追加される。プロセスは、エントリが全ての頂点のための第１の配列で生成されるまで続行してよい。
【００３２】
デルタ符号化は、頂点の座標の３つのタプルのために使用されてよい。頂点のためのエントリが距離メトリックに従って第１の配列で生成される場合、距離ベクトルは最も近傍の頂点が決定されると決定され得る。絶対的な座標ではなく、連続頂点間の距離ベクトルが、第１の配列に記憶されてよい。
【００３３】
データベースは記憶媒体上に記憶されてよい。データベースは、ナビゲーション装置に配備されてよい。
【００３４】
前述された特長、および下記に説明される特長は、示されているそれぞれの組み合わせでだけではなく、他の組み合わせで、または単独でも使用できることが理解されたい。
【００３５】
実施形態の前記の特長および他の特長は、添付図に関連して読まれるときに、以下の実施形態の詳細な説明からより明らかになるだろう。図中、類似する参照番号が類似する要素を指す。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
ナビゲーション装置用データベース（１０）であって、上記データベース（１０）は、地形の三次元表面を定義するデジタル標高モデルデータを含み、上記データベース（１０）がタイリング（８）の複数のタイル（１１）の各タイル（１１）のために、
−それぞれのタイル（１１）のための、複数の不整三角網、ＴＩＮ（１８、１９）の頂点（ＡからＨ）の三次元座標を含む第１の配列（２３）と、
−複数の第２の配列（２４、２５）であって、各第２の配列（２４、２５）がそれぞれＴＩＮ（１８、１９）の三角面を定義し、上記それぞれのＴＩＮ（１８、１９）の三角面を定義するために上記第１の配列に頂点（ＡからＨ）座標が記憶される上記頂点（ＡからＨ）の複数のインデックスを含む、複数の第２の配列（２３）と、
を記憶する、データベース。
（項目２）
上記複数の第２の配列（２４、２５）の各第２の配列（２４、２５）が三角形の片である、上記項目のいずれかに記載のデータベース（１０）。
（項目３）
少なくとも１つの頂点（ＡからＨ）のインデックスが、異なる第２の配列（２４、２５）に含まれる、上記項目のいずれかに記載のデータベース（１０）。
（項目４）
上記データベース（１０）が、上記複数のタイル（１１）の各タイル（１１）のために、少なくとも２つの第２の配列（２４、２５）を記憶する、上記項目のいずれかに記載のデータベース（１０）。
（項目５）
上記データベース（１０）が、上記複数のタイル（１１）の各タイル（１１）のために、少なくとも６つの第２の配列を記憶する、上記項目のいずれかに記載のデータベース（１０）。
（項目６）
上記第１の配列（２３）の頂点（ＡからＨ）のためのエントリが、頂点座標のための距離メトリックに従って順序付けられ、上記第１の配列（２３）が、デルタ符号化形式で上記三次元座標を含む、上記項目のいずれかに記載のデータベース（１０）。
（項目７）
上記項目のいずれか１つの上記データベース（１０）と、
光出力装置（４）と、
上記データベース（１０）に、および上記光出力装置（４）に結合される処理装置（２）であって、上記データベース（１０）から取り出されるデータに基づいて、三次元地形の表示を出力するために上記光出力装置（４）を制御するように構成される上記処理装置（２）と、
を備える、ナビゲーション装置（１）
（項目８）
上記処理装置（２）が、複数の不整三角網、ＴＩＮ（１８、１９）をレンダリングし、上記斜視図を生成するように構成され、上記処理装置（２）が、上記データベース（１０）の上記同じ第１の配列（２３）から上記複数のＴＩＮ（１８、１９）の頂点（ＡからＨ）の三次元座標を決定するように構成される、上記項目のいずれかに記載のナビゲーション装置。
（項目９）
三次元地形の表示を出力する方法であって、上記三次元地形の上記表示が、上記項目のいずれか１つに記載のデータベース（１０）を使用して生成される方法。
（項目１０）
複数の不整三角網、ＴＩＮ（１８、１９）がレンダリングされ、上記複数のＴＩＮ（１８、１９）の頂点（ＡからＨ）のための頂点座標が、上記データベース（１０）の上記同じ第１の配列（２３）から取り出される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
ナビゲーション装置（１）用のデータベース（１０）を生成する方法であって、タイリング（８）の各タイル（１１）のためにそれぞれ実行される、
−上記それぞれのタイル（８）のために定義される複数の不整三角網、ＴＩＮ（１８、１９）の頂点（ＡからＨ）の三次元頂点座標を決定するステップと、
−上記決定された頂点座標を含む第１の配列（２３）を生成するステップと、
−上記複数のＴＩＮ（１８、１９）の各ＴＩＮのために第２の配列（２４、２５）を生成するステップであって、各第２の配列（２４、２５）が、頂点（ＡからＨ）座標が、上記それぞれのＴＩＮ（１８、１９）の三角面を定義するために上記第１の配列（２３）に含まれる上記頂点（ＡからＨ）の複数のインデックスを含む生成するステップと、
を含む、方法。
（項目１２）
上記複数の第２の配列（２４、２５）の各第２の配列（２４、２５）が三角形の片として生成される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１３）
上記複数の第２の配列（２４、２５）が、少なくとも１つの頂点（ＡからＨ）のインデックスが異なる第２の配列（２４、２５）に含まれるように生成される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１４）
上記複数のタイルの各タイル（１１）のために、少なくとも２つの第２の配列（２４、２５）が生成される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
頂点（ＡからＨ）座標が、距離メトリックに従って上記第１の配列（２３）に含まれる頂点（ＡからＨ）の順序を決定することと、
上記第１の配列（２３）を生成するときに、上記三次元頂点座標をデルタ符号化することと、
をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
摘要
ナビゲーション装置用のデータベース（１０）は、三次元表面を定義するデジタル標高モデルデータを含む。データベース（１０）は、タイリングの複数のタイルのために、複数の不整三角網、ＴＩＮの頂点の三次元座標を含む第１の配列（２３）、および複数の第２の配列（２４、２５）を記憶する。各第２の配列（２４、２５）はそれぞれＴＩＮの三角面を定義し、前記それぞれのＴＩＮの三角面を定義するために頂点の複数の頂点インデックスを含む。地形の三次元表示を出力する方法、およびデータベースを生成する方法も説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ナビゲーション装置の概略ブロック図である。
【図２】重畳タイリングで地形を示す図である。
【図３】タイリングのタイルの平面図である。
【図４】タイルの三角形のパッチのための不整三角網（ＴＩＮ）を示す斜視図である。
【図５】タイルの三角形のパッチのための不整三角網（ＴＩＮ）を示す斜視図である。
【図６】データベースの概略図である。
【図７】２つのＴＩＮが定義されるタイルの平面図である。
【図８】図７の２つのＴＩＮを定義するデータの概略図である。
【図９】別の詳細レベルについてタイルの区切りを示す平面図である。
【図１０】データベースを生成する方法のフローチャートである。
【図１１】従来のデータベースの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、実施形態によるナビゲーション装置１を概略で示す。ナビゲーション装置１は、ナビゲーション装置１の動作を制御する処理装置２を含む。処理装置２は、例えば、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、または特定用途向け集積回路の形をとる中央演算処理装置を備えてよい。処理装置２は、グラフィックプロセッサも含んでよい。ナビゲーション装置１は、記憶装置３に記憶されるデータベース１０をさらに含む。記憶装置３は、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、またはハードドライブ等の多様なタイプのメモリの任意の１つ、または任意の組み合わせだけではなく、コンパクトディスク（ＣＤ）、ＤＶＤ、メモリカード等のリムーバブルメモリを含んでよい。ナビゲーション装置１は、光出力装置４も含む。ナビゲーション装置１は、位置センサおよび／または無線受信機および／または入力インタフェース５等の追加の構成部品も含んでよい。
【００３８】
記憶装置３は、三次元地形を定義するデータベース１０を記憶する。データベース１０内のデータは、鳥瞰図で、または下から見た図斜視図で、もしくは類似で三次元マップを生成するため、つまり地形を視覚化するために処理装置２によって使用されてよい。
【００３９】
以下により詳細に説明されるように、データベース１０の中のデータは、タイリングに従って編成される。タイリングの各タイルのために、データベース内のデータが複数のＴＩＮを定義した。各ＴＩＮは、矩形二等辺三角形の形状を有する三角形のパッチ上に定義されてよい。
【００４０】
タイルのために複数のＴＩＮを定義するデータは、それぞれのタイルのために定義される複数のＴＩＮの全ての頂点の三次元座標が含まれる第１の配列をそれぞれ含む。第１の配列は、多様な頂点の座標３タプルを連続して含むリストであってよい。
【００４１】
各タイルのデータは、それぞれがそれぞれのタイルのための複数のＴＩＮの内の１つの三角面を定義する複数の第２の配列を含む。各第２の配列は、多様な頂点の内のどの頂点が、ＴＩＮの三角面の角に位置するのかを指定する頂点インデックスの配列であってよい。それによって、ＴＩＮの三角面が定義される。
【００４２】
各タイルのデータは、各ＴＩＮの法線ベクトルの配列をさらに含んでよい。
【００４３】
図２は、タイリング８が定義される地形の概略平面図である。地形は、陰影が付けられた領域によって概略で示されるように多様な標高に広がってよい。陰影領域は、海水位等の１つの標高レベルであってよい。一方、陰影が付けられていない領域は、他の標高レベルであってよく、標高の段階的変化を示す。
【００４４】
タイリング８は、タイル１１等の複数のタイルを有する。タイリング８は、地形をカバーするように定義される。タイリングのタイルは基本的に矩形、特に正方形である場合もあれば、大きなサイズのタイルの球面投影の影響を考慮に入れ、わずかに台形である場合もある。
【００４５】
地形の三次元の表面構造は、少なくとも優れた近似まで、各タイルに定義される複数のＴＩＮによって表されてよい。ＴＩＮは、実行時に表面構造をレンダリングするときに優れた性能を示す。
【００４６】
図３は、タイル１１の平面図である。タイル１１は三角形のパッチ１２および１３に二等分される。それぞれの三角形のパッチ１２，１３は矩形二等辺三角形である。
【００４７】
三角形のパッチの定義は、交互にタイル間で変わることがある。説明のため、三角形のパッチ１２はタイル１１の北西部分に位置し、三角形のパッチ１３は南東部分に位置する。タイル１１と側面を共用するタイルは、一方の三角形のパッチがタイルの北東部分に位置し、他の三角形のパッチがタイルの南西部分に位置するように二等分されてよい。
【００４８】
三角形のパッチ１２、１３の内の各パッチ上に、ＴＩＮが定義されてよい。図４は、三角形のパッチ１２上に定義されたＴＩＮ１８を示す。図５は、三角形のパッチ１９に定義された別のＴＩＮ１９を示す。
【００４９】
ＴＩＮ１８、１９はいくつかの共通の頂点を有する。データの冗長性を削減するために、２つのＴＩＮ１８よび１９を定義するデータは、タイルのために、ＴＩＮ１８の全頂点およびＴＩＮ１９の全頂点の三次元座標が含まれる頂点座標の大局的なリストを使用する。それにも関わらず、ＴＩＮ１８とＴＩＮ１９両方の頂点である頂点の頂点座標は、頂点座標のリスト内で一度だけしか記憶されない。
【００５０】
図６は、データベース１０の概略図である。データベース１０は、ナビゲーション装置１で使用されてよい。データベース１０は、複数のタイルの各タイルに、複数のＴＩＮを定義する。
【００５１】
データベース１０は、第１のタイルのために複数のＴＩＮを定義するデータ２１、および第２のタイルのために複数のＴＩＮを定義するデータ２２を含む。より大きな数のタイルにとって、データ２１およびデータ２２に類似するデータは、追加の各タイルのためにデータベース１０に記憶されるだろう。
【００５２】
さまざまなタイルのためのデータ２１、２２は同じ基本構造を有する。データ２１の構造だけが、見本となるようにより詳細に説明される。
【００５３】
データ２１は、一意のタイル識別子および複数のＴＩＮを定義するデータを含む。データ２１は、タイルに定義されるＴＩＮのどれか１つに含まれる全ての頂点の三次元頂点座標の、例えばリスト等の配列２３を含む。
【００５４】
データ２１は、１つのＴＩＮの三角形表面を説明する第２の配列２４を含む。第２の配列２４は、頂点インデックスの、例えばリストまたは表等の配列であってよい。第２の配列２４は、第１の配列２３にエントリを有する多様な頂点の内のどの頂点がＴＩＮの三角面の角を形成するのかを定義してよい。第２の配列２４は、三角形の片の形をとる三角面を定義してよい。
【００５５】
データ２１は、別のＴＩＮの三角面を説明する第２の配列２５を含む。第２の配列２５も、頂点インデックスの、例えばリストまたは表等の配列であってよい。第２の配列２５は、第１の配列２３のエントリを有する多様な頂点の内のどの頂点が他のＴＩＮの三角面の角を形成するのかを定義してよい。第２の配列２５は、三角形の片の形を取る三角面を定義してよい。
【００５６】
２つ以上のＴＩＮがタイル上に定義される場合、それぞれ頂点インデックスの配列である相応してより多くの数の第２の配列が、データ２１に含まれる。第１の配列２３に含まれる頂点の数は、ＴＩＮの数が増加するにつれて増加することがある。ただし、全ての第２の配列は、例えば６つの第２の配列等の２つを超える第２の配列が提供される場合にも同じ第１の配列２３を参照する。複数のＴＩＮの頂点である任意の頂点の場合、頂点座標は、それぞれの頂点を含むＴＩＮの数とは無関係に、一度だけしか第１の配列２３に記憶されない。
【００５７】
第２のエントリは、ＴＩＮの複数の三角面を三角形の片として記憶してよい。これは、図７および図８に関して示される。
【００５８】
図７は、タイル１１の平面図を示す。タイル１１は、三角形のパッチ１２、１３に二等分される。１つのＴＩＮが、パッチ１２上に定義される。別のＴＩＮは、パッチ１３上に定義される。２つのＴＩＮは、共通の頂点Ａ、Ｂ、およびＥを有する。つまり頂点Ａ、Ｂ、およびＥは、パッチ１２上に定義されるＴＩＮおよびパッチ１３上に定義されるＴＩＮの頂点である。
【００５９】
図８は、タイル１１上のデジタル標高モデル（ＤＥＭ）を表すデータ２１の概略表示である。データ２１は、頂点ＡからＨの頂点座標が記憶される第１の配列を含む。頂点Ａ、ＢおよびＥの三次元座標は、第１の配列に一度しか含まれない。
【００６０】
データ２１は、三角形パッチ１２上のＴＩＮの三角面を説明する第２の配列２４を有する。第２の配列２４は、多様な頂点がリストに含まれる三角形の片である。説明のため、三角形のパッチ１２上のＴＩＮは、三角形の片「ＡＣＢＤＥＦＣ」として定義されてよい。実行時、これは、三角形ＡＣＢ、ＣＢＤ、ＢＤＥ、ＤＥＦ、およびＥＦＣを定義するように分解される。したがって、全ての三角面は、頂点インデックスのリストによってコンパクトに定義され得る。全ての頂点の三次元座標は、第１の配列から取り出すことができる。したがって、三角面は再構築されてよい。
【００６１】
データ２１は、三角形のパッチ１３上のＴＩＮの三角面を説明する別の第２の配列２５を有する。第２の配列２５は、多様な頂点がリストの中に含まれる三角形の片である。説明のため、三角形のパッチ１３上のＴＩＮは、三角形の片「ＡＧＢＨＥ」として定義されてよい。実行時、これは三角形ＡＧＢ、ＧＢＨ、およびＢＨＥを定義するように分解される。このようにして、全ての三角面が、頂点インデックスのリストによってコンパクトに定義されてよい。全ての頂点の三次元座標は、第１の配列から取り出すことができる。したがって、三角面は再構築されてよい。
【００６２】
２つ以上のＴＩＮが、各タイルに定義されてよい。ＴＩＮは、互いと重複してもよい。説明のため、それぞれタイルサイズの半分に等しい面積を有する三角形のパッチ上に定義される２つのＴＩＮに加えて、それぞれタイルサイズの４分の１に等しい面積を有する三角形のパッチ上に定義される４つのＴＩＮが、タイルごとに使用されてよい。
【００６３】
図９は、４つの矩形二等辺三角形の三角形のパッチ１４から１７に区切られるタイル１１を示す。パッチ１４および１７は、パッチ１２を二等分することによって得られる。パッチ１５および１６は、パッチ１３を二等分することによって得られる。三角形のパッチ１４から１７のそれぞれのパッチ上に、別のＴＩＮが定義されてよい。
【００６４】
より小さい三角形のパッチ１４から１７に定義されるＴＩＮは、所与のタイルサイズのために、より大きな詳細のレベルで地形を示すために使用されてよい。異なる詳細のレベルが結合されてよい。説明のため、地形をレンダリングするときに、より大きな三角形のパッチ１２およびその上に定義されるＴＩＮが、より小さい三角形のパッチ１５、１６およびその上に結合されるＴＩＮと結合されてよい。
【００６５】
合計６つのＴＩＮが１つのタイルに定義されると、頂点インデックスの配列が、６つのＴＩＮの内の各ＴＩＮに提供されてよい。配列は、それぞれ、図７および図８に関して説明されたように、三角形の片であってよい。頂点インデックスの配列の各配列が、三次元座標が全く同一の第１の配列に記憶される頂点を参照してよい。
【００６６】
各タイルのために、複数のＴＩＮのための頂点座標を含む大局的な第１の配列があるデータベースを作成するとき、第１の配列のエントリは、距離メトリックに従って順序付けられてよい。つまり、頂点座標が第１の配列に記憶されるシーケンスは、頂点間の距離に基づいて選択されてよい。これによって、頂点座標をデルタ符号化形式で記憶できるようになる。
【００６７】
図１０は、ナビゲーション装置用にデータベースを生成する方法３０のフローチャートである。方法は、ナビゲーション装置１のデータベース１０を生成するために使用されてよい。
【００６８】
３１で、タイルのために定義された多様なＴＩＮの全ての頂点のセットが決定される。頂点のセットは、タイルに定義された２つまたは６つのＴＩＮの全ての頂点のセットであってよい。全ての頂点のセットはＭとして示される。
【００６９】
３２で、頂点の内の１つが選択される。頂点は、無作為に、またはデルタ符号化チェーンの開始点を決定するアルゴリズムを使用して選択されてよい。エントリは、選択された頂点のための第１の配列で生成される。エントリは選択された頂点の頂点座標を含む。
【００７０】
追加のエントリが、対話式で第１の配列に追加される。第１の反復では、第１の配列だけが３２で選択される頂点エントリを有する。
【００７１】
３３で、選択された頂点がセットＭから削除される。セットＭは、第１の配列でまだエントリが生成されていない頂点だけを含むように更新される。
【００７２】
３４で、第１の配列の最後のエントリが以前生成された頂点から最小の距離を有するＭの頂点が決定される。第１の反復では、３２で選択された頂点から最小距離を有する頂点が識別される。任意の適切な距離メトリックが使用されてよい。説明のため、Ｌｐメトリックが使用されてよい。
【００７３】
３５で、３４で決定された頂点の頂点座標と、第１の配列の最後のエントリが以前生成された頂点の頂点座標との間の座標デルタが決定される。この座標デルタが、第１の配列の新しい最後のエントリとして第１の配列の中に書き込まれる。それによって、頂点座標のデルタ符号化が実行されてよい。デルタ符号化が実行されてはならない場合、（座標デルタよりむしろ）３４で選択された頂点の座標が、第１の配列の新しい最後のエントリとして第１の配列に書き込まれてよい。
【００７４】
３６で、Ｍの中に複数の頂点があるかどうか、つまり多様なＴＩＮの全ての頂点のために、第１の配列でエントリがすでに生成されているかどうかが決定される。Ｍの中に複数の頂点が残されている場合、方法は３３に戻り、ステップ３３から３６が繰り返される。それ以外の場合、方法は３７に進む。
【００７５】
３７で、三角形の片が各ＴＩＮに生成される。三角形の片は、頂点インデックスのリストとして生成されてよく、各頂点インデックスは、座標が第１の配列に登録されている頂点の内の１つを一意に識別する。
【００７６】
３８で、第１の配列および第２の配列はデータベースに記憶される。
【００７７】
方法３０は、タイリングの複数のタイルに実行されてよい。方法３０は、タイリングの全タイルに実行されてよい。
【００７８】
方法３０を使用して生成されるデータベースは、車両ナビゲーション装置に配備されてよい。
【００７９】
実施形態にかかる方法および方法が詳細に説明されてきたが、他の実施形態で修正が実施されてよい。説明のために、いくつかの実施形態では正方形のタイルのタイリングが説明されたが、他のタイルの形状も使用されてよい。
【００８０】
本発明の実施形態は、それに制限されることなく三次元地形を視覚するために使用されてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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