CN105258708A - 一种三维公路导航显示方法及*** - Google Patents

一种三维公路导航显示方法及*** Download PDF

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    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
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Abstract

本发明公开了一种三维公路导航显示方法及***，所述方法包括：获取用户终端的位置信息；通过所述位置信息获取所述位置信息对应区域的地形模拟数据和公路数据；根据所述地形模拟数据进行地形表面逼近处理，获取地形模拟曲面；根据所述公路数据对所述地形模拟曲面进行四点细分处理，获取公路曲面；将获取的所述公路曲面展现给所述用户。在本发明实施例中，通过狄洛尼规则获取不规则三角网的方式获取地形模拟曲面，再通过公路数据对地形模拟曲面进行四点细分处理的方式获取公路曲面；将获取的公路曲面展现给用户，以使用户得到更好的体验效果。

Description

一种三维公路导航显示方法及***
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种三维公路导航显示方法及***。
背景技术
我们在驾车出行，特别是远行时，由于路况的复杂多变，良好的道路导航***显得尤其重要。特别是在公路导航中，传统的二维公路导航***仅仅将公路抽象为线条加属性进行表达，对周围的地形地貌也只是抽象成一定范围的平面加属性进行表达，这种方法显然是不完整的，仅仅只能起到路径导航的作用，对公路的路况、周围的地形地貌并不能做到良好的显示。因此，为了给使用者提供与当前道路相同的更加真实的导航服务，为了更加准确地显示公路路况和环境信息，三维公路导航***诞生了。
在如今的三维公路导航的显示中，为了更加真实地反映现实公路的外貌，不仅需要绘制公路及其表面的附属设施，还需要对周围的地形地貌进行仿真。在实际的显示中，可以通过调用地模数据模拟地模曲面，结合插值逼近的公路曲面快速地生成具有真实感的地形地貌。但在实时动态的显示过程中，动态显示的公路曲面与事先切割好的地模曲面并不总是连续的，造成曲面直接有缝隙和漏洞，很大程度上影响了显示的效果和真实感。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种三维公路导航显示方法及***，用于向用户提供三维公路导航信息，以使用户得到更好的体验效果。
为了解决上述问题，本发明提出了一种三维公路导航显示方法，所述方法包括：
获取用户终端的位置信息；
通过所述位置信息获取所述位置信息对应区域的地形模拟数据和公路数据；
根据所述地形模拟数据进行地形表面逼近处理，获取地形模拟曲面；
根据所述公路数据对所述地形模拟曲面进行四点细分处理，获取公路曲面；
将获取的所述公路曲面展现给所述用户。
优选地，所述地形模拟数据包括：沿等高线的同一系列同一高程、沿地形特征线、断裂线、地物和获取水系信息的三维坐标；
所述公路数据包括：型值点的三维坐标、里程信息、曲率值、两点之间的坡度和点所在环境的横向坡度信息。
优选地，所述地形表面逼近处理步骤包括：
采用狄洛尼规则地形模拟数据进行处理，消除地形模拟数据中的冗余数据，获取不规则三角网；
采用所述不规则三角网对地形表面进行逼近处理，获取地形模拟曲面。
优选地，所述四点细分处理包括：
根据所述公路数据对所述地形模拟曲面进行切割，获取第一公路曲面；
对所述第一公路曲面采用四点细分方法进行插值细分，获取公路曲面。
优选地，所述公路曲面为三维的模拟公路曲面。
另外，本发明还提供了一种三维公路导航显示***，所述***包括：
定位模块：用于获取用户终端的位置信息；
信息获取模块：用于通过所述位置信息获取所述位置信息对应区域的地形模拟数据和公路数据；
地形模拟曲面获取模块：用于根据所述地形模拟数据进行地形表面逼近处理，获取地形模拟曲面；
公路曲面获取模块：用于根据所述公路数据对所述地形模拟曲面进行四点细分处理，获取公路曲面；
显示模块：用于将获取的所述公路曲面展现给所述用户。
优选地，所述信息获取模块包括：
地形模拟数据获取单元：用于获取沿等高线的同一系列同一高程、沿地形特征线、断裂线、地物和获取水系信息的三维坐标；
公路数据获取单元：用于获取型值点的三维坐标、里程信息、曲率值、两点之间的坡度和点所在环境的横向坡度信息。
优选地，所述地形模拟曲面获取模块包括：
冗余消除单元：用于采用狄洛尼规则地形模拟数据进行处理，消除地形模拟数据中的冗余数据，获取不规则三角网；
逼近处理单元：用于采用所述不规则三角网对地形表面进行逼近处理，获取地形模拟曲面。
优选地，所述公路曲面获取模块包括：
切割单元：用于根据所述公路数据对所述地形模拟曲面进行切割，获取第一公路曲面；
插值细分单元：用于对所述第一公路曲面采用四点细分方法进行插值细分，获取公路曲面。
优选地，所述公路曲面为三维的模拟公路曲面。
在本发明实施例中，通过狄洛尼规则获取不规则三角网的方式获取地形模拟曲面，再通过公路数据对地形模拟曲面进行四点细分处理的方式获取公路曲面；将获取的公路曲面展现给用户，用于解决现有的导航***在实时动态的显示过程中，动态显示的公路曲面与事先切割好的地模曲面并不总是连续的，造成曲面直接有缝隙和漏洞，以使用户得到更好的体验效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例的三维公路导航显示方法的流程示意图；
图2是本发明实施例的三维公路导航显示***的结构组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例的三维公路导航显示方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：
S11：获取用户终端的位置信息；
S12：通过位置信息获取位置信息对应区域的地形模拟数据和公路数据；
S13：根据地形模拟数据进行地形表面逼近处理，获取地形模拟曲面；
S14：根据公路数据对地形模拟曲面进行四点细分处理，获取公路曲面；
S15：将获取的公路曲面展现给用户。
对S11作进一步说明：
通过在导航器上安装定位***(如全球定为***或者北斗定位***)对导航器进行位置的确定，从而获取导航器的位置信息。
对S12作进一步说明：
通过上述的定位***获取的位置信息来获取该位置信息对应的位置的三维模拟地图，根据三维模拟地图获取沿等高线的同一系列同一高程、沿地形特征线、断裂线、地物和获取水系信息的三维坐标地形模拟数据；获取型值点的三维坐标、里程信息、曲率值、两点之间的坡度和点所在环境的横向坡度信息公路数据。
对S13作进一步说明：
根据上述的地形模拟数据(沿等高线的同一系列同一高程、沿地形特征线、断裂线、地物和获取水系信息的三维坐标)构建地形顶点网，在获取地形顶点网之后，采用狄洛尼规则对这些定点网进行处理，获取不规则的三角网，这些三角网中的三角形之间互不相交并且三角形的外接圆不含离散点，这样保证了内插点的高程具有唯一性，模型所表达的地形也具有唯一性和保证了三角形的三个顶点是相邻的点，表达的地面坡度是均匀的；并且这样能够有效的消除地形模拟数据中的冗余数据。
在获取不规则三角网之后根据地形表面的实际情况，移动不规则三角网内的顶点进行地形表面进行逼近处理，获取地形模拟曲面；在不规则三角网中，移动一个顶点只会影响共用该顶点的边对应的三角形，便于更好的调整该地形模拟曲面。
对S14作进一步说明：
采用公路数据(型值点的三维坐标、里程信息、曲率值、两点之间的坡度和点所在环境的横向坡度信息)对上述获得的地形模拟曲面进行切割，首先获取第一公路曲面(粗糙的公路曲面)；对上述第一公路曲面采用四点细分方法进行插值细分，四点插值细分是用相邻的四个点来计算新的点，每次计算使用相同的权值，具体为：
P 2 i k + 1 = P i k , - 1 ≤ i ≤ 2 k n + 1
P 2 i + 1 k + 1 = ( 1 2 + w ) ( P i k + P i + 1 k ) - w ( P i - 1 k + P i + 2 k ) , 1 ≤ i ≤ 2 k n
给定初始控制点记 p i n = P i , i = - 2 , ... , n + 2.
四点插值细分法k次细分后的控制点在w给定值为时，第k+1阶的控制点为：
P 2 i k + 1 = P i k
P 2 i + 1 k + 1 = - 1 16 P i - 1 k + 9 16 P i k + 9 16 P i + 1 k - 1 16 P i + 2 k
通过以上的方式不断的进行插值细分，使得动态变化的公路曲面边界与固定不变的地模曲面边界之间的缝隙得到弥合，获取公路曲面，使得公路曲面的实时显示效果得到很大的改善。
获取的公路曲面是三维的模拟公路曲面。
图2是本发明实施例的三维公路导航显示***的结构组成示意图，如图2所示，该***包括：
定位模块11：用于获取用户终端的位置信息；
信息获取模块12：用于通过位置信息获取位置信息对应区域的地形模拟数据和公路数据；
地形模拟曲面获取模块13：用于根据地形模拟数据进行地形表面逼近处理，获取地形模拟曲面；
公路曲面获取模块14：用于根据公路数据对地形模拟曲面进行四点细分处理，获取公路曲面；
显示模块15：用于将获取的公路曲面展现给用户。
优选地，信息获取模块12包括：
地形模拟数据获取单元：用于获取沿等高线的同一系列同一高程、沿地形特征线、断裂线、地物和获取水系信息的三维坐标；
公路数据获取单元：用于获取型值点的三维坐标、里程信息、曲率值、两点之间的坡度和点所在环境的横向坡度信息。
优选地，地形模拟曲面获取模块13包括：
冗余消除单元：用于采用狄洛尼规则地形模拟数据进行处理，消除地形模拟数据中的冗余数据，获取不规则三角网；
逼近处理单元：用于采用不规则三角网对地形表面进行逼近处理，获取地形模拟曲面。
优选地，公路曲面获取模块14包括：
切割单元：用于根据公路数据对地形模拟曲面进行切割，获取第一公路曲面；
插值细分单元：用于对第一公路曲面采用四点细分方法进行插值细分，获取公路曲面。
优选地，公路曲面为三维的模拟公路曲面。
具体地，本发明实施例的***相关功能模块的工作原理可参见方法实施例的相关描述，这里不再赘述。
在本发明实施例中，通过狄洛尼规则获取不规则三角网的方式获取地形模拟曲面，再通过公路数据对地形模拟曲面进行四点细分处理的方式获取公路曲面；将获取的公路曲面展现给用户，用于解决现有的导航***在实时动态的显示过程中，动态显示的公路曲面与事先切割好的地模曲面并不总是连续的，造成曲面直接有缝隙和漏洞，以使用户得到更好的体验效果。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，ReadOnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的一种三维公路导航显示方法及***进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种三维公路导航显示方法，其特征在于，所述方法包括：
获取用户终端的位置信息；
通过所述位置信息获取所述位置信息对应区域的地形模拟数据和公路数据；
根据所述地形模拟数据进行地形表面逼近处理，获取地形模拟曲面；
根据所述公路数据对所述地形模拟曲面进行四点细分处理，获取公路曲面；
将获取的所述公路曲面展现给所述用户。
2.根据权利要求1所述的三维公路导航显示方法，其特征在于，所述地形模拟数据包括：沿等高线的同一系列同一高程、沿地形特征线、断裂线、地物和获取水系信息的三维坐标；
所述公路数据包括：型值点的三维坐标、里程信息、曲率值、两点之间的坡度和点所在环境的横向坡度信息。
3.根据权利要求1所述的三维公路导航显示方法，其特征在于，所述地形表面逼近处理步骤包括：
采用狄洛尼规则地形模拟数据进行处理，消除地形模拟数据中的冗余数据，获取不规则三角网；
采用所述不规则三角网对地形表面进行逼近处理，获取地形模拟曲面。
4.根据权利要求1所述的三维公路导航显示方法，其特征在于，所述四点细分处理包括：
根据所述公路数据对所述地形模拟曲面进行切割，获取第一公路曲面；
对所述第一公路曲面采用四点细分方法进行插值细分，获取公路曲面。
5.根据权利要求1所述的三维公路导航显示方法，其特征在于，所述公路曲面为三维的模拟公路曲面。
6.一种三维公路导航显示***，其特征在于，所述***包括：
定位模块：用于获取用户终端的位置信息；
信息获取模块：用于通过所述位置信息获取所述位置信息对应区域的地形模拟数据和公路数据；
地形模拟曲面获取模块：用于根据所述地形模拟数据进行地形表面逼近处理，获取地形模拟曲面；
公路曲面获取模块：用于根据所述公路数据对所述地形模拟曲面进行四点细分处理，获取公路曲面；
显示模块：用于将获取的所述公路曲面展现给所述用户。
7.根据权利要求6所述的三维公路导航显示***，其特征在于，所述信息获取模块包括：
地形模拟数据获取单元：用于获取沿等高线的同一系列同一高程、沿地形特征线、断裂线、地物和获取水系信息的三维坐标；
公路数据获取单元：用于获取型值点的三维坐标、里程信息、曲率值、两点之间的坡度和点所在环境的横向坡度信息。
8.根据权利要求6所述的三维公路导航显示***，其特征在于，所述地形模拟曲面获取模块包括：
冗余消除单元：用于采用狄洛尼规则地形模拟数据进行处理，消除地形模拟数据中的冗余数据，获取不规则三角网；
逼近处理单元：用于采用所述不规则三角网对地形表面进行逼近处理，获取地形模拟曲面。
9.根据权利要求6所述的三维公路导航显示***，其特征在于，所述公路曲面获取模块包括：
切割单元：用于根据所述公路数据对所述地形模拟曲面进行切割，获取第一公路曲面；
插值细分单元：用于对所述第一公路曲面采用四点细分方法进行插值细分，获取公路曲面。
10.根据权利要求6所述的三维公路导航显示***，其特征在于，所述公路曲面为三维的模拟公路曲面。
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