[发明专利]一种与二维导航同步的三维方向性导航方法及其装置

说明书

技术领域：

本发明涉及导航技术领域，尤其涉及到一种与二维导航同步的三维方向性导航方法和装置。

背景技术：

近年来，各种概念的三维导航地图成为导航领域尤其是车载导航服务的热点。驾乘者可以通过三维地图判别标志物，找到前进的方向，虽然在二维导航中通过叠加局部图片方式可实现这两项功能，但三维导航地图的优势更加明显，视觉效果更加逼真。

然而，现在已有的三维导航地图都是采用在道路的路段部分叠加通用的三维路段图片，在道路的路口部分叠加路口放大图的方式生成简单的三维导航地图；还有一些三维导航地图通过在正射影像上叠加数字地表模型的方式生成城市地面模型，再在三维模型的基础上叠加二维导航路径来实现导航功能，严格意义上来说，这些方式生成的三维导航地图只能用于提升用户的导航体验，并不是真正意义上的三维导航地图。

应用现有的三维导航地图进行导航，至少存在如下问题：

1、现有的三维导航技术中，基本上采用的是二维地图加三维模型的模式，采用二维导航路径实现类似三维导航的效果；

2、现有的三维导航技术中，没有提出根据行驶方向确定的三维诱导线的概念，无法由二维导航路径规划出与之匹配的三维诱导路径，建立二维与三维的位置对应关系，实现二维与三维的同步导航；

3、现有的三维导航技术中，也没有从驾驶者的视角出发生成三维场景、配备三维诱导路径的三维导航；

4、在实际应用中没有使用上述2、3点的技术来实现与二维导航同步的三维导航装置。

因此，本发明正是基于以上方面，提出了一种与二维导航同步的三维方向性导航方法和装置。

发明内容：

本发明提供了一种与二维导航同步的三维方向性导航方法和装置。使得在实际导航当中，当用户进入上述区域时，不仅能得到基于二维导航电子地图的导航体验；同时还可得到基于三维电子地图、根据用户视角展现的、与实际逼真的三维场景，从而使用户能更轻松、直观、准确地辨认导航地图，获得更为逼真、轻松的三维导航体验。

本发明提供一种与二维导航同步的三维方向性导航方法，所述方法包括以下步骤：

1）建立数据存储装置：所述数据存储装置包括二维电子地图数据库、三维电子地图数据库和三维诱导线及匹配关系数据库；

2）规划导航路径：根据用户设置的出发地点和目的地点，使用二维电子地图数据库规划二维导航路径，同时根据三维诱导线及匹配关系数据库，建立相应的三维诱导路径；

3）三维场景定位：根据二维导航路径上的当前位置、二维导航路径与三维诱导路径的匹配关系，定位计算三维诱导路径上的对应位置；

4）三维场景渲染：根据三维诱导路径上的对应位置和三维诱导线及其可视物体集，加载三维模型数据，渲染三维场景；

5）路径导航：在导航装置上进行二维导航和/或三维导航。

进一步地，三维诱导线是具有位置坐标和高程坐标的折线和/或曲线，所述位置坐标包括经度和纬度，所述三维诱导线根据行驶的方向，对双向行驶的路段最多设置2条三维诱导线，对有m个进入、n个退出的同一路口可设置mxn条以上三维诱导线（其中m≥1,n≥1）。

进一步地，所述的三维诱导线的可视物体集是对每条三维诱导线，预先根据视点范围和应用终端屏幕大小，计算出三维诱导线上每个位置的可视物体的集合（即可视物体集）作为三维诱导线的属性。所述视点范围包括可视半径和可视角度。

进一步地，所述的路段匹配关系和路口匹配关系，是分别对路段和路口建立三维诱导线与二维导航路径的匹配关系；对双向行驶的路段最多可设置2个匹配关系，每个行驶方向分别匹配一条三维诱导线；对有m个进入、n个退出的路口最多可设置mxn个匹配关系（其中m≥1,n≥1）。

本发明还提供一种与二维导航同步的三维方向性导航装置，所述装置包括以下模块：

GPS接收器：用于确定用户的当前位置；

输入装置：用于用户设置出发地点和目的地点，对规划路径进行修正，对显示二维地图和三维场景进行缩放、旋转等操作；

显示装置：用于显示二维导航地图，三维场景渲染结果及有关导航提示信息；

语音装置：用于播放导航提示语音信息；

存储装置：用于存放二维电子地图数据库、三维电子地图数据库、三维诱导线及匹配关系数据库。

路径规划单元：根据用户设置的出发地点和目的地点，使用二维电子地图数据库规划二维导航路径，同时根据三维诱导线及匹配关系数据库，建立相应的三维诱导路径；