專利名稱：采用三維和二維數(shù)字圖像的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及數(shù)字圖像，并且更具體地涉及數(shù)字圖像的觀看。
背景技術(shù)：
將紙件文檔掃描為數(shù)字圖像是公知的。數(shù)字或電子文檔相對于紙件文檔的優(yōu)點中的一些包括減少存儲空間、快速以及簡單的復(fù)制、快速檢索、通過電子傳輸(例如，電子郵件)的容易共享、數(shù)字格式的永久和非易失性性質(zhì)以及諸如樹木的自然資源的節(jié)省。雖然對于大多數(shù)商務(wù)活動來說，完全數(shù)字化辦公還不現(xiàn)實，但是很難找到一種商務(wù)活動，其在商務(wù)活動的正常過程中沒有嚴(yán)重依賴于數(shù)字文檔。例如，業(yè)主、地產(chǎn)開發(fā)商、建筑師和文檔管理專家掃描諸如建筑物藍(lán)圖、平面圖以及立管圖的與財產(chǎn)相關(guān)的活動和歷史文檔，以節(jié)省空間并且使得能夠更高效地復(fù)制和分發(fā) 文檔。然而，一旦文檔被掃描，則在監(jiān)視器或者顯示裝置上觀看該紙圖的數(shù)字版本時不能夠通過計算機(jī)識別關(guān)于圖紙的比例信息。特別地，圖紙的數(shù)字圖像通常捕獲為具有一定像素乘像素尺寸的數(shù)字圖像，沒有直接或簡單的裝置來建立與包含的關(guān)于原圖的比例信息的關(guān)系。因此，當(dāng)使用監(jiān)視器或顯示器來觀看圖像時，因為紙件圖紙的比例(例如，一英寸等于三英尺)對于在監(jiān)視器或顯示器上顯示的圖像來說是不成立的，因此用戶不能夠在視覺上從顯示的圖像獲得真實的尺寸信息。傳統(tǒng)上，當(dāng)紙件圖紙被掃描并且被數(shù)字化以進(jìn)行電子存儲時，特定文檔的圖像原始物理尺寸以及因此圖像比例的對應(yīng)的可用性不再是該圖像的具體屬性。例如，如果基礎(chǔ)設(shè)施圖紙的紙件版本的高度為三十英寸并且寬度為四十英寸，并且然后對該圖紙進(jìn)行掃描，則該掃描的電子圖像的計算機(jī)用戶在使用不同監(jiān)視器時由于顯示裝置的尺寸及其自身的像素分辨率而將看到不同物理尺寸的文檔。因此，在該文檔的電子圖顯示在計算機(jī)監(jiān)視器上時，在文檔上顯示的比例(例如，八分之一英寸等于一英尺等等)將是不正確的。這是因為紙件圖像的原始物理尺寸與計算機(jī)監(jiān)視器的像素尺寸不具有直接的關(guān)聯(lián)。結(jié)果，20英寸寬的監(jiān)視器在顯示整個圖像時僅能夠?qū)D像顯示為二十英寸寬，并且二十五英寸寬的監(jiān)視器在顯示整個圖像時僅能夠?qū)D像顯示為二十五英寸寬。而且，監(jiān)視器也將不能夠?qū)⒄麄€圖像顯示器其原始大小，即，顯示為四十英寸寬。用戶沒有辦法知道紙圖紙的原始物理尺寸是多少，而圖紙上列出的圖像的縮放比率與原始紙件文檔的物理尺寸直接相關(guān)。因此，如果在二十五英寸監(jiān)視器上觀看掃描的基礎(chǔ)設(shè)施圖紙的計算機(jī)用戶試圖使用具有圖像比例的數(shù)據(jù)來獲取計算機(jī)監(jiān)視器上的圖像的物理尺寸以手動地計算真實比例尺寸，則該結(jié)果將是錯誤的尺寸值。此外，對圖像進(jìn)行縮放從而只有原始圖像的一部分顯示在計算機(jī)監(jiān)視器上也破壞了圖像的物理尺寸，這使得圖像或圖像元素的任何物理尺寸不可在與比例組合時使用以計算真實比例尺寸。基本上，一旦紙件圖紙被掃描，則當(dāng)在監(jiān)視器或顯示裝置上觀看該紙件圖紙的數(shù)字版本時，該圖紙上的比例信息不再有效和準(zhǔn)確。因此，紙件文檔中固有的一些實用性在文檔被數(shù)字化時丟失了。該丟失的實用性特別在想要確定房間的尺寸、墻壁的長度或者樓層的一部分的平方英尺的尺寸(這常常是查看圖紙的主要原因)時是有問題的。另外，當(dāng)對數(shù)字圖紙進(jìn)行標(biāo)注時，常常希望標(biāo)注在圖形標(biāo)注保持與在數(shù)字圖像上顯示的對象的真實比例比率的地方。因此，在該領(lǐng)域中存在著沒有滿足的需要，即在能夠確定準(zhǔn)確地描述所顯示的對象的真實且精確的尺寸信息的情況下觀看和分發(fā)數(shù)字圖紙。
而且，已知的是，關(guān)于建筑物的事件信息能夠與建筑物的數(shù)字圖紙一起顯示。例如，已知的是，建筑物能夠被提供有各種警報系統(tǒng)，美國專利申請No. 10/434390公開了一種顯示來自其中事件是在建筑物系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的非正常狀況的建筑系統(tǒng)的事件信息的方法。關(guān)于建筑物的信息顯示在顯示部分上。顯示的信息可以由用戶來選擇和改變。也能夠顯示與建筑物中的非正常狀況相關(guān)的警報圖形。用戶可以選擇顯示公開了火警系統(tǒng)警報生成裝置的狀態(tài)的平面圖。然而，雖然可以顯示該圖形，但是用戶不了解建筑物中的人、非正常狀況以及建筑物的結(jié)構(gòu)特征之間存在的準(zhǔn)確的按比例空間關(guān)系。在美國專利申請No. 10/038572中公開了響應(yīng)人員資產(chǎn)管理系統(tǒng)(RAMS)。所公開的系統(tǒng)利用包括緊急響應(yīng)人員的響應(yīng)人員可用的信息(包括本地天氣、全國天氣以及到其他信息的鏈接)。該系統(tǒng)還提供建筑物或設(shè)施的虛擬通行能力。然而，雖然提供了該虛擬通行，但是用戶不能夠按比例縮放以確定準(zhǔn)確的空間關(guān)系。最后，美國專利申請No. 10/177577公開了一種用于檢測、監(jiān)視和評估結(jié)構(gòu)中的危險情況的系統(tǒng)和方法。具有雙向通信能力的傳感器被策略性地布置在結(jié)構(gòu)中或者布置在結(jié)構(gòu)的矩陣中。這些單元是與基礎(chǔ)計算機(jī)通信的高等級多功能檢測器。然而，與上述其它系統(tǒng)一樣，沒有為用戶提供空間關(guān)系從而用戶不能夠確定他們相對于結(jié)構(gòu)內(nèi)的危險情況的準(zhǔn)確關(guān)系。在現(xiàn)有技術(shù)中由于用于查看圖形地示出的平面圖或圖紙的顯示器、查看器或者圖形查看端口的類型使得不能夠確定空間關(guān)系。在現(xiàn)有技術(shù)中使用的兩種傳統(tǒng)類型的顯示器是2D顯示器或者3D顯示器。盡管每個顯示器為用戶提供各種優(yōu)點，但是這些優(yōu)點都是受限制的。例如，用戶能夠使用2D顯示器來繪制關(guān)于整個建筑物或結(jié)構(gòu)的空間，然而該2D顯示器不能夠描述完整的幾何形狀也不能描述房間的內(nèi)部的視覺特性或者結(jié)構(gòu)的通路。在這樣的情況下，當(dāng)用戶正在使用平面圖的2D顯示以繪制結(jié)構(gòu)中的進(jìn)入或離開路徑時，關(guān)于特定路徑的幾何形狀和建筑的細(xì)節(jié)不能夠被完全地確定為如同它們能夠處于空間的真實比例3D動畫或真實比例3D虛擬表示中一樣。而且，僅使用2D顯示器不允許針對在沿著導(dǎo)航路徑出現(xiàn)的建筑物中視覺上識別出的建筑和危險元素進(jìn)行路徑調(diào)整。例如，2D平面圖可以指示特定的通路對于特定的設(shè)備來說是足夠?qū)挼?，然而在二維表示中不能夠示出所有維度上的該通路的實際高度和建筑幾何形狀。結(jié)果，急救隊或者其它建筑物系統(tǒng)工人在僅使用2D平面圖作為決定支持工具時看到了不完整的數(shù)據(jù)，而這能夠直接導(dǎo)致壞的或危險的決定。僅使用3D顯示時觀看平面圖的優(yōu)點還由于用戶僅看到結(jié)構(gòu)的內(nèi)部而不能夠快速地識別墻構(gòu)造和嵌入的電氣、天然氣和管道工程細(xì)節(jié)而大打折扣。另外，使用3D顯示的用戶僅能夠觀察直接位于視錐內(nèi)的房間中的對象的空間關(guān)系并且不了解潛在危險的/重要的鄰接房間/區(qū)域特點，其包括但不限于堵塞的通道、危險材料的位置、警報狀態(tài)以及其它重要的關(guān)鍵項目?，F(xiàn)有技術(shù)提供了孤立的2D或3D的圖形的可視化，然而，需要一種提供改進(jìn)的觀看能力以具有本發(fā)明所提出的新穎的視覺數(shù)據(jù)關(guān)系的顯示。這樣的顯示將提供3D和2D顯示的累加的優(yōu)點。因此，需要下述顯示，其將以現(xiàn)有技術(shù)中未曾出現(xiàn)的方式創(chuàng)建兩個相關(guān)且連接的但是獨(dú)立的數(shù)據(jù)之間的同步的真實比例視覺關(guān)系。需要下述顯示器，其能夠形成在獨(dú)立地觀看真實比例3D和2D顯示時(甚至在連續(xù)地觀看真實比例3D和2D顯示時)無法實現(xiàn)的真實比例3D和2D顯示之間的共生的數(shù)據(jù)可視化。這樣的顯示器將允許3D和2D中的路徑的同時顯示，并且同時經(jīng)由真實比例坐標(biāo)鏈接的顯示獲取關(guān)鍵的、可測量的空間和關(guān)系數(shù)據(jù)。還想要的是，這樣的顯示將產(chǎn)生路徑的準(zhǔn)確的真實比例尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種真實比例的坐標(biāo)匹配的實時鏈接的雙三維/ 二維視覺顯示器(查看器)。本發(fā)明的組合的同時且實時的視覺顯示器能夠用于有效地評估風(fēng)險，定義安全和危險區(qū)域，可視化重要資產(chǎn)、警報器和傳感器、用于內(nèi)部和/或外部結(jié)構(gòu)場景的危險和真實比例結(jié)構(gòu)/建筑細(xì)節(jié)。通過在同步的坐標(biāo)鏈接的真實比例視覺顯示中組合3D和2D顯示，情景(contextual)位置和空間數(shù)據(jù)不再相互排斥。相反地，組合的3D/2D顯示使用嵌入在 圖像的頭中的比例信息來使得用戶能夠獲得能夠同時以3D和2D處理的實時信息，這提供了正在查看的環(huán)境的情報和情況了解的獨(dú)特狀態(tài)。3D和2D視圖的同時顯示與3D和2D窗口的布置或大小、固定或浮動無關(guān)。本發(fā)明還提供了一種用于與適于觀看數(shù)字化圖紙的應(yīng)用程序一起使用的尺寸工具。該尺寸工具按真實比例計算數(shù)字圖紙的長度和面積(規(guī)則形狀和不規(guī)則形狀區(qū)域)。這對于其中真實比例的圖紙的尺寸或標(biāo)記很重要并且是不容易隨著時間流逝而保持的或者在丟失的情況下不容易重新捕獲的數(shù)字化的建筑圖紙或從紙件掃描為數(shù)字格式的其它圖紙來說是特別有利的，在實施方式中，本發(fā)明包括下述步驟數(shù)字化紙件文檔；捕獲被數(shù)字化(例如，被掃描)的紙件的比例數(shù)據(jù)和物理參數(shù)；將比例和物理參數(shù)數(shù)據(jù)嵌入在與數(shù)字化圖像的文件關(guān)聯(lián)的頭中。本發(fā)明進(jìn)一步提供了在通過查看器應(yīng)用程序觀看數(shù)字化圖像時對頭數(shù)據(jù)進(jìn)行處理從而能夠在計算真實比例線長度和面積時使用頭數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)正在觀看的數(shù)字化紙件是平面圖時，能夠使用頭文件來測量真實比例的平面圖上的距離和面積。一旦繪制了線，則使用頭比例數(shù)據(jù)計算真實比例尺寸，然后能夠進(jìn)一步將其轉(zhuǎn)換為想要的尺寸單位并且然后示出給用戶。捕獲被數(shù)字化的紙件的比例和物理參數(shù)的步驟包括捕獲紙件的原始比例信息、掃描的DPI和紙件的原始尺寸。如果紙件被圖像化為TIFF文件，則捕獲的數(shù)據(jù)被使用TIFF頭標(biāo)簽存儲在TIFF頭的私人標(biāo)簽中。本領(lǐng)域技術(shù)人員了解的是，TIFF頭具有私人和公共TIFF頭標(biāo)簽并且公共標(biāo)簽用于特定或單個數(shù)據(jù)類型而私人標(biāo)簽必須被登記以保持用于特定目的的數(shù)據(jù)。例如，用于文件大小的公共TFF頭標(biāo)簽不能夠用于存儲諸如描述數(shù)據(jù)或比例數(shù)據(jù)的其它數(shù)據(jù)。私人標(biāo)簽是開放字段并且不具有用于寫入其中的數(shù)據(jù)除非這些私人標(biāo)簽是已登記標(biāo)簽。私人標(biāo)簽?zāi)軌蛴绍浖_發(fā)者使用或者被登記給私人公司從而特定標(biāo)簽?zāi)軌蛴糜谝粋€指定的意義明確的目的。當(dāng)觀看TIFF圖像時，用戶能夠使用是查看器的一部分的繪制工具來繪制線或形狀。定義線或形狀的像素的位置被查看器捕獲以與頭數(shù)據(jù)一起用于計算線的真實比例測量的長度。如上所述，本發(fā)明用于長度(例如，線和多段線)和面積(規(guī)則形狀以及不規(guī)則形狀，例如，矩形、多邊形和逆多邊形)的測量。與TIFF圖像一起采用的其它工具包括尋找最短路徑(Find Shortest Path)工具，其部分地使用TIFF頭中嵌入的比例信息以計算在2D地圖上或在3D顯示中標(biāo)記的兩個用戶選擇的或動態(tài)更新的點之間的最短、最快路徑，該尋找最短路徑工具還能夠計算并同時顯示兩個用戶選擇的或動態(tài)更新的點之間的多個路線，例如，主(最短)路線、次(次最短)路線和第三(可選)路線以允許進(jìn)一步的意外規(guī)劃、允許將分立路徑和進(jìn)入/離開點手動或自動標(biāo)記為不可通過的障礙工具、將被標(biāo)記用于消防或撤離的樓梯間，并且使這些動態(tài)細(xì)節(jié)觸發(fā)最短路徑的再計算。3D記錄路徑工具記錄在3D窗口上引導(dǎo)的路徑并且同時將該路徑映射在2D顯示窗格上。在回放時，門檢測工具自動地獲取沿著分配的路徑的環(huán)境取向的入口和通路作為對于在諸如黑暗和充滿煙的環(huán)境的不利條件下操作的緊急和響應(yīng)人員的重要輔助。生成的路徑能夠存儲并嵌入在數(shù)字文件中以有利于規(guī)劃、準(zhǔn)備、模擬疏散和增強(qiáng)訓(xùn)練。在這些改變時，必要的是，在危急情況下，災(zāi)難響應(yīng)等急救管理人員和建筑物人員能夠獲取建筑物的圖紙以更好地保護(hù)住戶、基礎(chǔ)設(shè)施和資產(chǎn)。需要一種系統(tǒng)和方法，其能夠給在交互真實比例3D和2D視覺環(huán)境中為急救人員提供按比例的建筑平面圖，從而使得這 些圖紙能用于急救人員并且使得系統(tǒng)用戶能夠遠(yuǎn)程地體驗多個相關(guān)情況了解數(shù)據(jù)。該能力在以前僅能夠服務(wù)于物理結(jié)構(gòu)自身內(nèi)的人員。系統(tǒng)和方法能夠以軟件包的方式實施。比例圖紙用于急救人員規(guī)劃用于建筑物或結(jié)構(gòu)的進(jìn)入和離開路線，所述建筑物或結(jié)構(gòu)包括體育館、運(yùn)動場、橋梁、隧道、碼頭等等。另外，能夠容易地確定手動或程序化的點到點路線規(guī)劃。比例平面圖用于公共急救人員在緊急事件之前和在緊急事件過程中規(guī)劃進(jìn)入和離開路線。為了為可能的緊急事件做好準(zhǔn)備，建筑住戶或管理方能夠使用本發(fā)明公開的系統(tǒng)來在以3D和2D形式同時觀看進(jìn)入和離開建筑物的預(yù)先布置的路線的細(xì)節(jié)的同時確定這些路線。當(dāng)緊急事件發(fā)生時，急救人員能夠使用本發(fā)明的動態(tài)搜索和傳遞能力來實時地確定到緊急出口的路線。系統(tǒng)還允許急救人員確定到特定建筑位置或區(qū)域以及從特定建筑位置或區(qū)域的以層級形式的最短到最長格式示出的多個路線，并且允許以3D和2D方式進(jìn)入或阻擋建筑的特定部分。系統(tǒng)允許考慮所有人類運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施(例如，建筑物樓梯間)并且甚至從結(jié)構(gòu)的外部到結(jié)構(gòu)的任一層上的任何可進(jìn)入位置確定跨過建筑物的多層的路線。本發(fā)明有利于結(jié)構(gòu)內(nèi)的點到點路線規(guī)劃，從而允許人員識別用于到達(dá)特定位置的精確測量的路線。急救人員將了解如何從點A到點B，并且他們必須沿著路線行進(jìn)的精確距離。例如，當(dāng)建筑充滿煙時，救火人員不能看并且必須依賴其它手段來到達(dá)他們需要去的地方。利用該系統(tǒng)，救火員將精確地了解在任何給定方向上行進(jìn)多遠(yuǎn)來到達(dá)位置。類似地，在體育館和運(yùn)動場中，安保人員能夠利用這里公開的系統(tǒng)來精確地找到問題區(qū)域并且解決可能發(fā)生的安全情況。建筑物中的急救人員和住戶或其它人將能夠確定緊急出口的位置以及到出口的路線。能夠使用動態(tài)搜索實時地確定到緊急出口的各種路線。本發(fā)明能夠以至少三種方式傳遞比例圖紙信息。首先，在一個實施方式中，本發(fā)明在計算機(jī)監(jiān)視器屏幕或顯示裝置上顯示信息并且允許用戶使用指示裝置(例如，鼠標(biāo)、觸摸筆或其它用戶指示選擇裝置)挑選選擇的點或區(qū)域。其次，本發(fā)明能夠在人員能夠攜帶的手持裝置上顯示信息。第三，系統(tǒng)能夠使用在用戶的視線內(nèi)顯示相關(guān)信息的抬頭顯示。以該方式使用本發(fā)明將輔助常常在視線不好的環(huán)境下工作的救火隊員。利用本發(fā)明，在暗處行走的救火隊員能夠觀看詳細(xì)顯示任何需要的信息(包括當(dāng)前位置和到想要的目的地的路線)的抬頭顯示。至少，能夠同時使用按比例顯示的3D和2D，從而規(guī)劃委員會或規(guī)劃人員能夠確定進(jìn)入路線以及封閉策略或其它策略。利用所公開的系統(tǒng)，能夠由建筑住戶或建筑管理方開發(fā)預(yù)先安排的路線以確定能夠增加消防安全準(zhǔn)備、有效地用于消防演練和訓(xùn)練的進(jìn)入和離開路線。此外，對于體育館、運(yùn)動場等等來說，安保人員能夠利用所公開的系統(tǒng)來精確定位問題區(qū)域并且確定對于可能出現(xiàn)的各種安全情況的解決方案。用戶能夠以至少三種方式來實時本發(fā)明(I) 一體機(jī)、(2)遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)和(3)集成系統(tǒng)。


已經(jīng)以概括的方式描述了本發(fā)明，現(xiàn)在將參考附圖，其不必按比例繪制，并且其中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的系統(tǒng)的示意性框圖。圖2是本發(fā)明的實施方式的流程圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于輸入與掃描文檔關(guān)聯(lián)的比例數(shù)據(jù)的示意性用戶界面。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于輸入與掃描文檔關(guān)聯(lián)的比例數(shù)據(jù)的示意性用戶界面。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于觀看掃描文檔的示意性用戶界面，其中用戶已經(jīng)繪制了線并且該線的真實比例尺寸顯示給用戶。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于觀看掃描文檔的示意性用戶界面，其中用戶已經(jīng)繪制了多邊形并且該多邊形的真實比例尺寸顯示給用戶。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的線的長度的計算的示意圖。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的矩形的面積的計算的示意圖。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的橢圓的面積的計算的示意圖。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的多段線的長度的計算的示意圖。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的多邊形的面積的計算的示意圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的數(shù)據(jù)顯示的示意圖。圖13是本發(fā)明的另一實施方式的流程圖。圖14是顯示3D/2D顯示/查看器的示意性用戶界面。圖15是如圖13中所描述的僅顯示顯示/查看器的3D窗口的示意性用戶界面。圖16是如圖13中所描述的僅顯示顯示/查看器的2D窗口的示意性用戶界面。圖17是如圖13中所描述的顯示3D/2D顯示/查看器的應(yīng)用程序殼(shell)的示意性用戶界面。圖18A示出了在3D/2D顯示/查看器上示出的單層上采用的尋找路徑工具。圖18B不出了使用圖18A的尋找路徑工具計算的路徑。圖18C示出了在3D/2D顯示/查看器上示出的多層建筑上采用的尋找路徑工具。圖19示出了與3D/2D顯示/查看器一起使用的障礙路徑工具。
圖20示出了與3D/2D顯示/查看器一起使用的門檢測工具。圖21示出了與3D/2D顯示/查看器一起使用的3D記錄路徑工具。
具體實施例方式現(xiàn)在將參考其中示出本發(fā)明的一些(但不是全部)實施方式的附圖更完全地描述本發(fā)明。事實上，這些發(fā)明可以以很多不同形式來實施并且不應(yīng)理解為限于這里闡述的實施方式；相反地，這些實施方式被提供為本公開將滿足適用的法律要求。相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。將了解的是，下面參考框圖以及示出的流程圖描述本發(fā)明的系統(tǒng)和方法。應(yīng)理解的是，框圖和示出的流程圖的塊以及框圖和流程圖中的塊的組合分別可以由計算機(jī)程序指令來實時。這些計算機(jī)程序指令可以加載到通用計算機(jī)、特殊用途計算機(jī)或者可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上以產(chǎn)生機(jī)制，從而在計算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上執(zhí)行的指令創(chuàng)建用于 實施在流程圖塊中指定的功能。 這些計算機(jī)程序指令也可以存儲在計算機(jī)可讀存儲器中，計算機(jī)可讀存儲器能夠指示計算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式運(yùn)行從而在計算機(jī)可讀存儲器中存儲的指令產(chǎn)生包括實施這里描述的功能的指令的產(chǎn)品。計算機(jī)程序指令也可以加載在計算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上以使得在計算機(jī)或其它可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機(jī)實施的處理，從而在計算機(jī)或其它可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供了用于實施這里指定的功能的步驟。因此，框圖和流程圖的塊支持用于執(zhí)行所描述的功能的裝置的組合、用于執(zhí)行所描述的功能的步驟的組合以及用于執(zhí)行所描述的功能的程序指令裝置。還將理解的是，框圖和流程圖的每一個塊以及框圖和流程圖中的塊的組合能夠通過執(zhí)行所描述的功能或步驟的專用硬件的計算機(jī)系統(tǒng)或者專用硬件和計算機(jī)指令的組合來實施。本發(fā)明提供了一種用于與用于查看數(shù)字化圖紙的查看器應(yīng)用程序一起使用的尺寸工具。該尺寸工具使得能夠以真實比例測量水平和垂直長度、距離和面積(規(guī)則和非規(guī)則形狀面積)。雖然本發(fā)明能夠與具有按比例制作的圖紙(例如，建筑圖紙、工程圖紙或地圖)的紙件文檔的數(shù)字化顯示一起使用，但是下面為了示出性目的而描述建筑圖紙。所公開的實施方式不應(yīng)認(rèn)為限制本公開的范圍。系統(tǒng)還允許位于第一位置的操作員將信息提供給第二位置的用戶。例如，再次使用上述救火員的示例，救火員能夠例如在救火員的保護(hù)裝置的面具上具有抬頭顯示同時建筑物平面圖的圖像顯示在其抬頭顯示上。這時，街道中或中央控制位置處的主管能夠然后通過口頭指令等等經(jīng)由抬頭顯示為救火員提供準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)引導(dǎo)方向。另一實施方式將建筑的所有按比例制作的圖紙集成到一個系統(tǒng)中。因此，急救人員能夠容易地獲得所有結(jié)構(gòu)的、電氣的、水、火警、運(yùn)動檢測和其它重要系統(tǒng)。急救人員將具 有不同數(shù)據(jù)的集成顯示以有效地識別和定位危險情況、可能的受害者、罪犯或恐怖分子元素。系統(tǒng)能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的RF通信、光學(xué)鏈路、藍(lán)牙、IR鏈路等等。此外，三維模型能夠與諸如闖入報警器、火警報警器、煙霧報警器、電子建筑管理或電子建筑信息管理系統(tǒng)的其它建筑系統(tǒng)集成從而在確定進(jìn)入和離開路線或其它建筑中央決定時考慮可能存在的各種障礙，即火災(zāi)報警器、溫度警告監(jiān)視器、危險材料位置、專用建筑幾何形狀和障礙。
此外，能夠使用公開的系統(tǒng)執(zhí)行諸如橋梁和隧道的其它結(jié)構(gòu)的急救規(guī)劃。另外，能夠使用GPS定位器來跟蹤人員位置。在另外的實施方式中，使用RF三角定位法來確定準(zhǔn)確的人員位置，使用安裝在建筑物中的天線來執(zhí)行RF三角定位，或者對于老式建筑物或不具有這樣的天線的建筑物來說，使用便攜式三角定位單元。在另外的實施方式中，三角定位設(shè)備處于緊急反應(yīng)車輛中。RF三角定位能夠與GPS定位器一起使用從而使用GPS技術(shù)來了解三角定位點并且使用三角定位通過插值來確定精確位置。系統(tǒng)使用現(xiàn)有的電子cad圖紙或紙件平面圖。這些平面圖被處理并且輸入到系統(tǒng)中并且存儲在一個或多個服務(wù)器中。使用柵格器來進(jìn)行矢量轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)準(zhǔn)備紙件或老式圖紙用于使用。準(zhǔn)備的圖紙被按比例繪制。一旦輸入了系統(tǒng)，圖紙就立即可由包括遠(yuǎn)程用戶的所有用戶使用。在一個實施方式中，圖紙受到密碼保護(hù)。系統(tǒng)也能夠用于規(guī)劃、裝修和設(shè)計。一旦圖紙被輸入并且按比例繪制，則能夠向圖 紙?zhí)砑悠渌膶ο?，例如家具、地毯和掛畫。系統(tǒng)包括走過和平面觀看特征從而能能夠從多個角度觀看最終的布局。因為圖紙是按比例繪制的，因此能夠使用所公開的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的測量。在系統(tǒng)的一個實施方式中，在結(jié)構(gòu)中和結(jié)構(gòu)周圍可以使用一體機(jī)，其將允許用戶選擇起始點和終點。系統(tǒng)然后完全按比例地生成路線的三維描繪和二維地圖顯示。產(chǎn)生的圖像將是按比例的從而用戶將容易地能夠確定距離。此外，一體機(jī)將允許終端用戶觀看建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)并且獲得用戶當(dāng)前位置與結(jié)構(gòu)的其它部分相關(guān)的真實比例情報，這是因為一體機(jī)位置將是已知的并且能夠使用系統(tǒng)預(yù)先映射或繪制?；蛘呤褂迷撓到y(tǒng)的繪制和標(biāo)記工具，一體機(jī)用戶能夠擴(kuò)展建筑數(shù)據(jù)組，例如出口的位置和或建筑消防設(shè)備，例如消防栓，這一切都是完全按比例的并且與下面的真實比例數(shù)字建筑平面圖關(guān)聯(lián)。 參考圖I，本發(fā)明的實施方式包括掃描儀站12、數(shù)據(jù)庫14、工作站16、打印機(jī)18、文件輸入裝置10、發(fā)送器26和安全系統(tǒng)總局8。掃描儀站12包括掃描儀和捕獲諸如建筑藍(lán)圖、平面圖、升位圖或其它建筑或設(shè)計圖紙的紙件文檔的數(shù)字圖像所要求的相關(guān)軟件。在優(yōu)選實施方式中，掃描儀站12包括高速大格式掃描儀，其連接到用于處理大的數(shù)字圖像的足夠速度和RAM的臺式計算機(jī)。在一個實施方式中，掃描儀利用ISIS或TWAIN界面，并且所使用的壓縮/解壓縮算法是TIFF CCITT組4，其是無損壓縮算法。重要的是，算法是無損的以保存由掃描儀捕獲的像素到像素位圖數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器14包括用于存儲由掃描儀及其相關(guān)軟件創(chuàng)建的圖像文件的任何適合的數(shù)據(jù)庫。在另一實施方式中，圖像文件被輸入到數(shù)據(jù)庫中作為數(shù)字文件，例如cad文件等等。數(shù)據(jù)庫存儲用于完整設(shè)施的整個平面圖和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，使得能夠立即獲取數(shù)據(jù)。因此，急救人員在進(jìn)入結(jié)構(gòu)之前能夠完全地了解整個建筑布局和任何潛在的問題點。工作站16可以是具有諸如監(jiān)視器、鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸筆等等的用戶界面裝置的任何適合的計算裝置。工作站可以是臺式計算機(jī)或便攜式計算裝置，例如能夠顯示二維和三維圖像的膝上型28a、PDA28b或蜂窩電話28c。工作站包括查看器240。在示出的實施方式中，查看器240是能夠讀取(S卩，解壓縮)TIFF圖像并且將其顯示給用戶的TIFF查看器。查看器240能夠例如利用由LEAD技術(shù)有限公司提供的查看器組件和工具來構(gòu)造。具體地，LEAD技術(shù)有限公司提供了解壓縮工具、橡皮擦工具、顯示工具、覆蓋顯示工具、覆蓋存儲工具和標(biāo)簽讀取工具，這些能夠組裝為TIFF查看器。查看器240的關(guān)鍵方面是包括根據(jù)本發(fā)明的尺寸計算器22，其用于計算利用查看器240繪制的線和形狀的真實比例尺寸。打印機(jī)18是能夠從工作站16進(jìn)行打印的任何適合的打印機(jī)，并且網(wǎng)絡(luò)24將上述裝置互連。網(wǎng)絡(luò)24可以包括任何電信和/或數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(公共或私人的)，例如局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、內(nèi)部網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和/或其任何組合并且可以是有線和/或無線的。由于網(wǎng)絡(luò)連接，這里描述的各種方法可以在分布式計算環(huán)境中實施。在本發(fā)明的一個實施方式中，工作站16具有與其關(guān)聯(lián)的一個或多個對接站。這些對接站用于將平面圖和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)下載到諸如平板PC 28a、PDA 28b、蜂窩電話28c等等的裝置。因此，除了能夠打印數(shù)據(jù)之外，還能夠使用電子副本。在另外的實施方式中，利用發(fā)送器26將數(shù)據(jù)發(fā)送到PDA、蜂窩電話等等。在一個實施方式中，數(shù)據(jù)被使用藍(lán)牙技術(shù)等等發(fā)送到抬頭顯示。在實施中，利用現(xiàn)有的蜂窩電話、wi-fi和尋呼基礎(chǔ)設(shè)施將數(shù)據(jù)文件發(fā)送到蜂窩電話、PDA等等。在又一實施方式中，數(shù)據(jù)能夠經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)FM信號或能夠發(fā)送數(shù)據(jù)分組的任何有線或無線網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行發(fā)送。參考圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明的方法。作為一開始的步驟，對紙件文檔進(jìn)行數(shù)字化，如塊58所示。該步驟包括使用掃描儀站12掃描紙件文檔以創(chuàng)建位圖格式的柵格圖像或使用輸入裝置加載數(shù)字文件。在示出的實施方式中，對紙件文檔進(jìn)行繪制。正在掃描的紙件圖紙的比例數(shù)據(jù)和物理參數(shù)被捕獲并且與位圖化的圖像關(guān)聯(lián)。具體地，紙件圖紙的原始比例信息、掃描的DPI和紙件的原始尺寸被記錄并且嵌入在數(shù)字圖像內(nèi)。在另一實施方式中，從文件輸入裝置10進(jìn)行輸入，即輸入數(shù)字文件。在圖3中提供了用于記錄該信息的示例性用戶界面，其示出了用于輸入正在掃描的紙件圖紙的比例和物理參數(shù)數(shù)據(jù)的主文件信息窗口 32。特別地，X-DPI和Y-DPI部分34、36是記錄用于掃描的掃描儀的直接光學(xué)掃描特性的地方。這些值應(yīng)該被校準(zhǔn)以確保其準(zhǔn)確性。SCN寬度和SCN高度部分38、40是掃描的圖像的實際像素尺寸。比例部分42是作為整數(shù)記錄圖紙的實際比例的地方。輸入的值可以使用在比例發(fā)現(xiàn)器按鈕46的選擇處提供的比例發(fā)現(xiàn)器44來計算。用戶僅以正確的單位輸入來自圖紙的比例，并且比例發(fā)現(xiàn)器將把正確的比例值寫入到比例部分42。例如，如果比例是一英寸等于三英尺，則比例發(fā)現(xiàn)器將把36寫入到比例部分42。類似地，如果比例是一厘米等于一米，則比例發(fā)現(xiàn)器將把100寫入到比例部分42。應(yīng)注意的是，記錄的與數(shù)字圖像文件關(guān)聯(lián)的信息不必在圖像被掃描或者以其他方式獲取時進(jìn)行記錄。而且，也可以記錄識別紙件文檔的額外的信息，例如建筑物名稱、建筑物所有者、制圖的日期、準(zhǔn)確的地理位置(即，經(jīng)度和緯度)等等，如圖4的用戶界面50中所
/Jn o在示出的實施例中，紙件圖紙可選地被掃描并且保存為TIFF文件，并且捕獲的數(shù)據(jù)被使用TIFF頭標(biāo)簽存儲在TIFF頭中。TIFF標(biāo)簽50271是用于存儲比例和物理參數(shù)數(shù)據(jù)的適合的位置。用于這樣的信息的適合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以為Tag 50271=DBSffffffffHHHHAABBSSSSSSSDBDBS=Digital Building Plan Tag (字母“DBP”) W=Width (以像素為單位的原始圖像掃描寬度)
H=Height (以像素為單位的原始圖像掃描高度)A=HDPI (掃描的水平 DPI)B=VDPI (掃描的垂直 DPI)S=Scale (英寸到英寸文檔比例，即I “=36”)DB=Digital Building Identifier Tag (“DB”)Adobe標(biāo)簽50271被存儲為具有以“DBS”開始并且以數(shù)字建筑物識別標(biāo)簽(DB)結(jié)、束的24個字符的可變長度的ASCII數(shù)據(jù)類型。寬度W是以像素為單位的圖像的掃描寬度。高度H是以像素為單位的圖像的高度。A和B分別是掃描儀的水平和垂直直接光學(xué)DPI。這是掃描儀的直接光學(xué)分辨率。比例S是從紙件圖紙獲取的比例。具有處于#48和#90之間的ASCII值的阿爾法-數(shù)字形式的ASCII字符可以用在數(shù)據(jù)部分中以避免數(shù)據(jù)和壓縮沖突。在示出的實施方式中，值被轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)34數(shù)字(base 34 number)。返回參考圖2，一旦已經(jīng)創(chuàng)建了數(shù)字圖像文件，則可以如塊60所示的那樣，可以將其優(yōu)選地存儲在RAID服務(wù)器或SAN內(nèi)，并且輸入到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器14中。然而，數(shù)字圖像文件可以存儲在虛擬的任何計算裝置的存儲器中，包括掃描站12、工作站16或蜂窩電話28c、PDA28b等等處的存儲器中。在優(yōu)選實施方式中，多個數(shù)字圖像文件一起存儲在中央數(shù)據(jù)資源庫中。數(shù)字圖像可以然后由用戶觀看，如塊62所示，優(yōu)選地在工作站16處觀看。數(shù)字圖像文件被經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)24發(fā)送到工作站。數(shù)字圖像顯示/查看器240能夠用于打開和觀看數(shù)字圖像。數(shù)字查看器應(yīng)用程序應(yīng)該至少具有一些繪制工具，即至少能夠繪制線并且將這些線互連以形成形狀。用戶然后利用顯示/查看器來繪制線或形狀(例如，規(guī)則形狀或不規(guī)則形狀，例如多邊形或反多邊形)或映射進(jìn)入和離開路線或者計算距離，如塊64所示。計算路線的距離的長度或線的真實比例尺寸并且將其展示給用戶，如塊66所示。例如，如圖5中所示，用戶已經(jīng)例如通過點擊并且拖拽鼠標(biāo)或者拖拽觸摸筆來繪制了線70。該線的真實比例尺寸被計算并且在工具欄部分72中示出給用戶，如塊66中所示。在圖6中提供了另一示例，其中用戶已經(jīng)繪制了多邊形74并且該多邊形的真實比例面積被在工具欄部分76中示出給用戶。因此，根據(jù)本發(fā)明，數(shù)字圖像查看器240被修改為獲取嵌入在數(shù)字圖像內(nèi)的比例和物理參數(shù)信息并且計算線或形狀的面積的真實比例尺寸。在示出的實施方式中，數(shù)字圖像查看器240讀取TIFF頭標(biāo)簽50271來獲取比例和物理參數(shù)數(shù)據(jù)。數(shù)字圖像查看器240然后為尺寸計算器22提供定義用戶繪制的部分(例如，線或形狀)的像素數(shù)據(jù)和從數(shù)字圖像頭標(biāo)記讀取的比例信息。尺寸計算器22然后使用該信息和線或形狀的像素位置數(shù)據(jù)來計算真實比例尺寸。計算的尺寸能夠在屏幕上以任何適合的格式或位置示出給用戶，但是在示出的實施方式中，在窗口的底部處在工具欄中示出該尺寸。為了示出性目的，示出了對于用戶使用數(shù)字圖像查看器240的繪制工具并且特別地使用鼠標(biāo)輸入裝置繪制的標(biāo)記的長度和面積的若干計算。一般性地參考圖7計算線80的長度。用戶在一開始利用鼠標(biāo)按下事件觸發(fā)計算(同時從繪制工具欄中選擇線標(biāo)記)。該事件提供了以像素為單位的第一參考點(X1, Y1),如圖7中所示。當(dāng)用戶釋放鼠標(biāo)按鍵時，這觸發(fā)了鼠標(biāo)釋放事件。該事件提供了以像素為單位的第二(且最終)參考點(X2，Y2)。利用這兩個點((X1, Y1)和(X2，Y2)),尺寸計算器22能夠如下面的等式(I)中所示地使用畢達(dá)哥拉斯理論計算其間(以像素為單位)的長度。長度(以像素為單位)=((X2-X1)2+(y2_yi)2) _ (I)該長度然后除以圖像的分辨率以產(chǎn)生原始平面圖或圖紙上的以英寸為單位的表征長度，如下面的等式(2)所示長度(以英寸為單位)=(長度(以像素為單位))/ (圖像分辨率(dpi)) (2)該長度(以英寸為單位)然后乘以(嵌入在TIFF圖像的頭中的)藍(lán)圖比例以產(chǎn)生線的實際長度(以英寸為單位)，如下面的等式(3)所示 實際長度=平面圖長度(以英寸為單位)X平面圖比例(3)
尺寸計算器22然后將該真實比例尺寸提供給查看器240以顯示給用戶。如果想要，則能夠執(zhí)行進(jìn)一步的尺寸轉(zhuǎn)換以計算任何想要的單位的尺寸。例如，尺寸單位能夠通過簡單地乘以單位轉(zhuǎn)換倍數(shù)來從英寸轉(zhuǎn)換為英尺或米。接下來，將參考圖8計算矩形82的面積。在一開始，用戶利用鼠標(biāo)按下事件觸發(fā)計算(同時從繪制工具欄選擇矩形標(biāo)記)。該事件提供了以像素為單位的第一參考點(X1, Y1X當(dāng)用戶釋放鼠標(biāo)按鍵時，這觸發(fā)了鼠標(biāo)釋放事件。該事件提供了以像素為單位的第二 (且最終)參考點(X2，Y2X利用這兩個點((X1, Y1)和(X2，Y2)),尺寸計算器22能夠如下面的等式
(4)中所示地使用畢達(dá)哥拉斯理論計算其間(以像素為單位)的面積。面積(以像素為單位)=(X2-X1)2+(y2_yi)2 (4)該面積然后除以圖像的分辨率的平方以產(chǎn)生原始平面圖或圖紙上的以英寸為單位的代表面積，如下面的等式(5)所示面積(以英寸為單位)=(面積(以像素為單位))/ (圖像分辨率(dpi))2 (5)該面積(以英寸為單位)然后被平方并且乘以(嵌入在TIFF圖像的頭中的)藍(lán)圖比例的平方根以產(chǎn)生選擇的矩形的實際面積(以英寸為單位)，如下面的等式(6)所示實際面積=(平面圖面積(以英寸為單位))2 (平面圖比例)(1/2) (6)尺寸計算器22然后將該真實比例尺寸提供給查看器240以顯示給用戶。如果想要，則能夠執(zhí)行進(jìn)一步的尺寸轉(zhuǎn)換以計算任何想要的單位的尺寸。例如，尺寸單位能夠通過簡單地乘以單位轉(zhuǎn)換倍數(shù)來從英寸轉(zhuǎn)換為英尺或米。接下來，將參考圖9示出橢圓84的面積。在一開始，用戶利用鼠標(biāo)按下事件觸發(fā)計算(同時從繪制工具欄選擇橢圓標(biāo)記)。該事件提供了以像素為單位的第一參考點(X1, Y1X然后，當(dāng)用戶釋放鼠標(biāo)按鍵時，這觸發(fā)了鼠標(biāo)釋放事件。該事件提供了以像素為單位的第二(且最終)參考點(X2，Y2)。利用這兩個點((X1, Y1)和(X2，Y2)),尺寸計算器22能夠如下面的等式(7)中所示地使用畢達(dá)哥拉斯理論計算其間(以像素為單位)的面積。面積(以像素為單位)=TI[ ((X2-X1)/2)+ (Cy2-Y1)/2)] (7)該面積然后除以圖像的分辨率的平方以產(chǎn)生原始平面圖或圖紙上的以英寸為單位的表征面積，如下面的等式(8)所示面積(以英寸為單位)=(面積(以像素為單位))/ (圖像分辨率(dpi)) 2 (8)該面積(以英寸為單位)然后被平方并且乘以(嵌入在TIFF圖像的頭中的)藍(lán)圖比例的平方根以產(chǎn)生選擇的橢圓的實際面積(以英寸為單位)，如下面的等式(9)所示實際面積=(平面圖面積(以英寸為單位))2 (平面圖比例)(1/2) (9)
尺寸計算器22然后將該真實比例尺寸提供給查看器240以顯示給用戶。如果想要，則能夠執(zhí)行進(jìn)一步的尺寸轉(zhuǎn)換以計算任何想要的單位的尺寸。例如，尺寸單位能夠通過簡單地乘以單位轉(zhuǎn)換倍數(shù)來從英寸轉(zhuǎn)換為英尺或米。一般性地參考圖10計算多段線86的長度。用戶在一開始利用鼠標(biāo)按下事件觸發(fā)計算(同時從繪制工具欄中選擇多段線標(biāo)記)。該事件提供了以像素為單位的第一參考點(X1, Y1X用戶然后移動鼠標(biāo)并且點擊(左鍵)以增加額外的節(jié)點[(X2，Y2), (X3, Y3)，…(Xn+1，Yn+1)]。一旦用戶結(jié)束了多段線，則他們能夠雙擊左鍵或單擊右鍵來結(jié)束該多段線并且觸發(fā)長度的計算。這提供了在長度的計算中使用(n+1)個節(jié)點和(n)個線段；其中“n”是任意絕對數(shù)。利用這些點的集合，尺寸計算器22能夠通過每個節(jié)點的循環(huán)來使用畢達(dá)哥拉斯理論(分別對于每個段)計算每個線段的長度之和，如下面的等式(10)所示
長度(以像素為單位X,) +(H)2)(10) 該長度然后除以圖像的分辨率以產(chǎn)生原始平面圖或圖紙上的以英寸為單位的代表長度，如下面的等式(11)所示長度(以英寸為單位)=(長度(以像素為單位))/ (圖像分辨率(dpi)) (11)該長度(以英寸為單位)然后乘以(嵌入在TIFF圖像的頭中的)藍(lán)圖比例以產(chǎn)生多段線的實際長度(以英寸為單位)，如下面的等式(12)所示實際長度=平面圖長度(以英寸為單位)X平面圖比例(12)尺寸計算器22然后將該真實比例尺寸提供給查看器240以顯示給用戶。如果想要，則能夠執(zhí)行進(jìn)一步的尺寸轉(zhuǎn)換以計算任何想要的單位的尺寸。例如，尺寸單位能夠通過簡單地乘以單位轉(zhuǎn)換倍數(shù)來從英寸轉(zhuǎn)換為英尺或米。接下來，將參考圖11示出多邊形88的面積。在一開始，用戶利用鼠標(biāo)點擊事件觸發(fā)這些計算(同時從繪制工具欄選擇多邊形標(biāo)記)。該事件提供了以像素為單位的第一參考點(X1, Y1).用戶然后移動鼠標(biāo)并且點擊(例如，左鍵)以增加額外的節(jié)點[(X2，Y2), (X3,Y3),…(Xn+1，Yn+1)]。一旦用戶結(jié)束了多邊形，則他們能夠雙擊左鍵或單擊右鍵來結(jié)束該多邊形并且觸發(fā)長度的計算。這提供了在長度的計算中使用(n+1)個節(jié)點和(n)個線段；其中“n”是任意且絕對的。利用這些點的集合，能夠循環(huán)每個線段并且對于整個區(qū)域運(yùn)行。通過首先識別位于多邊形下面的基線然后識別其側(cè)邊由(I)多邊形上的單線段、(2)從多邊形部分的最右側(cè)點到基線的垂直于基線的線、(3)基線的一部分以及(4)從基線到線段中最左側(cè)點的線(垂直于基線繪制)構(gòu)成的梯形來計算該面積。利用下面的等式(13)來計算梯形的面積
而積(以像素為單位)=(1/2) ,,.+i u_) (n)
/=該面積然后除以圖像的分辨率的平方以產(chǎn)生原始平面圖或圖紙上的以英寸為單位的代表長度，如下面的等式(14)所示面積(以英寸為單位)=(長度(以像素為單位))/ (圖像分辨率(dpi))2 (14)該面積(以英寸為單位)然后被平方并且乘以(嵌入在TIFF圖像的頭中的)藍(lán)圖比例的平方根以產(chǎn)生選擇的矩形的實際面積(以英寸為單位)，如下面的等式(15)所示實際面積=(平面圖面積(以英寸為單位))2 (平面圖比例)(1/2) (15)尺寸計算器22然后將該真實比例尺寸提供給查看器240以顯示給用戶。如果想要，則能夠執(zhí)行進(jìn)一步的尺寸轉(zhuǎn)換以計算任何想要的單位的尺寸。例如，尺寸單位能夠通過簡單地乘以單位轉(zhuǎn)換倍數(shù)來從英寸轉(zhuǎn)換為英尺或米。本發(fā)明允許用戶在緊急情況下觀看文件。例如，如果救火員被派遣到燃燒的建筑物，則救火員將數(shù)字文件下載到PDA等等，從而他們具有建筑物的整個結(jié)構(gòu)布局。在一個實施方式中，位于工作站的第一用戶將路線或其它信息提供給處于結(jié)構(gòu)中的第二用戶。第二用戶在PDA、蜂窩電話、平板計算機(jī)、抬頭顯示器等等上接收該信息。在一個實施方式中，用戶在諸如計算機(jī)、膝上機(jī)28a、PDA28b等等的查看器240上觀看圖紙。在PDA上展示的藍(lán)圖為用戶(急救響應(yīng)人員)提供了入口、出口和目標(biāo)位置之間 的樓層空間和距離的精確尺寸。另外，系統(tǒng)提供了完全比例縮放功能。該比例縮放功能允許用戶縮放特定區(qū)域以根據(jù)需要提供更詳細(xì)或更簡略的顯示。在一個實施方式中，為了進(jìn)行縮放，用戶使用縮放工具以選擇應(yīng)該被縮放的區(qū)域?；蛘撸到y(tǒng)將僅通過在想要的縮放區(qū)域中點擊觸摸筆來圍繞特定區(qū)域以預(yù)置的變化量(即，10%、20%、30%)進(jìn)行縮放。應(yīng)注意的是，不管用戶將顯示放大多少，其仍然保持準(zhǔn)確的比例。利用測量，系統(tǒng)能夠顯示、可視化和計算關(guān)于其它結(jié)構(gòu)元素的細(xì)節(jié)，例如樓梯間、電梯、入口、出口、豎井、建筑管理系統(tǒng)、制冷單元、緊急電源；緊急命令局、庇護(hù)區(qū)域等等。此夕卜，噴水器、消防栓、水帶軟管接頭、立管、HVAC系統(tǒng)和電氣接入面板的位置也能夠設(shè)置在布局上。在又一實施方式中，還能夠顯示危險材料。在本發(fā)明的一個實施方式中，建筑安全系統(tǒng)連接在網(wǎng)絡(luò)中。該安全系統(tǒng)能夠提供諸如火災(zāi)警報、煙霧警報、一氧化碳警報、煙霧警報等等的主動警報。以該方式，緊急人員能夠確定問題區(qū)域和潛在的救援情況。另外，建筑的運(yùn)動傳感器能夠連接到網(wǎng)絡(luò)中從而能夠跟蹤建筑物中的人員，從而使得能夠增強(qiáng)救援工作。例如，能夠使用GPS定位器來跟蹤人員和設(shè)備?；蛘?，如果存在人質(zhì)情況，則警察能夠使用該數(shù)據(jù)來規(guī)劃恐怖解除或資產(chǎn)追回任務(wù)。圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的數(shù)據(jù)顯示的視圖。如所示的，顯示被放大以使得用戶能夠看到想要程度的細(xì)節(jié)。在優(yōu)選實施方式中，光標(biāo)用于選擇諸如入口 116的起始點和終點110。系統(tǒng)根據(jù)程序計算從116到110的路線。在圖12中示出兩條路線。第一路線102被示出為從入口 116到后勤部門中的點110。第二路線104示出為從進(jìn)入點116到容納PBX和集線器的儲藏室。在一個實施方式中，示出諸如插座114、開關(guān)118和電話插孔的項目。示出了諸如電線、HVAC系統(tǒng)和水管的其它項目。顯示器提供了來自連接到顯示器的運(yùn)動傳感器100、熱和煙霧警報器以及門窗傳感器的數(shù)據(jù)。在一個實施方式中，存在一體機(jī)120。建筑物訪問者使用一體機(jī)120作為向?qū)?。在一個實施方式中，顧客使用一體機(jī)作為目錄。顧客圖形地顯示目的地，例如想要的辦公室10，或者從目錄列表進(jìn)行選擇。不管如何，顯示路線并且如果需要的化，顯示諸如建筑物位置或危險的興趣點的路線相鄰區(qū)域。用戶使用縮放工具108，用戶對特定區(qū)域進(jìn)行縮放以根據(jù)需要提供更詳細(xì)或更簡要的顯示。在一個實施方式中，縮放工具108選擇將要放大的特定區(qū)域以進(jìn)行縮放?；蛘撸到y(tǒng)將使用選擇的區(qū)域作為將要放大的區(qū)域的中心以預(yù)置變化量(即，5%、10%、15%等等)進(jìn)行放大。在又一實施方式中，可以由用戶選擇預(yù)置變化量。應(yīng)注意的是，在每個放大點都保持圖像的準(zhǔn)確比例縮放和所有尺寸的準(zhǔn)確比例縮放。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法提供了獲取基于紙件的原始圖紙的能力并且提供了允許準(zhǔn)確的點到點測量和路線規(guī)劃的按比例縮放的數(shù)字化圖像。為了教導(dǎo)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的目的，借助于示例提供了前述實施方式。本發(fā)明不限于這些實施方式并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的精神內(nèi)進(jìn)行各種修改和變化。而且，如前所述，本發(fā)明能夠由任何人使用，包括但不限于救火員、急救響應(yīng)、命令和控制、警察、EMT、輔助工、軍人和建筑物操作、管理租戶和業(yè)主以及設(shè)施工程師。在一個實施方式中，本發(fā)明能夠用于允許本地、聯(lián)邦或國家消防、警察和急救服務(wù)用戶接入的城市急救操作中心。在圖13中示出根據(jù)本發(fā)明的另一方法。在塊200，對文檔進(jìn)行掃描或者數(shù)字化并且捕獲原是文檔圖像比例信息、掃描的DPI和原始紙件尺寸并且將其嵌入在二維數(shù)字柵格圖像的數(shù)字文件頭中。掃描的文檔可以包括單個建筑物的平面圖，或者可以包括多個建筑物?；诙S數(shù)字柵格圖像創(chuàng)建真實比例的三維虛擬數(shù)字模型顯示(也稱為3D數(shù)字圖像或3D數(shù)字顯示)。具體地，手動地或程序化地使用查看器和相關(guān)工具組，以對2D數(shù)字柵格圖像進(jìn)行標(biāo)記，從而2D標(biāo)記的性質(zhì)和位置進(jìn)行程序化平移以創(chuàng)建然后用于創(chuàng)建關(guān)聯(lián)的3D數(shù)字圖像的場景圖。參見塊205。場景圖列出描述3D數(shù)字圖像的變換、性質(zhì)和對象。場景圖按照類似的對象類型的組而不是對象的特定順序來進(jìn)行組織。一旦已經(jīng)創(chuàng)建了 2D數(shù)字柵格圖像文件和3D虛擬模型文件，則在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器14、任何計算裝置的存儲器或中央數(shù)據(jù)存儲器中，可以使用文件系統(tǒng)組織并且將每個文件存儲為單獨(dú)的但是關(guān)聯(lián)的文件。參見塊210。單獨(dú)的文檔被存儲在文件服務(wù)器中并且與數(shù)據(jù)庫記錄關(guān)聯(lián)。在數(shù)據(jù)庫中可以優(yōu)選地按照建筑物或樓層或一些通用標(biāo)準(zhǔn)來組織文檔。用戶可以使用計算機(jī)或膝上機(jī)28a等等在工作站16處搜索數(shù)據(jù)庫來查找要查看的數(shù)字圖像文件。參見塊220。數(shù)據(jù)庫的用戶能夠定位并且觀看單獨(dú)的數(shù)字平面圖或者數(shù)字平面圖的組。數(shù)據(jù)庫能夠位于封閉網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)可接入網(wǎng)絡(luò)或不具有網(wǎng)絡(luò)連接的本地計算裝 置上。用戶能夠查詢數(shù)據(jù)庫以定位特定數(shù)字圖像或數(shù)字圖像的組(塊230)，例如，整個3D建筑物、數(shù)字化平面圖文檔或者單獨(dú)的樓層3D場景。選擇的數(shù)字圖像文件然后被經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)24分發(fā)到工作站并且在雙3D/2D數(shù)字圖像顯示器/查看器240上按比例觀看。數(shù)字查看器240可以包括(但不限于)同步圖形顯示裝置、同步用戶交互圖形顯示、鏈接圖形顯示、實時事件鏈接顯示裝置、同步水平顯示表面、同步全息顯示、同步圖形屏幕、雙監(jiān)視器抬頭顯示、自動立體顯示以及沈浸圖形環(huán)境。在一個實施方式中，數(shù)字圖像文件被預(yù)先安裝到帶有3D功能的視頻圖形硬件和軟件的移動計算機(jī)系統(tǒng)上。數(shù)字圖像顯示/查看器240能夠打開并且顯示數(shù)字圖像文件并且獲取嵌入在2D數(shù)字圖像頭中的原始圖像/文檔比例信息。數(shù)字圖像顯示/查看器240具有帶有多個文檔界面，其具有顯示裝置、鏈接并且協(xié)作的窗口或查看端口并且能夠被同時觀看。在圖14中示出顯示/查看器240的示例性用戶界面，包括應(yīng)用程序殼243、兩個文檔查看端口(具有3D圖形功能的3D窗口 242和具有2D圖形功能的2D窗口 244)、基本繪制工具組和用于激活功能并且與3D和2D顯示交互的菜單界面。3D窗口 242和2D窗口 244能夠根據(jù)用戶的偏好調(diào)整大小和位置。在一個示例中，3D窗口 242占據(jù)顯示/查看器240的左側(cè)(LVP)的40%并且2D窗口 244占據(jù)屏幕的右側(cè)(RVP)的40%。在3D顯示242上顯示的圖像是真實比例的三維數(shù)字顯示，其在一開始顯示為其中用戶的視角平行于文檔表面的平面的首層平面視圖。能夠手動地改變視角并且在X、Y或Z軸上旋轉(zhuǎn)，從而允許用戶具有處于任何想要的角度或高度的視角。參見圖14。在2D窗口244上顯示的圖像顯示為垂直于文檔的平面。例如，2D顯示的成比例的數(shù)字樓層圖或建筑圖紙將在平面視圖中觀看，其在對文檔進(jìn)行縮放或旋轉(zhuǎn)或其它操作時保持平面視圖。2D數(shù)字柵格圖像是主文件、真實數(shù)據(jù)，并且是在比例數(shù)據(jù)嵌入并且從在用于3D和2D窗口的該位置顯示的數(shù)字圖像讀取時的數(shù)據(jù)的原點。同時查看器240用作為用戶提供增強(qiáng)的環(huán)境或情況了解和圖紙中所示的結(jié)構(gòu)的 整體了解的工具。用戶能夠使用同時查看器240利用查看器240的工具操作數(shù)字圖像。例如，用戶能夠標(biāo)識在選擇窗口中顯示的圖像上的起始點和終點(塊250);使用最短路徑工具來尋找兩個圖形標(biāo)記的/用戶選擇的點(在建筑物圖像的情況下對結(jié)束和起始點位置沒有約束或者限制)之間的最快路線(塊260);選擇樓梯間并且將其設(shè)置為將僅允許用于從建筑樓層向下穿過結(jié)構(gòu)計算的路線的疏散樓梯間和/或?qū)H允許用于從建筑位置向上穿過結(jié)構(gòu)計算的路線的進(jìn)入樓梯間并且使用最短路徑工具來將該樓梯間用作路線計算的第一節(jié)點(塊265);使用最短路徑算法和嵌入的比例信息來計算點之間的最短路徑并且顯示距離(塊270);在3D窗口 242 (塊280)和2D窗口 244 (塊285)中圖形地顯示最短路徑并且還觀看最短計算的路徑的真實比例尺寸(塊290)。另外，能夠在3D窗口中并且利用鼠標(biāo)命令選擇計算的路徑數(shù)據(jù)，即圖形顯示數(shù)據(jù)和真實比例路徑尺寸數(shù)據(jù)并且顯示應(yīng)用程序?qū)υ捒蛞栽试S對計算的路徑進(jìn)行命名和保存以用于將來的獲取和使用(塊295)。創(chuàng)建二維數(shù)字柵格樓層平面圖像往回參考塊220，掃描文檔創(chuàng)建顯示在2D窗口 244中的真實比例2D數(shù)字圖像。捕獲的比例數(shù)據(jù)嵌入在2D數(shù)字圖像的TIFF頭中。在2D窗口 244的2D數(shù)字圖像中顯示的每個對象由2D基本元素(通常對于墻來說是線，或者對于門、窗或其它對象來說是矩形)來表示。2D窗口 244中的數(shù)字圖像標(biāo)識的形狀可以僅是2D數(shù)據(jù)(即不具有3D關(guān)聯(lián)顯示的數(shù)據(jù))或者具有3D關(guān)聯(lián)顯示(也稱為3D相關(guān)對象)的數(shù)據(jù)。3D相關(guān)對象具有與在2D窗口中沒有真實表現(xiàn)出來的類型、取向、離地位置和對象高度相關(guān)的額外信息。創(chuàng)建真實比例三維虛擬數(shù)字模型圖像如上所述，嵌入在原始柵格2D樓層圖中的比例信息也用于構(gòu)造真實比例三維數(shù)字模型圖像，特別地，比例信息經(jīng)由場景圖形平移到關(guān)聯(lián)的3D虛擬模型中。使用圖形地覆蓋在2D窗口 244中顯示的原始2D數(shù)字圖像上的3D相關(guān)對象數(shù)據(jù)準(zhǔn)備3D窗口 242中顯示的3D數(shù)字圖像/3D數(shù)字顯示。2D數(shù)據(jù)組中的每個對象被評估以提取包含在3D相關(guān)對象中的信息并且與對象關(guān)聯(lián)的任何預(yù)先定義的模型被添加到場景圖形。(表示墻的2D數(shù)據(jù)標(biāo)記對象不具有單獨(dú)的關(guān)聯(lián)模型。2D墻標(biāo)記直接包括在真實比例3D幾何元素中)。然后使用位置坐標(biāo)信息布置3D對象，創(chuàng)建3D對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且指向3D結(jié)構(gòu)的指針添加到關(guān)聯(lián)的2D對象數(shù)據(jù)組。
使用3D數(shù)字圖像，用戶能夠使用計算機(jī)鼠標(biāo)來手動地引導(dǎo)建筑物的3D虛擬模型并且虛擬地穿過在3D窗口 242上顯示的模型的房間和門廳。3D窗口相機(jī)與3D窗口 242 —起使用以幫助3D虛擬模型中的路徑。3D窗口相機(jī)能夠設(shè)置在某一位置處以定義在3D窗口242中顯示的結(jié)構(gòu)的視角并且顯示相機(jī)的視點的場景。3D虛擬模型中的路徑能夠被顯示為好像虛擬移動相機(jī)位于人員的頭上一樣。 顯示/查看器240、3D窗口 242和2D窗口 224被設(shè)計為協(xié)同工作。例如，3D窗口242和2D窗口 224可以是應(yīng)用程序殼(母應(yīng)用程序)243的子應(yīng)用程序,或者兩個單獨(dú)的應(yīng)用程序可以與第三應(yīng)用程序關(guān)聯(lián)，或者全部三個應(yīng)用程序關(guān)聯(lián)在一起。結(jié)果，使用顯示/查看器240，用戶不僅能夠同時觀看2D窗口 244中的平面圖的2D數(shù)字圖像和平面圖242的對象和結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)的3D數(shù)字模型圖像，而且能夠同步地實時地在一個窗口中采取動作并且將其顯示在另一窗口中。此外，使用顯示/查看器240的工具，用戶能夠操作數(shù)字圖像或者從數(shù)字圖像獲取信息。作為選項，本發(fā)明允許用戶打開一個窗口 242 (參見圖15)或244(參見圖16)，并且僅單獨(dú)使用打開的窗口來操作數(shù)字圖像。在母應(yīng)用程序用于管理在3D窗口 242和2D窗口 244中進(jìn)行的所有改變的情況下，在打開的窗口中進(jìn)行的所有改變或其它輸入被跟蹤并且當(dāng)該關(guān)閉的窗口再次(例如，被母應(yīng)用程序243)打開時(參見圖17)中繼到關(guān)閉的窗口。顯示/查看器240的3D窗口 242和2D窗口 244是真正成比例的并且坐標(biāo)匹配的，并且當(dāng)在3D和2D窗口 242、244中的每一個中的圖像之間提供交互時是實時地鏈接的。通過分別將來自窗口 242、244中的一個的比例、選擇事件和坐標(biāo)與另一個窗口關(guān)聯(lián)來實現(xiàn)精確地保持對象同步的機(jī)制。使用比例的同步如上所述，原始圖像/文檔的比例信息嵌入在數(shù)字圖像頭中。該數(shù)據(jù)由數(shù)字圖像查看器240獲取和使用。由于3D數(shù)字圖像與2D數(shù)字圖像關(guān)聯(lián)并且基于2D數(shù)字圖像，因此真實比例在兩個窗口 242、244中是相同的。在一些實施方式中，窗口 242、244之間的比例能夠是不同的。在這樣的情況下，可以使用算法來將一個窗口的比例換算到另一個窗口。使用選擇事件的同步選擇事件同步的優(yōu)點是基于下述事實每個對象移動或位置改變(用戶輸入)創(chuàng)建軟件選擇/轉(zhuǎn)變事件。這些選擇事件提供了每個對象的標(biāo)識和更新后的位置。根據(jù)用戶采用哪個窗口，用戶在一個窗口中進(jìn)行的選擇事件或動作同時地在另一窗口中重復(fù)(引起重繪制)。一般來說，當(dāng)對象移動時，選擇的對象被標(biāo)記，2D選擇事件列表對每個標(biāo)記的/選擇的對象(登記的選擇事件)進(jìn)行分類并且使用對應(yīng)窗口中的2D選擇事件列表實施更新。根據(jù)使用哪個窗口來創(chuàng)建選擇事件，在該處理中存在變化。2D窗口中的對于對象進(jìn)行的改變當(dāng)用戶在2D窗口 244中對一個或幾個對象進(jìn)行改變時，通過選擇的對象設(shè)置標(biāo)志并且標(biāo)記的對象被置于2D選擇事件列表。是母應(yīng)用程序的一部分的空閑狀態(tài)處理程序然后用于更新3D數(shù)字圖像。例如，當(dāng)從2D窗口刪除對象時，空閑狀態(tài)處理程序?qū)⒀h(huán)2D選擇事件列表以檢查標(biāo)記的對象并且在場景圖形中刪除表示標(biāo)記的2D對象的對應(yīng)的3D顯示。由于3D數(shù)字模型圖像是從真實2D數(shù)據(jù)變換來的因此在3D數(shù)字模型圖像的更新期間刪除了 3D數(shù)據(jù)。
包含更新后的信息的2D選擇事件列表然后循環(huán)并且生成新的3D對象并且將其置于場景圖形中。因此，為了將改變應(yīng)用到對象的3D顯示，其必須位于場景圖形中，更新其數(shù)據(jù)并且重新顯示場景圖形。由于場景圖形被組織為松散的類似對象類型的組，因此對象的替換直接并且高效。能夠?qū)鼍皥D形進(jìn)行操作使得更新不引起整個場景的重新顯示而是僅對為其記錄了選擇事件的受影響的對象進(jìn)行重新顯示。為了防止超負(fù)荷(每個對象移動引起太多重新顯示)，空閑狀態(tài)處理程序僅在系統(tǒng)檢測到應(yīng)用程序中的空閑狀態(tài)時初始化，例如在沒有選擇事件、來自用戶的改變或輸入時初始化。這里，當(dāng)空閑狀態(tài)處理程序打開時，對場景圖形進(jìn)行改變以更新3D數(shù)字圖像。通過保持跟蹤哪個對象已經(jīng)被選擇來進(jìn)一步控制不必要的改變。3D和2D數(shù)據(jù)組包含當(dāng)前選擇的對象的列表，并且只有這些更小列表中的對象將被改變。因此，一旦已經(jīng)更新了 3D數(shù)字圖像，則設(shè)置標(biāo)志以防止3D —側(cè)的改變選擇事件觸發(fā)2D側(cè)的改變。3D窗口中對于對象進(jìn)行的改變 當(dāng)用戶在3D窗口 242中移動或旋轉(zhuǎn)對象時，觸發(fā)選擇事件，在場景圖形中由3D選擇的對象設(shè)置標(biāo)志并且創(chuàng)建3D選擇事件列表。在3D窗口 242中發(fā)生的選擇事件處理對象的標(biāo)識并且變換用于采取的動作的信息。變換是已經(jīng)應(yīng)用到3D對象的新的X、Y和Z位置和旋轉(zhuǎn)角度信息。變換被僅應(yīng)用于3D選擇事件列表中的選擇的2D對象。與在2D窗口244中發(fā)起的變化不同的是，這里，選擇的2D對象數(shù)據(jù)沒有被刪除而是被直接修改，這是因為2D數(shù)據(jù)被作為真實數(shù)據(jù)或源數(shù)據(jù)。使用已知的縮放因數(shù)和在2D窗口 244中的顯示或2D數(shù)字圖像的正確顯示所需的位置和取向信息來更新選擇的2D數(shù)據(jù)。諸如z軸旋轉(zhuǎn)或垂直位置信息的附加信息不能夠在2D窗口中顯示，但是保存在對象的數(shù)據(jù)組中。這里同樣地，在空閑狀態(tài)處理程序檢測到?jīng)]有活動之后在2D數(shù)字圖像的背景中進(jìn)行改變以實施更新并且設(shè)置標(biāo)志以防止已經(jīng)更新的2D數(shù)字圖像部分的新位置觸發(fā)又一3D選擇事件。使用坐標(biāo)的同步雙三維/ 二維視覺顯示/查看器240的坐標(biāo)匹配特征基于不顯示的數(shù)學(xué)上精確的網(wǎng)格系統(tǒng)。3D和2D數(shù)字圖像中的每一個具有位于其上的反映文檔的精確像素尺寸的不顯示的網(wǎng)格。顯示/查看器240中的每個窗口的坐標(biāo)系鏈接到通常為平面圖的左上角的作為0，0點的公共基準(zhǔn)點或交叉基準(zhǔn)點。因此，2000WX1500H像素文檔具有位于其上的對應(yīng)的2000X1500空間網(wǎng)格。該網(wǎng)格是計算出來的虛擬實體，其沒有被畫出或可見并且能夠在任何軸線上無限地延伸。當(dāng)以0%的縮放觀看文檔的整體時，文檔的左上角為OY (豎直軸)，0X (水平軸)以及OZ (三維軸)(在可應(yīng)用的情況下)。顯示/查看器240的2D窗口 244和3D窗口 242中的每一個中顯示的數(shù)據(jù)對象的坐標(biāo)位置的鏈接依賴于不顯示的網(wǎng)格。通過坐標(biāo)系的鏈接創(chuàng)建雙向關(guān)系。因此，當(dāng)在3D窗口 242中手動或根據(jù)程序移動對象或進(jìn)行標(biāo)記時，2D窗口 244中的對應(yīng)的2D圖形顯示將幾乎同時移動，并且反之亦然。顯示/查看器240中的坐標(biāo)系通過允許分離的像素組圖形地上顏色來標(biāo)記選擇的形狀、線或點來進(jìn)行鏈接。事實上，點標(biāo)記能夠小到I像素寬I像素高。因為像素具有不能劃分的有限大小，因此線和形狀的圖形顯示始終是估計的。坐標(biāo)系允許定義相對位置并且相對位置對應(yīng)于其它相對或任意位置。本發(fā)明的坐標(biāo)系可以甚至對應(yīng)于由諸如包括經(jīng)度和緯度的地理坐標(biāo)系(例如，GIS系)的外部坐標(biāo)系定義的真實世界位置。顯示/查看器240能夠從第三或外部坐標(biāo)系接收坐標(biāo)輸入，只要外部坐標(biāo)網(wǎng)格和比例能夠轉(zhuǎn)換為由窗口 242、244共享的坐標(biāo)系。通過變換不同的坐標(biāo)系比例并且定義至少一個公共基準(zhǔn)點來進(jìn)行這樣的轉(zhuǎn)換。優(yōu)選的是，將建立多個公共基準(zhǔn)點。通過使用外部坐標(biāo)系，本發(fā)明允許用戶接收基于地理坐標(biāo)系描述資產(chǎn)或?qū)ο蟮奈恢玫淖鴺?biāo)數(shù)據(jù)并且將這些坐標(biāo)平移到結(jié)構(gòu)的3D和2D窗口 242、244顯示上的點。在實施時，由于從嵌入在數(shù)字圖像頭中的比例數(shù)據(jù)導(dǎo)致的網(wǎng)格和相對真實比例測量的大小，使得在2D窗口 244中圖形地定義的點能夠被計算為具有特定坐標(biāo)位置。本發(fā)明組合情景和結(jié)構(gòu)上連接的視覺信息以允許用戶獲得結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)的情況了解并且智能地導(dǎo)引通過結(jié)構(gòu)。例如，用戶能夠同時在3D窗口 242中看到它們真實比例空間環(huán)境(看到房間的樣子)和它們準(zhǔn)確的真實比例取向(關(guān)于終點/目標(biāo))并且在2D窗口 244上顯示的2D圖像中看到建筑物中的當(dāng)前位置。3D/2D顯示/查看器240的坐標(biāo)鏈接的雙且同時的特點當(dāng)與查看器240的工具組合時允許用戶與每個窗口 242、244中的數(shù)字圖像交互并且因此更好地了解周圍環(huán)境。用戶能夠手動地跟蹤路線、體驗(虛擬地走過)路線、描述在虛擬走過過程中的路線的環(huán)境、在2D查看端口中觀看資產(chǎn)位置的實時位置標(biāo)識符并且獲得被顯示和保存的引導(dǎo)路徑的對象和位置之間的真實比例尺寸。而且，一旦能夠記錄結(jié)構(gòu)的3D視覺引導(dǎo)，則能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的視頻文件輸出來進(jìn)行發(fā)布。工具顯示/查看器240采用的工具包括(但不限于)基本比例尺寸計算器22、基本圖形繪制工具組(能夠在數(shù)字圖像上進(jìn)行精確的顏色標(biāo)記)、尋找最短路徑工具300、路徑障礙工具360、門檢測工具330和疏散模擬工具。這些工具可以由母應(yīng)用程序234管理并且能夠在任一窗口 242、244中使用。繪制工具如上所述，繪制工具410允許用戶利用矢量或柵格圖形繪制構(gòu)造線、形狀和點。這些繪制然后被呈現(xiàn)在原始繪制的數(shù)字文檔上的層上。使用本發(fā)明的顯示/查看器240，用戶能夠使用基本繪制工具在2D窗口 244上描繪路徑并且使得同一路徑精確且程序化地顯示在3D窗口 242中。3D窗口中顯不的路徑顯不為完全按比例的并且反映結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確尺寸。在3D窗口 242中虛擬走過的路線能夠可視地記錄為用戶生成的動畫，保存和回放，將在下面進(jìn)行討論。尋找最短路徑工具參考圖18A，尋找最短工具路徑300使用算法來自動地計算和允許可視地繪制在3D或2D窗口中選擇的點之間的最短路徑。該尋找最短路徑工具通過變換映射矩陣和在數(shù)字文檔平面像中存在的距離/面積數(shù)據(jù)來工作并且自動地計算最短路徑。獲得最短計算的路徑和關(guān)聯(lián)的路徑真實比例尺寸并且能夠?qū)⑵涓鶕?jù)嵌入在TIFF圖像的頭中的比例來計算。在實施時，用戶選擇尋找最短路徑工具300，然后在選擇的窗口中在一個數(shù)字圖像上圖形地標(biāo)記起始點和終點。例如，急救人員能夠?qū)⑵鹗键c302標(biāo)記為建筑物中的門口并且將終點304標(biāo)記為受害人或人質(zhì)可能位于其中的計算機(jī)教室并且使用尋找最短路徑工具300來計算這兩點之間的最短路徑306。參見圖18A和18B。工具300能夠在單層上使用，如圖18A和18B中所示，或者跨過多層，參見如圖18C中所示的尋找最短路徑工具301。當(dāng)跨過多層使用工具301時，在路線計算時，將識別并且遍歷建筑物以尋找緊急樓梯間、入口和出口。參見圖18C，其示出了起始點312、終點314和路線316。該工具300、301即使在建筑物的樓層被視覺地或物理地阻礙時能夠幫助急救響應(yīng)或其它人員從門口引導(dǎo)到樓梯間。該尋找最短路徑工具也可以由急救響應(yīng)人員使用來甚至在到達(dá)場景之前或者在不了解建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時確定到達(dá)建筑物內(nèi)的緊急位置的最短路線，從而節(jié)省寶貴的時間。在優(yōu)選實施方式中，通過沿著穿過結(jié)構(gòu)圖紙的計算出的路徑的有色線306在2D窗口 244中示出了最短路徑并且在3D窗口 242中通過紅色3D浮動多段線形狀308示出該路徑。參見圖18B。還示出了真實比例尺寸的路徑的視覺顯示。在計算路徑并且在3D和2D 窗口 244、242中進(jìn)行了視覺繪制之后，用戶能夠?qū)?D窗口相機(jī)布置到優(yōu)選的結(jié)構(gòu)進(jìn)入點并且容易地可視化，并且識別最短路徑的開始。最短路徑標(biāo)記和路徑方向能夠通信給第一救援隊或由救援隊原地獲得。另外，計算的路線能夠自動地回放為經(jīng)過動畫，從而允許急救人員觀看整個路線和沿著該路線的所有建筑物結(jié)構(gòu)元素、關(guān)注對象和危險。路徑障礙工具圖19示出了路徑障礙工具360，其用于圖形地標(biāo)記將阻止通過特定區(qū)域或者作為一般的危險標(biāo)記的路徑障礙和危險。用戶選擇障礙工具，然后在任一窗口中圖形地標(biāo)記受影響的區(qū)域以觸發(fā)比例視覺“不要進(jìn)入”標(biāo)記到窗口數(shù)據(jù)組中的程序化放置。該動作分別準(zhǔn)確地改變3D和2D場景364、362的視覺幾何形狀，并且數(shù)學(xué)地改變尋找路徑工具所使用的映射矩陣的組成。在已經(jīng)在圖像或顯示中的至少一個上標(biāo)記了受阻礙的區(qū)域之后，本發(fā)明能夠在完全考慮了路線選擇減少的情況下自動或手動地重新計算并且視覺地顯示最短路徑選擇。該工具360能夠由急救響應(yīng)人員使用來利用實時事件以及本發(fā)明的用戶交互將地圖和尺寸數(shù)據(jù)變化到特定實時顯示情報中從而立刻并且準(zhǔn)確地更新戰(zhàn)略計劃和指令。門檢測工具例如，門檢測工具330可以由3D窗口 242采用并且用于自動地或程序化地計數(shù)選擇的路徑或由本發(fā)明的用戶虛擬地經(jīng)過的門。參見圖20。進(jìn)行中的計數(shù)可以視覺地在3D窗口中顯示給該工具的用戶。例如，可以顯示對話框以示出左門計數(shù)332和右門計數(shù)334中的每一個?？偟拈T計數(shù)能夠通信給救火隊或者由該隊自己獲取。救火隊能夠使用門檢測工具來計數(shù)選擇的路徑中的門的數(shù)目或者確定門的位置，并且甚至驗證他們是否處于正確的路徑上。因此門檢測工具還用于輔助引導(dǎo)通過低可視性環(huán)境。 3D記錄路徑工具顯示/查看器240也可以采用3D記錄工具路徑350。參見圖21。該工具350最好與3D窗口 242 —起使用，然而，在一些變型中，該工具也能夠在2D窗口 244中使用。3D記錄路徑工具350允許應(yīng)用程序用戶視覺地記錄在3D窗口 242中觀看的每個虛擬移動和場景。當(dāng)3D記錄路徑工具啟用時，3D數(shù)字圖像中的3D相機(jī)的真實比例起始點352、準(zhǔn)確路徑獲取354和當(dāng)前位置356同時并且實時地圖形地顯示在2D窗口 244中示出的2D數(shù)字圖像平面圖上。3D窗口 242將示出在2D窗口中示出的路徑354的3D視圖。附圖標(biāo)記358標(biāo)識在2D窗口 244中示出的路徑354的當(dāng)前位置356處獲取的3D視圖。因此，當(dāng)用戶虛擬地走過3D平面圖模型時，用戶的虛擬位置直接與原始的2D平面圖上的準(zhǔn)確坐標(biāo)關(guān)聯(lián)。而且，在尺寸框400中能夠示出路徑的長度的準(zhǔn)確的真實比例尺寸。在2D窗口 244中使用的虛擬標(biāo)記可以是在2D圖像的上面的虛擬層中繪制的紅線。該紅線將基本上跟蹤用戶在3D視圖中行走的路徑并且沿著該路徑繪制標(biāo)記點或路線節(jié)點。本發(fā)明能夠采用尺寸對話框來利用嵌入的比例數(shù)據(jù)實時地顯示記錄的路徑的準(zhǔn)確的測量的長度。一旦3D記錄路徑工具停止，則用戶不是僅看到與起始點和終點一起獲取的準(zhǔn)確路徑，而是能夠重放在3D窗口 242中走過的虛擬3D路徑或者將整個3D視覺序列，即動畫電影保存為標(biāo)準(zhǔn)的.avi、mp4或各種其它用于發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)視頻格式。能夠在各種場合和情況下使用3D記錄路徑功能。例如，用戶能夠通過掃描博物館的一部分的紙件圖紙來創(chuàng)建博物館平面圖的準(zhǔn)確的按比例的虛擬模型。當(dāng)創(chuàng)建3D數(shù)字圖像時，能夠在該3D博物館平面圖內(nèi)準(zhǔn)確地建模和示出任何家具、雕塑和掛墻藝術(shù)品。應(yīng)用程序用戶然后能夠走過虛擬3D博物館并且啟用3D記錄路徑工具以查看路徑的準(zhǔn)確的虛擬顯示(或電影)。這可以用于引導(dǎo)博物館游客通過博物館的展區(qū)，或者允許遠(yuǎn)程博物館管理者在另一國家并且在沒有物理地存在于所觀看的博物館中的情況下查看完全準(zhǔn)確的博物館和藝術(shù)品布局。該工具也能夠用于標(biāo)記材料和虛擬藝術(shù)品展示以及從遠(yuǎn)程位置并且在沒有現(xiàn)場訪問的費(fèi)用的情況下管理整個展覽。在另一示例中，3D記錄路徑工具能夠由急救組使用來在緊急情況下獲得無價的對于建筑物內(nèi)部布局的觀看。使用3D記錄路徑工具，在場景中收集的戰(zhàn)略信息能夠與3D平面圖模型結(jié)合使用并且允許用戶獲得急救位置的詳細(xì)的完全按比例的視覺引導(dǎo)。而且，利用該工具，用戶能夠繪制結(jié)構(gòu)中的進(jìn)入或離開路線，在真實比例3D動畫中自動地觀看整個長度的路徑并且基于僅能夠使用本發(fā)明進(jìn)行視覺化并且并入到數(shù)字圖像中的建筑和危險元素來智能地調(diào)整引導(dǎo)路徑。這些記錄的3D平面圖視覺化能夠用于基于正在顯示的信息和在命令和控制方面展示的新方式或者發(fā)送到現(xiàn)場作為用于場景的急救響應(yīng)人員的預(yù)先規(guī)劃的引導(dǎo)的信息來進(jìn)行進(jìn)一步的戰(zhàn)略決定。由于TIFF頭中嵌入的比例使得所有這些使用從始至終保持了準(zhǔn)確的比例和尺寸數(shù)據(jù)。應(yīng)注意的是，使用本發(fā)明的工具創(chuàng)建的柵格圖像被從一個源發(fā)送到另一個同時在整個過程和終端用戶活動中保持真實比例。疏散模擬工具疏散模擬工具允許3D/2D同步查看器240的用戶將由最短路徑工具300計算的數(shù)據(jù)擴(kuò)展到更大比例模擬?；旧?，一旦已經(jīng)通過最短路徑工具300計算了最短路徑并且該路徑已經(jīng)圖形地顯示在3D和2D查看端口中，則最終用戶能夠在3D或2D窗口中選擇該路徑并且通過右鍵菜單激活新的功能。該疏散模擬工具將與在建筑物3D/2D數(shù)據(jù)組中編碼的人口密度數(shù)據(jù)一起使用以描述處于最短路徑起點附近的人的數(shù)目。疏散模擬工具將然后使用嵌入在tiff頭中的真 實比例尺寸信息來計算周圍區(qū)域以及估計的人口所占的區(qū)域的尺寸。與虛擬人群模擬、質(zhì)點方法或群算法組合，疏散模擬工具將然后計算將花費(fèi)多長時間來將人口密度數(shù)據(jù)中編碼的人的總估計數(shù)沿著真實比例計算最短路徑移動通過所有結(jié)構(gòu)瓶頸來到達(dá)最終路徑位置。用戶將模擬/選擇時間或事件描述，其將改變建筑物3D和2D數(shù)據(jù)組中的估計的人口密度數(shù)據(jù)。然后，模擬器將考慮用于路徑穿過的建筑物的各部分的準(zhǔn)備好的密度信息。時間估計將顯示給終端用戶并且終端用戶能夠運(yùn)行沿著疏散路線移動的虛擬人的群組的視覺回放。上述工具中的每一個能夠單獨(dú)或組合使用。例如，用戶能夠組合尋找最短路徑工具300、301和3D記錄路徑工具360以不僅遵循在一個窗口中的同時在對應(yīng)窗口中繪制的最短路徑，而且觀看從3D數(shù)字顯示獲得的選擇的路徑的記錄的電影。使用本發(fā)明，用戶還可以手動地在數(shù)字圖像上記錄額外危險、障礙或其它場景上的注意數(shù)據(jù)的存在或者同時觀看來自3D記錄路徑工具的記錄的3D視覺路徑的重放。該增加的信息能夠然后發(fā)布/中繼給真實世界建筑物位置內(nèi)的其它急救響應(yīng)人員或者允許快速進(jìn)入或離開該建筑物的位置的其它急救響應(yīng)人員。該特征允許急救隊隊長命令和控制人員隨著通過使用本發(fā)明獲得新的信息而不斷地更新它們的響應(yīng)計劃。在沒有本發(fā)明的情況 下，信息將部分地對于終端用戶來說是不可用的。跟蹤真實世界急救響應(yīng)人員真實比例的坐標(biāo)匹配的實時鏈接的雙三維/ 二維視覺顯示/查看器240能夠用戶跟蹤真實世界對象(資產(chǎn))并且同時地在2D平面圖上圖形化地標(biāo)記它們的位置并且使其作為3D窗口 242中的對應(yīng)對象。該顯示的相關(guān)視覺環(huán)境的組合使得能夠?qū)?shù)據(jù)的兩個獨(dú)立流變換為一個一體的信息。在實施時，急救響應(yīng)人員能夠配備有發(fā)送器/接收器裝置。這些裝置使用位置方法來識別資產(chǎn)是否與一些成比例的基于坐標(biāo)的系統(tǒng)相關(guān)。例如，如上所述，能夠與GPS地理坐標(biāo)系或者產(chǎn)生網(wǎng)格實體的局部位置網(wǎng)格相關(guān)地獲取資產(chǎn)位置并且將資產(chǎn)位置連接到局部網(wǎng)格內(nèi)的坐標(biāo)。例如，響應(yīng)者能夠配備有GPS裝置，其能夠接收/發(fā)送位置或識別信號到建筑物外部的接收器位置或者配備有災(zāi)難證實信號重復(fù)和放大單元的結(jié)構(gòu)內(nèi)已有的接收器。這些重復(fù)信號和放大單元被設(shè)計為拾取低強(qiáng)度/低功率個人GPS裝置信號并且將信號重發(fā)送到外部接收器從而能夠計算位置數(shù)據(jù)。在另一示例中，響應(yīng)者還能夠配備有無線電發(fā)送器或接收器，這能夠被稱為資產(chǎn)標(biāo)簽。在本領(lǐng)域中已知的系統(tǒng)中，計算機(jī)鏈接的移動收發(fā)器的本地組發(fā)出無線電信號并且從資產(chǎn)標(biāo)簽接收返回的信號。本發(fā)明可以采用本領(lǐng)域中已知的三角或多點定位方法來檢測資產(chǎn)或急救響應(yīng)人員的坐標(biāo)。根據(jù)實施資產(chǎn)標(biāo)簽的系統(tǒng)的類型，能夠根據(jù)資產(chǎn)標(biāo)簽和接收器站的類型、強(qiáng)度和廣播范圍以各種方式參考該局域化網(wǎng)格來確定資產(chǎn)標(biāo)簽位置。一旦使用上述方法計算了對象的位置(例如，急救響應(yīng)人員的位置)，則能夠?qū)⒆鴺?biāo)網(wǎng)格和比例平移為與本發(fā)明的坐標(biāo)系對齊。所有坐標(biāo)系中公共的基準(zhǔn)點被建立為能夠與該點相關(guān)地繪制位置。急救響應(yīng)人員的資產(chǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)能夠同時使用本發(fā)明的3D/2D雙視覺顯示/查看器240同時圖形地顯示。在資產(chǎn)位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)被更新時，對象或急救響應(yīng)人員的位置也在3D和2D數(shù)字圖像中進(jìn)行更新。本發(fā)明的顯示/查看器240和工具通過允許用戶查看以現(xiàn)有技術(shù)中沒有實現(xiàn)的方式顯示的對象的(或資產(chǎn)的)位置而為用戶提供對于3D/2D視覺環(huán)境的了解。本發(fā)明還用作分析工具。例如，如果在復(fù)雜的、危險的或被視覺削弱的環(huán)境中針對資產(chǎn)導(dǎo)航，則能夠利用通過本發(fā)明變換的信息來評估直接的危險、路線完成百分比以及響應(yīng)于場景的狀況改變的替選路線并且對此做出反應(yīng)。示例可以使用下述非限制性示例來描述本發(fā)明。有報告稱在四層結(jié)構(gòu)的第三層發(fā)生了火災(zāi)。急救響應(yīng)人員使用膝上機(jī)28a來原地或在去建筑物的路線上獲取正在燃燒的建筑物的平面圖數(shù)據(jù)。一旦定位了樓層，則急救響應(yīng)人員能夠使用顯示/查看器240打開想要的數(shù)字圖像并且以能夠同時進(jìn)行的多種不同方式來操作數(shù)據(jù)。用戶能夠使用數(shù)字圖像顯示/查看器240中的2D窗口 244來標(biāo)識結(jié)構(gòu)的所有入口和出口點并且選擇尋找最短路徑工具來確定從樓層的一點到出口點的最短和最快路徑。一旦已經(jīng)計算出路徑并且在3D和2D窗口 242、244中視覺地繪制了該路徑，則用戶能夠?qū)?3D窗口相機(jī)布置到建筑物中的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)入口點或他們的當(dāng)前位置并且查看計算出的路徑。這時可以采用3D記錄路徑工具來記錄建筑物的3D數(shù)字圖像(3D虛擬模型)中的路徑。該視頻能夠被回放或通過有線或無線的方式發(fā)布給其它急救人員。由于創(chuàng)建的標(biāo)準(zhǔn)視頻格式，變換的該類型的系統(tǒng)的終端用戶，因此用戶生成的內(nèi)容不需要系統(tǒng)用戶自己在視覺情報中共享。如果由急救人員接收的實時的場景數(shù)據(jù)表示由尋找最短路徑工具示出的路徑被阻塞或不能夠使用，則用戶能夠使用尋找最短路徑工具來重新規(guī)劃路徑以計算到出口點的另一路徑。使用相應(yīng)的障礙工具360，用戶能夠在3D或2D窗口中標(biāo)記由場景急救人員識別出的危險/障礙，從而使得同時地插入該障礙的視覺按比例顯示。該視覺顯示能夠是真實的障礙或者紋理化有全球標(biāo)準(zhǔn)急救符號的幾何形狀。用戶能夠標(biāo)記多個按比例障礙以改變相應(yīng)的環(huán)境的數(shù)據(jù)參數(shù)并且最終影響根據(jù)相應(yīng)的文檔圖像數(shù)據(jù)計算的情報和測量的路線選擇。最終，為了幫助急救人員找到充滿煙霧的樓層，可以使用門檢測工具來計數(shù)門口或入口的數(shù)目直到達(dá)到想要的終點。該數(shù)據(jù)對于其中需要觸覺驗證來進(jìn)行引導(dǎo)的視覺削弱環(huán)境來說是必要的。該數(shù)據(jù)能夠在幾乎任何典型的建筑平面圖上找到但是必須沿著想要的路線手動地處理才能使得該數(shù)據(jù)是有意義的或提供任何有用的情報。本發(fā)明的使用克服了現(xiàn)有技術(shù)中的該嚴(yán)重缺陷。如果建筑物內(nèi)部裝備有接收器/放大器并且火災(zāi)現(xiàn)場的救援隊伍的一部分或處于火災(zāi)一線的急救響應(yīng)人員配備有GPS裝置或無線電發(fā)射器，則外部人員可以能夠基于系統(tǒng)視覺顯示視覺地跟蹤建筑物的第三層內(nèi)的響應(yīng)人員的精確坐標(biāo)并且口頭地指示響應(yīng)人員關(guān)于急救情況的任何新發(fā)生的事件或變化或者通知響應(yīng)人員額外的信息，從而幫助響應(yīng)人員處理他們在建筑物的內(nèi)部法線并且報告給外部人員的情況。這里闡述的本發(fā)明的很多修改和其它實施方式對于享受上述描述和相關(guān)附圖中示出的教導(dǎo)的益處的本發(fā)明所屬的領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，將理解的是，本發(fā)明不限于這里公開的特定實施方式并且修改和其它實施方式也意在包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。雖然這里采用了特定的術(shù)語，但是這些術(shù)語僅用于一般性的描述并且不是用于限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種用于提供數(shù)字柵格圖像類型的信息的改進(jìn)的方法，其中， 數(shù)字化紙件文檔以創(chuàng)建數(shù)字柵格圖像， 記錄與所述紙件文檔和數(shù)字化裝置關(guān)聯(lián)的比例信息， 將所述比例信息嵌入在所述數(shù)字化柵格圖像的頭中， 將所述數(shù)字化柵格圖像存儲為第一文件，其中，所述嵌入的比例信息被嵌入在所述第一文件的所述頭中， 在數(shù)字圖像查看器中顯示所述數(shù)字柵格圖像，其中，所述改進(jìn)包括 創(chuàng)建所述數(shù)字柵格圖像的三維顯示，其中，所述三維顯示具有三維坐標(biāo)系； 將所述三維顯示存儲為第二文件； 其中，所述數(shù)字柵格圖像具有二維坐標(biāo)系， 其中，所述三維坐標(biāo)系和所述二維坐標(biāo)系被匹配和實時鏈接， 其中，所述紙件文檔的所述數(shù)字柵格圖像和所述數(shù)字柵格圖像的所述三維顯示能夠被同時觀看。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進(jìn)的方法，其中，三維坐標(biāo)系是匹配到所述二維坐標(biāo)系的坐標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)的方法，其中，對應(yīng)于所述二維坐標(biāo)系的每個所述三維坐標(biāo)系被鏈接以形成公共坐標(biāo)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改進(jìn)的方法，其中，三維坐標(biāo)系是匹配到所述二維坐標(biāo)系的選擇事件。
5.一種用于展示數(shù)字柵格圖像類型的信息的改進(jìn)的系統(tǒng)，其中 數(shù)字化裝置，所述數(shù)字化裝置數(shù)字化紙件文檔以創(chuàng)建二維數(shù)字柵格圖像，其中，與所述紙件文檔關(guān)聯(lián)的比例信息被記錄并且嵌入在所述二維數(shù)字柵格圖像的頭中， 數(shù)字圖像查看器，所述數(shù)字圖像查看器接收所述二維數(shù)字柵格圖像并且在二維顯示裝置中按比例顯示所述二維數(shù)字柵格圖像，所述查看器能夠接收來自用戶的包括起始點和終點的輸入，以及 處理器，所述處理器計算從所述起始點到所述終點的路線，其中，所述改進(jìn)包括所述數(shù)字圖像查看器基于所述二維數(shù)字柵格圖像創(chuàng)建三維顯示，所述三維顯示在三維顯示裝置中是按比例的，所述三維顯示裝置是所述數(shù)字圖像查看器的一部分； 其中，所述三維顯示使用被記錄且嵌入在所述二維數(shù)字柵格圖像的所述頭中的所述比例信息，并且 其中，所述三維顯示被匹配和實時鏈接到所述二維數(shù)字柵格圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)的系統(tǒng)，其中，所述三維顯示具有是匹配到所述二維數(shù)字柵格圖像的二維坐標(biāo)系的坐標(biāo)的三維坐標(biāo)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)的系統(tǒng)，其中，三維坐標(biāo)系是匹配到所述二維坐標(biāo)系的事件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)的系統(tǒng)，尋找路徑工具，所述尋找路徑工具能夠定位在所述數(shù)字查看器上圖形地標(biāo)記的兩個點之間的第一最短路徑，所述第一最短路徑是所述兩個點之間的最快路徑，其中，所述第一最短路徑的真實比例尺寸能夠顯示在所述數(shù)字查看器上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)的系統(tǒng)，其中，所述尋找路徑工具能夠當(dāng)所述第一最短路徑不可用時定位所述兩個點之間的第二最短路徑，所述第二最短路徑是所述兩個點之間的第二最快路徑，其中，所述第二最短路徑的真實比例尺寸能夠顯示在所述數(shù)字圖像查看器上。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括門檢測工具，所述門檢測工具能夠確定在所述數(shù)字圖像查看器上圖形地標(biāo)記的兩個點之間的入口的數(shù)量。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括在所述三維顯示裝置中采用的三維記錄路徑工具，所述三維記錄路徑工具能夠視覺地記錄在所述三維顯示裝置上的虛擬路徑的所有細(xì)節(jié)。
12.一種用于展示基于紙件圖紙的數(shù)字柵格圖像的信息的改進(jìn)的數(shù)字圖像查看器，其中 使用路線計算器在數(shù)字柵格圖像上指定的第一位置和第二位置之間計算路線， 使用尺寸計算器計算所述路線的真實比例尺寸，所述真實比例尺寸至少部分地基于嵌入在所述數(shù)字柵格圖像的頭中的比例信息和定義所述第一位置和所述第二位置的像素的坐標(biāo)，并且其中 展示裝置，所述展示裝置用于在二維顯示裝置中顯示所述路線和真實比例尺寸，其中，所述改進(jìn)包括 三維顯示裝置，所述三維顯示裝置用于在三維顯示中顯示所述路線和真實比例尺寸，所述三維顯示是所述展示裝置的一部分，所述展示裝置能夠顯示所述數(shù)字柵格圖像，所述展示裝置能夠顯示所述三維顯示，所述三維顯示被匹配和實時鏈接到所述數(shù)字柵格圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的改進(jìn)的查看器，其中，所述三維顯示具有三維坐標(biāo)系，所述三維坐標(biāo)系被匹配和實時鏈接到所述數(shù)字柵格圖像的二維坐標(biāo)系。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的改進(jìn)的查看器，其中，三維坐標(biāo)系是匹配到所述二維坐標(biāo)系的坐標(biāo)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的改進(jìn)的查看器，其中，三維坐標(biāo)系是匹配到所述二維坐標(biāo)系的事件。
16.一種使用數(shù)字查看器跟蹤結(jié)構(gòu)內(nèi)的資產(chǎn)的方法，其中，所述數(shù)字查看器包括顯示結(jié)構(gòu)的掃描的紙件文檔的二維數(shù)字圖像的二維顯示裝置，所述紙件文檔的比例信息被嵌入在所述二維數(shù)字圖像的頭中，其中，所述改進(jìn)包括 在三維顯示裝置中顯示所述二維數(shù)字圖像的三維顯示，所述三維顯示具有三維坐標(biāo)系，所述二維數(shù)字圖像具有二維坐標(biāo)系，所述二維坐標(biāo)系匹配到所述三維坐標(biāo)系以形成公共坐標(biāo)系； 提供關(guān)于所述結(jié)構(gòu)的接收器位置；以及 提供具有接收/發(fā)送裝置的資產(chǎn)； 其中，能夠在所述公共坐標(biāo)系上檢測所述結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述資產(chǎn)的位置，并且 其中，所述二維數(shù)字圖像與所述三維顯示實時鏈接和坐標(biāo)匹配。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，在所述數(shù)字查看器上使用三角定位法來確定所述位置的坐標(biāo)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，在所述數(shù)字查看器上使用多點定位法來確定所述位置的坐標(biāo)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述接收/發(fā)送裝置是無線電發(fā)送器和接收器 裝直。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所 述接收/發(fā)送裝置是GPS裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述GPS裝置具有GPS坐標(biāo)系和GPS比例，所述GPS坐標(biāo)系和所述GPS比例被平移為與所述公共坐標(biāo)系對齊。
22.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括門檢測工具，所述門檢測工具能夠確定在三維虛擬行走時虛擬經(jīng)過的入口的數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種真實比例的坐標(biāo)匹配的實時鏈接的雙三維/二維視覺顯示/查看器。顯示同時地示出選擇的圖紙的3D數(shù)字圖像和關(guān)聯(lián)的2D數(shù)字圖像。本發(fā)明的顯示允許用戶對資產(chǎn)的位置、周圍環(huán)境和危險以及內(nèi)部或外部結(jié)構(gòu)場景的真實比例結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)進(jìn)行視覺化，規(guī)劃結(jié)構(gòu)中的進(jìn)入/離開路徑、點之間的最短路徑和入口的數(shù)目并且跟蹤顯示的環(huán)境內(nèi)的對象。使用該工具和3D/2D顯示獲得的情報可以由單個用戶使用和進(jìn)一步處理或可以發(fā)布給其它用戶。
文檔編號G06T15/10GK102687177SQ200980163239
公開日2012年9月19日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者D·N·朱迪爾森 申請人:阿爾切奧公司