三次样条函数拟合公路平面线形适宜性分析

公路实施改扩建工程,首要问题是获取既有道路线形参数。文中分析了平面线形组成以及拟合函数的特点,阐述了三次样条函数拟合公路平面线形的适宜性及求解曲线参数的原理。并以既有路线为例,论证了拟合结果的正确性和提高拟合精度的方法。     

基于样条拟合的曲线单元设计方法

本文介绍一种曲线单元设计方法，该方法以三次Ｂ样条拟合曲线为匝道平面设计的徒手线，并求出徒手经上间隔点的曲率，切线方位角及曲线长度，从而获得徒手线的曲率图，从而获得徒手线的曲率图，然后得鼠标在屏幕上对曲率图直接进行拟合，获得满足设计要求的曲线要素，最后以Ｌｓ＋Ｌｒ为曲线单元，迅速方便地设计并绘制出匝道平面线形，该方法的核心是得样条拟合控制匝道平面线位，并以Ｌｓ＋Ｌｒ的曲线单元进行匝道平面线形的设计与     

基于行车安全性的公路三维视距研究

文中以公路视距作为研究对象,考虑驾驶员视野及车辆照明范围,利用三次B样条曲线拟合公路空间三维线形,分析公路各线形单元空间特征,提出适用于各线形单元的三维视距计算模型,同时建立了公路三维视距评价标准,并提出处治措施。     

基于多因素的道路线形拟合方法综合评价

为研究不同道路线形拟合方法的优缺点,对道路改扩建工程线形拟合方法选择提供一定的指导,故选取了基于GPS数据的最小二乘法、基于MATLAB的半自动线形拟合法、三次样条曲线法3种拟合方法,对这3种方法进行多因素评价。提出了基于层次分析法的多因素评价体系,对3种方法的精度、稳定性、难易性进行了探究。结果表明:最小二乘法精度最高;样条曲线法最简便;稳定性方面基于MALTLAB的半自动拟合最强。最后利用层次分析法进行拟合方法评价,最小二乘法评分最高,基于MATLAB的半自动化拟合法是基于GPS数据的最小二乘法的61.05%,三次样条曲线法是最小二乘法的42.72%。     

有理三次样条曲线在公路线形设计中的应用研究

提出了一种有理三次样条曲线描述公路线形，选取样条函数中的参数值，对公路线形方案初步拟合寻优，方案选定后，重新确定样条函数的参数值，通过参数值的变化，准确表达线开肿直线段，圆弧段，缓和曲线段等，采用这种方法表达公路线既能与传统设计模式保持一致，又可简捷实现三维可视化公路ＣＡＤ软件路线设计部分编程。     

考虑道路线形拟合的高速公路改扩建加铺设计研究

尽管针对高速公路改扩建平纵面线形拟合和旧路加铺设计的研究已有很多,但鲜见考虑了线形拟合结果的旧路加铺设计研究。基于现行公路路线和路面设计规范,结合改扩建设计经验,总结了高速公路改扩建平纵面线形拟合原则和旧路加铺设计原则,在此基础上提出了考虑道路线形拟合的高速公路改扩建旧路加铺设计思路,最后结合工程实例对相应的设计方案进行了详细的介绍。     

VB语言在公路勘测平面线形计算机辅助设计中的算法

讨论了VB编程语言在公路勘测平面线形设计中的算法问题。其中包括：平面线形计算机辅助设计界面设置;平曲线的连接、数据结构、逐桩坐标分段计算：路线控制点距公路中线最题距离计算;各段平曲线数据浏览及修改;沿路线方向设置新平曲线等。这些算法已在高等级公路综合测设软件中得到应用。软件运行结果证明这些算法是可行的。     

路线及路面条件设计阶段的安全性评价仿真系统

以公路横断面数据为型值点,应用multi-quadric插值函数先后拟合出路面单元节点的平面坐标以及高程,并用大量的小三角形单元来逼近连续的路表曲面,从而获得适于行驶动力学仿真的三维路面模型。在ADAMS软件环境下,建立了轻型客车和轿车的整车模型以用于仿真时的动力学解算。研究了轮胎-路面的耦合方法及跟踪路中线的闭环路径控制策略、维持车速的速度控制策略。最后在ADAMS环境下形成了路线-驾驶员-车辆仿真识别系统,通过道路上的运行仿真,获得沿路线上的车辆行驶动力学响应,进而对公路几何线形和路面条件的安全性做出判断以及评价,并以某段二级公路为实例进行了仿真分析。结果表明:该仿真系统对于道路建成后事故多发路段的安全改善具有重要意义。     

利用Hough变换和稳健估计计算道路线形参数

道路线形参数计算对于公路现状调查、道路优化设计、道路信息管理、安全分析和建立公路的三维空间模型均具有重要意义。根据道路线形的特点,利用基于Hough变换的直线和圆曲线提取算法对数据进行分组,然后利用稳健估计对数据进行迭代平差,计算出道路各段线形参数,从而实现道路线形识别的目的。算法由Visual C 语言实现,在实践中证明是很有效的。     

用三次样条函数反算平曲线参数

从工程实际出发，利用中心差商法确定中桩坐标；根据中桩坐标运用三次样条函数求得各中桩点的曲率；根据平曲线的里程与曲率呈分段线性关系的原理，运用回归分析方法反算出平曲线参数(R，A，L，)；再根据实际情况对平曲线参数进行归整调整，得到最终参数值。     

样条函数平曲线超高的研究

与传统公路平面线形相比，采用改进后的样条曲线具有设计合理，与汽车行驶轨迹一致，并能适应地形和车速的变化等特点。对样条函数平曲线的超高，在曲率半径最小点采用全超高，两则曲线长比率为参数的三次多项式过渡。使样条函数平曲线设计理论更加完善。     

公路平面线形指标恢复方法对比研究

以既有路段为研究对象,分别基于理想道路中线平面坐标数据和实测道路中线平面坐标数据对比分析三次样条插值法、最小二乘拟合法、纬地平面智能布线法的适用性和稳定性,提出等距分组最小二乘拟合圆曲线法。结果表明,对于理想道路中线平面坐标数据,3种方法恢复的圆曲线半径均可靠,其中最小二乘拟合法恢复缓和曲线长度的结果不稳定;对于实测道路中线平面坐标数据,三次样条插值法的适用性差且增大测量点密度不能提升恢复结果的可靠性,最小二乘拟合法和纬地平面智能布线法恢复圆曲线半径较可靠且通过增大测量点密度可在一定程度上提升缓和曲线长度恢复的可靠性。     

利用Matlab对老路纵断面线形拟合

在进行老路改扩建过程中,常因道路修建较早或者有些路段已经经过多次改建扩建,原有设计文件往往不易得到或已与实际情况不符。现阶段研究表明:对老路的纵断面线形进行测量并拟合分析测量数据能有效地获取老路竖曲线参数。目前在中国,一般采用人工拉线法,由于操作起来主观性较强,不但费工时,还不能有效地控制误差。笔者介绍一个模型,二次开发Matlab提供的工具箱,半自动地拟合老路纵断面线形,目标函数为每个测量点与拟合曲线的绝对误差总和最小。最后通过实例验证,获得了理想的结果。     

三维空间路线连续性衰退对公路安全性影响分析

为深入分析公路三维空间线形连续性衰退对事故频数的影响,采集广东省内3条高等级公路243 km道路设计资料,共1 768条有效事故数据,利用Tobit回归模型分析三维空间路线连续性衰退对公路安全性的影响.应用微分几何空间的基本理论,提出公路线形连续性衰退表征参数,利用Tobit回归模型对数据样本中单元内总曲率差(TCD)...     

三次样条函数的公路平面线形设计

根据汽车行驶轨迹特性，提出理想公路平面线形由三次样条函数曲线构成的观点，并介绍该平曲线设计的基本原理和方法。     

凸凹不平道路几何参数识别和模型重构方法研究

自动驾驶汽车的凸凹不平道路和异常路面行驶，不仅要考虑道路曲率等因素，还需要对路面凸起、凹坑等特征和病害进行识别建模，提高车辆通过性、安全性和舒适性。为此，本文提出了一种基于激光雷达的凸凹不平道路几何参数识别和模型重构方法。首先，将局部加权散点平滑方法（Lowess）首次应用于激光雷达点云处理，提高了激光雷达点云数据的平滑性；其次，提出了基于斜率阈值分割的路面几何参数识别方法，通过设置斜率阈值对道路凸起与凹坑进行识别提取；再次，通过识别特征点云边界构建了带约束的分段多项式函数路面连续典型特征拟合数学模型。最后，通过建立的室内路面典型特征沙盘模型及路面实测数据，应用本文提出的方法，对凸凹不平道路的凹坑和凸起等特征进行了识别和模型重构。结果表明，分段多项式拟合方法在拟合次数5～6次时达到拟合效果极限位置，此时各个场景中92%的数据点拟合均方根误差在0～0.015 m范围内，本文提出的方法能准确完成凸凹不平道路几何参数识别，实现路面典型特征三维数学模型重构。     

改扩建高速公路的路线设计原则及要点分析

随着我国经济发展和交通运输增长,越来越多的道路结构不能满足运输和通行要求,面临改扩建挑战。剖析了改扩建高速公路的路线设计原则,同时分析了改扩建高速公路的线路设计内容,分别从线形设计、平面线形拟合、纵面线形拟合、道路横断面设计四个方面阐述了关键设计要点和解决方案,最后通过一个工程案例说明了改扩建高速公路的路线设计方法,充分利用旧有道路资源,同时满足现有道路设计标准和要求。     

利用三次样条函数插值方法计算驰振响应的研究

对截面为H形,尺寸为0.19m×0.225m×2m的模型,在风洞测定其体轴下的升力系数以及静力和动力参数,并对升力系数用三次样条函数插值计算,列出振动方程,利用数值方法,求出结构的驰振临界风速以及风速振幅曲线。得到的结果和利用多项式拟合的方法进行对比,发现三次样条函数插值方法计算驰振响应具有较好的结果,而且在计算临界风速时候相对于多项式拟合方法可能会具有更高的精度。     

基于成像模型的车道线检测与跟踪方法

针对结构化道路上存在非车道线标记干扰的情况,提出一种基于成像模型的线扫描车道线检测及跟踪方法。检测算法中首先对路面图像进行形态学高帽变换预处理,然后建立前方道路图像的成像模型,将图像坐标系中车道参数和世界坐标系中实际车道参数对应,对图像进行初扫描,利用边缘贡献函数及RANSAC算法选取最确定线后,以此线为标准进行二次扫描,得到边缘点后统计边缘贡献函数局部最大值并拟合成直线车道线。跟踪算法中运用Kalman滤波器预测车道线区域,并提取符合标准的控制点拟合成模型为B样条的车道线。试验结果表明:该方法能够快速准确地在复杂环境中提取多个车道线,尤其对存在非车道线道路标记干扰的情况有显著效果。     

公路线形空间几何特性模型及其应用

根据高速公路线形的空间几何特性,采用高等数学几何中曲线空间曲率的计算方法,结合高等级公路平纵组合设计方法,对公路线形进行空间曲率计算,并结合运行车速方面的特征进行修正;根据修正后的空间曲率指标,以及高速公路中不同车辆运行特征、运行分布与安全的相关性分析,结合客车占有率提出了多个针对高速公路断面运行状态的空间曲率指标模型;通过数学回归,进行评价模型与道路事故率统计的相关性分析研究。结果表明:部分空间曲率指标与事故率具有较好的相关性;建立的以高速公路空间曲率为主要指标的道路安全评价模型能够为道路线形设计提供理论支持。