【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交通工程，具体为一种基于控制点的平面道路生成和连接方法。
技术介绍
1、道路绘制是土木工程领域中的一项关键任务，它对于城市规划、交通管理、建设项目以及驾驶仿真等应用具有重要意义，然而，由于道路和地图的复杂性，绘制过程常常既耗时又繁琐；
2、在当前的仿真领域，道路和地图的绘制主要依赖于获取真实的高精度地图数据，然后解析道路描述文件以绘制道路，这种方法虽然可以生成准确的道路模型，但它依赖于地图数据的可用性和质量，在许多情况下都是难以保证的；
3、另一种常见的道路绘制方法是使用贝塞尔曲线生成平滑的车道线形，通过贝塞尔曲线的控制点绘制线形，然而，贝塞尔曲线并不能满足所有的道路设计规范，尤其是在需要精确考虑直线段、转角和转弯半径等参数的情况下；
4、目前，还没有一种基于控制点生成符合道路设计规范的方法，这使得道路设计师在创建复杂的道路网络或需要遵循特定设计规范的道路时，面临着巨大的挑战，同时，在道路连接方面缺乏有效的方法，这在需要创建交叉口或连接不同道路段落的场景下尤为明显。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于控制点的平面道路生成和连接方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于控制点的平面道路生成，包括以下步骤：
3、步骤一：首先对生成道路的曲面线型进行确定，且线型包括直线、回旋线、圆曲线，并使用直线-回旋线-圆曲线-回旋线-直线作为基本型曲线，且对
4、且提前把绘制道路用到的公式进行收集，并把收集的公式整理生成公式数据库，且公式数据库里面包括回旋线公式和基本型曲线公式，并提出一种线型连接关系计算公式，同步增加进公式库，在绘制过程中直接在公式数据库里面查找计算公式，且线型连接关系公式具体如下；
5、
6、
7、ly＝(α-2β)r
8、
9、
10、
11、其中，e为外距，α为路线转角，p为曲线内移值，q为切线增长值，zh为直缓点，hy为缓圆点，o为圆心，qz为曲中心，jd为交点，yh为圆缓点，hz为缓直点；
12、步骤二：在绘制过程中根据控制点的数量分成三种情况进行分析，具体为两个控制点生成的线形、三个控制点生成的线形和多个控制点生成的线形，并把三种线型生成线形数据库；
13、步骤三：在进行绘制的时候，当控制点为两个时，直接使用直线连接两个控制点，当控制点为三个时，设立三个已知控制点，分别为p1、p2和p3，并分别计算出之间距离为l1的数值，以及之间距离为l2的数值，以及和的路线转角为α的数值，当控制点数量多于三个时，首先分析当移动一个控制点时，需要减少对其他控制点生成线形的影响，并规定移动控制点时最多只影响左右两个邻接控制点之间的线形。
14、优选的，所述步骤一中的回旋线公式具体如下：
15、rl＝a2
16、其中，r为回旋线上任意点曲率半径，l为回旋线上某点到原点的距离，a为回旋线参数，表示回旋线的缓急程度，β为回旋线终点处的缓和曲线角，且回旋线具有如下性质；
17、r＝a2/l＝l/2β。
18、优选的，所述步骤三中根据路线转角α和基本型曲线公式计算出缓和曲线角β为并根据基本型曲线公式计算出tmax，且确定切线长t＝min{l1,l2,tmax}；
19、并根据切线长t、路线转角α和缓和曲线角β通过回旋线公式、线型连接关系公式和基本型曲线公式分别计算出转弯半径r，回旋线长ls和圆曲线长ly，利用上述基本参数即可绘制出基础曲线。
20、优选的，所述步骤三中对多个控制点的线形分析时，在对p1进行移动时，只会影响p1、p2和p3之间的线形关系，而对其他控制点移动时，如p2、p3和p4，形成的线形则不造成影响，且表明p1移动不改变p2、p3和p4之间的转弯半径，而只改变p1、p2和p3之间的转弯半径。
21、优选的，所述步骤一中基本型曲线公式具体如下表示：
22、ls:ly:ls＝1:2:1
23、ly＝(α-2β)r
24、r＝a2/ls＝ls/2β
25、α:β＝6:1
26、
27、其中，t为切线长，ly为圆曲线长，ls为缓和曲线长，r为圆曲线半径，rmin为转弯半径，由上述公式可知，在α固定的情况下，t和r成正比，因此只需确定t就能够确定转弯半径r，在道路设计时只需要确定切线长t即可，为保证绘图的效果，不考虑最小转弯半径，只对rmax进行限制，此时t≤tmax。
28、优选的，所述步骤三中对多个控制点分析时，根据绘制分析结果的绘制步骤包括以下三个步骤；
29、第一、对于道路开始部分，计算长l1，长l2，和的路线转角α，根据公式计算tmax，切线长t＝min{l1，l2/2,tmax}，根据上述基本参数即可绘制出p1、p2和p3之间的基本型曲线；
30、第二、对于道路中间部分，计算长为l3，和的路线转角为α，根据公式计算tmax，切线长t＝min{l2/2,l3/2,tmax}，根据上述基本参数绘制出p2、p3和p4之间的基本型曲线；
31、第三、对于道路结束部分，计算长为l4，和的路线转角为α，根据公式计算tmax，切线长t＝min{l3/2,l4,tmax}，根据上述基本参数绘制出p3、p4和p5之间的基本型曲线。
32、一种基于控制点平面道路连接方法，包括以下步骤：
33、s1：在对道路追加时需要满足以下条件，首先道路r1和r2在p2处的方向相同，且道路r1的线形不发生改变，即r1的控制点不发生改变，则分析只需三个控制点即可绘制符合条件的道路r2，其控制点分别是p2、jd、p3和jd在的延长线上，只需确定jd在延长线的位置即可确定道路r2；
34、s2：在对道路进行拼接时，首先设点o为与的交点，根据o点的位置，可分为三种情况进行处理，第一种情况为当满足以下条件之一时，首先的长度d>400，其次o在的反向延长线上，同时o在的反向延长线上，第二种情况为当o在的延长线上，同时o在的延长线上时，第三种情况为当o在的反向延长线上或者o在线段上，同时o在的延长线上时。
35、优选的，所述s1中假设p2、jd和p3为追加后的道路，当任意点p′3在的延长线上时，此时追加道路的转弯半径r应该相同，由基本型曲线公式可知切线长t和转弯半径r正相关，此时切线长t也应该相同，也就是说转角a和切线长t一一对应，为方便计算增加约束条件；
36、t＝|ktanα|
37、以p2为原点，为x轴方向，垂直为y轴方向，构建直角坐标系。p3的坐标为{x,y}本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于控制点的平面道路生成，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于控制点的平面道路生成，其特征在于：所述步骤一中的回旋线公式具体如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于控制点的平面道路生成，其特征在于：所述步骤三中根据路线转角α和基本型曲线公式计算出缓和曲线角β为并根据基本型曲线公式计算出Tmax，且确定切线长T＝min{L1,L2,Tmax}；
4.根据权利要求1所述的一种基于控制点的平面道路生成，其特征在于：所述步骤三中对多个控制点的线形分析时，在对p1进行移动时，只会影响p1、p2和p3之间的线形关系，而对其他控制点，如p2、p3和p4形成的线形则不造成影响，且表明p1移动不改变p2、p3和p4之间的转弯半径，而只改变p1、p2和p3之间的转弯半径。
5.根据权利要求1所述的一种基于控制点的平面道路生成，其特征在于：所述步骤一中基本型曲线公式具体如下表示：
6.根据权利要求1所述的一种基于控制点的平面道路生成，其特征在于：所述步骤三中对多个控制点分析时，根据绘制分析结果的绘制步骤包括以下三
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种基于控制点平面道路连接方法，其特征在于包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种基于控制点平面道路连接方法，其特征在于：所述S1中假设p2、JD和p3为追加后的道路，当任意点p′3在的延长线上时，此时追加道路的转弯半径R应该相同，由基本型曲线公式可知切线长T和转弯半径R正相关，此时切线长T也应该相同，也就是说转角a和切线长T一一对应，为方便计算增加约束条件；
...【技术特征摘要】
1.一种基于控制点的平面道路生成，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于控制点的平面道路生成，其特征在于：所述步骤一中的回旋线公式具体如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于控制点的平面道路生成，其特征在于：所述步骤三中根据路线转角α和基本型曲线公式计算出缓和曲线角β为并根据基本型曲线公式计算出tmax，且确定切线长t＝min{l1,l2,tmax}；
4.根据权利要求1所述的一种基于控制点的平面道路生成，其特征在于：所述步骤三中对多个控制点的线形分析时，在对p1进行移动时，只会影响p1、p2和p3之间的线形关系，而对其他控制点，如p2、p3和p4形成的线形则不造成影响，且表明p1移动不改变p2、p3和p4之间的转弯半径，而只改变p1、p2和p3之间的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘康宁，李瑞楠，
申请(专利权)人：北京昇启科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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