[發明專利]基于GPS運動攝像機數據確定道路圓曲線半徑及行車視距的方法

有效

• 申請號: 201710343266.X
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107121115B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 嚴亞丹;王如航;仝佩;陳志舉;李輝
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20;G01C3/24;G01B11/255;G01S19/19
• 代理公司: 河南科技通律師事務所 41123
• 代理人: 樊羿;張曉輝

本發明涉及一種基于GPS運動攝像機數據確定道路圓曲線半徑及行車視距的方法，其經由行駛軌跡的GPS坐標點轉換為對應的二維正交坐標，逐次以三個坐標點為一組依幾何原理計算得出軌線半徑，所得多段軌線半徑的眾值即為相應車道的圓曲線半徑，再由對應的位置關系求得道路圓曲線半徑；將移至道路中心線的軌跡線再向左右平移路基寬度二分之一的距離，平移之后的軌跡點均落在路面的邊緣線上，并由常規測量方法來計算視距。本發明具先進性和可實施性，其在實施中不影響道路的正常交通，并可極大地縮短現場作業時間，大幅度的提升測量效率以及減少所需要運用的人力、物力。

技術領域

本發明涉及公路安全防護技術領域，具體涉及一種基于GPS運動攝像機數據確定道路圓曲線半徑及行車視距的方法。

背景技術

研究公路安全問題時，需要測量實際道路的圓曲線半徑及行車視距。在中華人民共和國交通運輸部發布的《公路安全生命防護工程實施技術指南》及《公路項目安全性評價規范》(JTG B05-2015)中，對不同設計速度情況下的道路圓曲線最小半徑以及視距均有明確要求。

但在工程實踐中，缺乏快速有效的道路圓曲線半徑以及行車視距的測量方法。在現有的公路技術指標簡易測量方法中，測量彎道半徑的方法是人工通過皮尺在現場測量進行多次測量比對；視距則是使用輪式測距儀沿車道中心線進行多次測量比對，兩種方式皆效率較低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于GPS運動攝像機數據確定道路圓曲線半徑及行車視距的方法，該方法在實施中不影響道路的正常交通，并可極大地縮短現場作業時間，大幅度的提升測量效率以及減少所需要運用的人力、物力。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

設計一種基于GPS運動攝像機數據確定道路圓曲線半徑及行車視距的方法，所述道路為單車道道路，包括如下步驟：

(1)數據采集

駕駛載有GPS運動攝像機的車輛沿待測道路圓曲線的道路中心線行駛，駕駛過程中盡量勻速平穩慢行，以達到增加樣本容量的目的，以GPS運動攝像機記錄行駛軌跡的GPS坐標點信息，坐標點位置每1秒更新和記錄一次；

(2)數據處理

由于在經緯度坐標體系中，地球的子午線總長度約為40008km，故經度上每秒約為30.9m，緯度每秒約為30.9*cos(緯度)m，經過換算，即可將上步所得經緯度坐標轉換為X和Y軸的二維正交坐標系；

(3)圓心坐標確定

以所記錄的三個坐標點為一組，這三個坐標點順次連接分別形成第一線段、第二線段；根據公式(a)、(b)分別擬合出第一線段、第二線段所在直線的直線方程式，

b＝y_m-kx_m (b)

式中，(x₁,y₁)、(x₂,y₂)為相鄰的兩個坐標點，(x_m,y_m)為(x₁,y₁)和(x₂,y₂)兩點所連線段的中點，k為經(x₁,y₁)和(x₂,y₂)兩點的直線的斜率，b為經(x₁,y₁)和(x₂,y₂)兩點的直線的截距，具體參數參考圖2。