CN109741419A - 一种道路中线的绘制方法、电子设备、存储介质及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种道路中线的绘制方法，包括获取道路中线中的缓和曲线的曲线数据，获取待绘制线长组以及偏移角组，其中待绘制线长组包括若干不同的待绘制线长，根据初始级数展开项数、预设级数展开项数、待绘制线长以及偏移角计算坐标差值，判断坐标差值的绝对值是否小于计算精度，若是，则将坐标值作为绘制值，若否，则更新初始级数展开项数，将绘制值汇总得到含有若干绘制值的绘制值组；根据预设起点、缓和曲线全线长度在道路上划定绘制区域，根据绘制值在绘制区域内绘制坐标点，最终得到道路中线。本发明提供的一种道路中线的绘制方法，提高了道路中线的绘制精度。

Description

一种道路中线的绘制方法、电子设备、存储介质及系统

技术领域

本发明涉及道路设计领域，尤其涉及一种道路中线的绘制方法、电子设备、存储介质及系统。

背景技术

道路中线的走向和线形，会受到地形、地物、水文、地质等因素的影响和制约。线路在平面上不可能是一条直线，而是由许多直线段和曲线段组合而成，这种曲线称为平曲线。在铁路、公路常用的平曲线有直线、圆曲线、缓和曲线、回头曲线和卵形曲线等。我国的公路以及匝道的中线设计常用的就是回旋线即缓和曲线。

目前在对道路中线的绘制过程中，对于缓和曲线上的任意点坐标的计算并能够满足常规路线计算的精度，但由于如今设计的线路越加复杂，例如匝道，级数展开的项数不足会导致缓和曲线精度偏差较大甚至计算错误从而导致道路中线的绘制错误。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种道路中线的绘制方法，其能解决由于如今设计的线路越加复杂，例如匝道，级数展开的项数不足会导致缓和曲线精度偏差较大甚至计算错误从而导致道路中线的绘制错误的问题。

本发明的目的之二在于提供一种电子设备，其能解决由于如今设计的线路越加复杂，例如匝道，级数展开的项数不足会导致缓和曲线精度偏差较大甚至计算错误从而导致道路中线的绘制错误的问题。

本发明的目的之三在于提供一种计算机可读存储介质，其能解决由于如今设计的线路越加复杂，例如匝道，级数展开的项数不足会导致缓和曲线精度偏差较大甚至计算错误从而导致道路中线的绘制错误的问题。

本发明的目的之四在于提供一种道路中线的绘制系统，其能解决由于如今设计的线路越加复杂，例如匝道，级数展开的项数不足会导致缓和曲线精度偏差较大甚至计算错误从而导致道路中线的绘制错误的问题。

本发明提供目的之一采用以下技术方案实现：

一种道路中线的绘制方法，包括以下步骤：

步骤S1、获取道路中线中的缓和曲线的曲线数据，其中，所述曲线数据包括预设起点、缓和曲线全线长度以及计算精度，所述预设起点为缓和曲线的原点；

步骤S2、获取待绘制线长组以及偏移角组，其中所述待绘制线长组包括若干不同的待绘制线长，所述偏移角组包括若干不同的偏移角，每个所述偏移角与每个所述待绘制线长对应；

步骤S3、根据初始预设级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角计算初始坐标值，根据预设级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角计算预设坐标值，计算所述初始坐标值和所述预设坐标值的坐标差值，并得到含有若干所述坐标差值的坐标值组，其中，所述初始坐标值以及所述预设坐标值均为所述待绘制线长在所述缓和曲线上对应的坐标点的坐标值，所述初始预设级数展开项数为所述预设级数展开项数的前一项；

步骤S4、判断所述坐标差值的绝对值是否小于所述计算精度，若是，则将所述初始坐标值作为绘制值，若否，则更新所述初始级数展开项数，并返回执行所述步骤S3；

步骤S5、将所述绘制值汇总得到含有若干所述绘制值的绘制值组；

步骤S6、根据所述预设起点、所述缓和曲线全线长度在道路上划定绘制区域，根据所述绘制值在所述绘制区域内绘制所述坐标点，最终得到道路中线。

进一步地，所述初始坐标值包括横向坐标值和纵向坐标值，所述横向坐标值为所述坐标点在所述缓和曲线上横向的长度，所述纵向坐标值为所述坐标点在所述缓和曲线上的纵向的长度。

进一步地，所述根据初始级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角计算初始坐标值具体为：将所述初始级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角代入以下公式计算得到所述横向坐标值，公式如下：

其中，x为所述横向坐标值，n为所述初始级数展开项数；l为所述待绘制线长，β为所述偏移角；

将所述初始级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角代入以下公式计算得到所述纵向坐标值，公式如下：

其中，y为纵向坐标值，n为所述初始级数展开项数；l为所述待绘制线长，β为所述偏移角。

进一步地，所述计算精度的取值范围为0.1mm-1mm。

进一步地，所述曲线数据还包括终点半径以及回旋参数，所述终点半径、所述缓和曲线全线长度以及所述回旋参数之间的关系满足以下公式：

A²＝R*ls

其中，A为回旋参数，R为终点半径，ls为缓和曲线全线长度。

进一步地，所述步骤S6具体为：将所述预设起点作为原点，将所述缓和曲线全线长度作为绘制区间，根据所述原点以及所述绘制区间确定绘制区域，根据绘制值在所述绘制区域内绘制所述绘制值对应的所述坐标点，将若干所述坐标点汇合得到道路中线。

本发明提供目的之二采用以下技术方案实现：

一种电子设备，包括：处理器；

存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于本申请中的一种道路中线的绘制方法。

本发明提供目的之三采用以下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行本申请中的一种道路中线的绘制方法。

本发明提供目的之四采用以下技术方案实现：

一种道路中线的绘制系统，包括获取模块、计算模块、判断模块、汇总模块以及绘制模块，

所述获取模块用于获取道路中线中的缓和曲线的曲线数据，其中，所述曲线数据包括预设起点、缓和曲线全线长度以及计算精度，所述预设起点为缓和曲线的原点；

所述获取模块还用于获取待绘制线长组以及偏移角组，其中所述待绘制线长组包括若干不同的待绘制线长，所述偏移角组包括若干不同的偏移角，每个所述偏移角与每个所述待绘制线长对应；

所述计算模块用于根据初始预设级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角计算初始坐标值，根据预设级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角计算预设坐标值，计算所述初始坐标值和所述预设坐标值的坐标差值；

所述判断模块用于判断所述坐标差值的绝对值是否小于所述计算精度，若是，则将所述初始坐标值作为绘制值；

所述汇总模块用于将所述绘制值汇总得到含有若干所述绘制值的绘制值组；

所述绘制模块用于根据所述预设起点、所述缓和曲线全线长度在道路上划定绘制区域，根据所述绘制值在所述绘制区域内绘制所述坐标点，最终得到道路中线。

进一步地，所述绘制模块包括绘制区域单元以及坐标点单元，所述绘制区域单元用于根据所述预设起点、所述缓和曲线全线长度在道路上划定绘制区域，所述坐标点单元用于根据所述绘制值在所述绘制区域内绘制所述坐标点，最终得到道路中线。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本申请中的一种道路中线的绘制方法，包括获取道路中线中的缓和曲线的曲线数据，其中，曲线数据包括预设起点、缓和曲线全线长度以及计算精度，预设起点为缓和曲线的原点；获取待绘制线长组以及偏移角组，其中待绘制线长组包括若干不同的待绘制线长，偏移角组包括若干不同的偏移角，每个偏移角与每个待绘制线长对应；根据初始预设级数展开项数、待绘制线长以及偏移角计算初始坐标值，根据预设级数展开项数、待绘制线长以及偏移角计算预设坐标值，计算初始坐标值和预设坐标值的坐标差值；判断坐标差值的绝对值是否小于计算精度，若是，则将初始坐标值作为绘制值，若否，则更新初始级数展开项数，将绘制值汇总得到含有若干绘制值的绘制值组；根据预设起点、缓和曲线全线长度在道路上划定绘制区域，根据绘制值在绘制区域内绘制坐标点，最终得到道路中线。通过将坐标差值与计算精度进行比较多可以最大限度的提高缓和曲线的计算效率，提高了缓和曲线的计算精度，避免了预设级数展开项数的过多或过少导致的精度差距较大的状况发生。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的一种道路中线的绘制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在现有技术中，对于道路中线的绘制都是通过绘制缓和曲线(即回旋线)来确定，缓和曲线是指平曲线中，在直线与圆曲线之间或者半径相差较大的两个转向相同的圆曲线之间一种曲率连续变化的曲线。缓和曲线的线形多种多样，我国常用的线形有两种：三次抛物线、回旋线，而公路；匝道常用的缓和曲线是回旋线。对于回旋线上的任意一点的偏转角如以下公式(1)计算得到，

其中，l_o为回旋线起点到任意点的弧长，l_so为曲线全长，R_o为回旋线终点半径，β₀为回旋线上任意一点的偏转角。

如图1所示，本发明的一种道路中线的绘制方法包括以下步骤：

步骤S1、获取道路中线中的缓和曲线的曲线数据，其中，曲线数据包括预设起点、缓和曲线全线长度以及计算精度，预设起点为缓和曲线的原点。在本实施例中，曲线数据还包括终点半径以及回旋参数，回旋参数的平方与终点半径成反比。具体回旋参数与缓和曲线全线长度以及终点半径的关系满足公式(2)，

A²＝R*ls (2)

其中，A为回旋参数，R为终点半径，ls为缓和曲线全线长度。

步骤S2、获取待绘制线长组以及偏移角组，其中待绘制线长组包括若干不同的待绘制线长，偏移角组包括若干不同的偏移角，每个偏移角与每个待绘制线长对应。即每个待绘制线长都唯一对应一个偏移角。

步骤S3、根据初始级数展开项数、待绘制线长以及偏移角计算初始坐标值，根据预设级数展开项数、待绘制线长以及偏移角计算预设坐标值，计算初始坐标值和预设坐标值的坐标差值，并得到含有若干坐标差值的坐标值组，其中，初始坐标值以及预设坐标值均为待绘制线长在缓和曲线上对应的坐标点的坐标值，初始预设级数展开项数为预设级数展开项数的前一项，两者之间差值为1；本实施例中的初始坐标值包括横向坐标值和纵向坐标值，横向坐标值为坐标点在缓和曲线上横向的长度，纵向坐标值为坐标点在缓和曲线上的纵向的长度。根据初始级数展开项数、待绘制线长以及偏移角计算初始坐标值的具体计算方式如下具体：

将初始级数展开项数、待绘制线长以及偏移角代入以下公式(3)计算得到横向坐标值，公式(3)如下：

其中，x为横向坐标值，n为预设级数展开项数；l为待绘制线长，β为偏移角；

将初始级数展开项数、待绘制线长以及偏移角代入以下公式(4)计算得到纵向坐标值，公式(4)如下：

其中，y为纵向坐标值，n为初始级数展开项数；l为待绘制线长，β为偏移角。在本实施例n为正整数。计算精度的取值范围为0.1mm-1mm。计算预设坐标值的方法与计算初始坐标值的方法相同只是，将上述公式(3)和公式(4)中的初始级数展开项数替换为预设初始级数展开项数，因此具体计算过程不再赘述。计算精度为一定值，根据实际需求来选择，每一个缓和曲线对应一特定的计算精度。在对上述公式(3)和公式(4)的计算时，可以将公式(3)和公式(4)中提出分式：将拆分为2n个分数，项数越大相除的结果过越小，此时再将2n项除得的结果相乘，从而就避免了计算结果超出计算机的数值精度范围。

步骤S4、判断坐标值的绝对值是否小于计算精度，若是，执行步骤S41，即为则将坐标值作为绘制值，若否，执行步骤S42，即为更新预设级数展开项数，并返回执行步骤S3。即判断步骤S3中得到的横向坐标值以及纵向坐标值的绝对值是否都同时小于计算精度，若是，则此坐标值即为绘制值，若不是，则更新预设级数展开项数，具体为将上述的预设级数展开项数加一，得到新的预设级数展开项数，再将更新后的预设级数展开项数代入执行步骤S3。直到计算得到的坐标值小于计算精度。最终有若干个坐标值满足条件，即得到若干个绘制值。

步骤S5、将绘制值汇总得到含有若干绘制值的绘制值组。

步骤S6、根据预设起点、缓和曲线全线长度在道路上划定绘制区域，根据绘制值在绘制区域内绘制坐标点，最终得到道路中线。具体为：将预设起点作为原点，将缓和曲线全线长度作为绘制区间，根据原点以及绘制区间确定绘制区域，根据绘制值在绘制区域内绘制上述绘制值对应的坐标点(即将绘制值中的横向坐标值作为坐标点的横坐标，纵向坐标值作为坐标点的纵坐标)，将若干坐标点汇合得到道路中线。

本发明还提供了一种电子设备，包括：处理器；

存储器；以及程序，其中程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，程序包括用于本申请中的一种道路中线的绘制方法。

本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行本申请中的一种道路中线的绘制方法。

本发明还提供了一种道路中线的绘制系统，其特征在于：包括获取模块、计算模块、判断模块、汇总模块以及绘制模块，获取模块用于获取道路中线中的缓和曲线的曲线数据，其中，曲线数据包括预设起点、缓和曲线全线长度以及计算精度，预设起点为缓和曲线的原点；获取模块还用于获取待绘制线长组以及偏移角组，其中待绘制线长组包括若干不同的待绘制线长，偏移角组包括若干不同的偏移角，每个偏移角与每个待绘制线长对应；计算模块用于根据初始预设级数展开项数、待绘制线长以及偏移角计算初始坐标值，根据预设级数展开项数、待绘制线长以及偏移角计算预设坐标值，计算初始坐标值和预设坐标值的坐标差值；判断模块用于判断坐标差值的绝对值是否小于计算精度，若是，则将初始坐标值作为绘制值；汇总模块用于将绘制值汇总得到含有若干绘制值的绘制值组；绘制模块用于根据预设起点、缓和曲线全线长度在道路上划定绘制区域，根据绘制值在绘制区域内绘制坐标点，最终得到道路中线。绘制模块包括绘制区域单元以及坐标点单元，绘制区域单元用于根据预设起点、缓和曲线全线长度在道路上划定绘制区域，坐标点单元用于根据绘制值在绘制区域内绘制坐标点，最终得到道路中线。

本申请中的一种道路中线的绘制方法，包括获取道路中线中的缓和曲线的曲线数据，其中，曲线数据包括预设起点、缓和曲线全线长度以及计算精度，预设起点为缓和曲线的原点；获取待绘制线长组以及偏移角组，其中待绘制线长组包括若干不同的待绘制线长，偏移角组包括若干不同的偏移角，每个偏移角与每个待绘制线长对应；根据初始预设级数展开项数、待绘制线长以及偏移角计算初始坐标值，根据预设级数展开项数、待绘制线长以及偏移角计算预设坐标值，计算初始坐标值和预设坐标值的坐标差值；判断坐标差值的绝对值是否小于计算精度，若是，则将初始坐标值作为绘制值，若否，则更新初始级数展开项数，将绘制值汇总得到含有若干绘制值的绘制值组；根据预设起点、缓和曲线全线长度在道路上划定绘制区域，根据绘制值在绘制区域内绘制坐标点，最终得到道路中线。通过将坐标值与计算精度进行比较多可以最大限度的提高缓和曲线的计算效率，提高了缓和曲线的计算精度，避免了预设级数展开项数的过多或过少导致的精度差距较大的状况发生。现有技术中的计算方法无法做到对计算精度做控制，每一段缓和曲线的计算精度都是不同的，从而影响整条道路计算结果。针对每一条缓和曲线都设置同一精度，使得计算结果小于等于该精度，从而保证整个路线的计算精度。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种道路中线的绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、获取道路中线中的缓和曲线的曲线数据，其中，所述曲线数据包括预设起点、缓和曲线全线长度以及计算精度，所述预设起点为缓和曲线的原点；

步骤S2、获取待绘制线长组以及偏移角组，其中所述待绘制线长组包括若干不同的待绘制线长，所述偏移角组包括若干不同的偏移角，每个所述偏移角与每个所述待绘制线长对应；

步骤S3、根据初始预设级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角计算初始坐标值，根据预设级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角计算预设坐标值，计算所述初始坐标值和所述预设坐标值的坐标差值，并得到含有若干所述坐标差值的坐标值组，其中，所述初始坐标值以及所述预设坐标值均为所述待绘制线长在所述缓和曲线上对应的坐标点的坐标值，所述初始预设级数展开项数为所述预设级数展开项数的前一项；

步骤S4、判断所述坐标差值的绝对值是否小于所述计算精度，若是，则将所述初始坐标值作为绘制值，若否，则更新所述初始级数展开项数，并返回执行所述步骤S3；

步骤S5、将所述绘制值汇总得到含有若干所述绘制值的绘制值组；

步骤S6、根据所述预设起点、所述缓和曲线全线长度在道路上划定绘制区域，根据所述绘制值在所述绘制区域内绘制所述坐标点，最终得到道路中线。

2.如权利要求1所述的一种道路中线的绘制方法，其特征在于：所述初始坐标值包括横向坐标值和纵向坐标值，所述横向坐标值为所述坐标点在所述缓和曲线上横向的长度，所述纵向坐标值为所述坐标点在所述缓和曲线上的纵向的长度。

3.如权利要求2所述的一种道路中线的绘制方法，其特征在于：所述根据初始级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角计算初始坐标值具体为：将所述初始级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角代入以下公式计算得到所述横向坐标值，公式如下：

其中，x为所述横向坐标值，n为所述初始级数展开项数；l为所述待绘制线长，β为所述偏移角；

将所述初始级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角代入以下公式计算得到所述纵向坐标值，公式如下：

其中，y为纵向坐标值，n为所述初始级数展开项数；l为所述待绘制线长，β为所述偏移角。

4.如权利要求1所述的一种道路中线的绘制方法，其特征在于：所述计算精度的取值范围为0.1mm-1mm。

5.如权利要求1所述的一种道路中线的绘制方法，其特征在于：所述曲线数据还包括终点半径以及回旋参数，所述终点半径、所述缓和曲线全线长度以及所述回旋参数之间的关系满足以下公式：

A²＝R*ls

其中，A为回旋参数，R为终点半径，ls为缓和曲线全线长度。

6.如权利要求1所述的一种道路中线的绘制方法，其特征在于：所述步骤S6具体为：将所述预设起点作为原点，将所述缓和曲线全线长度作为绘制区间，根据所述原点以及所述绘制区间确定绘制区域，根据绘制值在所述绘制区域内绘制所述绘制值对应的所述坐标点，将若干所述坐标点汇合得到道路中线。

7.一种电子设备，其特征在于包括：处理器；

存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1-5任意一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。

9.一种道路中线的绘制系统，其特征在于：包括获取模块、计算模块、判断模块、汇总模块以及绘制模块，

所述获取模块用于获取道路中线中的缓和曲线的曲线数据，其中，所述曲线数据包括预设起点、缓和曲线全线长度以及计算精度，所述预设起点为缓和曲线的原点；

所述获取模块还用于获取待绘制线长组以及偏移角组，其中所述待绘制线长组包括若干不同的待绘制线长，所述偏移角组包括若干不同的偏移角，每个所述偏移角与每个所述待绘制线长对应；

所述计算模块用于根据初始预设级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角计算初始坐标值，根据预设级数展开项数、所述待绘制线长以及所述偏移角计算预设坐标值，计算所述初始坐标值和所述预设坐标值的坐标差值；

所述判断模块用于判断所述坐标差值的绝对值是否小于所述计算精度，若是，则将所述初始坐标值作为绘制值；

所述汇总模块用于将所述绘制值汇总得到含有若干所述绘制值的绘制值组；

所述绘制模块用于根据所述预设起点、所述缓和曲线全线长度在道路上划定绘制区域，根据所述绘制值在所述绘制区域内绘制所述坐标点，最终得到道路中线。

10.如权利要求9所述的一种道路中线的绘制系统，其特征在于：所述绘制模块包括绘制区域单元以及坐标点单元，所述绘制区域单元用于根据所述预设起点、所述缓和曲线全线长度在道路上划定绘制区域，所述坐标点单元用于根据所述绘制值在所述绘制区域内绘制所述坐标点，最终得到道路中线。