[发明专利]基于GPS运动摄像机数据确定道路圆曲线半径及行车视距的方法

说明书

本发明涉及一种基于GPS运动摄像机数据确定道路圆曲线半径及行车视距的方法，其经由行驶轨迹的GPS坐标点转换为对应的二维正交坐标，逐次以三个坐标点为一组依几何原理计算得出轨线半径，所得多段轨线半径的众值即为相应车道的圆曲线半径，再由对应的位置关系求得道路圆曲线半径；将移至道路中心线的轨迹线再向左右平移路基宽度二分之一的距离，平移之后的轨迹点均落在路面的边缘线上，并由常规测量方法来计算视距。本发明具先进性和可实施性，其在实施中不影响道路的正常交通，并可极大地缩短现场作业时间，大幅度的提升测量效率以及减少所需要运用的人力、物力。

技术领域

本发明涉及公路安全防护技术领域，具体涉及一种基于GPS运动摄像机数据确定道路圆曲线半径及行车视距的方法。

背景技术

研究公路安全问题时，需要测量实际道路的圆曲线半径及行车视距。在中华人民共和国交通运输部发布的《公路安全生命防护工程实施技术指南》及《公路项目安全性评价规范》(JTG B05-2015)中，对不同设计速度情况下的道路圆曲线最小半径以及视距均有明确要求。

但在工程实践中，缺乏快速有效的道路圆曲线半径以及行车视距的测量方法。在现有的公路技术指标简易测量方法中，测量弯道半径的方法是人工通过皮尺在现场测量进行多次测量比对；视距则是使用轮式测距仪沿车道中心线进行多次测量比对，两种方式皆效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于GPS运动摄像机数据确定道路圆曲线半径及行车视距的方法，该方法在实施中不影响道路的正常交通，并可极大地缩短现场作业时间，大幅度的提升测量效率以及减少所需要运用的人力、物力。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种基于GPS运动摄像机数据确定道路圆曲线半径及行车视距的方法，所述道路为单车道道路，包括如下步骤：

(1)数据采集

驾驶载有GPS运动摄像机的车辆沿待测道路圆曲线的道路中心线行驶，驾驶过程中尽量匀速平稳慢行，以达到增加样本容量的目的，以GPS运动摄像机记录行驶轨迹的GPS坐标点信息，坐标点位置每1秒更新和记录一次；

(2)数据处理

由于在经纬度坐标体系中，地球的子午线总长度约为40008km，故经度上每秒约为30.9m，纬度每秒约为30.9*cos(纬度)m，经过换算，即可将上步所得经纬度坐标转换为X和Y轴的二维正交坐标系；

(3)圆心坐标确定

以所记录的三个坐标点为一组，这三个坐标点顺次连接分别形成第一线段、第二线段；根据公式(a)、(b)分别拟合出第一线段、第二线段所在直线的直线方程式，

b＝y_m-kx_m (b)

式中，(x₁,y₁)、(x₂,y₂)为相邻的两个坐标点，(x_m,y_m)为(x₁,y₁)和(x₂,y₂)两点所连线段的中点，k为经(x₁,y₁)和(x₂,y₂)两点的直线的斜率，b为经(x₁,y₁)和(x₂,y₂)两点的直线的截距，具体参数参考图2。