应用CatMull-Rom样条曲线描述道路透视图中心线特征的方法研究

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2015.04.08

重庆交通大学学报（自然科学版） ›› 2015, Vol. 34 ›› Issue (4): 45-51.DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2015.04.08

应用CatMull-Rom样条曲线描述道路透视图中心线特征的方法研究

陈雨人，王瑞云，董永杰，贺思虹

同济大学交通运输工程学院，上海 201804

收稿日期:2014-04-24 修回日期:2014-07-08 出版日期:2015-08-30 发布日期:2015-09-18
作者简介:陈雨人（1966—），男，江苏大丰人，教授，博士，主要从事道路交通规划设计、交通安全与道路环境、道路交通计算机辅助工程方面的研究。E-mail: Chenyr@tongji.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51078270, 51238008)；高等学校博士学科点专项科研基金项目(20120072110019)

Methods about Using CatMull-Rom Spline to Describe Characteristics of Road Centerline in Perspective View

Chen Yuren, Wang Ruiyun, Dong Yongjie, He Sihong

School of Traffic Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China

Received:2014-04-24 Revised:2014-07-08 Online:2015-08-30 Published:2015-09-18

摘要/Abstract

摘要： 采用三次 Bezier 曲线、三次B样条曲线和CatMull-Rom样条曲线分别拟合道路透视图中心线，并进行对比研究，分析了各自描述道路透视图中心线时控制点确定和拟合产生残差的情况，结果显示，在描述道路透视图中心线特征方面，CatMull-Rom样条曲线更为高效和精准，可以适应绝大部分道路几何设计形成的透视图中心线特征描述的需要。将道路透视图划分为“近景”、“中景”和“远景”3个不同功能区域，提出视曲线长和视曲率概念和相应的计算方法，将视曲线长和视曲率作为描述透视图中心线特征的形状参数，并结合运行车速进行了相关性分析。研究表明形状参数和运行车速密切相关。

关键词: 道路工程, CatMullRom样条曲线, 道路透视图中心线, 视曲线长, 视曲率

Abstract: Cubic Bezier spline, cubic B-spline and CatMull-Rom spline were used to fit road centerline in perspective view in this paper. The control points and fitting residuals from the three kinds of splines were analyzed by comparative studies. The results show that CatMull-Rom spline is more efficient and precise than the others in describing road centerline features in perspective view. It can meet the needs of describing features of perspective view from the vast maiority of road geometric design. The perspective view is divided into “near-scene”, “middle scene” and “far scene” as three different functional regions, and the concept and calculation method of the visual curve length and the visual curve curvature were proposed as shape parameters of road centerline in perspective view, combined the correlation analysis with operating speed. The shape parameters and operating speed are closely related.

Key words: road engineering, CatMull-Rom spline, road centerline in perspective view, the visual curve length, the visual curve curvature

中图分类号:

U491.254

陈雨人，王瑞云，董永杰，贺思虹. 应用CatMull-Rom样条曲线描述道路透视图中心线特征的方法研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2015, 34(4): 45-51.

Chen Yuren, Wang Ruiyun, Dong Yongjie, He Sihong. Methods about Using CatMull-Rom Spline to Describe Characteristics of Road Centerline in Perspective View[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2015, 34(4): 45-51.

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