[发明专利]一种高速环道麦克康奈尔曲线拟合计算方法及系统

权利要求书

1.一种高速环道麦克康奈尔曲线拟合计算方法，其特征在于，包括：

根据圆曲线半径、麦克康奈尔曲线起点方位角和麦克康奈尔曲线长计算麦克康奈尔曲线各整步长处的计算点的坐标；

对整步长处计算点坐标拟合，生成设计线样条曲线；

获得设计线样条曲线的法线方向，并根据设计线样条曲线的法线方向计算麦克康奈尔曲线待计算里程处中桩和边桩坐标；

所述对整步长处计算点坐标拟合，生成设计线样条曲线，包括：

将所述整步长处计算点拟合生成样条曲线；

约束所述样条曲线的第一方位角和第二方位角，以生成所述设计线样条曲线，其中第一方位角为所述样条曲线起点处的切线方位角，第二方位角为所述样条曲线终点处的切线方位角；

所述根据圆曲线半径、麦克康奈尔曲线起点方位角和麦克康奈尔曲线长计算麦克康奈尔曲线各整步长处的计算点的坐标，包括：

根据圆曲线半径、麦克康奈尔曲线起点方位角和麦克康奈尔曲线长，确定麦克康奈尔曲线的计算步长；

采用支距法积分计算出所述麦克康奈尔曲线各整步长处计算点的坐标；

所述方法还包括：

采用正交偏移的方法向左、向右分别偏移所述设计线样条曲线，以分别得到左边线曲线和右边线曲线；

从所述中桩坐标处向所述左边线曲线做垂线得到第一垂足，将第一垂足作为所述待计算里程处的左边桩；

从所述中桩坐标处向所述右边线曲线做垂线得到第二垂足，将第二垂足作为所述待计算里程处的右边桩；

采用坐标反算的方法计算所述第一垂足到所述第二垂足的方位角，以作为所述待计算里程处的法线方位角；

采用坐标正算法对所述待计算里程处中桩坐标和所述待计算里程处的法线方位角进行计算，得到任意偏距处的坐标。

2.一种高速环道麦克康奈尔曲线拟合计算系统，其特征在于，包括第一计算模块、设计线样条曲线生成模块和中、边桩坐标计算模块；

第一计算模块用于根据圆曲线半径、麦克康奈尔曲线起点方位角和麦克康奈尔曲线长计算麦克康奈尔曲线各整步长处的计算点的坐标；

设计线样条曲线生成模块用于对整步长处计算点坐标拟合，生成设计线样条曲线；

中、边桩坐标计算模块用于获得设计线样条曲线的法线方向，并根据设计线样条曲线的法线方向计算麦克康奈尔曲线待计算里程处中桩和边桩坐标；

所述设计线样条曲线生成模块包括拟合单元和约束单元；

拟合单元用于将所述整步长处计算点拟合生成样条曲线；

约束单元用于约束所述样条曲线的第一方位角和第二方位角，以生成所述设计线样条曲线，其中第一方位角为所述样条曲线起点处的切线方位角，第二方位角为所述样条曲线终点处的切线方位角；

所述系统还包括正交偏移模块和法线方位角计算模块：

正交偏移模块用于采用正交偏移的方法向左、向右分别偏移所述设计线样条曲线，以分别得到左边线曲线和右边线曲线；

法线方位角计算模块用于：

从所述中桩坐标处向所述左边线曲线做垂线得到第一垂足，将第一垂足作为所述待计算里程处的左边桩；

从所述中桩坐标处向所述右边线曲线做垂线得到第二垂足，将第二垂足作为所述待计算里程处的右边桩；

采用坐标反算的方法计算所述第一垂足到所述第二垂足的方位角，以作为所述待计算里程处的法线方位角；

所述系统还包括任意偏距处坐标计算模块，其用于采用坐标正算法对所述待计算里程处中桩坐标和所述待计算里程处的法线方位角进行计算，得到任意偏距处的坐标。