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龍圖騰網(wǎng)恭喜廣西規(guī)億工程技術(shù)集團有限公司;廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院申請的專利一種高速公路彎道出口匝道可視域動態(tài)遮擋空間模型的構(gòu)建方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN115905774B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-04-01發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202211325158.7，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G06F17/11；該發(fā)明授權(quán)一種高速公路彎道出口匝道可視域動態(tài)遮擋空間模型的構(gòu)建方法是由肖劍;查旭東;楊柳林;趙翔;肖儀姣設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-10-27向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種高速公路彎道出口匝道可視域動態(tài)遮擋空間模型的構(gòu)建方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種高速公路彎道出口匝道目標(biāo)區(qū)域可視域動態(tài)遮擋空間模型，首先確定了彎道出口匝道可視域目標(biāo)區(qū)域；其次建立了彎道出口匝道目標(biāo)區(qū)域可視域動態(tài)遮擋空間模型，提出了可視域目標(biāo)區(qū)域遮擋比和遮擋判斷模型；本發(fā)明對實際路段進(jìn)行了計算分析，量化遮擋物對彎道出口匝道可視域目標(biāo)區(qū)域的動態(tài)遮擋影響。本發(fā)明的高速公路彎道出口匝道可視域目標(biāo)區(qū)域動態(tài)遮擋空間模型，為高速公路彎道出口匝道的設(shè)置、出口匝道區(qū)域標(biāo)志的設(shè)置、植物種植、公路征地范圍等提供了依據(jù)，為有效解決高速公路彎道出口匝道可視域被遮擋問題提供參考。

本發(fā)明授權(quán)一種高速公路彎道出口匝道可視域動態(tài)遮擋空間模型的構(gòu)建方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種高速公路彎道出口匝道可視域動態(tài)遮擋空間模型的構(gòu)建方法，其特征在于，所述模型的構(gòu)建包括以下步驟：1對彎道出口匝道可視域進(jìn)行確定：以《公路路線設(shè)計規(guī)范》JTGD20-2017和《公路立體交叉設(shè)計細(xì)則》JTGTD21-2014中規(guī)定的識別視距為依據(jù)，高速公路彎道出口匝道識別視認(rèn)過程，其中F點為分流鼻地面標(biāo)線；當(dāng)駕駛?cè)诵旭傊烈曊J(rèn)點A時，發(fā)現(xiàn)分流鼻地面標(biāo)線F，看清標(biāo)線后車輛以主線速度v行駛至認(rèn)完點B，該過程駕駛?cè)怂旭偟木嚯x為視認(rèn)距離這段時間為視認(rèn)時間t1；駕駛?cè)丝辞鍢?biāo)線至采取行動前需反應(yīng)的時間為判斷時間t2，在該段時間內(nèi)行駛到行動點C，所行駛過的距離為判斷距離從C點開始，駕駛?cè)瞬扇〈胧珻點到動作完成點D是駕駛?cè)擞^察右側(cè)車輛并進(jìn)行換道所行駛的距離為行動距離D點到F點的距離是駕駛?cè)瞬僮鬈囕v減速過程所行駛的距離，其中尋找可插入間隙距離為轉(zhuǎn)向進(jìn)入匝道的變換車道距離為依據(jù)《公路立體交叉設(shè)計細(xì)則》的要求，駕駛?cè)诉h(yuǎn)在識別視距之外就能看到前方分岔的幾何構(gòu)造，彎道出口匝道分流鼻端應(yīng)置于10～20°的有效視角范圍內(nèi)，需要控制的是鼻端在視角范圍內(nèi)的橫向位置；所要確定的彎道出口匝道可視域目標(biāo)的面積區(qū)域S，即為減速段和過渡段范圍的主線行車道右側(cè)標(biāo)線到最右側(cè)路基邊線所圍合的范圍區(qū)域面積S，也即S1和S2的范圍；2高速公路彎道出口匝道可視域目標(biāo)區(qū)域面積計算；需要確定的高速公路彎道出口匝道的可視目標(biāo)面積區(qū)域S，即減速段和過渡段范圍的主線行車道右側(cè)標(biāo)線到公路最右側(cè)邊線所圍合的范圍區(qū)域面積S，即S1和S2的范圍；計算面積S時，分為兩部分計算，S1的面積由q1L1q2L3圍合組成；S2的面積由q2L2q3L4圍合組成； 式中： 半徑R1+q1＝R和R2+q2＝R所圍合的扇形面積； 弧長L1和弦長K1圍合的面積； R1、R2、K1所圍合的三角形面積； 由余弦定理可得： 已知半徑R和減速段長度L1，求得弦長K1為： 同時： 由海倫公式可得： 式中：θ1：D點到圓心與F點到圓心的夾角，單位為：°；R0：為主線彎道的半徑，單位為：m，依據(jù)規(guī)范取值；R：為主線彎道行車道右側(cè)邊緣的半徑，單位為：m，其為R0減去車道寬度；R1：D點到圓心I1的半徑長，單位為：m，R1＝R-q1；R2：F點到圓心I1的半徑長，單位為：m，R2＝R-q2；q1：D點到主線行車道右側(cè)邊線的距離，單位為：m，q1＝L0×γ+l1+l2；q2：F點到主線行車道右側(cè)邊線的距離，單位為：m，q2＝L0+L1×γ+l1+l2；γ：漸變率；l1：變速車道右側(cè)硬路肩寬度，單位為：m；l2：變速車道右側(cè)土路肩寬度，單位為：m；L0：漸變段長度，單位為：m，依據(jù)規(guī)范取值；K1：DF段的弦長，單位為：m；L3：DF段主線行車道右側(cè)邊線弧長，單位為：m；L1：減速段長度，單位為：m，依據(jù)規(guī)范取值，v0：減速段初始速度，單位為：kmh；v1：分流鼻端通過速度，單位為：kmh；α：運行速度過渡段減速度，單位為：ms2，平均取值1.0ms2；S2計算公式為： 式中： 半徑R2+q2＝R和R3+q3＝R所圍合的扇形面積； 曲線長L2和弦長K2圍合的面積； R2、R3、K2所圍合的三角形面積； 由余弦定理可得： 式中：θ2：F點到圓心與G點到圓心的夾角，單位為°；K2：FG段的弦長，單位為：m；R3：G點到圓心I1的半徑長，R3＝R-q3；q3:G點到主線行車道右側(cè)邊緣線的距離，單位為：m；K2:FG段的弦長，單位為：m；L4:FG段主線行車道右側(cè)邊線弧長，單位為：m；L2:過渡段緩和曲線長度，單位為：m，依據(jù)規(guī)范取值，v2:緩和曲線段終點的速度，單位為：kmh； 式中：C：緩和曲線常數(shù)C＝R4L2；R4：與緩和曲線相接的控制曲線半徑，單位為：m；β：曲線長L2的切線角；同時，有： 其中：W2＝K2+R2+R32 式中： 分流鼻角度，即流出角，即X切線軸和X1切線的夾角；α：弦長K2與Y軸的夾角；p1：G點對應(yīng)于原點F的Y軸距離，單位為：m；p2:G點對應(yīng)于原點F的X軸距離，單位為：m；3建立高速公路彎道出口匝道可視域目標(biāo)區(qū)域被遮擋判斷模型定義遮擋比為判斷可視域目標(biāo)的過程中，在某個時刻，由于視線遮擋，不可看到的部分目標(biāo)區(qū)域體積與總體積的比值即為遮擋比Jz； 式中：V：目標(biāo)區(qū)域的總體積，單位為：m3；Vz：視線遮擋區(qū)域的體積，單位為：m3；Sz：視線遮擋區(qū)域的面積，單位為：m2；S：目標(biāo)區(qū)域的總面積，單位為：m2；h:駕駛?cè)说囊暩撸瑔挝粸椋簃；目標(biāo)區(qū)域可劃分為多n個樣條區(qū)域，每個樣條的寬度為Δl，長度為qi；當(dāng)樣條個數(shù)n值越大，即樣條劃分越細(xì)密，則n個樣條的面積之和越接近目標(biāo)區(qū)域的總面積S，偏差越小，從而將目標(biāo)區(qū)域面積離散化； Si＝Δl×qi假設(shè)樣條區(qū)域的遮擋比為Jzi，則可得目標(biāo)區(qū)域遮擋比的離散表達(dá)式， 式中：Jz:總遮擋比；Jzi:各樣條區(qū)域的遮擋比；Si:各樣條區(qū)域的面積，單位為：m2； 式中：Szi:各樣條區(qū)域被遮擋的面積；qzi:各樣條區(qū)域被遮擋的長度；求各樣條區(qū)域的遮擋比，關(guān)鍵在于求出qi的長度和qzi的長度，即qi線段的兩點方程；以主線彎道的圓曲線圓心I1做原點0,0，以視認(rèn)點A至圓心I1的軸做Y軸建立坐標(biāo)系；視認(rèn)點A至行動點C的弧長對應(yīng)角度為θ3，行動點C至動作完成點D漸變段的弧長對應(yīng)角度為θ4，動作完成點D至分流鼻F減速段對應(yīng)的主線弧長對應(yīng)角度為θ1，分流鼻F至終點G過渡段所對應(yīng)的主線弧長對應(yīng)角度為θ2；據(jù)此，由圓角公式可得： 式中：L0:漸變段長度，單位為：m；計算減速段qi的長度，主線圓曲線方程為：x2+y2＝R2θ1i取值區(qū)間0～θ1，不同角度θ1i所對應(yīng)的qi所在直線的方程為： 不同角度θ1i所對應(yīng)長度qi qi的兩點坐標(biāo)為：Rsinθ3+θ4+θ1i,Rcosθ3+θ4+θ1iR-qisinθ3+θ4+θ1i,R-qicosθ3+θ4+θ1i計算過渡段qi的長度；緩和曲線在x',y'坐標(biāo)系上的方程為： 轉(zhuǎn)換到x,y坐標(biāo)系上緩和曲線的方程為： 主線弧長對應(yīng)角度θ2，θ2i取值區(qū)間0～θ2，不同角度θ2i所對應(yīng)的qi所在直線的方程為： 分別與主線圓曲線方程和緩和曲線方程聯(lián)立，既可求出過渡段qi的兩點坐標(biāo)和兩點間距離；計算各樣條區(qū)域被遮擋的長度qzi，關(guān)鍵在于求出在駕駛?cè)艘暰€條件下遮擋物在qzi上的投影坐標(biāo)；由扇形的弧長與角度關(guān)系，可得：式中：v:主線運行速度；ti:視認(rèn)與判斷時間t內(nèi)任意時刻，視認(rèn)與判斷所需的時間t取5s； 視認(rèn)與判斷時間t內(nèi)任意時刻在坐標(biāo)系內(nèi)所對應(yīng)的角度；由此，視認(rèn)判斷時間t內(nèi)任意時刻ti視點所在的坐標(biāo)為： 由于駕駛?cè)艘暩咚吹降目梢曈蚰繕?biāo)區(qū)域為出口匝道的地面標(biāo)線，其可視域內(nèi)高度低于駕駛?cè)艘暩撸虼酥患俣ㄕ趽跷锞哂袑挼奶匦裕瑢挼膬蓚€坐標(biāo)點分別Φ1、Φ2，設(shè)遮擋物的兩點坐標(biāo)為xφ1,yφ1和xφ2,yφ2，則視認(rèn)判斷時間t內(nèi)任意時刻ti視點與遮擋物的兩點分別形成的直線方程； 的直線方程為： 的直線方程為： 駕駛?cè)艘暰€方程1-19和1-20分別與qi所在的直線方程1-13和1-17聯(lián)立求交點，判斷兩交點形成的線段和qi重疊的部分即為qi被遮擋的部分qzi，被遮擋部分qzi和qi的比值即為該條區(qū)域的遮擋比Jzi。

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