回旋线科普
生活中处处是学问,今天受教育了,才知道什么是回旋线。
回旋线,是缓和曲线(transition curve)的一种。Wikipedia中,Transition curve 重定向到Euler spiral。
缓和曲线指的是平面线形中,在直线与圆曲线,圆曲线与圆曲线之间设置的曲率连续变化的曲线。
假设汽车作匀速行驶;驾驶员操作方向盘作匀角速转动,即汽车的前轮转向角从直线上的0°均匀地增加到圆曲线上。
那么,根据圆周运动特征,
S=A2/ρ(A:与汽车有关的参数) ρ=C/s C=A2
也就是说,汽车行驶轨迹的半径随其行驶距离递减,即轨迹线上任一点的半径(曲率)与其离开轨迹线起点的距离成反比,此方程即回旋线方程。
回旋线基本方程即用回旋线作为缓和曲线的数学模型:
令:ρ=R,lh=s 则推出公式: lh=A2/R
(图片来源:三联素材)
曲线公式,近似多项式展开可以参考维基百科。
mathematica代码:
ParametricPlot[ {FresnelC[Sqrt[2/\[Pi]] t]/Sqrt[2/\[Pi]], FresnelS[Sqrt[2/\[Pi]] t]/Sqrt[2/\[Pi]]}, {t, -10, 10}]
参考资料:
http://baike.baidu.com/view/1179553.htm