回旋线科普
生活中處處是學問,今天受教育了,才知道什么是回旋線。
回旋線,是緩和曲線(transition curve)的一種。Wikipedia中,Transition curve重定向到Euler spiral。
緩和曲線指的是平面線形中,在直線與圓曲線,圓曲線與圓曲線之間設置的曲率連續變化的曲線。
假設汽車作勻速行駛;駕駛員操作方向盤作勻角速轉動,即汽車的前輪轉向角從直線上的0°均勻地增加到圓曲線上。
那么,根據圓周運動特征,
S=A2/ρ(A:與汽車有關的參數) ρ=C/s C=A2
也就是說,汽車行駛軌跡的半徑隨其行駛距離遞減,即軌跡線上任一點的半徑(曲率)與其離開軌跡線起點的距離成反比,此方程即回旋線方程。
回旋線基本方程即用回旋線作為緩和曲線的數學模型:
令:ρ=R,lh=s則推出公式:lh=A2/R
(圖片來源:三聯素材)
曲線公式,近似多項式展開可以參考維基百科。
mathematica代碼:
ParametricPlot[
{FresnelC[Sqrt[2/\[Pi]] t]/Sqrt[2/\[Pi]],
FresnelS[Sqrt[2/\[Pi]] t]/Sqrt[2/\[Pi]]},
{t, -10, 10}]
參考資料:
http://baike.baidu.com/view/1179553.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Euler_spiral
http://www.co120.com/archives/79.html
總結