[发明专利]一种基于NURBS可调权因子的钢轨断面廓形参数化建模方法

摘要

一种基于NURBS可调权因子的钢轨断面廓形参数化建模方法，先获得廓形数据点坐标值，然后构建型值点坐标文件，再设计利用型值点反求NURBS曲线控制点的计算流程，预设可调NURBS权因子文件；开发钢轨断面廓形曲线参数化图形用户界面，更新型值点坐标文件，反求计算得到钢轨廓形的控制点坐标文件，更新可调NURBS权因子文件，计算并显示新的钢轨断面参数化廓形，输出参数化模型并保存数据文件，本发明利用NURBS曲线具有的局部凸包性和仿射变换特点，通过调整权因子实现对钢轨断面廓形的参数化建模，实现了钢轨断面廓形的局部连续、精确调整。

主权项

一种基于NURBS可调权因子的钢轨断面廓形参数化建模方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用CAD软件或者钢轨轮廓扫描仪，获得钢轨断面廓形的数据点坐标值，用于作为NURBS曲线的型值点坐标，所述型值点坐标为二维坐标，包括x轴、y轴坐标值；2)以钢轨断面廓形轨顶中心点为原点，水平方向为x轴，垂直方向为y轴，构建钢轨二维坐标系，将型值点坐标转换为钢轨二维坐标系下的坐标值，并将之以TXT格式保存；3)基于NURBS曲线基本原理，设计利用型值点反求NURBS曲线控制点的计算流程；4)编写NURBS曲线建模的可调权因子数据文件ω(ω₁,ω₂,…,ω_n)，用于后续NURBS曲线形状的修改，所述数据文件的权因子ω_i的值均为1；5)基于MATLAB平台，开发钢轨断面廓形曲线参数化图形用户界面，所述界面的可执行步骤包括钢轨型值点坐标文件的输入；可调权因子数据文件的输入；NURBS曲线控制点的计算；NURBS可调权因子数据文件的修改与更新；NURBS曲线方程的计算；显示参数化NURBS曲线图形；6)在钢轨断面廓形曲线参数化图形用户界面中输入型值点坐标数据，对TXT坐标文件进行修改、更新；7)在钢轨断面廓形曲线参数化图形用户界面执行NURBS曲线控制点反求计算流程，获得钢轨廓形的控制点坐标文件P(p₁,p₂,…,p_n+4)；8)根据实际需要修改的廓形区域，确定需要修改的控制权因子(ω_i，…,ω_k)，在钢轨断面廓形曲线参数化图形用户界面对权因子坐标文件ω进行更新；9)在钢轨断面廓形曲线参数化图形用户界面执行钢轨断面廓形参数化图形显示命令，所述参数化图形显示命令是通过计算NURBS曲线方程，获得修改后的钢轨断面廓形；10)输出参数化模型并保存数据文件。