Сглаживание ломаных линий составными сплайнами Безье

Бесплатный доступ

В работе рассматривается новый итеративный метод построения на плоскости гладкого сплайна, состоящего из кубических кривых Безье и повторяющего форму заданной ломаной линии с требуемой точностью. На каждой итерации метода выполняются следующие операции: выбор количества узлов интерполяции сплайна, размещение их на заданной ломаной линии по определенному правилу, построение гладкого составного сплайна Безье, проходящего через эти узлы, и оценка точности аппроксимации, то есть, близости построенного сплайна и заданной ломаной линии. Выбор положения узлов интерполяции сплайна на заданной ломаной линии выполняется с помощью сопоставления мер близости смежных кривых Безье, из которых состоит сплайн, и участков ломаной линии, которые аппроксимируют эти кривые. Приводятся примеры сглаживания ломаных линий различной сложности, в том числе ломаных линий с самопересечениями, подтверждающие эффективность предложенного метода. Результаты работы можно использовать в различных приложениях, например, при построении траектории движения автоматических транспортных средств и мобильных роботов, при проектировании технических объектов в системах автоматизированного проектирования, при картографической генерализации линейных картографических объектов, при проектировании шрифтов и др.

Еще

Сглаживание ломаных линий, составные сплайны, кривые безье, мера близости, интерполяция, аппроксимация

Короткий адрес: https://sciup.org/147239436

IDR: 147239436   |   DOI: 10.14529/cmse220403

Список литературы Сглаживание ломаных линий составными сплайнами Безье

  • Hwang J.H., Arkin R., Kwon D. Mobile robots at your fingertip: Bezier curve on-line trajectory generation for supervisory control // Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2003). Vol. 2. IEEE, 2003. P. 1444-1449. DOI: 10.1109/IR0S. 2003.1248847.
  • Ravankar A., Ravankar A.A., Kobayashi Y., et al. Path Smoothing Techniques in Robot Navigation: State-of-the-Art, Current and Future Challenges // Sensors. 2018. Vol. 18, no. 9. Article number 3170. DOI: 10.3390/sl8093170.
  • Zhou F., Song B., Tian G. Bezier curve based smooth path planning for mobile robot // Journal of Information and Computational Science. 2011. Vol. 8, no. 12. P. 2441-2450.
  • Romakin V.A. Routing of fluidic circuits using skeletons of polygonal figures and compound splines // International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2021). Vol. 346. 2021. Article number 03060. DOI: 10. 1051/ matecconf/202134603060.
  • Берлянт A.M., Мусин O.P., Собчук T.B. Картографическая генерализация и теория фракталов. Москва, 1998. 136 с.
  • Мусин О.Р., Ухалов А.Ю., Эдельсбруннер Г., Якимова О.П. Применение методов фрактальной и вычислительной геометрии для картографической генерализации линейных объектов // Моделирование и анализ информационных систем. 2012. Т. 19, № 6. С. 152-160.
  • Sarfraz М., Khan М.А. Automatic Outline capture of Arabic fonts // Information Sciences. 2002. Vol. 140. P. 269-281. DOI: 10.1016/S0020-0255(01)00176-1.
  • Sohel F.A., Karmakar G.C., Dooley L.S. A generic shape descriptor using Bezier curves // International Conference on Information Technology: Coding and Computing (ITCC’05). Vol. 2. IEEE, 2005. P. 95-100. DOI: 10.1109/ITCC. 2005.11.
  • Коднянко В.А. Направленные сплайны и их использование для сглаживания выбросов и изломов интерполянта // Вестник ЮУрГУ. Серия: Вычислительная математика и информатика. 2021. Т. 10, № 1. С. 5-19. DOI: 10.14529/cmse210101.
  • Но Y.J., Liu J.S. Collision-free curvature-bounded smooth path planning using composite Bezier curve based on Voronoi diagram / / Proceedings of IEEE International Symposium on Computational Intelligence in Robotics and Automation. IEEE, 2009. P. 463-468. DOI: 10.1109/CIRA.2009.5423161.
  • Борисенко В.В. Построение оптимального сплайна Безье // Фундаментальная и прикладная математика. 2016. Т. 21, № 3. С. 57-72.
Еще
Статья научная