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如何考慮距離和曲率約束,用多段三次貝塞爾曲線逼近數據?

Patricia Arquette
Patricia Arquette原創
2024-10-21 08:27:29883瀏覽

How to Approximate Data with a Multi-Segment Cubic Bézier Curve Considering Distance and Curvature Constraints?

使用多段三次貝塞爾曲線逼近數據:結合距離和曲率約束

問題:
作者尋求一種使用具有兩個約束的多段三次貝塞爾曲線來近似給定地理數據的演算法:

  1. 貝塞爾曲線與數據點的偏離不得超過指定距離。
  2. 貝塞爾曲線的曲率必須在指定的公差範圍內。

解決方案:

作者發現了一個涉及B 轉換的解決方案-使用FITPACK 庫和scipy 的Python 綁定,以最小二乘法將數據近似為多段貝塞爾曲線的樣條曲線。 B 樣條表示在平滑度控制方面具有優勢,並提供了指定近似所需平滑度的方法。

演算法(簡化):

  1. 使用FITPACK 函式庫,產生一個在最小平方法意義上非常接近給定地理資料的 B 樣條線。
  2. 使用提供的 b_spline_to_bezier_series 函數將產生的 B 樣條線轉換為多段三次貝塞爾曲線。
  3. 調整 splprep 中的平滑度參數 s,找到滿足距離和曲率約束的良好擬合。

實現:

透過調整平滑度參數s,使用者可以找到滿足所需距離和曲率約束的曲線。提供的 b_spline_to_bezier_series 函數將 B 樣條線轉換回多段三次貝塞爾曲線,以便進一步分析或操作。

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