Isolating the Singularities of the Plane Projection of Generic Space Curves and Applications in Robotics
Isolation des points singuliers de la projection dans le plan de courbes spatiales génériques et applications en robotique
Résumé
Isolating the singularities of a plane curve is the first step towards computing its topology. For this, numerical methods are efficient but not certified in general. We are interested in developing certified numerical algorithms for isolating the singularities. In order to do so, we restrict our attention to the special case of plane curves that are projections of smooth curves in higher dimensions. This type of curves appears naturally in robotics applications and scientific visualization. In this setting, we show that the singularities can be encoded by a regular square system whose solutions can be isolated with certified numerical methods. Our analysis is conditioned by assumptions that we prove to be generic using transversality theory. We also provide a semi-algorithm to check their validity. Finally, we present experiments in visualization and robotics, some of which are not reachable by other methods, and discuss the efficiency of our method.
L’isolation des points singuliers d'une courbe plane est la première étape vers le calcul de sa topologie. Pour cela, les méthodes numériques sont efficaces mais non certifiées en général. Nous sommes intéressés par le développement d'algorithmes numériques certifiés pour isoler les singularités. Pour ce faire, nous limitons notre attention au cas particulier des courbes planes qui sont des projections de courbes lisses en dimensions superieures. Ce type de courbes apparaît naturellement dans les applications robotiques et la visualisation scientifique. Dans ce cadre, nous montrons que les singularités peuvent être encodées par un système carré et régulier dont les solutions peuvent être isolées avec des méthodes numériques certifiées. Notre analyse est conditionnée par des hypothèses que nous démontrons comme étant génériques en utilisant la théorie de la transversalité; nous fournissons également un semi-algorithme pour vérifier leur validité. Enfin, nous présentons des expériences de visualisation et de robotique, dont certaines ne sont pas accessibles par d'autres méthodes, et discutons de l'efficacité de notre méthode.
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