TSP-Bot: Robotic TSP Pen Art using High-DoF Manipulators

要約

TSPアートとは、区分的に連続した線分を使って画像を描くアート形式です。
複数の色を使用して平面上に複雑な TSP ペンアートを作成できるロボット ペン描画システム TSP-Bot を紹介します。
システムは、カラーのラスター イメージを、イメージのトーンを表すポイントのセットに変換することから始まり、ポイント密度を調整することで制御できます。
次に、システムは各ポイントを 1 回だけ訪れる区分的に連続した線形パスを見つけます。これは巡回セールスマン問題 (TSP) を解くのと同じです。
パスは、有界近似を使用して少数の点で簡略化され、有界曲率を持つベジェ スプライン曲線を使用して平滑化および最適化されます。
当社のロボット描画システムは、フィンガー グリッパーを備えたシングルまたはデュアル マニピュレータとモバイル プラットフォームで構成され、数千の TSP サイトで構成される複雑で洗練されたパスに従って描画タスクを実行します。
その結果、私たちのシステムは複雑で視覚的に楽しい TSP ペンアートを描画することができます。

要約(オリジナル)

TSP art is an art form for drawing an image using piecewise-continuous line segments. We present TSP-Bot, a robotic pen drawing system capable of creating complicated TSP pen art on a planar surface using multiple colors. The system begins by converting a colored raster image into a set of points that represent the image’s tone, which can be controlled by adjusting the point density. Next, the system finds a piecewise-continuous linear path that visits each point exactly once, which is equivalent to solving a Traveling Salesman Problem (TSP). The path is simplified with fewer points using bounded approximation and smoothed and optimized using Bezier spline curves with bounded curvature. Our robotic drawing system consisting of single or dual manipulators with fingered grippers and a mobile platform performs the drawing task by following the resulting complex and sophisticated path composed of thousands of TSP sites. As a result, our system can draw complicated and visually pleasing TSP pen art.

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