Generation de trajectoire Pyhton

Je possède un programme Python existant qui génère des trajectoires de robot à partir de contours et de trous détectés par une caméra.

Le programme reçoit les paramètres de recette provenant d'un PLC, notamment :

la direction et l'espacement du remplissage ;
l'offset autour des trous ;
l'offset par rapport au contour extérieur ;
ainsi que d'autres paramètres d'application du robot.

Le pipeline actuel fonctionne correctement dans la majorité des situations. Le problème apparaît uniquement dans des cas spécifiques où le passage disponible est trop étroit par rapport aux offsets demandés par la recette du PLC.

Plus précisément, le problème concerne les passages de 10 mm ou moins entre :

deux trous ;
un trou et le contour extérieur.

Lorsque le passage est trop étroit pour permettre aux deux offsets de coexister, le programme tente de les fusionner en une seule trajectoire centrée. Cependant, dans certaines géométries, cette fusion peut produire les problèmes suivants :

la trajectoire n'est plus centrée dans le passage ;
elle n'est pas correctement raccordée aux trajectoires voisines ;
elle est connectée à la mauvaise trajectoire ;
de petits raccords carrés ou en zigzag apparaissent ;
une diagonale incorrecte est créée ;
certaines portions de trajectoire disparaissent complètement.

Par exemple, si la recette du PLC demande un offset de 8 mm de chaque côté alors que le passage réel ne mesure que 10 mm, les deux offsets ne peuvent pas être appliqués simultanément. Dans ce cas, le programme devrait ignorer localement les offsets demandés et créer une seule trajectoire parfaitement centrée dans le passage.

L'objectif est de préserver intégralement la logique actuelle partout où elle fonctionne déjà. Seuls les passages inférieurs à un seuil défini (actuellement environ 10 mm) doivent utiliser cette logique spéciale de fusion.

Le comportement attendu est le suivant :

Détecter la largeur réelle du passage à partir des contours d'origine, indépendamment des offsets de la recette.
Identifier uniquement les portions du passage dont la largeur est inférieure au seuil.
Supprimer uniquement les trajectoires d'offset qui sont en conflit dans cette zone locale.
Générer une trajectoire unique parfaitement centrée entre les deux contours.
Connecter cette trajectoire aux bonnes trajectoires voisines.
Éviter les connexions diagonales, les petits raccords carrés, les fragments de trajectoire déconnectés ainsi que les erreurs de stitching global.
Appliquer exactement la même logique aux passages trou-trou et trou-contour extérieur.
Préserver l'ordre final des trajectoires ainsi que le format d'export destiné au robot.

Le programme est développé avec :

Python ;
Shapely ;
NumPy ;
scikit-image (skeletonization) ;
Matplotlib ;
des fichiers PCD en entrée.

Je fournirai :

le programme Python complet ;
des fichiers PCD de test ;
les fichiers de recette du PLC ;
des captures d'écran des résultats attendus et des résultats incorrects ;
des cas de test entièrement reproductibles.

Je recherche une personne ayant une solide expérience en géométrie computationnelle, Shapely et en génération de trajectoires, et non uniquement en Python général ou en développement web.

Première étape
Analyser l'architecture actuelle du programme ;
Reproduire le problème ;
Identifier précisément sa cause ;
Proposer la solution la plus sûre avant toute modification du code de production.