使用opencv检测形状位置和航向答案

【问题标题】：Detecting shape location and heading with opencv使用opencv检测形状位置和航向
【发布时间】：2020-05-13 21:22:20
【问题描述】：

背景

我正在研究一种廉价且简单的方法来跟踪机器人在其环境中，避免使用 gps、编码器等。将有多个机器人瞄准目标区域（参见下面的基本示例），并且计算机应该是向他们提供有关其位置、航向和目标的数据。

接近

我决定使用一个自上而下观察测试区域的相机，加上机器人顶部的彩色形状（例如箭头），并使用 OpenCV 在视频的连续帧中检测它们的位置和方向。

理想情况下，每个机器人都有相当连续的位置和方向数据流，但是我之前使用过 OpenCV 并意识到这可能需要时间。大约（或优于）1Hz 的更新速率是可以接受的（即较低的帧速率/不使用所有帧）。

我之前使用过 OpenCV 对视频中的帧进行 SIFT 过滤，并检测特征以从帧中创建马赛克图像。但是，我发现很难让我目前的知识适应这个特定的问题，而且在线研究并没有真正帮助找到一种简单的方法来检测方向。

问题

可以快速检测图像中形状位置和方向的最简单方法是什么？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

您可以简单地使用minAreaRect。您可以参考this example。通过这样做，您将为每个对象获得合适的矩形，然后您可以使用矩形边缘的中点来获得角度。

注意： 每个拟合矩形都有两个角度，因此您应该创建一种算法来根据您的情况选择正确的角度。

【讨论】：

感谢您的回复 - 这是我最初想到的方法，但每个矩形的两种可能的解决方案让我很反感。你建议用什么样的算法来纠正这个问题？
@S.Dunnim 如果我们谈论您图像中的三角形，您可以根据矩形的短边和长边进行算法。对于旋转数据，minAreaRec是一个非常精确的方法，我在项目中使用过很多次
谢谢，澄清一下，我可以看到如何使用 minAreaRect 来获得两个可能的方向角度。我只是不确定如何选择哪个是正确的？在大多数情况下，我可以使用最近的角度作为参考角度，并选择最接近参考的新角度 - 但是在没有参考角度的过程开始时如何选择？或者当箭头穿过 12 点钟并且 2 个新的可能角度同样接近参考角度时？干杯
@S.Dunnim 你说的reference是什么意思？我之前可能误会你了。能说清楚点吗？
对不起。据我了解， minAreaRect 方法将给出对象可以定向的 2 个可能角度。问题是决定哪个是正确的。对于机器人的大部分运动，这很容易，因为它将是最接近前一个角度（“参考”角度）的角度。然而，在决定第一个角度时，没有以前的（“参考”）角度来比较它......