4

私はiOS用のアプリケーションを開発しています。OpenCV のマスター化という本に従って、カメラ マトリックスを使用しています。私のシナリオでは、よく知られているボックスがあります。私はその実際の寸法を知っており、その角のピクセルを正確に知っています。この情報を使用して、カメラの回転と移動ベクトルを計算します。これらのパラメータから、カメラの位置を計算できます。3D ワールド座標を画像に投影して計算をチェックしており、非常に正確な結果が得られます。

私の場合の世界の原点は、ボックスの一番下の行の中央です。ボックスは片側から開いています。写真はその方向から撮っているので、箱の中身が見えます。

今、私は箱の中にオブジェクトを持っています。このオブジェクトの角の画像座標 (2D) をよく知っています。コーナーの実際の高さを知っています (実際の Y と Y <> 0)。オブジェクトの角のワールド X と Z を計算するにはどうすればよいですか。

ここに私のコード：

#include "opencv2/core/core.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/calib3d/calib3d.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"

#include <iostream>
#include <ctype.h>

using namespace cv;
using namespace std;


Point2f point;
vector<vector<Point2f>> objectPoints(1);
vector<vector<Point2f>> boxPoints(1);

Point3f calc3DPointOutOf2DwithYknown(double u, double v, float worldY, double fx, double fy, double cx, double cy, Mat tvec, Mat rotMat)
{
    Point3f tmpPoint;

    // This fiunction I need to complete
    return tmpPoint;
}

int main( int argc, char** argv )
{

    ///////// Loading image
    Mat sourceImage = imread("/Users/Ilan/Xcode/LK Test/LK Test/images/box_center640X480.jpg");

    namedWindow( "Source", 1 );

    ///// Setting box corners /////
    point = Point2f((float)102,(float)367.5);  //640X480
    boxPoints[0].push_back(point);
    circle( sourceImage, boxPoints[0][0], 3, Scalar(0,255,0), -1, 8);

    point = Point2f((float)83,(float)90.5);  //640X480
    boxPoints[0].push_back(point);
    circle( sourceImage, boxPoints[0][1], 3, Scalar(0,255,0), -1, 8);

    point = Point2f((float)520,(float)82.5);  //640X480
    boxPoints[0].push_back(point);
    circle( sourceImage, boxPoints[0][2], 3, Scalar(0,255,0), -1, 8);

    point = Point2f((float)510.5,(float)361);  //640X480
    boxPoints[0].push_back(point);
    circle( sourceImage, boxPoints[0][3], 3, Scalar(0,255,0), -1, 8);

    ///// Setting object corners /////
    point = Point2f((float)403.5,(float)250);  //640X480
    objectPoints[0].push_back(point);
    circle( sourceImage, objectPoints[0][0], 3, Scalar(0,255,0), -1, 8);

    point = Point2f((float)426.5,(float)251.5);  //640X480
    objectPoints[0].push_back(point);
    circle( sourceImage, objectPoints[0][1], 3, Scalar(0,255,0), -1, 8);

    imshow("Source", sourceImage);

    vector<vector<Point3f>> worldBoxPoints(1);
    Point3f tmpPoint;

    tmpPoint = Point3f((float)-100,(float)0,(float)0);
    worldBoxPoints[0].push_back(tmpPoint);
    tmpPoint = Point3f((float)-100,(float)-150,(float)0);
    worldBoxPoints[0].push_back(tmpPoint);
    tmpPoint = Point3f((float)100,(float)-150,(float)0);
    worldBoxPoints[0].push_back(tmpPoint);
    tmpPoint = Point3f((float)100,(float)0,(float)0);
    worldBoxPoints[0].push_back(tmpPoint);

    std::cout << "There are " << boxPoints[0].size() << " roomPoints and " << worldBoxPoints[0].size() << " worldRoomPoints." << std::endl;

    cv::Mat cameraMatrix1(3,3,cv::DataType<double>::type);
    cv::setIdentity(cameraMatrix1);

    cv::Mat distCoeffs1(4,1,cv::DataType<double>::type);
    distCoeffs1.at<double>(0) = 0;
    distCoeffs1.at<double>(1) = 0;
    distCoeffs1.at<double>(2) = 0;
    distCoeffs1.at<double>(3) = 0;


    //Taken from Mastring OpenCV
    double fx = 6.24860291e+02 * ((float)(sourceImage.cols)/352.);
    double fy = 6.24860291e+02 * ((float)(sourceImage.rows)/288.);
    double cx = (float)(sourceImage.cols)/2.;
    double cy = (float)(sourceImage.rows)/2.;

    cameraMatrix1.at<double>(0, 0) = fx;
    cameraMatrix1.at<double>(1, 1) = fy;
    cameraMatrix1.at<double>(0, 2) = cx;
    cameraMatrix1.at<double>(1, 2) = cy;

    std::cout << "After calib cameraMatrix --- 1: " << cameraMatrix1 << std::endl;
    std::cout << "After calib distCoeffs: --- 1" << distCoeffs1 << std::endl;

    cv::Mat rvec1(3,1,cv::DataType<double>::type);
    cv::Mat tvec1(3,1,cv::DataType<double>::type);

    cv::solvePnP(worldBoxPoints[0], boxPoints[0], cameraMatrix1, distCoeffs1, rvec1, tvec1);

    std::cout << "rvec --- 1: " << rvec1 << std::endl;
    std::cout << "tvec --- 1: " << tvec1 << std::endl;

    cv::Mat rvecM1(3,3,cv::DataType<double>::type);
    cv::Rodrigues(rvec1,rvecM1);

    std::cout << "cameraRotation --- 1 : " << rvecM1 << std::endl;
    std::cout << "cameraPosition --- 1 : " << (rvecM1.t())*((-1.0)*tvec1) << std::endl;

    std::vector<cv::Point2f> projectedPoints1;
    cv::projectPoints(worldBoxPoints[0], rvec1, tvec1, cameraMatrix1, distCoeffs1, projectedPoints1);

    for(unsigned int i = 0; i < projectedPoints1.size(); ++i)
    {
        std::cout << "box point --- 1: " << boxPoints[0][i] << " Projected to --- 1: " << projectedPoints1[i] << std::endl;
    }

    vector<vector<Point3f>> worldObjectPoints(1);

    tmpPoint = calc3DPointOutOf2DwithYknown(objectPoints[0][0].x, objectPoints[0][0].y, /*the real Y of the object*/ -40.0, fx, fy, cx, cy, tvec1, rvecM1);
    worldObjectPoints[0].push_back(tmpPoint);

    tmpPoint = calc3DPointOutOf2DwithYknown(objectPoints[0][1].x, objectPoints[0][1].y, /*the real Y of the object*/ -40.0, fx, fy, cx, cy, tvec1, rvecM1);
    worldObjectPoints[0].push_back(tmpPoint);

    cv::projectPoints(worldObjectPoints[0], rvec1, tvec1, cameraMatrix1, distCoeffs1, projectedPoints1);
    for(unsigned int i = 0; i < projectedPoints1.size(); ++i)
    {
        std::cout << "object point --- 1: " << objectPoints[0][i] << " Projected to --- 1: " << projectedPoints1[i] << std::endl;
    }

    waitKey(0);

    return 0;
}

そこで、calc3DPointOutOf2DwithYknown 関数を実装したいと思います。もちろん、パラメータは私が今理解していることに従っています。他のパラメーターが必要な場合は、他のパラメーターを使用します。

どうもありがとう、イラン

4

1 に答える 1

5

私は自分でそれを解決することに成功します。それが誰かに役立つなら、コードは次のとおりです。

Point3f calc3DPointOutOf2DwithYknown(double u, double v, float worldY, double fx, double fy, double cx, double cy, Mat tvec, Mat rotMat)
{
    Point3f tmpPoint;

    float r1 = rotMat.at<double>(0,0);
    float r2 = rotMat.at<double>(0,1);
    float r3 = rotMat.at<double>(0,2);

    float r4 = rotMat.at<double>(1,0);
    float r5 = rotMat.at<double>(1,1);
    float r6 = rotMat.at<double>(1,2);

    float r7 = rotMat.at<double>(2,0);
    float r8 = rotMat.at<double>(2,1);
    float r9 = rotMat.at<double>(2,2);

    float t1 = tvec.at<double>(0,0);
    float t2 = tvec.at<double>(1,0);
    float t3 = tvec.at<double>(2,0);

    float xt = (u/fx) - (cx/fx);
    float yt = (v/fy) - (cy/fy);

    float K1 = xt*r8*worldY + xt*t3 - r2*worldY - t1;
    float K2 = xt*r9 - r3;
    float K3 = r1 - xt*r7;


    float worldZ = (yt*r7*K1 + yt*K3*r8*worldY + yt*K3*t3 - r4*K1 - K3*r5*worldY - K3*t2)/
                    (r4*K2 + K3*r6 - yt*r7*K2 - yt*K3*r9);

    float worldX = (K1 + worldZ*K2)/K3;


    tmpPoint = Point3f(worldX, worldY, worldZ);

    return tmpPoint;
}
于 2014-08-05T23:24:50.217 に答える