在OpenCV中查找具有已知宽高比的矩形的距离

Question

我正在开发一个OpenCV程序来查找从相机到具有已知宽高比的矩形的距离。从正面视图中查找到矩形的距离可以正常工作：

实际距离非常接近于此计算的距离：

            wtarget · pimage
d = c ——————————————————————————
       2 · ptarget · tan(θfov / 2)

w _target 是目标的实际宽度（以英寸为单位）， p _image 是整个图像的像素宽度， p _target 是检测到的四边形的最大宽度（以像素为单位）的长度，θ _fov 是我们摄像头的FOV。然后乘以一些常数 c 。

从非正向的视角查看目标矩形时会出现问题：

这两个方向之间的实际距离差异很小，但检测到的距离相差近2英尺。

我想知道的是如何一致地计算距离，考虑到不同的透视角度。我已经尝试了getPerspectiveTransform，但这需要我知道目标的最终比例 - 我只知道纵横比。

Answer 1

以下是您所知道的：

1. 左上角和右上角之间的距离，以英寸为单位（w_target）
2. 2D平面上的像素之间的距离（p_target）

所以麻烦的是，当矩形处于一个角度时，你没有考虑p_target的缩小距离。例如，当矩形旋转45度时，p_target中的像素将丢失一半，但您的公式假设w_target是常量，因此您高估了距离。

为了解决这个问题，你应该估计一下盒子转动的角度。我不确定从getPerspectiveTransform中提取信息的简单方法，但它可能是可能的。您可以设置约束优化，其中决策变量是距离和倾斜角度，并强制执行框中左右点之间的度量距离。

最后，无论你在做什么，都应该确保你的相机已经过校准。根据您的应用程序，您可以使用AprilTags来解决问题。