각도구하기 방법 1(도형의 꼭지점 이용)

approxPolyDP를 활용해 꼭지점을 찾고, 꼭지점을 통해 나온 꼭지점의 start점과 end점 을 통해 기울어진 각도 파악.

 

증명은 Image J로

 

버그: main문에서 화면 출력시 각도 부분만 글자가 겹침. 함수들이 2번씩 돌음.

//https://poorman.tistory.com/193

#include"opencv2\opencv.hpp"
#include<iostream>
#include<math.h>
#include<string>
#define M_PI 3.141592653  /*PI*/
using namespace std;
using namespace cv;


const float getAngle(const Point start, const Point end); //식별자 오류.https://blog.danggun.net/839  함수 선언 해주기.
														  //Contour 영역 내에 텍스트 쓰기 
														  //https://github.com/bsdnoobz/opencv-code/blob/master/shape-detect.cpp

void setLabel(Mat& image, string str, vector<Point> contour, vector<Point2f> approx)
{
	int fontface = FONT_HERSHEY_SIMPLEX;
	double scale = 0.5;
	int thickness = 1;
	int baseline = 0;

	Size text = getTextSize(str, fontface, scale, thickness, &baseline);
	//문자열은 사각형 공간으로 나타낼수 있습니다. 문자열의 올바른 출력을 위하여, 이 문자열 공간의 크기를 가져올수 있는 함수인 getTextSize
	Rect r = boundingRect(contour);

	Point pt(r.x + ((r.width - text.width) / 2), r.y + ((r.height + text.height) / 2));
	rectangle(image, pt + Point(0, baseline), pt + Point(text.width, -text.height), CV_RGB(200, 200, 200), FILLED);
	putText(image, str, pt, fontface, scale, CV_RGB(0, 0, 0), thickness, 8);

	int a[4]; // 4개 꼭지점 x좌표값 int로 저장.
	int b[4]; // y좌표값 int로저장.
	string s[4]; // 4개 x 좌표값을 string으로 변환.
	string s2[4]; // y좌표값 string 변환
	for (int i = 0; i < approx.size(); i++)
	{
		a[i] = approx[i].x;
		b[i] = approx[i].y;
		s[i] = to_string(a[i]);
		s2[i] = to_string(b[i]);
		putText(image, "(" + s[i] + ", " + s2[i] + ")", Point(approx[i].x, approx[i].y), FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, 255);
		imshow("dbug", image);
		waitKey(0);
	}

	//각도 
	float angle = getAngle(approx[0], approx[3]); // approx[0]~approx[3]. 꼭지점의 start점과 end점.
	string angle_s = to_string(angle);
	putText(image, "angle: " + angle_s, Point(20, 20), FONT_HERSHEY_DUPLEX, 1, 255);

	//중심점. https://mathbang.net/442 참고.
	int sum_x = 0;
	int sum_y = 0;

	for (int i = 0; i < approx.size(); i++)
	{
		sum_x += approx[i].x;
		sum_y += approx[i].y;
	}
	int centerX = sum_x / 4;
	int centerY = sum_y / 4;
	string centerX_str = to_string(centerX);
	string centerY_str = to_string(centerY);
	putText(image, "(" + centerX_str + "," + centerY_str + ")", Point(centerX, centerY), FONT_HERSHEY_DUPLEX, 1, 255, 1);
}

Mat contour(Mat dst)
{
	vector < vector<Point>> contours;
	vector<Vec4i> hierarchy; // 벡터궁금.
	RNG rng(12345); // 난수 발생기.
	findContours(dst, contours, hierarchy, CV_RETR_TREE, CV_CHAIN_APPROX_SIMPLE, Point(0, 0)); //cv.CHAIN_APPROX_SIMPLE 시작점과 끝점에만 포인터를 그린다.
																							   //참고:cv.CHAIN_APPROX_NONE 모든 경계선에 포인터를 그린다.

	Mat drawing = Mat::zeros(dst.size(), CV_8UC3);

	for (int i = 0; i < contours.size(); i++)
	{
		Scalar color = Scalar(rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255), rng.uniform(0, 255));
		drawContours(drawing, contours, i, color, 2, 8, hierarchy, 0, Point());
	}

	//contours를 근사화하기. 꼭지점 좌표값.
	vector<Point2f> approx;
	Mat img_result = drawing.clone();
	for (size_t i = 0; i < contours.size(); i++)
	{
		approxPolyDP(Mat(contours[i]), approx, arcLength(Mat(contours[i]), true)*0.02, true);
		if (fabs(contourArea(Mat(approx))) > 100) // fabs: math.h에 있는 절댓값함수.
		{
			int size = approx.size(); //4

									  //Contour를 근사화한 직선을 그린다.
			if (size % 2 == 0)
			{
				line(img_result, approx[0], approx[approx.size() - 1], Scalar(0, 255, 0), 3);
				for (int k = 0; k < size - 1; k++)
					line(img_result, approx[k], approx[k + 1], Scalar(0, 255, 0), 3);
				for (int k = 0; k < size; k++)
					circle(img_result, approx[k], 3, Scalar(0, 0, 255), 15); //approx[k]의 사이즈 4. 0~3 즉 4개의 꼭지점 좌표 확인가능. approx[0~4]  , img_result는 그림임.
			}
			else {
				line(img_result, approx[0], approx[approx.size() - 1], Scalar(0, 255, 0), 3);

				for (int k = 0; k < size - 1; k++)
					line(img_result, approx[k], approx[k + 1], Scalar(0, 255, 0), 3);

				for (int k = 0; k < size; k++)
					circle(img_result, approx[k], 3, Scalar(0, 0, 255));
			}
			if (size == 4 && isContourConvex(Mat(approx))) //isContourConvex:인자로 입력된 Contour가 Convex Hull 인지 체크.
			{	//만약 Convex Hull이라면 True를 리턴, 그렇지 않으면 False 리턴
				setLabel(img_result, "rectangle", contours[i], approx); //사각형
			}// setLabel은, 영상에 바운딩 박스를 그려놓고, 그 위에 해당 도형의 이름 문자열을 표시하는 용도입니다.
		}
	}
	return img_result;
}

//각도 알고리즘. 
const float getAngle(const Point start, const Point end) {
	float dy = end.y - start.y;
	float dx = end.x - start.x;
	float rad = atan2(dy, dx);
	return rad * (180.0 / M_PI);
} // 단 이미지를 원본 사이즈로 해야 image J를 통해서 정확히 확인가능.

//이미지 프로세싱.
Mat imgProcessing(Mat src, Mat dst)
{
	cvtColor(src, dst, COLOR_BGR2GRAY, 0);
	GaussianBlur(dst, dst, Size(3, 3), 0);//필터링, 캐니엣지 적용이전 잡음제거
	GaussianBlur(dst, dst, Size(3, 3), 0);
	GaussianBlur(dst, dst, Size(3, 3), 0);
	//edge - > contour -> start와 end점 이용해서 기울기 및 기울어진 각도 구해보기.
	Canny(dst, dst, 220, 255, 3);
	return dst;
}

int main(void)
{
	Mat src = imread("O:/인수인계/[SDC]motherAFG/test.bmp");
	//resize(src, src, Size(1000, 1000), 0, 0, CV_INTER_LINEAR);  //원사이즈에서 사이즈를 작게하니 문자가 겹쳐지는 버그생김.
	Mat dst = src.clone();
	dst = imgProcessing(src, dst);
	dst = contour(dst);

	imshow("dst", dst); //왜 각도가 겹치나?
	imshow("src", src);
	waitKey(0);
}

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알고리즘.

블러링->캐니엣지->contour-> approxpolyDP(꼭지점)-> 각도 알고리즘 -> setLabel함수에 도형의 이름과 꼭지점 그리고 각도를 puttext 로 뿌림.

 

참조

 https://poorman.tistory.com/193

[OpenCV 3.2] Shape Detection (다각형 검출)

 

알고리즘 참조.

Horizontal Grays :: OpenCV 사각형 검출 및 기울어진 각도 계산 (tistory.com)

OpenCV 사각형 검출 및 기울어진 각도 계산

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각도(아래 2개 참조 글, 동일 내용)

 

핵심.

라디안 -> 각도.

rad* (180/pi) = degree

 

각도 -> 라디안

degree * (pi/180) = rad

Embedded blog: 두 점 사이의 각도 계산 (alprogs.blogspot.com)

두 점 사이의 각도 계산

 

 

[OpenCV] 두점을 인식하여 사이의 각 구하기 : 네이버 블로그 (naver.com)

[OpenCV] 두점을 인식하여 사이의 각 구하기

 

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삼각형의 무게중심의 좌표, 무게중심 공식 – 수학방 (mathbang.net)

삼각형의 무게중심의 좌표, 무게중심 공식