已知相机的内参矩阵M和畸变系数D,相机外参的旋转矩阵R和平移矩阵T,使用python编写一个程序,提取二值化图片的边缘轮廓像素坐标,再把这些像素坐标转换到世界坐标系
时间: 2024-09-19 08:13:35 浏览: 54
首先,要在Python中实现这个功能,你需要使用一些计算机视觉库,如OpenCV (cv2) 和 NumPy。下面是一个简单的步骤概述:
1. 导入必要的库:
```python
import cv2
import numpy as np
from scipy.spatial.transform import Rotation as Rpy
```
2. 定义函数来从图片中提取边缘并二值化:
```python
def extract_edges_and_threshold(img):
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
edges = cv2.Canny(gray, lowThreshold=50, highThreshold=150)
_, binary = cv2.threshold(edges, 127, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV)
return binary
```
3. 确定图像的坐标,通常使用`findContours()`函数:
```python
def find_contours(binary_img):
contours, _ = cv2.findContours(binary_img, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
return contours
```
4. 将像素坐标转换到世界坐标系。对于每个轮廓,你需要应用透视变换。首先,计算轮廓的四个顶点(可能不止四个,取决于轮廓形状),然后将它们通过M、D、R和T转换:
```python
def project_to_worldspace(contours, M, D, R, T):
world_points = []
for contour in contours:
contour_poly = cv2.approxPolyDP(contour, 3, True) # 对角线长度小于3像素的顶点会舍弃
world_corners = cv2.perspectiveTransform(np.array(contour_poly), np.hstack((R, T))) # 转换为世界坐标
for point in world_corners:
pixel_point = inverse_projection(point, M, D) # 反投影回像素空间
world_points.append(pixel_point)
return world_points
# 写一个辅助函数来执行反投影:
def inverse_projection(world_point, M, D):
# 这里需要使用OpenCV的undistortPoints函数,它结合了内参矩阵和畸变系数
# 但由于反投影过程通常涉及到反求解相机方程,这里简化说明,实际应用中可能需要对D做适当的处理
distorted_pixel = None # 根据OpenCV文档实现
return distorted_pixel
```
注意,这里的`inverse_projection()`函数假设你已经理解了如何在给定相机参数的情况下进行反向映射,这通常涉及了解OpenCV的`undistortPoints()`函数,并可能需要考虑畸变校正。
最后,运行流程,获取边缘轮廓并转换到世界坐标:
```python
binary_image = extract_edges_and_threshold(image)
contours = find_contours(binary_image)
world_coordinates = project_to_worldspace(contours, M, D, R, T)
#
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