在OpenCV中查找具有已知纵横比的矩形的距离

Question

我正在开发一个 OpenCV 程序，以查找从相机到具有已知纵横比的矩形的距离。从前向视图中查找到矩形的距离可以正常工作：

实际距离和这样计算的距离很接近：

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

其中 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是我们网络摄像头的 FOV。然后乘以某个常数c。

当目标矩形从非正向的角度查看时会出现此问题：

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。

我想知道的是如何在考虑不同视角的情况下一致地计算距离。我已经尝试过getPerspectiveTransform，但这需要我知道目标的最终比例——我只知道纵横比。

Answer 1

这是你知道的：

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

所以问题在于，当矩形成一定角度时，您没有考虑到 p_target 的缩小距离。例如，当矩形旋转 45 度时，p_target 中的像素将丢失大约一半，但您的公式假定 w_target 是恒定的，因此您高估了距离。

为了解决这个问题，您应该估计盒子转动的角度。我不确定从getPerspectiveTransform 中提取该信息的简单方法，但它可能是可能的。您可以设置一个约束优化，其中决策变量是距离和倾斜角，并在框上的左右点之间强制执行公制距离。

最后，无论您在做什么，都应确保您的相机已校准。根据您的应用程序，您也许可以使用AprilTags 来解决您的问题。