halcon拓展系列—计算任意矩形的四个角点坐标算子find_rectangle2_points

最新推荐文章于 2025-10-22 17:19:29 发布

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该博客介绍了如何利用Halcon的find_rectangle2_points算子，结合正弦和余弦定理计算任意矩形的四个角点坐标。文章详细阐述了矩形描述的统一、坐标计算方法，并提供了代码示例，适用于图像处理中的Blob定位等应用场景。

计算任意矩形的四个角点坐标，基本数学方法利用到了初中高中数学知识：正弦定理和余弦定理

一、基础知识

1、halcon的矩形rectangle2定义

draw_rectangle2( : : WindowHandle : Row, Column, Phi, Length1, Length2)

smallest_rectangle2(Regions : : : Row, Column, Phi, Length1, Length2)

draw_rectangle2：窗口有个箭头方向，这个方向就是矩形的角度Phi，和Phi方向一致的边为Length1，和Phi方向垂直的边为Length2

smallest_rectangle2：Length1为长度较长的边，Length2为长度较短的边，且满足Phi为长边Length1方向的角度，角度范围

- pi / 2 < Phi && Phi <= pi / 2

两者相同点：Phi都是Length1的角度

两者不同点：draw_rectangle2的Length1,Length2和Phi与边长度无关，smallest_rectangle2与边长度有关

2、正弦定理和余弦定理

二、计算任意矩形的四个角点坐标

步骤

1、统一矩形描述

把rectangle2转为PI/2>Phi>PI/4,或者-PI/4>Phi>-PI/2，修改矩形的的描述方式，让矩形的Phi较大，这样保证矩形纵方向是Length1,横方向是Length2，

2、计算点A坐标

x=x(OM) - x(AM) = Length1*cos(angle) - Length2*sin(angle)---------------------1.1
y=y(ON) + y(AN) = Length1*sin(angle) + Length2*cos(angle)---------------------1.2

设xLengh1 = Length1*cos(angle)

xLength2 = Length2*sin(angle)

yLength1 = Length1*sin(angle)

yLength2 = Length2*cos(angle)

简化1.1和1.2为

x = xLength1 - xLength2------------------------------------------1.3
y = yLength1 + yLength2------------------------------------------1.4

即A（xLength1 - xLength2， yLength1 + yLength2 ）

同理，可以计算出B,C,D点的坐标，过程中要考虑到Phi有正负之分

详细代码如下

* ****************************************
* * 求rectangle2的四个直角点
* * 0********|*********2
* * *********|**********
* * *********|**********
* * *********|**********
* * *********|**********
* * *********|**********
* * 1********|*********3
* *注：以与水平方向所成角度较大的边中线为轴线
* ****************************************
pi := acos(0)*2
if (phi >= 0 and phi < pi/4)
    phi := phi - pi/2
    Tem := length1
    length1 := length2
    length2 := Tem
elseif (phi > -pi/4 and phi < 0)
    phi := phi + pi/2
    Tem := length1
    length1 := length2
    length2 := Tem
endif
* 
if (phi >= 0)
    la := phi    ///63
    lb := la - pi/2    ////-26
    tuple_tan (la, tem1)
    tuple_tan (lb, tem2)
    tuple_sqrt ((length1 * length1) / (1 + tem1 * tem1), xLength1)
    tuple_sqrt ((length2 * length2) / (1 + tem2 * tem2), xLength2)
    tuple_sqrt ((tem1*tem1*length1*length1) / (1 + tem1 * tem1), yLength1)
    tuple_sqrt ((tem2 * tem2 * length2 * length2) / (1 + tem2 * tem2), yLength2)
    * 左上
    gen_cross_contour_xld (Cross, 1, columnCenter + xLength1- xLength2, 6, 0.785398)
    mColumnUpLeft := columnCenter + xLength1 - xLength2
    nRowUpLeft := rowCenter - yLength1 - yLength2
    * 左下
    mColumnDownLeft := columnCenter - xLength1  - xLength2
    nRowDownLeft := rowCenter + yLength1 - yLength2
    * 右上
    mColumnUpRight := columnCenter + xLength1  + xLength2
    nRowUpRight  := rowCenter - yLength1 + yLength2
    * 右下
    mColumnDownRight := columnCenter - xLength1  + xLength2
    nRowDownRight  := rowCenter + yLength1 + yLength2 
else
    la := phi   
    lb := la - pi/2    
    tuple_tan (la, tem1)
    tuple_tan (lb, tem2)
    tuple_sqrt ((length1 * length1) / (1 + tem1 * tem1), xLength1)
    tuple_sqrt ((length2 * length2) / (1 + tem2 * tem2), xLength2)
    tuple_sqrt ((tem1*tem1*length1*length1) / (1 + tem1 * tem1), yLength1)
    tuple_sqrt ((tem2 * tem2 * length2 * length2) / (1 + tem2 * tem2), yLength2)
    * 左上
    mColumnUpLeft := columnCenter - xLength1 - xLength2
    nRowUpLeft := rowCenter - yLength1 + yLength2
*     disp_cross (3600, nRowUpLeft, mColumnUpLeft, 16, 0)
    * 左下
    mColumnDownLeft := columnCenter + xLength1  - xLength2
    nRowDownLeft := rowCenter + yLength1 + yLength2
*     disp_cross (3600, nRowDownLeft, mColumnDownLeft, 16, 0)
    * 右上
    mColumnUpRight := columnCenter - xLength1  + xLength2
    nRowUpRight  := rowCenter - yLength1 - yLength2
    * 右下
    mColumnDownRight := columnCenter + xLength1  + xLength2
    nRowDownRight  := rowCenter + yLength1 - yLength2 
endif
row := []
column := []
row[0] := nRowUpLeft
column[0] := mColumnUpLeft
row[1] := nRowDownLeft
column[1] := mColumnDownLeft
row[2] := nRowUpRight
column[2] := mColumnUpRight
row[3] := nRowDownRight
column[3] := mColumnDownRight
return ()

运行效果图如下