ROS2+OpenCV综合应用--9. AprilTag标签码识别

1. 简介

        Apriltag是一种常用于机器视觉中的编码标志,它具有较高的识别率和可靠性,可用于各种任务,包括增强现实、机器人和相机校准。

2. 启动

2.1 程序启动前的准备

        本次apriltag标签码使用的是TAG36H11格式,出厂已配套相关标签码,并贴在积木块上,需要将积木块拿出来放置到摄像头画面下识别。

2.2 程序说明

        程序启动后,摄像头捕获到图像,将标签码放入摄像头画面,系统会识别并框出标签码的四个顶点,并显示标签码的ID号。

2.3 程序启动

打开一个终端输入以下指令进入docker,

./docker_ros2.sh

出现以下界面就是进入docker成功

image-20240814152903441

在docker终端输入以下命令启动程序

### 使用OpenCV实现AprilTag二维的检测与识别 AprilTag 是一种用于机器人导航和增强现实的视觉标记系统。虽然 AprilTag 本身有专门的库(如 `apriltag` 或 `apriltag_ros`),但也可以通过 OpenCV 实现类似的检测功能[^1]。 以下是使用 OpenCV 实现 AprilTag 二维检测与识别的核心方法: #### 1. 安装依赖 首先需要安装 OpenCV 和相关的 AprilTag 库。如果用户希望仅使用 OpenCV,可以参考以下步骤: ```bash pip install opencv-python opencv-contrib-python ``` #### 2. 图像预处理 在进行 AprilTag 检测之前,通常需要对图像进行一些预处理操作,例如灰度化、二值化等。 ```python import cv2 # 加载图像 image = cv2.imread("april_tag_image.jpg") # 转换为灰度图像 gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) ``` #### 3. 使用 AprilTag 库或 OpenCV 实现检测 虽然 OpenCV 并没有直接提供 AprilTag 的支持,但可以通过加载 AprilTag 的 Python 包来完成检测任务。以下是结合 OpenCVAprilTag 库的代示例: ```python from cv2 import aruco import numpy as np # 初始化 AprilTag 检测器 aruco_dict = aruco.Dictionary_get(aruco.DICT_APRILTAG_36h11) # 使用 AprilTag 字典 parameters = aruco.DetectorParameters_create() # 检测 AprilTag corners, ids, rejectedImgPoints = aruco.detectMarkers(gray, aruco_dict, parameters=parameters) # 绘制检测结果 if ids is not None: aruco.drawDetectedMarkers(image, corners, ids) ``` #### 4. 处理视频流 对于视频流中的 AprilTag 检测,可以使用 OpenCV 的 `VideoCapture` 功能实时读取帧并进行检测: ```python cap = cv2.VideoCapture(0) # 打开摄像头 while True: ret, frame = cap.read() if not ret: break gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY) corners, ids, _ = aruco.detectMarkers(gray, aruco_dict, parameters=parameters) if ids is not None: aruco.drawDetectedMarkers(frame, corners, ids) cv2.imshow("AprilTag Detection", frame) if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'): break cap.release() cv2.destroyAllWindows() ``` #### 5. 结果输出 上述代会实时显示检测到的 AprilTag,并标注其 ID 和边界框。此外,还可以进一步提取 AprilTag 的位置信息或姿态估计[^2]。 --- ### 注意事项 - 如果需要更高的精度,可以结合相机标定文件进行姿态估计。 - 上述代中使用了 `aruco.DICT_APRILTAG_36h11`,这是 OpenCV 中支持的 AprilTag 字典之一。 - 对于更复杂的场景,可能需要调整检测参数以适应不同的光照条件或分辨率。 ---
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