如何获取相机到 OpenCV ArUco 标记的距离

Question

如何使用 OpenCV 中的 ArUco 框架来获取相机到 ArUco 标记的距离？

Answer 1

需要执行几个步骤才能确定相机到 ArUco 标记的距离。

校准相机

这一步是最重要的。如果跳过这一步骤，进一步描述的步骤中的所有结果都将不准确。

您将使用的相机需要进行校准。重要的是，在此步骤中使用相机的方式与使用相机进行标记检测的方式相同。所以相同的分辨率、焦距（相同的镜头）。

那里有很多好的指南，所以我将跳过此任务以专注于主要问题。可能的指南： https://docs.opencv.org/master/da/d13/tutorial_aruco_calibration.html https://mecaruco2.readthedocs.io/en/latest/notebooks_rst/Aruco/Projet+calibration-Paul.html

接收相机到 ArUco 标记的距离

此步骤需要参数来校正上一步中的失真。我将在进一步的示例中调用cameraMatrixmtx和distCoeffs 。dist

1. 确保调整 ArUco 检测所需的所有参数。

我不会解释简单的标记检测需要什么，因为那里有很多好的指南。

dictionary = cv.aruco.Dictionary_get(cv.aruco.DICT_4X4_50)
parameters = cv.aruco.DetectorParameters_create()

2. 在您的相框上搜索制造商

frame将是包含标记的框架

(corners, ids, rejected) = cv.aruco.detectMarkers(frame, dictionary, parameters=parameters)

3. 估计标记的姿势

您将需要要查找的标记的大小。所以它的实际尺寸打印在纸上。测量它，因为我们将需要它。您使用什么测量单位并不重要。但请注意，我们收到的距离结果将是相同的单位。我在这个例子中使用了 CM

markerSizeInCM = 15.9
rvec , tvec, _ = aruco.estimatePoseSingleMarkers(corners, markerSizeInCM, mtx, dist)

4. 读出距离

现在我们有了标记rvec相对于相机的旋转向量 ( ) 和平移向量 ( tvec)。参见来源：OpenCV

平移向量与我们在步骤 3 中提供的真实标记大小的单位相同。它的格式[x,y,z]是标记在 3D 空间中的位置。

我们现在只需要从我们在步骤 3 中提供的同一测量单位中读出z从tvec相机到标记中心的距离。