Halcon中关于角度计算和测量拟合的算子详解

角度计算算子简介

1、计算直线与水平轴之间的夹角
angle_lx( : : Row1, Column1, Row2, Column2 : Angle)

角度计算方式：将直线看作向量（有方向性），以直线与水平轴的交点为起点（旋转中心）。如果终点在水平轴上方，则夹角为逆时针旋转水平轴到向量的角度（带正号）。如果终点在水平轴下方，则夹角为顺时针旋转水平轴到向量的角度（带负号）。结果取决于定义线条的两点的顺序。

角度表示方式：弧度，-π<=Angle<π

2、计算两条直线之间的夹角
angle_ll( : : RowA1, ColumnA1, RowA2, ColumnA2, RowB1, ColumnB1, RowB2, ColumnB2 : Angle)

角度计算方式：该算子计算原理与angle_lx类似，只不过把水平轴替换为任意直线B

角度表示方式：弧度，-π<=Angle<=π

3、计算一条直线的方向
line_orientation( : : RowBegin, ColBegin, RowEnd, ColEnd : Phi)

角度计算方式：当直线（无方向性）大致位于1、3象限的方向，角度为正。当直线大致位于2、4象限的方向，角度为负。

角度表示方式：弧度，-π/2<Phi<=π/2

4、计算一条直线的参数
line_position( : : RowBegin, ColBegin, RowEnd, ColEnd : RowCenter, ColCenter, Length, Phi)

角度计算方式：同算子 line_orientation。

角度表示方式：弧度，-π/2<Phi<=π/2

5、计算区域等效椭圆的参数
elliptic_axis(Regions : : : Ra, Rb, Phi)

角度计算方式：该区域等效椭圆的主轴（无方向性）相对于水平轴（有方向性）的角度。

角度表示方式：弧度，-π/2<Phi<=π/2

6、计算区域的最小仿射外接矩形的参数
smallest_rectangle2(Regions : : : Row, Column, Phi, Length1, Length2)

角度计算方式：同算子elliptic_axis

角度表示方式：弧度，-π/2<Phi<=π/2

7、计算区域的方向
orientation_region(Regions : : : Phi)

角度计算方式：计算原理基于算子elliptic_axis。此外，还计算了轮廓上离重心最大距离的点。如果此点的列坐标小于重心的列坐标，则elliptic_axis计算得到的角度值需要加上π。

角度表示方式：弧度，-π<=Phi<π

8、计算contours 或 polygons的等效椭圆的参数
elliptic_axis_xld(XLD : : : Ra, Rb, Phi)

角度计算方式：计算原理同算子elliptic_axis。需要注意的是输入的contours 或 polygons不能自相交，如果他们不是闭合轮廓，那么在计算过程中会自动闭合，由此可能会产生自相交，从而导致最终的计算结果不准确。如果输入的轮廓存在自相交，可用elliptic_axis_points_xld算子代替。

角度表示方式：弧度，-π/2<Phi<=π/2

9、计算contours 或 polygons的方向
orientation_xld(XLD : : : Phi)

角度计算方式：计算原理同算子orientation_region。需要注意的是输入的contours 或 polygons不能自相交，如果他们不是闭合轮廓，那么在计算过程中会自动闭合，由此可能会产生自相交，从而导致最终的计算结果不准确。如果输入的轮廓存在自相交，可用orientation_points_xld算子代替。

角度表示方式：弧度，-π<Phi<=π

总结
计算角度时，如果有方向性，角度范围一般是（-π，π）。如果没有方向性，角度范围一般是（-π/2，π/2）

拟合/测量

*************************测量算子*******************************

*画仿射矩形

draw_rectangle2 (3600, Row5, Column4, Phi1, Length1, Length2)

gen_rectangle2 (Rectangle1, Row5, Column4, Phi1, Length1, Length2)

*获取测量句柄

gen_measure_rectangle2 (Row5, Column4, Phi1, Length1, Length2, 512, 512, 'nearest_neighbor', MeasureHandle)

*句柄，平滑参数，灰度差，极性，选择边缘点，边缘中心y,x坐标，幅度，距离

measure_pos (Image, MeasureHandle, 6.1, 65, 'all', 'all', RowEdge, ColumnEdge, Amplitude, Distance)

gen_cross_contour_xld (Cross, RowEdge, ColumnEdge, 6, Phi1)

close_measure (MeasureHandle)

*************************图像--区域--轮廓************************

*区域转轮廓

gen_contour_region_xld (SelectedRegions, Contours, 'border')

*轮廓点坐标

get_contour_xld (Contours, Row, Col)

gen_cross_contour_xld (Cross1, Row, Col, 6, Phi1)

*轮廓拟合圆

fit_circle_contour_xld (Contours, 'algebraic', -1, 0, 0, 3, 2, Row3, Column, Radius, StartPhi, EndPhi, PointOrder)

gen_circle_contour_xld (ContCircle, Row3, Column, Radius, 0, 6.28318, 'positive', 1)

*轮廓拟合椭圆或椭圆弧

fit_ellipse_contour_xld (Contours, 'fitzgibbon', -1, 0, 0, 200, 3, 2, Row4, Column3, Phi, Radius1, Radius2, StartPhi1, EndPhi1, PointOrder1)

gen_ellipse_contour_xld (ContEllipse, Row4, Column3, Phi, Radius1, Radius2, 0, 6.28318, 'positive', 1.5)

**************************图像--轮廓**************************

*提取亚像素精度边缘轮廓

edges_sub_pix (ImageReduced, Edges, 'canny', 1, 20, 40)

*筛选出指定轮廓

select_contours_xld (Edges, SelectedContours, 'contour_length', 0, 50, -0.5, 0.5)

dev_set_color ('green')

*拟合直线

fit_line_contour_xld (SelectedContours, 'tukey', -1, 0, 5, 2, RowBegin, ColBegin, RowEnd, ColEnd, Nr, Nc, Dist)

disp_line (3600, RowBegin, ColBegin, RowEnd, ColEnd)

****************************拟合矩形****************************

*生成感兴趣的区域

read_image (Image, 'fabrik')

draw_rectangle1 (3600, Row11, Column11, Row2, Column2)

gen_rectangle1 (Rectangle, Row11, Column11, Row2, Column2)

reduce_domain (Image, Rectangle, ImageReduced)

*提取轮廓，拟合矩形

edges_sub_pix (ImageReduced, Edges, 'canny', 1, 20, 40)

select_contours_xld (Edges, SelectedContours, 'contour_length', 80, 800, -0.5, 0.5)

fit_rectangle2_contour_xld (SelectedContours, 'regression', -1, 0, 0, 3, 2, Row1, Column1, Phi1, Length11, Length21, PointOrder)

gen_rectangle2 (Rectangle1, Row1, Column1, Phi1, Length11, Length21)

***********************************计算垂足、夹角***************************************

read_image (Image, 'fabrik')

draw_rectangle1 (3600, Row1, Column1, Row2, Column2)

gen_rectangle1 (Rectangle, Row1, Column1, Row2, Column2)

reduce_domain (Image, Rectangle, ImageReduced)

edges_sub_pix (ImageReduced, Edges, 'canny', 1, 20, 40)

sort_contours_xld (Edges, SortedContours, 'upper_left', 'true', 'row')

*取轮廓上的点

select_obj (SortedContours, ObjectSelected, 2)

get_contour_xld (ObjectSelected, Row, Col)

*取轮廓上的线

select_obj (SortedContours, ObjectSelected1, 10)

fit_line_contour_xld (ObjectSelected1, 'tukey', -1, 0, 5, 2, RowBegin, ColBegin, RowEnd, ColEnd, Nr, Nc, Dist)

*计算点到线的垂足

projection_pl (Row[0],Col[0],RowBegin, ColBegin, RowEnd, ColEnd ,RowProj, ColProj)

*显示点、直线、垂足、垂线

gen_cross_contour_xld (Cross,Row[0],Col[0], 6, 0.785398)

disp_line (3600, RowBegin, ColBegin, RowEnd, ColEnd)

gen_cross_contour_xld (Cross1,RowProj, ColProj, 6, 0.785398)

disp_line (3600, Row[0],Col[0],RowProj, ColProj)

*计算两条直线的夹角

angle_ll ( RowBegin, ColBegin, RowEnd, ColEnd, Row[0],Col[0],RowProj, ColProj, Angle)

*弧度转角度deg,角度转弧度rad

Ang:=deg(Angle)

*计算直线和水平轴x的夹角

angle_lx (RowBegin, ColBegin, RowEnd, ColEnd, Angle1)

Ang1:=deg(Angle1)

angle_lx (Row[0],Col[0],RowProj, ColProj, Angle2)

Ang2:=deg(Angle2)

项目案例

https://www.cnblogs.com/hanzhaoxin/archive/2013/02/12/2910338.html

halcon学习笔记——实例篇（2）长度和角度测量