Определить угол поворота цилиндра

@Vladimir_Alekse · Регистрация: 22.05.2017

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Есть цилиндр (диаметр цилиндра известен), который вращается на него смотрит камера перпендикулярно оси вращения. Я с помощью (openCv) определяю контрольные точки на двух соседних кадрах, считаю среднее смещение этих точек между двумя кадрами по координате х, из координат перевожу в мм. Вопрос такой как мне определить угол поворота цилиндра?

@Padmasambhava · 17.01.2018, 18:59

Не совсем понимаю на какие соседние квадраты вы ссылаетесь.
Но давайте рассмотрим данный процесс при условии что контрольные точки находятся на поверхности цилиндра. Представим себе - цилиндр вращается контрольные точки движутся например с права налево. Пожалуй стоит обратить внимание что характер их смещения при равномерном вращении цилиндра будет не равномерным т.е. с правого края точка смещается влево сначала очень не значительно, а затем смещение будет увеличиваться по мере того как точка будет приближаться к центру прямоугольника(цилиндра в проекции). Почему так происходит? => очевидно потому что поверхность выпуклая. Поэтому для решения задачи я бы принял любой диаметр цилиндра за единицу и тогда расстояние между центром (проекцией оси) и точкой соответствовала бы значению косинуса угла на который в данный момент повёрнут цилиндр. Далее берём это расстояние на начало вращения вычисляем угол через косинус, а затем берём показания после некоторого смещения снова вычисляем угол зная косинус вычитаем из большего меньшее и получаем угол поворота цилиндра между первым и вторым замером.

@kesean · 17.01.2018, 20:48

Если ось камеры направлена на среднюю точку высоты цилиндра , то все просто. Google - угол между векторами. В данном случае еще проще - на плоскости. Школьная геометрия. Если есть смещение от средней точки высоты, сместить вектора. Формулу расчета угла лучше использовать через atan2 - результат будет со знаком (по- или против- часовой)

Добавлено через 17 минут
Только сейчас рассмотрел приложенную картинку. Мой пост рассматривает другой вариант вращения (по оси камеры). Не обращайте внимания.

@kesean · 17.01.2018, 21:57

Часть того, что ранее писал, остается в силе.
Работем в плоскости - вид сверху (в осях OpenGL это XZ, как openCv не знаю). Для наглядности, пусть будут X и Y.
Предполагается, что мы знаем радиус основания цилиндра (r).
Точка первого кадра - pt1, второго pt2.
Угол между векторами, направленных из камеры в точки pt1 и pt2
a=atan2(pt1x*pt2y - pt2x*pt1y, pt1x*pt2x + pt1y*pt2y)
Хорда окружности основания цилиндра от pt1 до pt2
h=sqrt(pow(s1,2)+pow(s2,2)-2*s1*s2*cos(a))
в то же время,
h = 2*r*sin ( b / 2 )
решем систему, находим искомый угол b. Как-то так.

@kesean · 17.01.2018, 22:13

Это чистая математика. Я не знаком с openCv, но если это какой-то аналог OpenGL или DirectX, то программист сам хорошо знает о трансформациях своей сцены. В крайнем случае, никто не мешает получить матрицу преобразования в любой момент рендера сцены.

@Vladimir_Alekse · 18.01.2018, 11:53 **[ТС]**

OpenCv это библиотека для обработки изображений, написана на С++, но т.к. я пишу на C# то использую Emgu CV библиотека C# для работы с OpenCv. C ее помощью получаю два кадра с камеры обрабатываю и получаю несколько контрольных точек. На изображениях сверху слева текущий кадр, внизу показано два кадра текущий и предыдущий. На первом рисунке отключил освещение для того чтобы лучше было видно контрольные точки, рабочий режим с освещением, на нем много контрольных точек. На стенде стоит чурка и ее снимает камера. Для начала произвожу калибровку, линейкой измеряю размер кадра, в моем случае достаточно только ширины кадра, и зная разрешение сенсора камера (640*480) получаем сколько мм в одном пикселе. Затем определяю разницу координаты между контрольными точками на первом и втором кадре определяю смещение в по координате х из чего получаю смещение в мм. Известен диаметр чурки и расстояние до нее. Зная эти данные нужно определить на сколько градусов повернулась чурка. Т.к. контрольных точек много и расположены они в разных частях чурки то я рассчитываю среднее смещение и принимаю что оно в происходит в центре кадра и координата х начальной точки = 0, поэтому в методе принимаю только одну координату х и радиус, после чего через тригонометрию ищу угол. Но данные не всегда верные.

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
 public static double GetAngle(double x, double r)
        {
            double angle = 0;
            double y = Math.Sqrt(Math.Abs(Math.Pow(r, 2) - Math.Pow(x, 2))); //определяю координату у для точки
            if (x != 0)
            {
                angle = Math.Atan(x / y);
            }
            return angle * 57.596;
        }
 
        public static double GetKoeficientX()
        {
            double result;
            result = Properties.Settings.Default.Wigtht / Properties.Settings.Default.ResolutionX;
            return result;
        }
 
        public static double GetKoeficientY()
        {
            double result = Properties.Settings.Default.Height / Properties.Settings.Default.ResolutionY;
            return result;
        }

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Модель микоризы: классовый агентный подход 3 anaschu 06.01.2026 aa0a7f55b50dd51c5ec569d2d10c54f6/ O1rJuneU_ls https:/ / vkvideo. ru/ video-115721503_456239114	Owen Logic: О недопустимости использования связки «аналоговый ПИД» + RegKZR ФедосеевПавел 06.01.2026 Owen Logic: О недопустимости использования связки «аналоговый ПИД» + RegKZR ВВЕДЕНИЕ Введу сокращения: аналоговый ПИД — ПИД регулятор с управляющим выходом в виде числа в диапазоне от 0% до. . .	Модель микоризы: классовый агентный подход 2 anaschu 06.01.2026 репозиторий https:/ / github. com/ shumilovas/ fungi ветка по-частям. коммит Create переделка под биомассу. txt вход sc, но sm считается внутри мицелия. кстати, обьем тоже должен там считаться. . . .	Расчёт токов в цепи постоянного тока igorrr37 05.01.2026 / * Дана цепь постоянного тока с сопротивлениями и напряжениями. Надо найти токи в ветвях. Программа составляет систему уравнений по 1 и 2 законам Кирхгофа и решает её. Последовательность действий:. . .
Новый CodeBlocs. Версия 25.03 palva 04.01.2026 Оказывается, недавно вышла новая версия CodeBlocks за номером 25. 03. Когда-то давно я возился с только что вышедшей тогда версией 20. 03. С тех пор я давно снёс всё с компьютера и забыл. Теперь. . .	Модель микоризы: классовый агентный подход anaschu 02.01.2026 Раньше это было два гриба и бактерия. Теперь три гриба, растение. И на уровне агентов добавится между грибами или бактериями взаимодействий. До того я пробовал подход через многомерные массивы,. . .	Советы по крайней бережливости. Внимание, это ОЧЕНЬ длинный пост. Programma_Boinc 28.12.2025 Советы по крайней бережливости. Внимание, это ОЧЕНЬ длинный пост. Налог на собак: https:/ / ********/ gallery/ V06K53e Финансовый отчет в Excel: https:/ / ********/ gallery/ bKBkQFf Пост отсюда. . .	Кто-нибудь знает, где можно бесплатно получить настольный компьютер или ноутбук? США. Programma_Boinc 26.12.2025 Нашел на реддите интересную статью под названием Anyone know where to get a free Desktop or Laptop? Ниже её машинный перевод. После долгих разбирательств я наконец-то вернула себе. . .

@Vladimir_Alekse 0 / -1 / 0 Регистрация: 22.05.2017 Сообщений: 25

	Определить угол поворота цилиндра 17.01.2018, 17:57. Показов 2335. Ответов 5 Метки нет (Все метки) Есть цилиндр (диаметр цилиндра известен), который вращается на него смотрит камера перпендикулярно оси вращения. Я с помощью (openCv) определяю контрольные точки на двух соседних кадрах, считаю среднее смещение этих точек между двумя кадрами по координате х, из координат перевожу в мм. Вопрос такой как мне определить угол поворота цилиндра? Миниатюры 0

@Padmasambhava 22 / 21 / 11 Регистрация: 13.11.2016 Сообщений: 75
	17.01.2018, 18:59
	Не совсем понимаю на какие соседние квадраты вы ссылаетесь. Но давайте рассмотрим данный процесс при условии что контрольные точки находятся на поверхности цилиндра. Представим себе - цилиндр вращается контрольные точки движутся например с права налево. Пожалуй стоит обратить внимание что характер их смещения при равномерном вращении цилиндра будет не равномерным т.е. с правого края точка смещается влево сначала очень не значительно, а затем смещение будет увеличиваться по мере того как точка будет приближаться к центру прямоугольника(цилиндра в проекции). Почему так происходит? => очевидно потому что поверхность выпуклая. Поэтому для решения задачи я бы принял любой диаметр цилиндра за единицу и тогда расстояние между центром (проекцией оси) и точкой соответствовала бы значению косинуса угла на который в данный момент повёрнут цилиндр. Далее берём это расстояние на начало вращения вычисляем угол через косинус, а затем берём показания после некоторого смещения снова вычисляем угол зная косинус вычитаем из большего меньшее и получаем угол поворота цилиндра между первым и вторым замером. 1

@kesean 292 / 291 / 108 Регистрация: 04.09.2010 Сообщений: 638
	17.01.2018, 20:48
	Если ось камеры направлена на среднюю точку высоты цилиндра , то все просто. Google - угол между векторами. В данном случае еще проще - на плоскости. Школьная геометрия. Если есть смещение от средней точки высоты, сместить вектора. Формулу расчета угла лучше использовать через atan2 - результат будет со знаком (по- или против- часовой) Добавлено через 17 минут Только сейчас рассмотрел приложенную картинку. Мой пост рассматривает другой вариант вращения (по оси камеры). Не обращайте внимания. 0

@kesean 292 / 291 / 108 Регистрация: 04.09.2010 Сообщений: 638
	17.01.2018, 21:57
	Часть того, что ранее писал, остается в силе. Работем в плоскости - вид сверху (в осях OpenGL это XZ, как openCv не знаю). Для наглядности, пусть будут X и Y. Предполагается, что мы знаем радиус основания цилиндра (r). Точка первого кадра - pt1, второго pt2. Угол между векторами, направленных из камеры в точки pt1 и pt2 a=atan2(pt1xpt2y - pt2xpt1y, pt1xpt2x + pt1ypt2y) Хорда окружности основания цилиндра от pt1 до pt2 h=sqrt(pow(s1,2)+pow(s2,2)-2s1s2cos(a)) в то же время, h = 2r*sin ( b / 2 ) решем систему, находим искомый угол b. Как-то так. Миниатюры 1

@kesean 292 / 291 / 108 Регистрация: 04.09.2010 Сообщений: 638
	17.01.2018, 22:13
	Это чистая математика. Я не знаком с openCv, но если это какой-то аналог OpenGL или DirectX, то программист сам хорошо знает о трансформациях своей сцены. В крайнем случае, никто не мешает получить матрицу преобразования в любой момент рендера сцены. 0