如何在opencv中获取旋转椭圆的主轴起始和结束坐标（x，y）？

Question

我正在执行物体运动追踪，试图识别物体的前后方。该物体不对称，这意味着轮廓的质心比后面更靠近前面。根据这些信息，我按以下方式处理：

1. Draw contours of object

2. Find centroid

   centroidx, centroidy = int(moments['m10']/moments['m00']), int(moments['m10']/moments['m00'])

3. Draw bounding ellipse

   cv2.fitEllipse(contour)

4. Calculate major axis length as follows (and as shown in the figure)

   MAx, MAy = int(0.5 * ellipseMajorAxisx*math.sin(ellipseAngle)), int(0.5 * ellipseMajorAxisy*math.cos(ellipseAngle))

5. Calculate beginning and ending x, y coordinates of the major axis

   MAxtop, MAytop = int(ellipseCentrex + MAx), int(ellipseCentrey + MAy)
   MAxbot, MAybot = int(ellipseCentrex - MAx), int(ellipseCentrey - MAy)

6. Identify which of the points is closer to the centroid of the contour

   distancetop = math.sqrt((centroidx - MAxtop)**2 + (centroidy - MAytop)**2)
   distancebot = math.sqrt((centroidx - MAxbot)**2 + (centroidy - MAybot)**2)
   min(distancetop, distancebot)

我遇到的问题是，虽然大部分时候我得到了椭圆的"前"端正确的位置，但有时点会稍微偏移。据我观察，这似乎是发生在x值正确，但y值不同的情况下（实际上，我认为这代表了垂直于我的椭圆的长轴）。我不确定这是否是opencv计算角度的问题，或者更可能是我的计算错误。我知道这是一个复杂的例子，希望我的数字能够帮助！

编辑：当我把椭圆错看成一个垂直的点时，它其实是我的椭圆的镜像。这种情况也会出现在x值上，而不仅仅是y值。

在按照ssm下面的建议后，我大部分时间都得到了期望的点。有时候点还是会出错，但很快就会“回弹”到正确位置。例如，在这种情况下，这是一些帧：

顺便说一下，上述图片是通过使用以下代码“修正”角度后得到的：

        if angle > 90:
            angle = 180 - angle

如果我不进行校正，有时候会出现错误的点，如下所示，对于相同的帧。 因此，看起来我通过角度校正可以得到某些角度的正确点，而未经校正的其他角度则无法获得正确点。如何在两种情况下都获得所有正确的点？

（椭圆内部的白点是轮廓的质心，而椭圆上或外部的点是我得到的点）

- srao

Answer 1

我认为你唯一的问题是 MAytop。你可以考虑采取以下措施：

if ycen<yc:
    # switch MAytop and MAybot
    temp = MAytop
    MAytop = MAybot
    MAybot = temp

你可能需要对x轴进行类似的检查。

- ssm

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在Python中，你可以使用MAytop, MAybot = MAybot, MAytop来交换两个变量的值。 - David Zwicker

哦，我没有意识到这一点。但现在你这么说，我看到了元组的内在转换和反向转换。这是如此明显，而我甚至一直没有想到它。谢谢！！ - ssm

@ssm 谢谢，这似乎改善了跟踪，但问题仍然存在，看起来可能与角度有关？（请参见我在原始问题中的编辑）。 - srao

@srao 你是否正确考虑了椭圆的角度？对于大多数编程语言，角度是逆时针从x轴测量的。我假设cv2也是如此（尽管我没有检查过cv2文档）。而你正在以顺时针方式从y轴测量角度。 - ssm