OpenCV + OpenGL Использование posPnP-камеры - объект смещен от обнаруженного маркера

Question

У меня проблема в моем приложении iOS, где я пытаюсь получить матрицу вида с помощью solvePnP и визуализировать 3D-куб с использованием современного OpenGL. В то время как мой код пытается визуализировать 3D-кубу непосредственно на верхней части обнаруженных маркеров, он, кажется, делает с определенным смещением от маркеров (см видео, например)

https://www.youtube.com/watch?v=HhP5Qr3YyGI&feature=youtu.be

(на правом нижнем угле изображение вы можете увидеть opencv-рендеринг гомографии вокруг маркера трекера. Остальная часть экрана представляет собой рендеринг рамки входного кадра камеры и 3d-куба в месте (0,0,0).

Куб вращается и правильно переводит всякий раз, когда я перемещаю маркер, хотя он очень говорит о том, что есть разница в масштабах переводов (IE, если я перемещаю свой маркер 5 см в реальном мире, он вряд ли движется на 1 см на экран)

это то, что я считаю, чтобы быть соответствующими частями коды, где ошибка может исходить от:

Извлечения матрицы вида из омографии:

AVCaptureDevice *deviceInput = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo]; 
AVCaptureDeviceFormat *format = deviceInput.activeFormat; 
CMFormatDescriptionRef fDesc = format.formatDescription; 
CGSize dim = CMVideoFormatDescriptionGetPresentationDimensions(fDesc, true, true); 

const float cx = float(dim.width)/2.0; 
const float cy = float(dim.height)/2.0; 

const float HFOV = format.videoFieldOfView; 
const float VFOV = ((HFOV)/cx)*cy; 

const float fx = abs(float(dim.width)/(2 * tan(HFOV/180 * float(M_PI)/2))); 
const float fy = abs(float(dim.height)/(2 * tan(VFOV/180 * float(M_PI)/2))); 


Mat camIntrinsic = Mat::zeros(3, 3, CV_64F); 
camIntrinsic.at<double>(0, 0) = fx; 
camIntrinsic.at<double>(0, 2) = cx; 
camIntrinsic.at<double>(1, 1) = fy; 
camIntrinsic.at<double>(1, 2) = cy; 
camIntrinsic.at<double>(2, 2) = 1.0; 

std::vector<cv::Point3f> object3dPoints; 
object3dPoints.push_back(cv::Point3f(-0.5f,-0.5f,0)); 
object3dPoints.push_back(cv::Point3f(+0.5f,-0.5f,0)); 
object3dPoints.push_back(cv::Point3f(+0.5f,+0.5f,0)); 
object3dPoints.push_back(cv::Point3f(-0.5f,+0.5f,0)); 


cv::Mat raux,taux; 
cv::Mat Rvec, Tvec; 
cv::solvePnP(object3dPoints, mNewImageBounds, camIntrinsic, Mat(),raux,taux); //mNewImageBounds are the 4 corner of the homography detected by perspectiveTransform (the green outline seen in the image) 
raux.convertTo(Rvec,CV_32F); 
taux.convertTo(Tvec ,CV_64F); 

Mat Rot(3,3,CV_32FC1); 
Rodrigues(Rvec, Rot); 

// [R | t] matrix 
Mat_<double> para = Mat_<double>::eye(4,4); 
Rot.convertTo(para(cv::Rect(0,0,3,3)),CV_64F); 
Tvec.copyTo(para(cv::Rect(3,0,1,3))); 

Mat cvToGl = Mat::zeros(4, 4, CV_64F); 
cvToGl.at<double>(0, 0) = 1.0f; 
cvToGl.at<double>(1, 1) = -1.0f; // Invert the y axis 
cvToGl.at<double>(2, 2) = -1.0f; // invert the z axis 
cvToGl.at<double>(3, 3) = 1.0f; 

para = cvToGl * para; 

Mat_<double> modelview_matrix; 
Mat(para.t()).copyTo(modelview_matrix); // transpose to col-major for OpenGL 
glm::mat4 openGLViewMatrix; 
for(int col = 0; col < modelview_matrix.cols; col++) 
{ 
    for(int row = 0; row < modelview_matrix.rows; row++) 
    { 
     openGLViewMatrix[col][row] = modelview_matrix.at<double>(col,row); 
    } 
} 

я сделал, что камера внутренней матрица содержит правильные значения, часть, которая преобразует opencv Mat в матрицу представления opengl, которую я считаю правильным, поскольку куб переводит и вращается в правильном направлении.

раз матрица вид вычисляется, я использую его, чтобы сделать куб следующим образом:

_projectionMatrix = glm::perspective<float>(radians(60.0f), fabs(view.bounds.size.width/view.bounds.size.height), 0.1f, 100.0f); 
_cube_ModelMatrix = glm::translate(glm::vec3(0,0,0)); 
const mat4 MVP = _projectionMatrix * openGLViewMatrix * _cube_ModelMatrix; 
glUniformMatrix4fv(glGetUniformLocation(_cube_program, "ModelMatrix"), 1, GL_FALSE, value_ptr(MVP)); 

glDrawElements(GL_TRIANGLES, 36, GL_UNSIGNED_INT, BUFFER_OFFSET(0)); 

ли кто-нибудь может обнаружить свою ошибку?

Answer 1

Вы должны создать перспективную матрицу, как описано здесь: http://ksimek.github.io/2013/06/03/calibrated_cameras_in_opengl

Вот быстрый код:

const float fx = intrinsicParams(0, 0); // Focal length in x axis 
const float fy = intrinsicParams(1, 1); // Focal length in y axis 
const float cx = intrinsicParams(0, 2); // Primary point x 
const float cy = intrinsicParams(1, 2); // Primary point y 

projectionMatrix(0, 0) = 2.0f * fx; 
projectionMatrix(0, 1) = 0.0f; 
projectionMatrix(0, 2) = 0.0f; 
projectionMatrix(0, 3) = 0.0f; 

projectionMatrix(1, 0) = 0.0f; 
projectionMatrix(1, 1) = 2.0f * fy; 
projectionMatrix(1, 2) = 0.0f; 
projectionMatrix(1, 3) = 0.0f; 

projectionMatrix(2, 0) = 2.0f * cx - 1.0f; 
projectionMatrix(2, 1) = 2.0f * cy - 1.0f; 
projectionMatrix(2, 2) = -(far + near)/(far - near); 
projectionMatrix(2, 3) = -1.0f; 

projectionMatrix(3, 0) = 0.0f; 
projectionMatrix(3, 1) = 0.0f; 
projectionMatrix(3, 2) = -2.0f * far * near/(far - near); 
projectionMatrix(3, 3) = 0.0f; 

Для получения дополнительной информации о внутренней матрице: http://ksimek.github.io/2013/08/13/intrinsic