Python+OpenCV实现角度测量的示例代码 Python+OpenCV实现角度测量的示例

本文介绍如何使用python语言实现角度测量，程序包括鼠标选点、直线斜率计算、角度计算三个子程序和一个主程序。最终实现效果：在图片上用鼠标确认三点，程序将会显示由此三点确定的角度，如下图所示。

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1、鼠标选点

# -*- coding: utf-8 -*- import cv2 path = "picture_mqa\\angle_measure.bmp"img = cv2.imread(path)pointsList = [] def mousePoints(event,x,y,flags,params):if event== cv2.EVENT_LBUTTONDOWN:cv2.circle(img,(x,y),5,(0,0,255),cv2.FILLED)print(x,y) while True:cv2.imshow('Image', img)cv2.setMouseCallback('Image',mousePoints)key_scan = cv2.waitKey(1) & 0xff if key_scan == ord("q"):pointsList = []img = cv2.imread(path)elif key_scan == ord("s"):breakcv2.destroyAllWindows()

while循环内cv2.setMouseCallback('Image',mousePoints)为鼠标中断触发事件的开启函数，作用是当在Image图片上鼠标触发中断事件时，程序跳转到mousePoints()中断服务函数内，并给mousePoints()的五个入口参数event,x,y,flags,params赋值。其中， event是cv2_EVENT_* (MouseEventTypes)类型的变量，为鼠标触发中断事件的类型；x和y为鼠标触发中断事件时在image图像的横纵坐标；flags是cv2_EVENT_FLAG_* (MouseEventFlags)类型的变量，为特殊中断事件的标志位；param是用户自定义的参数。本文的程序中使用 EVENT_LBUTTONDOW#左键点击触发事件，当鼠标左键点击时，标注该点并记录其坐标。
event的赋值：

EVENT_MOUSEMOVE#滑动
EVENT_LBUTTONDOWN#左键点击
EVENT_RBUTTONDOWN#右键点击
EVENT_MBUTTONDOWN#中键点击
EVENT_LBUTTONUP#左键放开
EVENT_RBUTTONUP#右键放开
EVENT_MBUTTONUP#中键放开
EVENT_LBUTTONDBLCLK#左键双击
EVENT_RBUTTONDBLCLK#右键双击
EVENT_MBUTTONDBLCLK#中键双击

2、角度计算
由1可以得到鼠标点击位置处的坐标，我们将其放入pointList列表内。当列表内的坐标数目为3的倍数时调用getAngle()函数，计算出三点确定的两条直线的夹角。

def gradient(pt1,pt2):return ((pt2[1]-pt1[1])/(pt2[0]-pt1[0])) def getAngle(pointsList):pt1,pt2,pt3 = pointsList[-3:] m1 = gradient(pt1, pt2)m2 = gradient(pt1, pt3)angR = abs(math.atan((m2-m1)/(1+m2*m1)))angD = round(math.degrees(angR))cv2.putText(img,str(angD),(pt1[0]-40,pt1[1]-20),cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX,1.5,(0,0,255))

由直线的两点式方程可得直线的倾斜角为angle = arctan(y2-y1,x2-x1)，则两条直线的夹角为angle0 =angle1-angle2 = arctan(y2-y1,x2-x1) - arctan(y2-y3,x2-x3)。以上函数便可根据三点的坐标值求其形成夹角的角度。
3、完整程序

# -*- coding: utf-8 -*-'''测量鼠标点击过的三点形成的角度'''import cv2import math path = "picture_mqa\\angle_measure.bmp"#图片路径img = cv2.imread(path)pointsList = [] #鼠标中断触发函数，将鼠标触发事件位置处描点并将该点的坐标值纪录入pointList列表内#连接相邻三点使其形成一个夹角def mousePoints(event,x,y,flags,params):if event==cv2.EVENT_LBUTTONDOWN:size = len(pointsList)if size != 0 and size%3 !=0:cv2.line(img,tuple(pointsList[round((size-1)/3)*3]),(x,y),(0,0,255))cv2.circle(img,(x,y),5,(0,0,255),cv2.FILLED)pointsList.append([x,y]) #由两点的坐标值计算两点所在直线的斜率def gradient(pt1,pt2):return ((pt2[1]-pt1[1])/(pt2[0]-pt1[0])) #根据相邻的三点计算出其形成夹角的角度值def getAngle(pointsList):pt1,pt2,pt3 = pointsList[-3:] m1 = gradient(pt1, pt2)m2 = gradient(pt1, pt3)angR = abs(math.atan((m2-m1)/(1+m2*m1)))angD = round(math.degrees(angR))cv2.putText(img,str(angD),(pt1[0]-40,pt1[1]-20),cv2.FONT_HERSHEY_COMPLEX,1.5,(0,0,255)) while True:cv2.imshow('Image', img) #图片显示cv2.setMouseCallback('Image',mousePoints) #鼠标触发事件开启if len(pointsList) % 3 ==0 and len(pointsList)!=0: #鼠标每触发中断3次计算一次其形式夹角的角度值getAngle(pointsList)key_scan = cv2.waitKey(1) & 0xff #键盘扫描if key_scan == ord("q"):#输入'q'时图片刷新pointsList = []img = cv2.imread(path)elif key_scan == ord("s"): #输入's'时退出程序breakcv2.destroyAllWindows()

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