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// This file is part of OpenCV project.
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// It is subject to the license terms in the LICENSE file found in the top-level directory
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// of this distribution and at http://opencv.org/license.html
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#include "perf_precomp.hpp" |
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#include "opencv2/calib3d.hpp" |
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namespace opencv_test { |
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using namespace perf; |
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typedef tuple<bool, int> UseArucoParams; |
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typedef TestBaseWithParam<UseArucoParams> EstimateAruco; |
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#define ESTIMATE_PARAMS Combine(Values(false, true), Values(-1)) |
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static double deg2rad(double deg) { return deg * CV_PI / 180.; } |
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class MarkerPainter |
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{ |
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private: |
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int imgMarkerSize = 0; |
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Mat cameraMatrix; |
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public: |
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MarkerPainter(const int size) |
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{ |
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setImgMarkerSize(size); |
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} |
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void setImgMarkerSize(const int size) |
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{ |
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imgMarkerSize = size; |
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cameraMatrix = Mat::eye(3, 3, CV_64FC1); |
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cameraMatrix.at<double>(0, 0) = cameraMatrix.at<double>(1, 1) = imgMarkerSize; |
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cameraMatrix.at<double>(0, 2) = imgMarkerSize / 2.0; |
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cameraMatrix.at<double>(1, 2) = imgMarkerSize / 2.0; |
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} |
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static std::pair<Mat, Mat> getSyntheticRT(double yaw, double pitch, double distance) |
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{ |
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auto rvec_tvec = std::make_pair(Mat(3, 1, CV_64FC1), Mat(3, 1, CV_64FC1)); |
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Mat& rvec = rvec_tvec.first; |
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Mat& tvec = rvec_tvec.second; |
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// Rvec
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// first put the Z axis aiming to -X (like the camera axis system)
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Mat rotZ(3, 1, CV_64FC1); |
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rotZ.ptr<double>(0)[0] = 0; |
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rotZ.ptr<double>(0)[1] = 0; |
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rotZ.ptr<double>(0)[2] = -0.5 * CV_PI; |
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Mat rotX(3, 1, CV_64FC1); |
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||||||
rotX.ptr<double>(0)[0] = 0.5 * CV_PI; |
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rotX.ptr<double>(0)[1] = 0; |
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rotX.ptr<double>(0)[2] = 0; |
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Mat camRvec, camTvec; |
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composeRT(rotZ, Mat(3, 1, CV_64FC1, Scalar::all(0)), rotX, Mat(3, 1, CV_64FC1, Scalar::all(0)), |
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camRvec, camTvec); |
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// now pitch and yaw angles
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Mat rotPitch(3, 1, CV_64FC1); |
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rotPitch.ptr<double>(0)[0] = 0; |
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rotPitch.ptr<double>(0)[1] = pitch; |
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rotPitch.ptr<double>(0)[2] = 0; |
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Mat rotYaw(3, 1, CV_64FC1); |
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||||||
rotYaw.ptr<double>(0)[0] = yaw; |
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rotYaw.ptr<double>(0)[1] = 0; |
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||||||
rotYaw.ptr<double>(0)[2] = 0; |
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||||||
composeRT(rotPitch, Mat(3, 1, CV_64FC1, Scalar::all(0)), rotYaw, |
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Mat(3, 1, CV_64FC1, Scalar::all(0)), rvec, tvec); |
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// compose both rotations
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composeRT(camRvec, Mat(3, 1, CV_64FC1, Scalar::all(0)), rvec, |
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||||||
Mat(3, 1, CV_64FC1, Scalar::all(0)), rvec, tvec); |
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// Tvec, just move in z (camera) direction the specific distance
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tvec.ptr<double>(0)[0] = 0.; |
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tvec.ptr<double>(0)[1] = 0.; |
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tvec.ptr<double>(0)[2] = distance; |
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return rvec_tvec; |
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} |
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std::pair<Mat, vector<Point2f> > getProjectMarker(int id, double yaw, double pitch, |
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const aruco::DetectorParameters& parameters, |
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const aruco::Dictionary& dictionary) |
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{ |
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auto marker_corners = std::make_pair(Mat(imgMarkerSize, imgMarkerSize, CV_8UC1, Scalar::all(255)), vector<Point2f>()); |
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Mat& img = marker_corners.first; |
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||||||
vector<Point2f>& corners = marker_corners.second; |
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// canonical image
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const int markerSizePixels = static_cast<int>(imgMarkerSize/sqrt(2.f)); |
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aruco::generateImageMarker(dictionary, id, markerSizePixels, img, parameters.markerBorderBits); |
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// get rvec and tvec for the perspective
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const double distance = 0.1; |
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auto rvec_tvec = MarkerPainter::getSyntheticRT(yaw, pitch, distance); |
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Mat& rvec = rvec_tvec.first; |
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Mat& tvec = rvec_tvec.second; |
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||||||
const float markerLength = 0.05f; |
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vector<Point3f> markerObjPoints; |
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||||||
markerObjPoints.emplace_back(Point3f(-markerLength / 2.f, +markerLength / 2.f, 0)); |
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||||||
markerObjPoints.emplace_back(markerObjPoints[0] + Point3f(markerLength, 0, 0)); |
|
||||||
markerObjPoints.emplace_back(markerObjPoints[0] + Point3f(markerLength, -markerLength, 0)); |
|
||||||
markerObjPoints.emplace_back(markerObjPoints[0] + Point3f(0, -markerLength, 0)); |
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||||||
// project markers and draw them
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||||||
Mat distCoeffs(5, 1, CV_64FC1, Scalar::all(0)); |
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projectPoints(markerObjPoints, rvec, tvec, cameraMatrix, distCoeffs, corners); |
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||||||
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||||||
vector<Point2f> originalCorners; |
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||||||
originalCorners.emplace_back(Point2f(0.f, 0.f)); |
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||||||
originalCorners.emplace_back(originalCorners[0]+Point2f((float)markerSizePixels, 0)); |
|
||||||
originalCorners.emplace_back(originalCorners[0]+Point2f((float)markerSizePixels, (float)markerSizePixels)); |
|
||||||
originalCorners.emplace_back(originalCorners[0]+Point2f(0, (float)markerSizePixels)); |
|
||||||
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||||||
Mat transformation = getPerspectiveTransform(originalCorners, corners); |
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warpPerspective(img, img, transformation, Size(imgMarkerSize, imgMarkerSize), INTER_NEAREST, BORDER_CONSTANT, |
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||||||
Scalar::all(255)); |
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||||||
return marker_corners; |
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} |
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std::pair<Mat, map<int, vector<Point2f> > > getProjectMarkersTile(const int numMarkers, |
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const aruco::DetectorParameters& params, |
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||||||
const aruco::Dictionary& dictionary) |
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{ |
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Mat tileImage(imgMarkerSize*numMarkers, imgMarkerSize*numMarkers, CV_8UC1, Scalar::all(255)); |
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map<int, vector<Point2f> > idCorners; |
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||||||
int iter = 0, pitch = 0, yaw = 0; |
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||||||
for (int i = 0; i < numMarkers; i++) |
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{ |
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||||||
for (int j = 0; j < numMarkers; j++) |
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{ |
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||||||
int currentId = iter; |
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||||||
auto marker_corners = getProjectMarker(currentId, deg2rad(70+yaw), deg2rad(pitch), params, dictionary); |
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||||||
Point2i startPoint(j*imgMarkerSize, i*imgMarkerSize); |
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||||||
Mat tmp_roi = tileImage(Rect(startPoint.x, startPoint.y, imgMarkerSize, imgMarkerSize)); |
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||||||
marker_corners.first.copyTo(tmp_roi); |
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||||||
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||||||
for (Point2f& point: marker_corners.second) |
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||||||
point += static_cast<Point2f>(startPoint); |
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||||||
idCorners[currentId] = marker_corners.second; |
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||||||
auto test = idCorners[currentId]; |
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||||||
yaw = (yaw + 10) % 51; // 70+yaw >= 70 && 70+yaw <= 120
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||||||
iter++; |
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||||||
} |
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||||||
pitch = (pitch + 60) % 360; |
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} |
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return std::make_pair(tileImage, idCorners); |
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} |
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||||||
}; |
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static inline double getMaxDistance(map<int, vector<Point2f> > &golds, const vector<int>& ids, |
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||||||
const vector<vector<Point2f> >& corners) |
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||||||
{ |
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||||||
std::map<int, double> mapDist; |
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||||||
for (const auto& el : golds) |
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||||||
mapDist[el.first] = std::numeric_limits<double>::max(); |
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||||||
for (size_t i = 0; i < ids.size(); i++) |
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{ |
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||||||
int id = ids[i]; |
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const auto gold_corners = golds.find(id); |
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||||||
if (gold_corners != golds.end()) { |
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double distance = 0.; |
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||||||
for (int c = 0; c < 4; c++) |
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||||||
distance = std::max(distance, cv::norm(gold_corners->second[c] - corners[i][c])); |
|
||||||
mapDist[id] = distance; |
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||||||
} |
|
||||||
} |
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||||||
return std::max_element(std::begin(mapDist), std::end(mapDist), |
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||||||
[](const pair<int, double>& p1, const pair<int, double>& p2){return p1.second < p2.second;})->second; |
|
||||||
} |
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||||||
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||||||
PERF_TEST_P(EstimateAruco, ArucoFirst, ESTIMATE_PARAMS) |
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||||||
{ |
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||||||
UseArucoParams testParams = GetParam(); |
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||||||
aruco::Dictionary dictionary = aruco::getPredefinedDictionary(aruco::DICT_6X6_250); |
|
||||||
aruco::DetectorParameters detectorParams; |
|
||||||
detectorParams.minDistanceToBorder = 1; |
|
||||||
detectorParams.markerBorderBits = 1; |
|
||||||
detectorParams.cornerRefinementMethod = cv::aruco::CORNER_REFINE_SUBPIX; |
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||||||
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||||||
const int markerSize = 100; |
|
||||||
const int numMarkersInRow = 9; |
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||||||
//USE_ARUCO3
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||||||
detectorParams.useAruco3Detection = get<0>(testParams); |
|
||||||
if (detectorParams.useAruco3Detection) { |
|
||||||
detectorParams.minSideLengthCanonicalImg = 32; |
|
||||||
detectorParams.minMarkerLengthRatioOriginalImg = 0.04f / numMarkersInRow; |
|
||||||
} |
|
||||||
aruco::ArucoDetector detector(dictionary, detectorParams); |
|
||||||
MarkerPainter painter(markerSize); |
|
||||||
auto image_map = painter.getProjectMarkersTile(numMarkersInRow, detectorParams, dictionary); |
|
||||||
|
|
||||||
// detect markers
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|
||||||
vector<vector<Point2f> > corners; |
|
||||||
vector<int> ids; |
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||||||
TEST_CYCLE() |
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||||||
{ |
|
||||||
detector.detectMarkers(image_map.first, corners, ids); |
|
||||||
} |
|
||||||
ASSERT_EQ(numMarkersInRow*numMarkersInRow, static_cast<int>(ids.size())); |
|
||||||
double maxDistance = getMaxDistance(image_map.second, ids, corners); |
|
||||||
ASSERT_LT(maxDistance, 3.); |
|
||||||
SANITY_CHECK_NOTHING(); |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
PERF_TEST_P(EstimateAruco, ArucoSecond, ESTIMATE_PARAMS) |
|
||||||
{ |
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||||||
UseArucoParams testParams = GetParam(); |
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||||||
aruco::Dictionary dictionary = aruco::getPredefinedDictionary(aruco::DICT_6X6_250); |
|
||||||
aruco::DetectorParameters detectorParams; |
|
||||||
detectorParams.minDistanceToBorder = 1; |
|
||||||
detectorParams.markerBorderBits = 1; |
|
||||||
detectorParams.cornerRefinementMethod = cv::aruco::CORNER_REFINE_SUBPIX; |
|
||||||
|
|
||||||
//USE_ARUCO3
|
|
||||||
detectorParams.useAruco3Detection = get<0>(testParams); |
|
||||||
if (detectorParams.useAruco3Detection) { |
|
||||||
detectorParams.minSideLengthCanonicalImg = 64; |
|
||||||
detectorParams.minMarkerLengthRatioOriginalImg = 0.f; |
|
||||||
} |
|
||||||
aruco::ArucoDetector detector(dictionary, detectorParams); |
|
||||||
const int markerSize = 200; |
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||||||
const int numMarkersInRow = 11; |
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||||||
MarkerPainter painter(markerSize); |
|
||||||
auto image_map = painter.getProjectMarkersTile(numMarkersInRow, detectorParams, dictionary); |
|
||||||
|
|
||||||
// detect markers
|
|
||||||
vector<vector<Point2f> > corners; |
|
||||||
vector<int> ids; |
|
||||||
TEST_CYCLE() |
|
||||||
{ |
|
||||||
detector.detectMarkers(image_map.first, corners, ids); |
|
||||||
} |
|
||||||
ASSERT_EQ(numMarkersInRow*numMarkersInRow, static_cast<int>(ids.size())); |
|
||||||
double maxDistance = getMaxDistance(image_map.second, ids, corners); |
|
||||||
ASSERT_LT(maxDistance, 3.); |
|
||||||
SANITY_CHECK_NOTHING(); |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
struct Aruco3Params |
|
||||||
{ |
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||||||
bool useAruco3Detection = false; |
|
||||||
float minMarkerLengthRatioOriginalImg = 0.f; |
|
||||||
int minSideLengthCanonicalImg = 0; |
|
||||||
|
|
||||||
Aruco3Params(bool useAruco3, float minMarkerLen, int minSideLen): useAruco3Detection(useAruco3), |
|
||||||
minMarkerLengthRatioOriginalImg(minMarkerLen), |
|
||||||
minSideLengthCanonicalImg(minSideLen) {} |
|
||||||
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Aruco3Params& d) |
|
||||||
{ |
|
||||||
os << d.useAruco3Detection << " " << d.minMarkerLengthRatioOriginalImg << " " << d.minSideLengthCanonicalImg; |
|
||||||
return os; |
|
||||||
} |
|
||||||
}; |
|
||||||
typedef tuple<Aruco3Params, pair<int, int>> ArucoTestParams; |
|
||||||
|
|
||||||
typedef TestBaseWithParam<ArucoTestParams> EstimateLargeAruco; |
|
||||||
#define ESTIMATE_FHD_PARAMS Combine(Values(Aruco3Params(false, 0.f, 0), Aruco3Params(true, 0.f, 32), \ |
|
||||||
Aruco3Params(true, 0.015f, 32), Aruco3Params(true, 0.f, 16), Aruco3Params(true, 0.0069f, 16)), \
|
|
||||||
Values(std::make_pair(1440, 1), std::make_pair(480, 3), std::make_pair(144, 10))) |
|
||||||
|
|
||||||
PERF_TEST_P(EstimateLargeAruco, ArucoFHD, ESTIMATE_FHD_PARAMS) |
|
||||||
{ |
|
||||||
ArucoTestParams testParams = GetParam(); |
|
||||||
aruco::Dictionary dictionary = aruco::getPredefinedDictionary(aruco::DICT_6X6_250); |
|
||||||
aruco::DetectorParameters detectorParams; |
|
||||||
detectorParams.minDistanceToBorder = 1; |
|
||||||
detectorParams.markerBorderBits = 1; |
|
||||||
detectorParams.cornerRefinementMethod = cv::aruco::CORNER_REFINE_SUBPIX; |
|
||||||
|
|
||||||
//USE_ARUCO3
|
|
||||||
detectorParams.useAruco3Detection = get<0>(testParams).useAruco3Detection; |
|
||||||
if (detectorParams.useAruco3Detection) { |
|
||||||
detectorParams.minSideLengthCanonicalImg = get<0>(testParams).minSideLengthCanonicalImg; |
|
||||||
detectorParams.minMarkerLengthRatioOriginalImg = get<0>(testParams).minMarkerLengthRatioOriginalImg; |
|
||||||
} |
|
||||||
aruco::ArucoDetector detector(dictionary, detectorParams); |
|
||||||
const int markerSize = get<1>(testParams).first; // 1440 or 480 or 144
|
|
||||||
const int numMarkersInRow = get<1>(testParams).second; // 1 or 3 or 144
|
|
||||||
MarkerPainter painter(markerSize); // num pixels is 1440x1440 as in FHD 1920x1080
|
|
||||||
auto image_map = painter.getProjectMarkersTile(numMarkersInRow, detectorParams, dictionary); |
|
||||||
|
|
||||||
// detect markers
|
|
||||||
vector<vector<Point2f> > corners; |
|
||||||
vector<int> ids; |
|
||||||
TEST_CYCLE() |
|
||||||
{ |
|
||||||
detector.detectMarkers(image_map.first, corners, ids); |
|
||||||
} |
|
||||||
ASSERT_EQ(numMarkersInRow*numMarkersInRow, static_cast<int>(ids.size())); |
|
||||||
double maxDistance = getMaxDistance(image_map.second, ids, corners); |
|
||||||
ASSERT_LT(maxDistance, 3.); |
|
||||||
SANITY_CHECK_NOTHING(); |
|
||||||
} |
|
||||||
|
|
||||||
} |
|
@ -1,3 +0,0 @@ |
|||||||
#include "perf_precomp.hpp" |
|
||||||
|
|
||||||
CV_PERF_TEST_MAIN(aruco) |
|
@ -1,10 +0,0 @@ |
|||||||
// This file is part of OpenCV project.
|
|
||||||
// It is subject to the license terms in the LICENSE file found in the top-level directory
|
|
||||||
// of this distribution and at http://opencv.org/license.html
|
|
||||||
#ifndef __OPENCV_PERF_PRECOMP_HPP__ |
|
||||||
#define __OPENCV_PERF_PRECOMP_HPP__ |
|
||||||
|
|
||||||
#include "opencv2/ts.hpp" |
|
||||||
#include "opencv2/objdetect/aruco_detector.hpp" |
|
||||||
|
|
||||||
#endif |
|
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