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- traditional CV pipeline referencing jlu_vision_26: HSV mask -> contour LightBar -> PCA corner refine -> pairing gates - big/small armor classification (bar distance / bar length ratio) - detect_test with synthetic selftest, 6/6 passed - measured armor size 131.56x55mm, solver NaN guard + ITERATIVE fallback
136 lines
5.1 KiB
C++
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C++
#ifndef LIGHT_BAR_HPP
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#define LIGHT_BAR_HPP
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/**
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* @file light_bar.hpp
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* @brief 传统 CV 灯条检测器（27RM）
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*
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* 管线（借鉴 jlu_vision_26 的方法）：
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* 1. HSV 颜色掩膜（敌方颜色：默认蓝）→ 闭运算 → 轮廓
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* 2. 轮廓 → LightBar（minAreaRect + 质心 + 上下端点 + 倾角）
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* 3. PCA 角点修正（jlu lightbar_corrector 同款：
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* 灰度矩求对称轴，沿轴找最大亮度梯度 → 精确端点）
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* 4. 左右配对（倾角差/长度比/中心高度差）→ 大/小装甲分类
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* 5. 输出 4 角点：左下 → 左上 → 右上 → 右下
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* （与 CameraCalib::solvePose 的模型点顺序一致）
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*/
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#include <opencv2/opencv.hpp>
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#include <array>
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#include <optional>
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#include <string>
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#include <vector>
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namespace rm27 {
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/** 检测参数（configs/light_bar.yaml 可覆盖） */
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struct LightBarConfig {
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// ---- 颜色（OpenCV HSV：H∈[0,180]，S/V∈[0,255]）----
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std::string enemy_color = "blue";
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int blue_h_min = 100, blue_h_max = 140, blue_s_min = 60, blue_v_min = 60;
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int red_h_min_1 = 0, red_h_max_1 = 12; // 红色 H 跨两端
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int red_h_min_2 = 168, red_h_max_2 = 180;
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int red_s_min = 60, red_v_min = 60;
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// ---- 形态学 ----
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int morph_kernel = 3;
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int morph_iters = 2;
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// ---- 灯条筛选 ----
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double min_length = 15.0; // 最小灯条长度（px）
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double min_ratio = 2.0; // 长/宽最小比（灯条是细长条）
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double max_tilt_deg = 45.0; // 与竖直方向最大夹角
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double max_area = 200000.0;
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// ---- 配对 ----
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double max_angle_diff_deg = 15.0; // 两灯条倾角差
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double max_len_ratio = 2.2; // 两灯条长度比上限
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double max_center_y_ratio = 0.7; // 中心纵向差 / 平均长度
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double big_small_ratio_thres = 3.0; // 中心距/平均长度 > 此值 → 大装甲
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// (小 131.56/55≈2.4，大 230/55≈4.2)
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// ---- PCA 角点修正（jlu lightbar_corrector 同款参数）----
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bool use_pca = true;
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int pass_optimize_lightbar_width = 3;
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float normalize_max_brightness = 25.0f;
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float lightbar_min_mean_brightness = 0.0f;
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float padding_scale = 0.07f;
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float search_start_ratio = 0.4f;
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float search_end_ratio = 0.6f;
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};
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/** 一根灯条 */
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struct LightBar {
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cv::RotatedRect rect; // 轮廓最小外接矩形
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cv::Point2f center; // 质心（比矩形对角线交点稳）
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cv::Point2f top, bottom; // 端点（图像坐标，y 向下）
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float length = 0.f; // 端点距离
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float width = 0.f; // 矩形短边
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cv::Point2f axis; // bottom→top 单位方向
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float tilt_deg = 0.f; // 与竖直方向夹角（无符号）
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double signed_tilt = 0.0; // 有符号倾角（正 = 向右倾）
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bool pca_ok = false; // PCA 修正成功（端点已精修）
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};
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/** 一块完整装甲板 */
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struct ArmorTarget {
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LightBar left_light, right_light;
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std::array<cv::Point2f, 4> corners; // 左下 左上 右上 右下
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cv::Point2f center;
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bool is_big = false;
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};
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class LightBarDetector {
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public:
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LightBarDetector() = default;
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explicit LightBarDetector(const std::string &yaml_path) {
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loadConfig(yaml_path);
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}
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/** 加载参数；文件不存在时保留默认值并打印警告 */
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bool loadConfig(const std::string &yaml_path);
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/**
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* 检测一帧，返回最优目标（多个候选时取灯条平均长度最大者）。
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* @param bgr 原始帧（BGR）
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* @return 没找到时 std::nullopt
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*/
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std::optional<ArmorTarget> detect(const cv::Mat &bgr);
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const LightBarConfig &config() const { return cfg_; }
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const std::vector<LightBar> &bars() const { return bars_; }
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const cv::Mat &mask() const { return mask_debug_; }
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/** 调试绘制：灯条（黄）、配对矩形与角点（绿） */
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static void drawDebug(cv::Mat &img, const std::vector<LightBar> &bars,
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const std::optional<ArmorTarget> &armor);
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/** 切换敌方颜色（现场调试用） */
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void setEnemyColor(const std::string &color) { cfg_.enemy_color = color; }
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private:
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std::vector<LightBar> findBars(const cv::Mat &bgr);
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std::optional<ArmorTarget> pairBars(const cv::Mat &gray,
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std::vector<LightBar> &bars);
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/** 从轮廓构造灯条（借鉴 jlu types.cpp LightBar(contour)） */
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static LightBar fromContour(const std::vector<cv::Point> &contour);
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/** PCA 角点修正（借鉴 jlu lightbar_corrector）；成功返回 true */
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bool correctBar(const cv::Mat &gray, LightBar &bar);
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std::optional<cv::Point2f> findCorner(const cv::Mat &gray,
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const LightBar &bar,
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const cv::Point2f &axis_dir,
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const cv::Point2f ¢roid,
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float mean_val, bool toward_top);
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LightBarConfig cfg_;
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std::vector<LightBar> bars_;
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cv::Mat mask_debug_;
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};
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} // namespace rm27
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#endif // LIGHT_BAR_HPP
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