[OPENCV]QR Marker detection(QR 마커 인식)

QR marker Detection

( OPENCV Aruco module )

MARKER 인식을 제공하는 라이브러리는 여러가지고 직접 연구하는 분들도 많겠지만 간단히 마커인식을 사용해야 할 일이 생겨서 OPENCV 내의 모듈을 이용해 QR Marker 인식하는 방식을 정리해둔다.

1. Aruco Module

2. QR Marker Creation

3. Detect QR Marker

4. QR Marker pose estimate

5. Specific point estimate

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1. Aruco Module

Aruco module 은 opencv 정식 배포 버전에 포함되어 있지 않다. 따라서 사용하려면 extra version 을 포함시켜서 opencv build 시켜준다. (구글에서 open extra version build 방법 검색____)

2. QR Marker Creation

인식할 마커 draw하는 방식

Mat에 저장 후 출력하여 마커 인식에 사용.

cv::Mat markerImage;
cv::Ptr<cv::aruco::Dictionary> dictionary = cv::aruco::getPredefinedDictionary(cv::aruco::DICT_4X4_50);
cv::aruco::drawMarker(dictionary, 23, 200, markerImage, 1);

cv::aruco::DICT_4X4_50

: 마커 정보 ( 4X4 : 마커 내부의 사각형 갯수, 50 : id 범위 )

cv::aruco::drawMarker(dictionary, 23, 200, markerImage, 1)

: 마커 정보와 크기를 이용하여 Marker draw

3. Detect QR Marker

실제 WebCam을 이용하여 Test

VideoCapture cap(0);
    
if (!cap.isOpened())
    return -1;
 
while (cap.grab()) {
 
    cap.retrieve(image);
    
    cv::aruco::detectMarkers(image, dictionary, corners, ids, detectorParams);
    
    if ( ids.size() == 1 ){
        cv::aruco::drawDetectedMarkers(imageCopy, corners, ids);
    }
}

corners: Detected marker의 Corners

ids: Detected marker의 Idenfiers

4. Marker pose estimate

카메라와 마커간의 pose를 추정. 

cv::aruco::estimatePoseSingleMarkers(corners, markerLength, camMatrix, distCoeffs, rvecs, tvecs);
 
cv::aruco::drawAxis(image, camMatrix, distCoeffs, rvecs, tvecs, 0.01);

markerLength : marker의 실제 길이

camMatrix, distCoeffs : Camera matrix

rvecs, tvecs : marker와 Camera 간 pose

5. Specific point estimate

Marker의 pose 값을 알 수 있으니 Marker와 특정한 상관 관계를 가지는 위치 또한 도출해 낼 수 있다.

( Test 에서는 플라스틱 상자의 끝 중앙점을 추정 - 계산상 편의를 위해 마커와 끝점의 회전행렬값을 동일하다고 가정하고 이동값만을 이용하여 계산)

( 보다 더 정밀한 결과를 위해서는 좀 더 정밀한 calibration과 실제 거리 측정 시행)