将矩形的四个点重新排序为正确的顺序

Question

纵横比=高度/宽度总是

我有一个RotatedRect对象在OpenCV/Java。
我可以得到它的一个数组，其中包含4个类型为Point和Point定义的x/y值的对象。

现在我想对这4个点进行排序，使左上角的点是数组的第一个元素，然后顺时针方向，使上下角的点是第四个元素。

我假设矩形没有旋转太多（只是一些小角度），例如。

我已经在例子中指出了哪个点是左上(TL)。

怎么做呢？

你不需要特别告诉我OpenCV等，只要假设你有两个数组

int[] x = new int[4];
int[] y = new int[4];

而第n-点的坐标为（x[n-1]，y[n-2]）。然后我可以为OpenCV做这件事，特别是我自己。

Answer 1

搜索具有最高y值的2个点，其中一个始终是您定义中的TL（宽度

按 y 值的降序对数组进行排序，并获取具有第二个最高 y 值的元素。

如果此点具有最低的x值，则定义您的右图（1）。其他值最高的点是您的TL并定义您的左图（2）。

现在得到了顺时针顺序，其中TL是第一个元素。

在案例 （1） 中：更改排序数组的最后 2 个 elemnt 的位置 在案例 （2） 中：更改前 2 个 elemnt 的位置。

这是真的，因为你的定义，但我不能用适当的数学方法解释它。

Answer 2

编辑：如果您可以自由假设矩形没有旋转太多，您可以直接前进，通过使用上面的公式长度=（（y1-y2）^2（x1-x2）^2）^（0.5）计算与原点的距离，找到左上角的点，原点为（0,0）。距离最小的点将位于左上角。然后你可以继续使用我在下面给出的步骤。

如果你不能假设这一点，一旦你确定了矩形的左上角，还有另一种更优雅的方法（因此前三个步骤保持不变）。一旦你确定了左上角：

>

使用毕达哥拉斯公式，长度=（（y1-y2）^2（x1-x2）^2）^（0.5）

现在有三个长度对应于从左上角点开始的每个顶点的长度

顶点的位置可以很容易地找到（按顺时针顺序）：

shortest distance = top right point 
longest distance = bottom right point 
middle distance = bottom left point

您不需要使用if条件。

注意:只要保持高度总是大于宽度的条件，这就成立。

Answer 3

有一个非常简单的解决方案，如果你知道:

< li > <代码>-45

如果这是真的，那么这些点，按顺时针顺序，将永远是这样的顺序:

pts[0], pts[3], pts[2], pts[1]

顺便说一句，如果这不会对你的程序造成太大的伤害，点数是按逆时针顺序传递的，从左上角开始……那么你就不必进行任何重新排序/排序了。

其他情况：

• 高度

• 从左上角开始的顺时针顺序为 3，2，1，0
• 左上角的逆时针顺序为 3，0，1，2

• 从左上角开始的顺时针顺序为1,0,3,2
• 从左上角开始的逆时针顺序为1,2,3,0

其余情况都意味着矩形从左到右比从上到下大，这在您的场景中不会发生。此外，如果角度在这些范围之外，您可以连续加减360以获得其中一个范围内的角度。

(TL；博士)

我们从OpenCV如何计算这些点的值中知道这一点。你可以通过一些实验来解决这个问题。这是我写的一个小程序来演示它：

import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.EventQueue;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;

import javax.swing.JComponent;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.Timer;

import org.opencv.core.Point;
import org.opencv.core.RotatedRect;
import org.opencv.core.Size;

public class TestFrame extends JFrame {
    public static void main(String... args) {
        final TestFrame frame = new TestFrame();
        EventQueue.invokeLater(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                frame.setVisible(true);
            }
        });
    }

    private RectComponent rect;

    public TestFrame() {
        JPanel containerPane = new JPanel(new BorderLayout());
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        rect = new RectComponent();
        containerPane.add(rect);
        setContentPane(containerPane);
        setSize(400,400);
        new Timer(100, rect).start();
    }

    public class RectComponent extends JComponent implements ActionListener {
        private RotatedRect rect = new RotatedRect(new Point(0,0), new Size(1, 3), 0);

        private final Point[] pts = new Point[4];

        @Override
        protected void paintComponent(Graphics g) {
            rect.points(pts);
            printPoints();
            Dimension size = getSize();
            drawRectLine(g, pts[0], pts[1], size);
            drawRectLine(g, pts[1], pts[2], size);
            drawRectLine(g, pts[2], pts[3], size);
            drawRectLine(g, pts[0], pts[3], size);
        }

        private void printPoints() {
            System.out.format("A: %d, TL: %s, TR: %s, BR: %s, BL%s%n",
                    (int) (rect.angle + (rect.angle < 0 ? -1e-6 : 1e-6)), // Stupid doubles, stupid rounding error
                    pointToString(pts[0]),
                    pointToString(pts[3]),
                    pointToString(pts[2]),
                    pointToString(pts[1]));
        }

        private String pointToString(Point p) {
            return String.format("{%.2f,%.2f}",p.x, p.y);
        }

        private void drawRectLine(Graphics g, Point left, Point right, Dimension size) {
            g.drawLine(scale(left.x, size.width), scale(left.y, size.height),
                    scale(right.x, size.width), scale(right.y, size.height));
        }


        private int scale(double value, int coord) {
            return (int) (value * coord) / 4 + coord / 2;
        }


        @Override
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            rect.angle += 1;
            if(rect.angle > 44) rect.angle = -44;
            repaint();
        }
    }
}