C++ opencv拟合直线
// 拟合直线cv::Vec4f line;cv::fitLine(points, line, cv::DIST_L2, 0, 0.01, 0.01);result.line = line;result.valid = true;
void cv::fitLine(InputArray points, // 输入:待拟合的点集OutputArray line, // 输出:拟合出的直线参数int distType, // 距离度量方法(如何计算点到直线的距离)double param, // 距离度量的附加参数(多数情况用0)double reps, // 坐标精度(迭代收敛阈值)double aeps // 方向向量精度(迭代收敛阈值)
);
核心功能:根据输入的点集 points,计算出一条 “最优直线”,使得所有点到该直线的 “距离和” 最小,并将直线参数存入 line 中。
- points(输入点集)
类型:vectorcv::Point 或 vectorcv::Point2f(离散点的集合,如从图像中提取的边缘点、轮廓点)。
作用:函数基于这些点的分布拟合直线,点集数量需 ≥2(至少 2 个点才能确定一条直线)。 - line(输出直线参数)
类型:cv::Vec4f(包含 4 个浮点数的向量,格式为 (vx, vy, x0, y0))。
具体含义:
vx, vy:直线的方向向量(单位向量,长度为 1),反映直线的走向(例如 vx=1, vy=0 表示水平向右);
x0, y0:直线上的一个点的坐标(即直线经过 (x0, y0) 这个点)。
后续使用:有了 (vx, vy, x0, y0),就可以唯一确定一条直线(比如你之前用这 4 个值计算直线端点并绘制直线)。 - cv::DIST_L2(距离度量方法)
这是拟合直线的核心参数,决定了 “如何计算点到直线的距离” 以及 “如何最小化总距离”。cv::DIST_L2 表示使用欧氏距离(最常用的距离度量):
点 (x,y) 到直线的欧氏距离公式:
d=
v
x
2
+v
y
2
∣(y
0
−y)⋅v
x
−(x
0
−x)⋅v
y
∣
(因 vx, vy 是单位向量,分母为 1,简化为分子的绝对值)。
函数会最小化所有点到直线的欧氏距离的平方和(即最小二乘法拟合),适用于点集无明显离群点的场景。
其他常用距离度量(可选):
cv::DIST_L1:曼哈顿距离(对离群点更鲁棒,拟合结果受极端值影响小);
cv::DIST_HUBER:Huber 距离(结合 L1 和 L2 的优点,平衡鲁棒性和精度)。
4. 0(距离度量的附加参数 param)
作用:仅对部分距离度量(如 DIST_L1、DIST_HUBER)有效,用于调整距离计算的权重。
对于 cv::DIST_L2(欧氏距离),此参数无效,固定填 0 即可。
5. 0.01, 0.01(迭代精度 reps 和 aeps)
cv::fitLine 是通过迭代计算找到最优直线的,这两个参数控制迭代的 “收敛条件”:
reps:坐标精度(单位:像素)。当迭代过程中直线上点 (x0, y0) 的变化量小于 0.01 像素时,认为坐标收敛;
aeps:方向向量精度。当方向向量 (vx, vy) 的变化量小于 0.01 时,认为方向收敛。
意义:数值越小,拟合精度越高,但迭代次数越多(计算时间越长);实际使用中 0.01 是兼顾精度和效率的常用值。
