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OpenCV中minAreaRect() 函数和RotatedRect类参数详解

RotatedRect minAreaRect(InputArray points)

RotatedRect表示平面上的旋转矩形

class CV_EXPORTS RotatedRect
{
public:
    //构造函数
    RotatedRect();
    RotatedRect(const Point2f& center, const Size2f& size, float angle);
    RotatedRect(const CvBox2D& box);
    void points(Point2f pts[]) const;//!返回矩形的4个顶点
    Rect boundingRect() const; //返回包含旋转矩形的最小矩形
    operator CvBox2D() const;    //!转换到旧式的cvbox2d结构
    Point2f center; //矩形的质心
    Size2f size;   //矩形的边长
    float angle;  //旋转角度，当角度为0、90、180、270等时，矩形就成了一个直立的矩形
};

这个类中包含了外接矩形的中心center、大小size以及角度angle，首先center是很好理解的，就是这个矩形的中心点位置，而angle代表的是旋转角度，size包含一个width和一个height，代表的是矩形的宽和高。

矩形的Width与Height定义：矩形坐标系中X轴逆时针旋转，碰到的第一条边为Width，另一条边为Height，其中矩形坐标系的原点为图像坐标系下矩形四个顶点中y值最大的点，如图所示：



根据上图，说明以下几点：

1. Opencv采用通用的图像坐标系，左上角为原点O(0,0)，X轴向右递增，Y轴向下递增，单位为像素。

2. 矩形4个顶点位置的确定，是理解其它各变量的基础，其中p[0]点是关键。

   顶点p[0]的位置可以这样理解：

   ⓐ 如果没有边与坐标轴平行，则Y坐标最大的点为p[0]点，如矩形(2)(3)(4)；

   ⓑ 如果有边与坐标轴平行，则有两个Y坐标最大的点。此时，左侧的点为p[0]点。如矩形(1)。

   即：Y坐标最大的点为p[0]。如果有两个最大的Y坐标，则左侧点（X坐标较小）为p[0]。
   

3. p[0]~p[3]按顺时针方向依次排列。

4. p[0]到p[3]之间的距离为宽width，其邻边为高height。

5. 角度angle，是以矩形坐标系的X轴方向相同的射线为始边，按逆时针方向旋转到宽边Width所经过的角度，由于opencv定义顺时针方向为正，因此angle 取负值，取值范围为(-90, 0]。

6. 中心点center为矩形对角线的交点。

例子：

#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;

int main()
{
	Mat test_image(200, 200, CV_8UC3, Scalar(0));
	RotatedRect rRect = RotatedRect(Point2f(100, 100), Size2f(100, 50), 30);

	/*获得角度*/
	cout << rRect.angle << endl;
	//角度30度

	/*获得中心点*/
	cout << rRect.center << endl;
	//中心点[100, 100]

	/*获得宽×高*/
	cout << rRect.size << endl;
	//宽×高[100 x 50]

	/*获得宽*/
	cout << rRect.size.width << endl;
	// 100

	/*获得高*/
	cout << rRect.size.height << endl;
	// 50

	/*获得面积*/
	cout << rRect.size.area() << endl;
	//5000

	//绘制旋转矩形
	Point2f vertices[4];
	rRect.points(vertices);
	for (int i = 0; i < 4; i++)
		line(test_image, vertices[i], vertices[(i + 1) % 4], Scalar(0, 255, 0), 2);

	//圈中这个旋转矩形的外矩形
	Rect brect = rRect.boundingRect();
	rectangle(test_image, brect, Scalar(255, 0, 0), 2);

	imshow("rectangles", test_image);
	waitKey(0);
	return 0;
}

但是

opencv版本从4.1以后minAreaRect（）返回的顶点和角的定义就改变了，p[0]定义为四个顶点中x值最小点，然后p[1]、p[2]、p[3]按顺时针旋转顺序定义，角度为90°减去上个版本原定义角度。width与height的定义应该没变，p[0]与p[1]之间的长度为height，另一边为width。额，测试了三个图型后得到的结论貌似是这样，还有待进一步验证。。。