mercoledì 26 ottobre 2022

Calcolo di angolo tra vettori con NumPy

Calcolo di angolo tra due vettori con numpy secondo la formuale sottostante (prodotto scalare tra i due vettori diviso il prodotto delle norme dei vettori)

https://www.wikihow.it/Calcolare-l%27Angolo-tra-Due-Vettori
https://www.wikihow.it/Calcolare-l%27Angolo-tra-Due-Vettori


import numpy as np
A = np.array([3,3])
B = np.array([2,1])
dot_product = np.dot(A,B)
normA = (np.linalg.norm(A))
normB = (np.linalg.norm(B))
cos_angolo = dot_product/(normA*normB)
angolo_rad = np.arccos(cos_angolo)
print(np.rad2deg(angolo_rad))

martedì 25 ottobre 2022

Eclisse solare 25 Ottobre

 Ovviamente giornata nuvolosa che ha permesso pochi minuti di osservazione e mai in condizioni ottimali





venerdì 2 settembre 2022

Visualizzazione file GRIB meteo

 Per il download automatico e la visualizzazione di dati di previsione meteo ho trovato disponibile anche su Linux il software XyGrib

Permette di scaricare modelli di previsioni da diverse fonti di dati selezionando i campi di interesse su una finestra geografica definita dall'utente ed anche di creare delle animazioni (tasto razzo)

Anche solo per la comodita' vale la pena provarlo




giovedì 1 settembre 2022

Apriltag

 Dopo questa prova con Aruco Tags ho provato un progetto con AprilTag basato sulla libreria basato sulla libreria https://github.com/reinhartmeg/AprilTag-Distance-Calculator modificato per renderlo compatibile con OpenCV4

https://github.com/c1p81/distance_apriltag



mercoledì 24 agosto 2022

Coregistrazione immagini ottiche

 Questo post illustra come e' stato risolto il problema della GIF sottostante


Le immagini ottiche sono riprese da una camera PTZ che nel corso del giorno si sposta su diverse inquadrature...cio' comporta che non ritorna mai nelle impostazione perfette del giorno precedente rendendo impossibile l'analisi al computer ma anche la semplice interpretazione umana di eventuali modifiche

Per risolvere il problema sono state applicate tecniche che riguardano sia la correzione geometrica che dello spazio colore

Per prima cosa i vari fotogrammi sono stati coregistrati in modo software con il seguente script Python

///////////////////////////////////////////////////////

import cv2
import numpy as np
import sys, getopt

file2 = sys.argv[1:][0]
#print(file2)

#print("luca")
#print("/home/luca/ptz/150.217.73.10/share/transi"+file2)
# Read the images to be aligned
im1 = cv2.imread("/home/luca/ptz/150/share/transi/1.jpg");
im2 = cv2.imread("/home/luca/ptz/150/share/transi/"+file2);


# Convert images to grayscale
im1_gray = cv2.cvtColor(im1,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
im2_gray = cv2.cvtColor(im2,cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# Find size of image1
sz = im1.shape

# Define the motion model
warp_mode = cv2.MOTION_TRANSLATION

# Define 2x3 or 3x3 matrices and initialize the matrix to identity
if warp_mode == cv2.MOTION_HOMOGRAPHY :
warp_matrix = np.eye(3, 3, dtype=np.float32)
else :
warp_matrix = np.eye(2, 3, dtype=np.float32)

# Specify the number of iterations.
number_of_iterations = 5000;

# Specify the threshold of the increment
# in the correlation coefficient between two iterations
termination_eps = 1e-10;

# Define termination criteria
criteria = (cv2.TERM_CRITERIA_EPS | cv2.TERM_CRITERIA_COUNT, number_of_iterations, termination_eps)

# Run the ECC algorithm. The results are stored in warp_matrix.
(cc, warp_matrix) = cv2.findTransformECC (im1_gray,im2_gray,warp_matrix, warp_mode, criteria)

if warp_mode == cv2.MOTION_HOMOGRAPHY :
# Use warpPerspective for Homography
im2_aligned = cv2.warpPerspective (im2, warp_matrix, (sz[1],sz[0]), flags=cv2.INTER_LINEAR + cv2.WARP_INVERSE_MAP)
else :
# Use warpAffine for Translation, Euclidean and Affine
im2_aligned = cv2.warpAffine(im2, warp_matrix, (sz[1],sz[0]), flags=cv2.INTER_LINEAR + cv2.WARP_INVERSE_MAP);

# Show final results
#cv2.imshow("Image 1", im1)
#cv2.imshow("Image 2", im2)
#cv2.imshow("Aligned Image 2", im2_aligned)
cv2.imwrite("/home/luca/ptz/150/share/transi/all_"+file2,im2_aligned)
print("allinea")
print(file2)

///////////////////////////////////////////////////////

per la registrazione dell'istogramma dei colori e' stato usato

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from skimage import exposure
import matplotlib.pyplot as plt
import argparse
import cv2
# construct the argument parser and parse the arguments
ap = argparse.ArgumentParser()
ap.add_argument("-s", "--source", required=True,help="numero")
args = vars(ap.parse_args())

src = cv2.imread("/home/luca/ptz/150/share/transi/all_"+str(args["source"])+".jpg")
ref = cv2.imread("/home/luca/ptz/150/share/transi/all_1.jpg")
# determine if we are performing multichannel histogram matching
# and then perform histogram matching itself
print("[INFO] performing histogram matching...")
multi = True if src.shape[-1] > 1 else False
matched = exposure.match_histograms(src, ref, multichannel=multi)
cv2.imwrite("/home/luca/ptz/150/share/transi/orfeo"+str(args["source"])+".jpg",matched)

///////////////////////////////////////////////////////

per finire le immagini sono passate all'algoritmo di Change Detection di Orfeo ToolBox

otbcli_MultivariateAlterationDetector -in1 ~/ptz/150/share/transi/orfeo$j.jpg -in2 /home/luca/ptz/150.217.73.10/share/transi/orfeo$prec.jpg -out /home/luca/ptz/150/share/transi/change$j.jpg


ed il risultato viene elaborato da uno script in Python per esaltare il contrasto della mappa di CD

import cv2
import numpy as np
import sys, getopt

file2 = sys.argv[1:][0]


img = cv2.imread("/home/luca/ptz/150/transi/change"+file2+".jpg", cv2.IMREAD_COLOR)

# normalize float versions
#norm_img1 = cv2.normalize(img, None, alpha=0, beta=1, norm_type=cv2.NORM_MINMAX, dtype=cv2.CV_32F)
norm_img2 = cv2.normalize(img, None, alpha=0, beta=1.2, norm_type=cv2.NORM_MINMAX, dtype=cv2.CV_32F)

# scale to uint8
#norm_img1 = (255*norm_img1).astype(np.uint8)
norm_img2 = np.clip(norm_img2, 0, 1)
norm_img2 = (255*norm_img2).astype(np.uint8)

# write normalized output images
cv2.imwrite("/home/luca/ptz/150/transi/change_stretch"+file2+".jpg",norm_img2)
#cv2.imwrite("zelda1_bm20_cm20_normalize2.jpg",norm_img2)




martedì 23 agosto 2022

Copertura nevosa con Google Earth Engine ed ERA5

Questo dato e' stato ricercato perche' in un settore dell'Appennino ToscoEmiliano qualche anno fa si sono riattivate numerose frane. Il sospetto e' che fossero cadute nevicate tardive che si sono poi sciolte rapidamente con l'arrivo del caldo invernale innescando i movimenti di versante

Sull'area non sono presenti nivometri per cui non vi sono dati di verita' a terra. Le immagini Landsat ovviamente nel periodo invernale sono spesso nuvolose e di poco utilizzo

Un primo metodo e' quello di utilizzare i dati di ERA5

Questa analisi si puo' fare interrogando direttamente le API di Copernicus senza passare da Google Earth Engine

===================================================

var geometry = /* color: #d63000 */ee.Geometry.MultiPoint(
        [[10.2014189280409, 44.47706314233407],
         [10.389914585837579, 44.524348579528535],
         [10.228782890268272, 44.53074818785566],
         [10.075498095653819, 44.458900035551736],
         [10.100715972012257, 44.51255997214677]]);
/***** End of imports. If edited, may not auto-convert in the playground. *****/

var point = ee.Geometry.Point([10.2014189280409, 44.47706314233407]);
var snow_depth = ee.ImageCollection('ECMWF/ERA5_LAND/MONTHLY')
            .select('snow_depth')
            .filterBounds(point)
            .filter(ee.Filter.calendarRange(2000,2020,'year'))
            .map(function(image){return image.clip(point)}) ;
      

// plot full time series
print(
  ui.Chart.image.series({
    imageCollection: snow_depth,
    region: point,
    scale: 1000
  }).setOptions({title: 'Snow Monthly ERA5'})
);

===================================================

Altrimenti si puo' usare l'indice NDIS_Snow_Cover di Modis che ha un dettagli temporale molto maggiore


===================================================

var geometry = /* color: #d63000 */ee.Geometry.MultiPoint(
        [[10.2014189280409, 44.47706314233407],
         [10.389914585837579, 44.524348579528535],
         [10.228782890268272, 44.53074818785566],
         [10.075498095653819, 44.458900035551736],
         [10.100715972012257, 44.51255997214677]]);
/***** End of imports. If edited, may not auto-convert in the playground. *****/


var startDate = ee.Date('2010-01-01'); // set start time for analysis
var endDate = ee.Date('2022-01-01'); // set end time for analysis
var nDays = ee.Number(endDate.difference(startDate,'day')).round();

var point = ee.Geometry.Point([10.04337, 45.71931]);

var chirps = ee.ImageCollection('MODIS/006/MOD10A1')
            .select('NDSI_Snow_Cover')
            .filterBounds(point)
            .filterDate(startDate, endDate)
            .map(function(image){return image.clip(point)}) ;

      



var byday = ee.ImageCollection(
  // map over each day
  ee.List.sequence(0,nDays).map(function (n) {
    var ini = startDate.advance(n,'day');
    // advance just one day
    var end = ini.advance(1,'day');
    return chirps.filterDate(ini,end)
                .select(0).mean()
                .set('system:time_start', ini);
}));


//print(byday);
Map.setCenter(10.04582, 45.71337, 11);

//Map.addLayer(ee.Image(byday.mean()),{min: 0, max: 50},'Precipitazioni');

// plot full time series
print(
  ui.Chart.image.series({
    imageCollection: byday,
    region: point,
    scale: 1000
  }).setOptions({title: 'MODIS NDSI'})
  );

Calcolo distanza tra 2 Aruco tags con OpenCV

Invece di calcolare la distanza tra la camera ed un tag in questo caso volevo vedere se riuscivo a calcolare la distanza tra due tag 

Raffronto la distanza reale tra due tag e la distanza calcolata da OpenCV. L'errore e' dell'ordine del cm




Nel video effettuato con un drone si vede come la distanza tra i due tag venga correttamente letta come costante nonostante il punto di riprese si muova


'''
Sample Command:-
python detect_aruco_video.py --type DICT_5X5_100 --camera True
python detect_aruco_video.py --type DICT_5X5_100 --camera False --video test_video.mp4 -a 25 -k ./calibration_matrix.npy -d ./distortion_coefficients.npy
'''

from turtle import delay
import numpy as np
from utils import ARUCO_DICT, aruco_display
import argparse
import time
import cv2
import sys
import math
import time

def isRotationMatrix(R):
Rt = np.transpose(R)
shouldBeIdentity = np.dot(Rt, R)
I = np.identity(3, dtype=R.dtype)
n = np.linalg.norm(I - shouldBeIdentity)
return n < 1e-6

def rotationMatrixToEulerAngles(R):
assert (isRotationMatrix(R))

sy = math.sqrt(R[0, 0] * R[0, 0] + R[1, 0] * R[1, 0])

singular = sy < 1e-6

if not singular:
x = math.atan2(R[2, 1], R[2, 2])
y = math.atan2(-R[2, 0], sy)
z = math.atan2(R[1, 0], R[0, 0])
else:
x = math.atan2(-R[1, 2], R[1, 1])
y = math.atan2(-R[2, 0], sy)
z = 0

return np.array([x, y, z])

R_flip = np.zeros((3,3), dtype=np.float32)
R_flip[0,0] = 1.0
R_flip[1,1] =-1.0
R_flip[2,2] =-1.0

ap = argparse.ArgumentParser()
ap.add_argument("-i", "--camera", help="Set to True if using webcam")
ap.add_argument("-v", "--video", help="Path to the video file")
ap.add_argument("-t", "--type", type=str, default="DICT_ARUCO_ORIGINAL", help="Type of ArUCo tag to detect")
ap.add_argument("-k", "--K_Matrix", required=True, help="Path to calibration matrix (numpy file)")
ap.add_argument("-d", "--D_Coeff", required=True, help="Path to distortion coefficients (numpy file)")
ap.add_argument("-a", "--aruco_dim", required=True, help="ArUco tag dimension")
args = vars(ap.parse_args())


if args["camera"].lower() == "true":
video = cv2.VideoCapture(0)
time.sleep(2.0)
else:
if args["video"] is None:
print("[Error] Video file location is not provided")
sys.exit(1)

video = cv2.VideoCapture(args["video"])

if ARUCO_DICT.get(args["type"], None) is None:
print(f"ArUCo tag type '{args['type']}' is not supported")
sys.exit(0)

arucoDict = cv2.aruco.Dictionary_get(ARUCO_DICT[args["type"]])
calibration_matrix_path = args["K_Matrix"]
distortion_coefficients_path = args["D_Coeff"]
k = np.load(calibration_matrix_path)
d = np.load(distortion_coefficients_path)
arucoParams = cv2.aruco.DetectorParameters_create()

while True:
ret, frame = video.read()
time.sleep(0.05)
if ret is False:
break


h, w, _ = frame.shape

width=1000
height = int(width*(h/w))
frame = cv2.resize(frame, (width, height), interpolation=cv2.INTER_CUBIC)
corners, ids, rejected = cv2.aruco.detectMarkers(frame, arucoDict, parameters=arucoParams)

detected_markers = aruco_display(corners, ids, rejected, frame)
if len(corners) > 0:
#print(corners) #posizione degli angoli del marker
#print(len(ids))
if (len(ids) == 2):
for i in range(0, len(ids)):
rvec, tvec, markerPoints = cv2.aruco.estimatePoseSingleMarkers(corners[i], float(args["aruco_dim"]), k,d)
if (i == 0):
tvec0 = tvec
print(tvec0)
else:
tvec1 = tvec
print(tvec1)
distanza= "Dist=%4.0f"%(np.linalg.norm(tvec1-tvec0))
cv2.putText(frame, distanza,(50, 100),cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1,(0, 0, 255), 2, cv2.LINE_4)
cv2.imshow("Image", detected_markers)
key = cv2.waitKey(1) & 0xFF
if key == ord("q"):
break

cv2.destroyAllWindows()
video.release()

Debugger integrato ESP32S3

Aggiornamento In realta' il Jtag USB funziona anche sui moduli cinesi Il problema risiede  nell'ID USB della porta Jtag. Nel modulo...