CN113643410A - 一种用于定位椭圆弧曲线的gui图形控件设计方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请示出一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法及装置，本申请示出的一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法包括：设计定位椭圆弧曲线的GUI图形初始控件，其中所述控件包括第一方程；当光标移动到GUI图形初始控件的触发区域内时，判断光标是否击中GUI图形初始控件，若光标击中GUI图形初始控件，则激活GUI图形初始控件；当GUI图形初始控件被激活后，判断GUI图形初始控件是否被光标拖动；当GUI图形初始控件被拖动至图像中的椭圆弧曲线上，将GUI图形初始控件的交互点不断与图像中的椭圆弧曲线进行贴合，计算得到第二方程；将第二方程替换GUI图形初始控件中的第一方程，得到拖动后的定位椭圆弧曲线的GUI图形控件。

Description

一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法及装置

技术领域

本申请涉及工业视觉图像技术领域，尤其涉及一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法及装置。

背景技术

在图像中检测圆、椭圆等集合形状是图像分析和计算机视觉的基本任务之一。目前，在图像上检测图形，需要采用的GUI控件进行配合操作。图形用户界面(Graphical UserInterface，简称GUI，又称图形用户接口)是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。图形用户界面是一种人与计算机通信的界面显示格式，允许用户使用光标等输入设备操纵屏幕上的图标或菜单选项，以选择命令、调用文件、启动程序或执行其它一些日常任务。GUI控件具有简单易懂、界面直观地展示可用的功能和不可用的功能以及具有代码执行的中等效率等优点。

获取图像中的椭圆弧曲线的参数，需要简单方便操作的GUI控件，要求该控件通过光标交互，可以快速的贴合任意椭圆弧曲线，并均匀的设置卡尺区域；方便后续探测图像边缘点，拟合图像中的椭圆弧参数。但是目前还没有专门针对检测椭圆弧曲线而设计的GUI图形控件。

发明内容

本申请提供了一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法及装置，以解决目前还没有专门针对检测椭圆弧曲线而设计的GUI图形控件的问题。

第一方面，本申请提供的一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法，包括以下步骤：

设计定位椭圆弧曲线的GUI图形初始控件，所述GUI图形初始控件中包括第一方程和多个交互点；

判断光标是否移动到所述GUI图形初始控件的触发区域内；

当所述光标移动到所述GUI图形初始控件的触发区域内时，判断光标是否击中所述 GUI图形初始控件，若光标击中所述GUI图形初始控件，则激活所述GUI图形初始控件；

当所述GUI图形初始控件被激活后，判断所述GUI图形初始控件是否被光标拖动；

当所述GUI图形初始控件被拖动至图像中的椭圆弧曲线上，将所述GUI图形初始控件的交互点不断与所述图像中的椭圆弧曲线进行贴合，计算得到第二方程；

将第二方程替换所述GUI图形初始控件中的第一方程，得到拖动后的定位椭圆弧曲线的GUI图形控件。

第二方面，本申请提供一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件装置，所述装置用于实现上述的用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法；其中所述装置包括绘制模块、判断模块、计算模块以及同步模块。

第三方面，本申请提供一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件，所述GUI图形控件包括九个交互点分别为起始移动端点、终止移动端点、起始弧度变换点、终止弧度变换点、切点、移动中心点、掩膜起始交互点、掩膜终止交互点以及卡尺标记点；

所述起始移动端点在GUI图形控件所在椭圆弧的起始角度所对应的椭圆弧端点上，用于拟合椭圆弧曲线；

所述终止移动端点在GUI图形控件所在椭圆弧的终止角度所对应的椭圆弧端点上，用于拟合椭圆弧曲线；

所述起始弧度变换点在GUI图形控件所在椭圆弧的起始端点的上方，用于调整椭圆弧的起始角度和弧度；

所述终止弧度变换点在GUI图形控件所在椭圆弧的终止端点的上方，用于调整椭圆弧的终止角度和弧度；

所述切点为起始移动端点与终止移动端点连线与GUI图形控件所在椭圆弧的相切点，用于拟合椭圆弧曲线；

所述移动中心点距离所述切点8个像素的距离；

掩膜起始交互点在GUI图形控件所在椭圆弧上设置掩膜区域靠近起始移动端点的位置，用于调整找椭圆弧掩膜大小与位置；

掩膜终止交互点在GUI图形控件所在椭圆弧上设置掩膜区域靠近终止移动端点的位置，用于调整找椭圆弧掩膜大小与位置；

卡尺标记点是GUI图形控件上中间卡尺的端点，用于调整GUI图形控件上所有卡尺的大小。

本申请示出一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法和装置，本申请示出的一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法包括：设计定位椭圆弧曲线的 GUI图形初始控件，其中所述控件包括第一方程；当光标移动到GUI图形初始控件的触发区域内时，判断光标是否击中GUI图形初始控件，若光标击中GUI图形初始控件，则激活GUI图形初始控件；当GUI图形初始控件被激活后，判断GUI图形初始控件是否被光标拖动；当GUI图形初始控件被拖动至图像中的椭圆弧曲线上，将GUI图形初始控件的交互点不断与图像中的椭圆弧曲线进行贴合，计算得到第二方程；将第二方程替换GUI图形初始控件中的第一方程，得到拖动后的定位椭圆弧曲线的GUI图形控件。

采用本申请的技术方案的有益效果如下：

用户通过拖拽本申请设计的定位椭圆弧曲线的GUI图形控件上的交互点对所述控件进行平移，仿射变换和射影变换，重新计算参数，绘制GUI图形控件曲线，可以快速的贴合任意椭圆弧曲线，并均匀的设置卡尺区域，方便后续探测图像边缘点，拟合图像中的椭圆弧参数，进行定位椭圆弧曲线。用户还可通过鼠标右键单击设置GUI图形控件卡尺参数，添加多个掩膜，交互移动掩膜位置。本申请设计得到的GUI图形控件操作简便，填补了GUI图形中没有专门针对椭圆弧曲线的空白。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法流程图；

图2为本申请实施例提供的用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件示意图；

图3为本申请实施例中拖动起始移动端点示意图；

图4为本申请实施例中用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件使用示意图；

图5为本申请实施例中用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件使用示意图；

图6为本申请实施例中用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件使用示意图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

参见图1，本申请实施例提供的一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法示意图。

第一方面，本实施例提供一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法包括以下步骤：

S1：通过GDI(图形设备接口)库，在计算机屏幕上绘制GUI图形初始控件，所述GUI图形初始控件中包括第一方程和多个交互点；

本申请绘制的GUI图形初始控件的交互点有9个，每个交互点的位置设计均不同。其中，所述GUI图形初始控件九个交互点，分别为起始移动端点、终止移动端点、起始弧度变换点、终止弧度变换点、切点、移动中心点、掩膜起始交互点、掩膜终止交互点以及卡尺标记点；

(a)起始移动端点：它在椭圆弧的起始角度所对应的椭圆弧端点上，起始移动端点可以任意移动，而终止移动端点位置保持不变，用于贴合椭圆弧曲线。

(b)终止移动端点：它在椭圆弧的终止角度所对应的椭圆弧端点上，终止移动端点可以任意移动，而起始移动端点位置保持不变，用于贴合椭圆弧曲线。

(c)起始弧度变换点：它在椭圆弧的起始端点的上方，起始弧度变换点可以调整椭圆弧的起始角度和弧度，而椭圆弧的圆心和半径保持不变。

(d)终止弧度变换点：它在椭圆弧的终止端点的上方，终止弧度变换点可以调整椭圆弧的终止角度和弧度，而椭圆弧的圆心和半径保持不变。

(e)切点：切点即起始移动端点与终止移动端点连线与椭圆弧的切点，切点可以调整找椭圆弧的参数；而起始移动端点，终止移动端点保持不变。

(f)移动中心点：移动中心点距离切点8个像素的距离，其与切点的夹角θ₁的计算公式如公式1。其中CM为切点到椭圆弧两端点连线中间点的距离，OC为椭圆弧中心点到切点的距离。

(g)掩膜起始交互点：它在椭圆弧上设置掩膜区域靠近起始移动端点的位置，掩膜起始交互点可以调整找椭圆弧掩膜大小与位置，而掩膜终止交互点保持不变。

(h)掩膜终止交互点：它在椭圆弧上设置掩膜区域靠近终止移动端点的位置，掩膜终止交互点可以调整找椭圆弧掩膜大小与位置，而掩膜起始交互点保持不变。

(i)卡尺标记点：GUI图形初始控件上中间卡尺的端点，可以调整GUI图形初始控件上所有卡尺的大小。

(j)图2中椭圆弧上掩膜起始交互点到掩膜终止交互点之间的区域为设置的掩膜区域，在掩膜区域上不会设置卡尺。本申请中探测点为GUI图形初始控件的矩形区域，命名为卡尺。

在非掩膜区域设置卡尺，其中掩膜区域由掩膜起始交互点和掩膜终止交互点设置，卡尺的主要作用是实现图像边缘点的高精度自动提取，是在一个矩形区域内快速精确地进行边缘检测，返回边缘点。

S2：在窗口坐标系下，判断光标是否移动到GUI图形初始控件的触发区域内；

其中，判断依据为：根据第一方程(预设椭圆弧曲线方程)得到两个焦点以及长半轴的轴长，计算光标点到两焦点的距离与长半轴的轴长的2倍之差，是否在预设交互距离阈值之内；

判断公式如下所示：

|D_pc-2*a|＜D_Vicinity；

其中D_pc为光标击中点与两个焦点之间的距离之和，a为椭圆弧长半轴轴长，D_Vicinity为交互距离阈值，计算光标点到两焦点的距离与长半轴的轴长的2倍之差得到计算值，若计算值大于交互距离阈值则判断不成功，反之则判断成功。

S3：当所述光标移动到所述GUI图形初始控件的触发区域内时，判断光标是否击中GUI图形初始控件，若光标击中GUI图形初始控件，则激活所述GUI图形初始控件；

其中，判断依据为：判断光标点与第一方程(预设椭圆弧曲线方程)的椭圆弧中心点的夹角是否在预设的椭圆弧弧度范围内，若在弧度范围内则判断成功，激活所述GUI图形初始控件，反之则认为判断失败，不激活所述GUI图形初始控件；

S4：当所述GUI图形初始控件被激活后，判断所述GUI图形初始控件是否被光标拖动；

其中，判断依据为：光标点击中所述GUI图形初始控件，带动GUI图形初始控件移动，且所述找椭圆控件的移动距离超过1个像素，则判断拖动成功；

在实际应用中，GUI图形初始控件在鼠标左键单击后，判断鼠标点坐标是否在GUI图形初始控件上或GUI图形初始控件的交互点上，当判断成功后，再判断找椭圆控件移动距离是否大于1个像素。

S5：当所述GUI图形初始控件被拖动至图像中的椭圆弧曲线上，将所述GUI图形初始控件的交互点不断与所述图像中的椭圆弧曲线进行贴合，计算得到第二方程；

通过多次拖动定位椭圆弧曲线的GUI图形初始控件，将定位椭圆弧曲线的GUI图形初始控件贴合于图像中的椭圆弧曲线，方便后续获取图像中的椭圆弧参数。

其中，所述拖动GUI图形初始控件的方式包括平移GUI图形初始控件方式以及拖动GUI图形初始控件的交互点方式。

(1)、平移GUI图形初始控件得到椭圆弧曲线方程

所述平移GUI图形初始控件方式包括：若光标击中椭圆弧控件上非交互点的椭圆弧曲线，根据光标当前位置与起始拖动时光标位置之间的变化向量，移动椭圆弧中心，由此平移椭圆弧曲线，得到新的椭圆弧曲线；其中，第一方程(预设椭圆弧曲线方程)其余参数不进行改变，只变更椭圆弧中心点坐标。

(2)、拖动GUI图形初始控件的交互点计算第二方程

(21)、得到拖动后椭圆弧上的六个坐标点

所述拖动GUI图形初始控件的交互点方式包括拖动起始移动端点、拖动终止移动端点、拖动切点以及拖动移动中心点；

其中，拖动起始移动端点步骤如下：任意选取拖动前GUI图形初始控件所在椭圆弧上的六个点，对所述六个点坐标做M_shear仿射变换获得拖动后GUI图形初始控件所在椭圆弧上的六个点坐标；

所述起始移动端点在椭圆弧的起始角度所对应的椭圆弧端点上，当光标拖动起始移动端点任意移动时，终止移动端点位置始终不变；拖动起始移动端点示意图如图3所示，光标拖动起始移动端点P_ellipseStart到坐标点P_mousePoint，P_mousePoint与终止移动端点坐标P_ellipseEnd连线基于坐标系的角度为R_mouseEnd，椭圆弧的旋转角度θ为R_mouseEnd与拖动前起始移动端点坐标与终止移动端点坐标连线的角度之差。P_{rotationstart}点为P_ellipseStart旋转θ角度后得到的点，ΔX为P_mousePoint到P_ellipseEnd的距离与P_{rotationstart}到P_ellipseEnd的距离之比。由于终止移动端点是已知且不动的，则设EndPointX、EndPointY为终止移动点坐标，则拖动起始移动端点P_ellipseStar到坐标点P_mousePoint，椭圆整体做仿射变换矩阵如下。

其中，拖动终止移动端点步骤与拖动起始移动端点步骤一致，通过M_shear仿射变换最终获得拖动后GUI图形初始控件所在椭圆弧上的六个点坐标；

其中，拖动切点步骤如下：任意选取拖动前GUI图形初始控件所在椭圆弧曲线上的六个点，移动光标拖动切点时，保持起始移动端点和终止移动端点不动，通过拖动前后起始移动端点、终止移动端点和切点这三个点的坐标变化，计算得到对应的仿射变换矩阵；对拖动前的椭圆上的六个点关于拖动切点得到仿射变换，可获得拖动后GUI图形初始控件所在椭圆弧上的六个点坐标；

其中，拖动移动中心点步骤如下：通过光标拖动移动中心点P_moveCenter，改变移动中心点P_moveCenter到切点之间的夹角R_moveCenter，设P_Mid点为起始移动端点与终止移动端点之间的中间点，D_OC为椭圆中心点到切点的距离，D_CM为切点到P_Mid点的距离；

由D_OC公式计算得到拖动后的椭圆弧中心点坐标；将椭圆弧曲线的始移动端点、终止移动端点和切点关于椭圆弧中心对称，得到与所述起始移动端点、终止移动端点和切点对称的点1、点2以及点3，即得到六个拖动后椭圆弧曲线上的坐标点；其中D_OC公式如下所示：

通过拖动起始移动端点、拖动终止移动端点、拖动切点以及拖动移动中心点中的任意一个交互点得到拖动后椭圆弧上的六个坐标点(起始点、终止点、切点、点1、点2以及点3)。

(22)、计算椭圆弧所在椭圆的参数方程

通过拖动起始移动端点、终止移动端点、切点以及移动中心点中的任意一个贴合方式得到拖动后GUI图形初始控件所在椭圆弧曲线上的六个坐标点；

建立GUI图形初始控件上的椭圆弧所在椭圆的参数方程： a₁₁X²+2a₁₂XY+a₂₂Y²+2a₁X+2a₂Y+a₀＝0；

将建立的所述参数方程进行归一化，将a₁₁归一化为100，建立五元一次方程组；

其中五元一次方程为：

100X²+BXY+CY²+DX+EY+F＝0；

将六个坐标点(起始点、终止点、切点、点1、点2以及点3)代入所述方程组，使用QR分解，求解得到五元一次方程组的系数，使用系数矩阵判断所述系数是否为满足椭圆曲线方程条件。

其中，所述系数矩阵的公式为：

满足椭圆曲线方程条件为I₂>0且I₁与I₃异号，若不满足椭圆曲线方程条件，则判定拖动失败，椭圆弧曲线参数恢复为拖动之前。

在实际应用中，当计算出的系数矩阵通过判断满足椭圆弧曲线方程后，继续计算后续参数，如果计算出的系数矩阵通过判断不满足椭圆弧曲线方程，则停止后续参数计算，椭圆弧曲线参数恢复为拖动之前，即GUI图形初始控件第一方程的参数。

(23)、计算X轴方向Y轴方向半径

计算出参数方程后计算X轴方向、Y轴方向半径。设椭圆弧曲线的X轴方向为长轴，半径为RadiiX，则Y轴方向半径为RadiiY，其中X轴方向半径以及Y轴方向半径计算公式如下：

(24)、计算旋转角度

计算出X轴方向、Y轴方向半径后计算旋转角度。

旋转角度可以通过公式计算，公式为θ₂＝0.5*arctan(B/(100-C))。

但是不能确定θ₂为长轴还是短轴的旋转角度，故而需要讨论。当椭圆曲线方程的系数B为0时，若C小于100则旋转角度为0，反之则为90度；当B不为0时，若C小于100，则旋转角度为θ₂，反之则为θ₂+90度。

(25)、计算椭圆弧的弧度

计算椭圆弧旋转角度和X轴、Y轴半径后，再计算椭圆弧的弧度。

椭圆弧的弧度＝原始椭圆弧取2π的整数倍的数值+R`differ；

其中R`differ为Rdiffer+2π、Rdiffer-2π或Rdiffer中的一种。具体取值参见下方：

椭圆弧的起始点与中心点夹角为RstartCenter，椭圆弧的终止点与中心点夹角为RendCenter，两夹角之差为Rdiffer；若原始椭圆弧弧度大于零且Rdiffer小于零，则令 R`differ等于Rdiffer加2π；若原始椭圆弧弧度小于零且Rdiffer大于零，则令R`differ等于Rdiffer减2π；不满足上述情况则令R`differ等于Rdiffer。

(26)、计算起始角度

起始点角度为起始点与中心点之间夹角与椭圆旋转角度之差。

起始角度＝RstartCenter-θ₂。

最终计算出新椭圆弧的中心点，X轴方向、Y轴方向半径，旋转角度，起始角度，椭圆弧弧度。

S6：将第二方程替换所述GUI图形初始控件中的第一方程，得到拖动后的定位椭圆弧曲线的GUI图形控件。

在实际应用中，将第二方程替换所述GUI图形初始控件中的第一方程，在椭圆弧曲线上按照预设的弧度间隔，其中所述弧度间隔为椭圆弧控件上两个相邻卡尺的间距；在非掩膜区域设置卡尺，其中掩膜区域由掩膜起始交互点和掩膜终止交互点设置，卡尺的主要作用是实现图像边缘点的高精度自动提取，是在一个矩形区域内快速精确地进行边缘检测，返回边缘点。最终在屏幕上刷新绘制GUI图形初始控件。

第二方面，本申请示出一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形装置，所述装置用于上述的用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法；其中所述装置包括绘制模块、判断模块、计算模块以及同步模块。

所述绘制模块被配置为设计定位椭圆弧曲线的GUI图形初始控件，所述GUI图形初始控件中设有第一方程，所述GUI图形初始控件包括多个交互点；

所述判断模块被配置为判断光标是否移动到所述GUI图形初始控件的触发区域内；

当所述光标移动到所述GUI图形初始控件的触发区域内时，判断光标是否击中所述GUI图形初始控件，若光标击中所述GUI图形初始控件，则激活所述GUI图形初始控件；当所述GUI图形初始控件被激活后，判断所述GUI图形初始控件是否被光标拖动；

所述计算模块被配置为当所述GUI图形初始控件被拖动至图像中的椭圆弧曲线上，将所述GUI图形初始控件的交互点不断与所述图像中的椭圆弧曲线进行贴合，计算得到第二方程；其中，第二方程包括以下参数：椭圆弧曲线参数方程、椭圆弧的中心点，X轴方向半径、Y轴方向半径以及旋转角度；

所述同步模块被配置为将第二方程替换所述GUI图形初始控件中的第一方程，得到拖动后的定位椭圆弧曲线的GUI图形控件。

第三方面，本申请还示出一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件，所述GUI图形控件包括九个交互点分别为起始移动端点、终止移动端点、起始弧度变换点、终止弧度变换点、切点、移动中心点、掩膜起始交互点、掩膜终止交互点以及卡尺标记点；

所述起始移动端点在GUI图形控件所在椭圆弧的起始角度所对应的椭圆弧端点上，用于拟合椭圆弧曲线；

所述终止移动端点在GUI图形控件所在椭圆弧的终止角度所对应的椭圆弧端点上，用于拟合椭圆弧曲线；

所述起始弧度变换点在GUI图形控件所在椭圆弧的起始端点的上方，用于调整椭圆弧的起始角度和弧度；

所述终止弧度变换点在GUI图形控件所在椭圆弧的终止端点的上方，用于调整椭圆弧的终止角度和弧度；

所述切点为起始移动端点与终止移动端点连线与GUI图形控件所在椭圆弧的相切点，用于拟合椭圆弧曲线；

所述移动中心点距离所述切点8个像素的距离；

掩膜起始交互点在GUI图形控件所在椭圆弧上设置掩膜区域靠近起始移动端点的位置，用于调整找椭圆弧掩膜大小与位置；

掩膜终止交互点在GUI图形控件所在椭圆弧上设置掩膜区域靠近终止移动端点的位置，用于调整找椭圆弧掩膜大小与位置；

卡尺标记点是GUI图形控件上中间卡尺的端点，用于调整GUI图形控件上所有卡尺的大小。

在实际应用中，首先设计GUI图形初始控件，通过上述一系列的设计方法，将所述GUI图形初始控件的交互点不断与所述图像中的椭圆弧曲线进行贴合，计算得到第二方程，将第二方程替换GUI图形初始控件中的第一方程，得到拖动后的定位椭圆弧曲线的GUI图形控件，设计方法结束。其中，GUI图形初始控件与拖动后的定位椭圆弧曲线的GUI图形控件上的交互点是一样的，两者最大的区别为：一个是拖动前，一个是拖动后，GUI图形初始控件与拖动后的定位椭圆弧曲线的GUI图形控件所在的椭圆弧的曲线方程并不相同。

其中，拖动GUI图形初始控件的交互点与图像中的椭圆弧曲线贴合方式包括拖动起始移动端点、拖动终止移动端点、拖动切点以及拖动移动中心点。

1、拖动起始移动端点操作

所述起始移动端点在椭圆弧的起始角度所对应的椭圆弧端点上，当光标拖动起始移动端点任意移动时，终止移动端点位置始终不变；拖动起始移动端点示意图如图3所示，光标拖动起始移动端点P_ellipseStart到坐标点P_mousePoint，P_mousePoint与终止移动端点坐标P_ellipseEnd连线基于坐标系的角度为R_mouseEnd，椭圆弧的旋转角度θ为R_mouseEnd与拖动前起始移动端点坐标与终止移动端点坐标连线的角度之差。P_{rotationstart}点为P_ellipseStart旋转θ角度后得到的点，ΔX为P_mousePoint到P_ellipseEnd的距离与P_{rotationstart}到P_ellipseEnd的距离之比。由于终止移动端点是已知且不动的，则设EndPointX、EndPointY为终止移动点坐标，则拖动起始移动端点P_ellipseStar到坐标点P_mousePoint，椭圆整体做仿射变换矩阵如下。

对拖动前的椭圆上的六个点做M_shear仿射变换可获得拖动后椭圆弧上的六个点坐标。

2、拖动终止移动端点操作

所述终止移动端点在椭圆弧的终止角度所对应的椭圆弧端点上，当光标对终止移动端点做任意移动时，起始移动端点位置始终不变；拖动终止移动端点对椭圆弧进行的仿射变换方式与拖动起始移动端点一致，最终可获得拖动后椭圆弧上的六个点坐标。

3、拖动切点操作

所述切点为起始移动端点与终止移动端点连线与椭圆弧的相切点，用于调整找椭圆弧的参数；当时光标拖动切点时，始移动端点和终止移动端点不动。由于起始移动端点、终止移动端点和切点这三个点不共线，因此可由拖动前后起始移动端点、终止移动端点和切点这三个点的坐标变化，计算得到对应的仿射变换矩阵。对拖动前的椭圆上的六个点做拖动切点所得到的仿射变换，可获得拖动后椭圆弧上的六个点坐标。

4、拖动移动中心点操作

所述移动中心点距离所述切点8个像素的距离，当拖动椭圆弧移动中心点时，椭圆弧的起始点、终止点和切点的位置不变。通过光标拖动移动中心点P_moveCenter，改变移动中心点P_moveCenter到切点之间的夹角R_moveCenter，设P_Mid点为起始移动端点与终止移动端点之间的中间点，D_OC为椭圆中心点到切点的距离，D_CM为切点到P_Mid点的距离。根据几何定理，椭圆弧中心点在P_Mid与切点连线的直线上，起始移动端点、终止移动端点和切点这三个点不共线，因此R_moveCenter的角度不能为0。由D_OC可计算得到拖动后的椭圆弧中心点坐标。将椭圆弧曲线的始移动端点、终止移动端点和切点关于椭圆弧中心对称，得到与所述起始移动端点、终止移动端点和切点对称的点1、点2以及点3，即得到六个拖动后椭圆弧曲线上的坐标点。其中D_OC公式如下所示。

所述起始弧度变换点在椭圆弧的起始端点的上方，用于调整椭圆弧的起始角度和弧度；计算光标拖动点与椭圆中心点的夹角为椭圆弧起始角度，设为R_pointCenter。设R_pointCenter与变换前椭圆终止点与椭圆中心点夹角的角度之差为R_differ。设变换前椭圆弧的弧度为R_span，则拖动后椭圆弧的弧度R_newSpan为R_span与R_differ之差。

所述终止弧度变换点在椭圆弧的终止端点的上方，用于调整椭圆弧的终止角度和弧度；其拖动后改变椭圆弧弧度与终止角度的方式与起始弧度变换点一致。

在实际应用中，本申请示出的一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件使用效果如图4、5、6所示。如图4所示，在需要定位椭圆弧曲线的图像中载入GUI图形初始控件；如图5所示，通过对GUI图形初始控件的平移拖动和对交互点的拖动，使得GUI图形初始控件的椭圆弧曲线大致贴合与图像中的椭圆弧曲线；如图6所示，通过GUI图形初始控件返回的卡尺矩形区域，可以在图像中的椭圆弧曲线上均匀的定位到边缘点(图6中的十字点)，后续的拟合椭圆弧工具会根据这些边缘点，快速准确的拟合出椭圆弧曲线。

定位椭圆弧曲线的GUI图形控件的工作原理为：用于实现图像边缘点的高精度自动提取，在一个矩形区域内快速精确地进行边缘检测，返回边缘点，通过多次边缘检测以及多次边缘点返回，对边缘点进行拟合得到参数，最终定位到椭圆弧曲线。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

设计定位椭圆弧曲线的GUI图形初始控件，所述GUI图形初始控件包括第一方程和多个交互点；

判断光标是否移动到所述GUI图形初始控件的触发区域内；

当所述光标移动到所述GUI图形初始控件的触发区域内时，判断光标是否击中所述GUI图形初始控件，若光标击中所述GUI图形初始控件，则激活所述GUI图形初始控件；

当所述GUI图形初始控件被激活后，判断所述GUI图形初始控件是否被光标拖动；

当所述GUI图形初始控件被拖动至图像中的椭圆弧曲线上，将所述GUI图形初始控件的交互点不断与所述图像中的椭圆弧曲线进行贴合，计算得到第二方程；

将第二方程替换所述GUI图形初始控件中的第一方程，得到拖动后的定位椭圆弧曲线的GUI图形控件。

2.根据权利要求1所述的用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法，其特征在于，所述GUI图形初始控件的交互点共有九个，分别为起始移动端点、终止移动端点、起始弧度变换点、终止弧度变换点、切点、移动中心点、掩膜起始交互点、掩膜终止交互点以及卡尺标记点；其中，GUI图形初始控件为椭圆弧形状；

所述起始移动端点在GUI图形初始控件所在椭圆弧的起始角度所对应的椭圆弧端点上，用于贴合椭圆弧曲线；

所述终止移动端点在GUI图形初始控件所在椭圆弧的终止角度所对应的椭圆弧端点上，用于贴合椭圆弧曲线；

所述起始弧度变换点在GUI图形初始控件所在椭圆弧的起始端点的上方，用于调整椭圆弧的起始角度和弧度；

所述终止弧度变换点在GUI图形初始控件所在椭圆弧的终止端点的上方，用于调整椭圆弧的终止角度和弧度；

所述切点为起始移动端点与终止移动端点连线与GUI图形初始控件所在椭圆弧的相切点，用于贴合椭圆弧曲线；

所述移动中心点距离所述切点8个像素的距离；

掩膜起始交互点在GUI图形初始控件所在椭圆弧上设置掩膜区域靠近起始移动端点的位置，用于调整找椭圆弧掩膜大小与位置；

掩膜终止交互点在GUI图形初始控件所在椭圆弧上设置掩膜区域靠近终止移动端点的位置，用于调整找椭圆弧掩膜大小与位置；

卡尺标记点是GUI图形初始控件上中间卡尺的端点，用于调整GUI图形初始控件上所有卡尺的大小。

3.根据权利要求2所述的用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法，其特征在于，判断光标是否移动到GUI图形初始控件的触发区域内的判断公式如下所示：

|D_pc-2*a|＜D_Vicinity；

其中D_pc为光标击中点与两个焦点之间的距离之和，a为椭圆弧长半轴轴长，D_Vicinity为交互距离阈值，计算光标点到两焦点的距离与长半轴的轴长的2倍之差得到计算值，若计算值大于交互距离阈值则判断不成功，反之则判断成功。

4.根据权利要求3所述的用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法，其特征在于，当所述GUI图形初始控件被激活后，判断所述GUI图形初始控件是否被光标拖动还包括：若光标击中GUI图形初始控件上非交互点的椭圆弧曲线，根据光标当前位置与起始拖动时光标位置之间的变化向量，移动椭圆弧中心，平移GUI图形控件，得到第二方程。

5.根据权利要求1至3任一项所述的用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法，其特征在于，将所述GUI图形初始控件的交互点不断与所述椭圆弧曲线进行贴合，所述贴合方式包括拖动起始移动端点、拖动终止移动端点、拖动切点以及拖动移动中心点进行贴合；

其中，拖动起始移动端点步骤如下：任意选取拖动前GUI图形初始控件所在椭圆弧上的六个点，对所述六个点的坐标做M_shear仿射变换获得拖动后GUI图形初始控件所在椭圆弧上的六个点坐标；

其中，拖动终止移动端点步骤与拖动起始移动端点步骤一致，通过M_shear仿射变换最终获得拖动后GUI图形初始控件所在椭圆弧上的六个点坐标；

其中，拖动切点步骤如下：任意选取拖动前GUI图形初始控件所在椭圆弧曲线上的六个点，移动光标拖动切点时，保持起始移动端点和终止移动端点不动，通过拖动前后起始移动端点、终止移动端点和切点这三个点的坐标变化，计算得到对应的仿射变换矩阵；对拖动前的椭圆上的六个点关于拖动切点进行仿射变换，可获得拖动后GUI图形初始控件所在椭圆弧上的六个点坐标；

其中，拖动移动中心点步骤如下：通过光标拖动移动中心点，改变移动中心点到切点之间的夹角，根据D_OC公式计算得到拖动后的椭圆弧曲线中心点坐标；将椭圆弧曲线的起始移动端点、终止移动端点和切点关于椭圆弧曲线中心对称，得到与所述起始移动端点、终止移动端点和切点对称的点1、点2以及点3，可获得拖动后GUI图形初始控件所在椭圆弧上的六个点坐标。

6.根据权利要求5所述的用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法，其特征在于，将所述GUI图形初始控件的交互点不断与所述图像中的椭圆弧曲线进行贴合，计算得到第二方程，计算步骤如下：

通过拖动起始移动端点、终止移动端点、切点以及移动中心点中的任意一个贴合方式得到拖动后GUI图形初始控件所在椭圆弧曲线上的六个坐标点；

建立椭圆弧曲线所在椭圆的参数方程；其中，所述椭圆的参数方程为：a₁₁X²+2a₁₂XY+a₂₂Y²+2a₁X+2a₂Y+a₀＝0；

将建立的所述参数方程进行归一化，建立五元一次方程组，将所述六个坐标点代入所述方程进行QR分解求解得到所述方程的系数，使用系数矩阵判断所述系数是否满足椭圆曲线方程条件；

若满足，则根据椭圆弧曲线所在椭圆的参数方程，继续计算椭圆弧曲线参数，最终根据所述参数方程以及所述椭圆弧曲线参数得到第二方程；其中所述椭圆弧曲线参数还包括X轴方向半径、Y轴方向半径以及旋转角度。

7.根据权利要求6所述的用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法，其特征在于，对所述六个点坐标做M_shear仿射变换获得拖动后GUI图形初始控件所在椭圆弧上的六个点坐标包括：

任意选取拖动前GUI图形初始控件所在椭圆弧上的六个点，光标拖动起始移动端点P_ellipseStart到坐标点P_mousePoint，对拖动前的椭圆上的所述六个点做M_shear仿射变换可获得拖动后椭圆弧上的六个点坐标；其中椭圆整体做仿射变换矩阵如下：

其中，P_mousePoint与终止移动端点坐标P_ellipseEnd连线基于坐标系的角度为R_mouseEnd，椭圆弧的旋转角度θ为R_mouseEnd与拖动前起始移动端点坐标与终止移动端点坐标连线的角度之差；P_{rotationstart}点为P_ellipseStart旋转θ角度后得到的点，ΔX为P_mousePoint到P_ellipseEnd的距离与P_{rotationstart}到P_ellipseEnd的距离之比；设EndPointX、EndPointY为终止移动点坐标。

8.一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形装置，其特征在于，所述装置用于实现权利要求1至7任一项所述的一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件设计方法，其中所述装置包括绘制模块、判断模块、计算模块以及同步模块。

9.根据权利要求8所述的用于定位椭圆弧曲线的GUI图形装置，其特征在于，所述绘制模块被配置为设计定位椭圆弧曲线的GUI图形初始控件，所述GUI图形初始控件中设有第一方程，所述GUI图形初始控件包括多个交互点；

所述判断模块被配置为判断光标是否移动到所述GUI图形初始控件的触发区域内；

当所述光标移动到所述GUI图形初始控件的触发区域内时，判断光标是否击中所述GUI图形初始控件，若光标击中所述GUI图形初始控件，则激活所述GUI图形初始控件；当所述GUI图形初始控件被激活后，判断所述GUI图形初始控件是否被光标拖动；

所述计算模块被配置为当所述GUI图形初始控件被拖动至图像中的椭圆弧曲线上，将所述GUI图形初始控件的交互点不断与所述图像中的椭圆弧曲线进行贴合，计算得到第二方程；其中，第二方程包括以下参数：椭圆弧曲线参数方程、椭圆弧的中心点，X轴方向半径、Y轴方向半径以及旋转角度；

所述同步模块被配置为将第二方程替换所述GUI图形初始控件中的第一方程，得到拖动后的定位椭圆弧曲线的GUI图形控件。

10.一种用于定位椭圆弧曲线的GUI图形控件，其特征在于，所述GUI图形控件包括九个交互点分别为起始移动端点、终止移动端点、起始弧度变换点、终止弧度变换点、切点、移动中心点、掩膜起始交互点、掩膜终止交互点以及卡尺标记点；

所述起始移动端点在GUI图形控件所在椭圆弧的起始角度所对应的椭圆弧端点上，用于拟合椭圆弧曲线；

所述终止移动端点在GUI图形控件所在椭圆弧的终止角度所对应的椭圆弧端点上，用于拟合椭圆弧曲线；

所述起始弧度变换点在GUI图形控件所在椭圆弧的起始端点的上方，用于调整椭圆弧的起始角度和弧度；

所述终止弧度变换点在GUI图形控件所在椭圆弧的终止端点的上方，用于调整椭圆弧的终止角度和弧度；

所述切点为起始移动端点与终止移动端点连线与GUI图形控件所在椭圆弧的相切点，用于拟合椭圆弧曲线；

所述移动中心点距离所述切点8个像素的距离；

掩膜起始交互点在GUI图形控件所在椭圆弧上设置掩膜区域靠近起始移动端点的位置，用于调整找椭圆弧掩膜大小与位置；

掩膜终止交互点在GUI图形控件所在椭圆弧上设置掩膜区域靠近终止移动端点的位置，用于调整找椭圆弧掩膜大小与位置；

卡尺标记点是GUI图形控件上中间卡尺的端点，用于调整GUI图形控件上所有卡尺的大小。

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