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@otoboke162

NO.4 ルービックキューブの回転記号をえる

Last updated at Posted at 2021-06-12

ルービックキューブの回転記号をえる

複数の記事になります。　
ルービックキューブの色を取得して　kociembaを利用して
最後は回転記号を取得します。

NO.1 カメラ起動＋BGR取得
NO.2　ウィンドウに取得した色を表示
NO.3取得したいろが　何色なのか　区別する
[NO.５　最終コード　参考程度に,,,,]
(https://qiita.com/otoboke162/private/c8b5417cb8a8c5af12f8)



kociembaを使います [参考、こちらはkociiemba](https://github.com/muodov/kociemba)

ルービックキューブの色を取得して　kociembaを使えば　回転記号を得られます

参考、こちらは回転記号

kociembaをわかりやすくしてくれてます
kociembaの使い方として　
こちらでも　説明されてる　通り　ルービックキューブを　展開してかんがえる必要があります。
ルービックキューブを展開するとこんなかんじ
(日本配色と世界配色でルービックキューブの色の配置が違うので注意してください　＊これは世界配色)
NO.4　サンプル１.PNG
緑が正面だとすると
緑:F(front)　　赤:L(left)　　橙:R(right)
黄:U(up)　　　 白:D(down)　　青:B(back)
になります　まづは　色を　記号（F,L,R,U,D,B）にしたあと
数字のように並べ替える必要があります
U0~8　R9~17　F18~26　D27~35　L36~44　B45~53

ルービックキューブの回転記号をえる　考え方？

各色９個のブロックがあり　それが６面あります

なので　全部で　５４個の色を取得するひつようがります。


No.３の記事で色の取得はおわってますので
'red'とかの部分をkociemba用の記号(F,L,R,U,D,B)に書き換えて　下の　result_listにねじこみます。

まづ　５４個の空リストをつくり　そこに　インデックスの０－８に黄色、９－１７に橙をいれていけばいいのです

result_list = [[] for i in range(54) ]
# [[],[],[],,,,,,,,,[],[]]
# これで空のリストが　５４個作成されます。

サンプルコード(kociembaの記号にする　説明)


# 取得した色↓  
color_key = ['L','U','F',
            'B','U','B',
            'B','U','U']


result_list = [[] for i in range(54) ]

# 取得した色を指定の場所へねじこむ（インデックスで指定)
# 0~8
if color_key[4] == 'U':#黄色
 result_list[0:9] = color_key
# 9~17
elif color_key[4] == 'R':#橙（オレンジ）
  result_list[9:18] = color_key
# 18~26
elif color_key[4] == 'F':#緑
  result_list[18:27] = color_key
# 27~35
elif color_key[4] == 'D':#(白)
  result_list[27:36] = color_key
# 36~44
elif color_key[4] == 'L':#赤
  result_list[36:45] = color_key
# 45~53
elif color_key[4] == 'B':#青
  result_list[45:54] = color_key
print(result_list)

# ['L', 'U', 'F', 'B', 'U', 'B', 'B', 'U', 'U', #0-8
  [], [], [], [], [], [], [], [], [],#9-17
  [], [], [], [], [], [], [], [], [],#18-26
  [], [], [], [], [], [], [], [], [],#27-35
  [], [], [], [], [], [], [], [], [],#36-44
  [], [], [], [], [], [], [], [], []]#44-53

どんなに回しての中心の色がかわることは　ないので
中心の色に合わせて追加する　場所をきめています
中心が黄色ならresult_listのインデックスが０－８番目
中心が橙(オレンジ）ならresult_listのインデックスが９－１７番目

サンプルコード(kociembaの記号に変える)

import cv2
import time

capture = cv2.VideoCapture(2)
capture.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 1080) # 横幅
capture.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 720) # 縦幅

result_list = [[] for i in range(54) ]

color_index =[[0,0,0],[0,0,0],[0,0,0],
            [0,0,0],[0,0,0],[0,0,0],
            [0,0,0],[0,0,0],[0,0,0]]

color_key = ['black','black','black',
            'black','black','black',
            'black','black','black']

colors_BGR = {
  'L': ([5, 20, 160], [75, 90, 189]),      #red     6  4   
  'F': ([25, 130, 0], [100, 180, 30]),     #green   3  2
  'D': ([130, 130, 130], [255, 255, 255]), #white   2  3
  'B': ([140, 80, 0], [255, 180, 50]),     #blue    5  5
  'R': ([5, 91, 190], [130, 150, 255]),    #orange  4  1
  'U': ([5, 150, 150], [110, 200, 200])    #yellow  1  0
   }

# Y縦　X横
frame_xy = [[300, 300],[300, 450],[300, 600],
            [450, 300],[450, 450],[450, 600],
            [600, 300],[600, 450],[600, 600]]

x_start = [280, 430, 580, 280, 430, 580, 280, 430, 580]
y_start = [280, 280, 280, 430, 430, 430, 580, 580, 580]
x_end   = [320, 470, 620, 320, 470, 620, 320, 470, 620]
y_end   = [320, 320, 320, 470, 470, 470, 620, 620, 620]

x_start2 = [30, 80, 130, 30, 80, 130, 30, 80, 130]
y_start2  = [30, 30, 30, 80, 80, 80, 130, 130, 130]
x_end2   = [70, 120, 170, 70, 120, 170, 70, 120, 170]
y_end2   = [70, 70, 70, 120, 120, 120, 170, 170, 170]


while True:
    ret, frame = capture.read()

    for k, (xs, ys, xe, ye, xs2, ys2, xe2, ye2) in enumerate(zip
            (x_start, y_start, x_end, y_end, x_start2, y_start2, x_end2, y_end2)):

        cv2.rectangle(frame, (xs, ys), (xe, ye), (255, 255, 255), 2)
        
        b1 = color_index[k][0]
        g1 = color_index[k][1]
        r1 = color_index[k][2]
        cv2.putText(frame, str(k), (xs2, ys2), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (0,0,0), 2)

        if color_key[k] == 'L':
          b1, g1 ,r1 = 0, 0, 255

        elif color_key[k] == 'F':
          b1, g1 ,r1 = 0, 255, 0

        elif color_key[k] == 'D':
          b1, g1 ,r1 = 255, 255, 255

        elif color_key[k] == 'B':
          b1, g1 ,r1 = 255, 0, 0

        elif color_key[k] == 'R':
          b1, g1 ,r1 = 0, 128, 255

        elif color_key[k] == 'U':
          b1, g1 ,r1 = 0, 255, 255

        #左上に　色を表示する
        cv2.rectangle(frame, (xs2, ys2), (xe2, ye2), (int(b1), int(g1), int(r1)), -1)

        #BGRの取得位置
        for i, (x, y) in enumerate(frame_xy):
          pixel = frame[x, y]
          b = pixel[0]
          g = pixel[1]
          r = pixel[2]
          BGR = [b,g,r] 
          color_index[i] = BGR

          #colors_BGRの範囲内に　真上のBGRがはいってるか　確認
          for color, ( lower, upper) in colors_BGR.items():
              if lower[0] < BGR[0] and BGR[0] < upper[0]:
                if lower[1] < BGR[1] and BGR[1] < upper[1]:
                  if lower[2] < BGR[2] and BGR[2] < upper[2]:
                      color_key[i] = color
                      color_index[i] = BGR
                      if color_key[i] != 'black':
                        #print(color_key) 
                        #print(color_index)
                        pass

   #TAB　取得した色をリストに追加
    key3 = cv2.waitKey(1)
    if key3 == 9: 
      #0~8
      if color_key[4] == 'U':
       result_list[0:9] = color_key
      #9~17
      elif color_key[4] == 'R':
        result_list[9:18] = color_key
      #18~26
      elif color_key[4] == 'F':
        result_list[18:27] = color_key
      #27~35
      elif color_key[4] == 'D':
        result_list[27:36] = color_key
      #36~44
      elif color_key[4] == 'L':
        result_list[36:45] = color_key
      #45~53
      elif color_key[4] == 'B':
        result_list[45:54] = color_key
      print(result_list)
      time.sleep(0.3)

    cv2.imshow('camra',frame)
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break

capture.release()
cv2.destroyAllWindows()

# サンプルコード(kociembaの記号に変える)　を実行 ![NO.4 サンプル３.PNG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1126388/9ef653f9-be7a-f218-eebf-827b576d3f2d.png)

中心の色が黄色なので　０－８番目に追加されています。
ちなみに　ずっとこの処理をするのも　どうなのってことなので
TABキーをおしたら　追加するようにしています。

# TAB　取得した色をリストに追加
    key3 = cv2.waitKey(1)
    if key3 == 9:

kociembaを使う

# python3
pip3 install kociemba

ターミナルでこれすれば　できるはずです。だめなら一番上ほうのサイトで確認してみてください

大きくコードはかえてませんが

import cv2
import time
import kociemba

capture = cv2.VideoCapture(0)
capture.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 1080) # 横幅
capture.set(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 720) # 縦幅

result_list = [[] for i in range(54) ]

color_index =[[0,0,0],[0,0,0],[0,0,0],
            [0,0,0],[0,0,0],[0,0,0],
            [0,0,0],[0,0,0],[0,0,0]]

color_key = ['black','black','black',
            'black','black','black',
            'black','black','black']

colors_BGR = {
  'L': ([5, 20, 160], [75, 90, 189]),      #red     6  4   
  'F': ([25, 130, 0], [100, 180, 30]),     #green   3  2
  'D': ([130, 130, 130], [255, 255, 255]), #white   2  3
  'B': ([140, 80, 0], [255, 180, 50]),     #blue    5  5
  'R': ([5, 91, 190], [130, 150, 255]),    #orange  4  1
  'U': ([5, 150, 150], [110, 200, 200])    #yellow  1  0
   }

# Y縦　X横
frame_xy = [[300, 300],[300, 450],[300, 600],
            [450, 300],[450, 450],[450, 600],
            [600, 300],[600, 450],[600, 600]]

x_start = [280, 430, 580, 280, 430, 580, 280, 430, 580]
y_start = [280, 280, 280, 430, 430, 430, 580, 580, 580]
x_end   = [320, 470, 620, 320, 470, 620, 320, 470, 620]
y_end   = [320, 320, 320, 470, 470, 470, 620, 620, 620]

x_start2 = [30, 80, 130, 30, 80, 130, 30, 80, 130]
y_start2  = [30, 30, 30, 80, 80, 80, 130, 130, 130]
x_end2   = [70, 120, 170, 70, 120, 170, 70, 120, 170]
y_end2   = [70, 70, 70, 120, 120, 120, 170, 170, 170]


while True:
    ret, frame = capture.read()

    for k, (xs, ys, xe, ye, xs2, ys2, xe2, ye2) in enumerate(zip
            (x_start, y_start, x_end, y_end, x_start2, y_start2, x_end2, y_end2)):

        cv2.rectangle(frame, (xs, ys), (xe, ye), (255, 255, 255), 2)
        
        b1 = color_index[k][0]
        g1 = color_index[k][1]
        r1 = color_index[k][2]
        cv2.putText(frame, str(k), (xs2, ys2), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 1, (0,0,0), 2)

        if color_key[k] == 'L':
          b1, g1 ,r1 = 0, 0, 255

        elif color_key[k] == 'F':
          b1, g1 ,r1 = 0, 255, 0

        elif color_key[k] == 'D':
          b1, g1 ,r1 = 255, 255, 255

        elif color_key[k] == 'B':
          b1, g1 ,r1 = 255, 0, 0

        elif color_key[k] == 'R':
          b1, g1 ,r1 = 0, 128, 255

        elif color_key[k] == 'U':
          b1, g1 ,r1 = 0, 255, 255

        #左上に　色を表示する
        cv2.rectangle(frame, (xs2, ys2), (xe2, ye2), (int(b1), int(g1), int(r1)), -1)

        #BGRの取得位置
        for i, (x, y) in enumerate(frame_xy):
          pixel = frame[x, y]
          b = pixel[0]
          g = pixel[1]
          r = pixel[2]
          BGR = [b,g,r] 
          color_index[i] = BGR

          #colors_BGRの範囲内に　真上のBGRがはいってるか　確認
          for color, ( lower, upper) in colors_BGR.items():
              if lower[0] < BGR[0] and BGR[0] < upper[0]:
                if lower[1] < BGR[1] and BGR[1] < upper[1]:
                  if lower[2] < BGR[2] and BGR[2] < upper[2]:
                      color_key[i] = color
                      color_index[i] = BGR
                      if color_key[i] != 'black':
                        #print(color_key) 
                        #print(color_index)
                        pass
                        
    #TABキー
    key3 = cv2.waitKey(1)
    if key3 == 9: 
      #0~8
      if color_key[4] == 'U':
       result_list[0:9] = color_key
      #9~17
      elif color_key[4] == 'R':
        result_list[9:18] = color_key
      #18~26
      elif color_key[4] == 'F':
        result_list[18:27] = color_key
      #27~35
      elif color_key[4] == 'D':
        result_list[27:36] = color_key
      #36~44
      elif color_key[4] == 'L':
        result_list[36:45] = color_key
      #45~53
      elif color_key[4] == 'B':
        result_list[45:54] = color_key
      print(result_list)
      time.sleep(0.3)
    
     # @キー　
    key4 = cv2.waitKey(1)
    if key4 == 64:
      result = ''.join(result_list)
      result = kociemba.solve(result)
      print(result)

    cv2.imshow('camra',frame)
    if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
        break

capture.release()
cv2.destroyAllWindows()

追加したコード

import kociemba
# @キー　
    key4 = cv2.waitKey(1)
    if key4 == 64:
      result = ''.join(result_list)
      result = kociemba.solve(result)
      print(result)



result_list =
['R', 'F', 'D', 'L', 'U', 'U', 'F', 'B', 'L',  #0-8   U 中心が黄色
 'F', 'L', 'B', 'U', 'R', 'U', 'B', 'D', 'L',  #9-17  R 中心がオレンジ
 'U', 'D', 'D', 'R', 'F', 'B', 'R', 'D', 'L',  #18-26 F 中心が緑
 'U', 'F', 'U', 'D', 'D', 'L', 'D', 'L', 'F',  #27-35 D 中心が白
 'D', 'F', 'R', 'R', 'L', 'U', 'L', 'R', 'B',  #36-44 L 中心が赤
 'R', 'R', 'F', 'F', 'B', 'B', 'U', 'B', 'B']  #45-53 B 中心が青


# @キー
key4 = cv2.waitKey(1)
  if key4 == 64:
  result = ''.join(result_list)
  result = kociemba.solve(result)
  print(result)

全部のキューブの色を取得して＠キーをおすと　
kociemba.solve()で　下の回転記号がでてきます
U' D2 R2 U' B2 L2 B' U' F R' B L2 B2 R2 D B2 D' L2 U2 F2 L2
NO.4　サンプル４.PNG

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