多方向环幕全覆盖的投影仪及投影系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多方向环幕全覆盖的投影仪及投影系统，其中，投影仪包括机体、设置于机体内的电路板、电源、若干个光机以及投影仪空间位置及旋转角度范围信息输出器；光机分别与电路板和电源连接，按最小的光路距离信息设置在电路板上；投影仪空间位置及旋转角度范围信息输出器，设置于光机与电路板之间，用于在投影时环幕投影平面包括均等的若干子平面，每块子平面对应一光机被投影，光机投射至对应子平面屏幕画面之间具有融合带，融合带根据该投影仪空间位置及旋转角度范围信息控制在预定宽度内。本实用新型专利技术单台设备在体积与价位方面从工程级别进入家用级别，给任意空间中，尤其是家用尺度空间提供一个可以实现环绕一周的投影仪。

【技术实现步骤摘要】
多方向环幕全覆盖的投影仪及投影系统
本技术涉及影像处理
，特别涉及一种多方向环幕全覆盖的投影仪及投影系统。
技术介绍
CAVE投影系统是一种大型的VR系统(比如VR-PlatformCAVE)，具有高度的沉浸感、良好的交互手段，可以融合视觉、触觉、声音等，并且可以跟踪头部的6个自由度的运动。CAVE沉浸式虚拟现实显示系统的原理比较复杂，它是以计算机图形学为基础，把高分辨率的立体投影显示技术、多通道视景同步技术、三维计算机图形技术、音响技术、传感器技术等完美地融合在一起，从而产生一个被三维立体投影画面包围的供多人使用的完全沉浸式的虚拟环境。目前，复杂场景的实时高分辨率多窗口内容渲染主要应用于CAVE系统。CAVE是一种大型的虚拟现实系统，具有高度的沉浸感、良好的交互手段，其中CAVE投影系统是由3个面以上(含3面)硬质背投影墙组成的高度沉浸的虚拟演示环境，围绕着观察者具有多个图像画面的虚拟现实系统，多个投影面组成一个虚拟空间。常见CAVE系统投影空间为标准立方体结构，这4个独立的投影通道最终形成空间连续的投影画面。目前，常见的一台投影仪内部只拥有一组光学引擎，配套一个镜头。光机(光学组件)的参数决定了投射出的投影面大小，实现大广角投射投影面需要鱼眼镜头来实现。造价贵且鱼眼输出图像变形严重。由于光机的参数限制，常规的投影仪(包括家用和工程)即使使用鱼眼镜头都无法实现单台投影仪投射出一周360环形画面。如果为了投射出环境画面，需要多台投影仪布置在空间中不同位置并通过边缘融合技术实现画面拼接。但是现有技术的多台投影仪实现环绕式或者大范围投影缺陷在于，多台投影仪需要挂在投影空间的不同位置，设备不集中，难以管理和维护。任何一台投影仪悬挂于支架/吊架上在随着时间因为荷载出现的支架细微相对位置变化，或者由于投影仪本身的一些相对位置变化都会使边缘融合过的画面出现错位。由于多台投影仪为分散单独布置，却又需要高精度协同工作，一旦出现上述错位，难以维护，给矫正画面带来很多麻烦。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种多方向环幕全覆盖的投影仪及投影系统，不仅实现光机布置的集成优化，突破单光机投影仪的光学元件的局限性；而且实现投影能力的同时将工程投影仪价格降到家用级别；并且在投影几何区域可以投射任意角度、任意位置的投影画面。本技术提供了一种多方向环幕全覆盖的投影方法，包括以下步骤：对待投影视觉平台进行划分得到环幕投影平面，并将各个待布置光机投射至所述环幕投影平面，得到光路距离信息；按照最小的光路距离信息对各个所述待布置光机进行布置，根据布置结果将各个待布置光机投射至对应的所述环幕投影平面，得到第一投影覆盖范围；根据各个对应待布置光机的设置参数按预设投影面对所述第一投影覆盖范围进行调整，得到第二投影覆盖范围；获取各个待布置光机的几何参数，并对所述几何参数和所述第二投影覆盖范围进行测算，得到待布置光机的空间位置和旋转角度范围。作为一种可实施方式，所述对待投影视觉平台进行划分得到环幕投影平面包括以下步骤：将待投影视觉平台的立方体的一个面视为设置面，并获取所述设置面的中心的预置位置信息；根据所述预置位置信息对所述待投影视觉平台按照象限进行划分，得到环幕投影平面。作为一种可实施方式，所述根据各个对应待布置光机的设置参数按预设投影面对所述第一投影覆盖范围进行调整，得到第二投影覆盖范围包括以下步骤：获取各个对应待布置光机的设置参数，所述设置参数包括投射比、环幕投影平面比例、垂直比例以及梯形校正容限；根据所述投射比、环幕投影平面比例、垂直比例以及梯形校正容限对所述第一投影覆盖范围进行调整，将调整结果与预设投影面进行比较；若调整结果与所述预设投影面一致，则得到第二投影覆盖范围。作为一种可实施方式，所述并对所述几何参数和所述第二投影覆盖范围进行测算，得到待布置光机的空间位置和旋转角度范围包括以下步骤：根据所述第二投影覆盖范围，调整各个待布置光机的空间水平位置及旋转角度以计算各个待布置光机的光路覆盖范围是否容纳在所述环幕投影平面内；取待布置光机的光路覆盖范围容纳在所述环幕投影平面内时，并参照待布置光机的几何参数，输出待布置光机的空间位置及旋转角度范围。作为一种可实施方式，本技术提供的多方向环幕全覆盖的投影方法还包括以下步骤：在得到第一投影覆盖范围之后，对所述环幕投影平面进行扫描，得到平面水平参数和平面垂直参数；根据所述设置参数、平面水平参数以及平面垂直参数对所述第一投影覆盖范围进行调整。相应的，本技术还提供一种多方向环幕全覆盖的投影仪，包括机体、设置于机体内的电路板以及设置于所述电路板上的电源，还包括上述投影方法布置的若干个光机；所述光机，分别与所述电路板和所述电源连接，按最小的光路距离信息设置在所述电路板上。作为一种可实施方式，所述光机呈环绕式设置。作为一种可实施方式，所述光机，数量为4台，用于在投射时，被设置为四台光机同时投射至对应的环幕投影平面。作为一种可实施方式，本技术提供的多方向环幕全覆盖的投影仪还包括投影仪空间位置及旋转角度范围信息输出器；所述投影仪空间位置及旋转角度范围信息输出器，设置于所述光机与所述电路板之间，用于在投影时环幕投影平面包括均等的若干子平面，每块子平面对应一光机被投影，光机投射至对应子平面屏幕画面之间具有融合带，所述融合带根据该投影仪空间位置及旋转角度范围信息控制在预定宽度内。相应的，本技术还提供一种多方向环幕全覆盖的投影系统，包括视觉平台，还包括投影仪。与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：本技术提供的多方向环幕全覆盖的投影方法、投影仪及投影系统，其中，投影方法，通过对待投影视觉平台进行划分得到环幕投影平面，按照各个待布置光机投射至各个环幕投影平面的最小光路距离信息布置各个待布置光机，且得到第一投影覆盖范围，根据各个对应待布置光机的设置参数按预设投影面对第一投影覆盖范围进行调整，得到第二投影覆盖范围；并对各个待布置光机的几何参数和第二投影覆盖范围进行测算，得到待布置光机的空间位置和旋转角度范围。本技术实现光机布置的集成优化，突破单光机投影仪的光学元件的局限性。实现单台多光机投影仪覆盖一周环绕式投影，填补中小空间(非工程尺度)下环绕式投影的空白。实现投影能力的同时将工程投影仪价格降到家用级别。并且在投影几何区域可以投射任意角度、任意位置的投影画面。本技术提供的多方向环幕全覆盖的投影投影仪，单台设备在体积与价位方面从工程级别进入家用级别，给任意空间中，尤其是家用尺度空间提供一个可以实现环绕一周的投影仪。本技术提供的多方向环幕全覆盖的投影投影系统，包括视觉平台和投影仪，价格在保持家用级别，安装部署简易、大幅面全景、无缝投影。附图说明图1为本技术实施例一提供的多方向环幕全覆盖的投影方法的流程示意图；图2为本技术实施例二提供的对待投影视觉平台进行划分示意图；图3为本技术实施例二提供的待布置光机的空间位置和旋转角度范围的测算过程的立体示意图；图4为本技术实施例二提供的待布置光机的空间位置和旋转角度范围的测算过程的平面示意图；图5为本技术实施例二提供的待布置光机投影时所形成的第二投影覆盖范围示意图；图6为本技术实施例四提供的多方向环幕全覆盖的投影本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多方向环幕全覆盖的投影仪，包括机体、设置于机体内的电路板以及设置于所述电路板上的电源，其特征在于，还包括若干个光机和投影仪空间位置及旋转角度范围信息输出器；所述光机，分别与所述电路板和所述电源连接，按最小的光路距离信息设置在所述电路板上；所述投影仪空间位置及旋转角度范围信息输出器，设置于所述光机与所述电路板之间，用于在投影时环幕投影平面包括均等的若干子平面，每块子平面对应一光机被投影，光机投射至对应子平面屏幕画面之间具有融合带，所述融合带根据该投影仪空间位置及旋转角度范围信息控制在预定宽度内。

【技术特征摘要】
2017.05.12 CN 20172052887771.一种多方向环幕全覆盖的投影仪，包括机体、设置于机体内的电路板以及设置于所述电路板上的电源，其特征在于，还包括若干个光机和投影仪空间位置及旋转角度范围信息输出器；所述光机，分别与所述电路板和所述电源连接，按最小的光路距离信息设置在所述电路板上；所述投影仪空间位置及旋转角度范围信息输出器，设置于所述光机与所述电路板之间，用于在投影时环幕投影平面包括均等的若干子...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏娉婷，秦睿子，
申请(专利权)人：杭州一隅千象科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33