投影仪的梯形校正方法、装置、系统及可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种投影仪的梯形校正方法，包括：通过RGBD相机获得投影面中的多个位置点在第一坐标系中的第一坐标值；根据预先确定的转换关系与第一坐标值，确定位置点在第二坐标系中的第二坐标值；利用根据多个位置点的第二坐标值拟合获得的拟合平面，与第二坐标系的坐标轴平面之间的夹角，实现梯形校正。本申请中利用了RGBD相机可获得投影区域中各个点和该RGBD相机的相对位置信息，以及投影光机与RGBD相机之间的相对姿态不发生改变这原理，对该投影仪进行梯形校正，能够准确高效率的实现投影仪的梯形校正。本申请还公开了一种投影仪的梯形校正装置、系统以及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
投影仪的梯形校正方法、装置、系统及可读存储介质
本专利技术涉及光学器材
，特别是涉及一种投影仪的梯形校正方法、装置、系统及计算机可读存储介质。
技术介绍
随着多媒体技术的发展，投影仪在教育培训、公司会议以及家庭影院等各种不同的场所得到广泛的应用。但是因为投影仪投射画面时，投射环境中存在较多的不确定性因素，往往会出现投影的画面出现畸变，例如正常情况下投影仪投射出的画面为矩形，但因投影仪摆放位置倾斜、投影方向不能完全和投影面垂直等等因素，导致投影出的画面变成梯形等非矩形的四边形，严重影响了用户的观看效果。为此，在使用投影仪之前，不可避免的需要对投影仪的投影画面进行校正。目前对投影仪进行梯形校正的大多数方式均需要经过复杂的几何运算，获得投影仪相对于投影面的偏转情况，进而实现梯形校正。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种投影仪的梯形校正方法、装置、系统以及计算机可读存储介质，能够简单快速的实现对投影仪的投影画面的校正，为用户提供良好的投影画面。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种投影仪的梯形校正方法，包括：通过RGBD相机拍摄获得投影光机的投影面上多个位置点在第一坐标系中的第一坐标值；其中，所述第一坐标系为在所述RGBD相机的光学系统中的空间三维直角坐标系；根据预先确定的所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的转换关系与所述第一坐标值，确定所述位置点在所述第二坐标系中的第二坐标值；其中，所述第二坐标系为在所述投影光机的光学系统中的空间三维直角坐标系；将多个所述位置点的所述第二坐标值进行平面拟合，获得拟合平面；根据所述拟合平面与所述第二坐标系的坐标轴平面之间的夹角，对所述投影光机进行梯形校正。本申请中充分利用了RGBD相机可获得拍摄的图像中各个点和该RGBD相机之间距离这一技术，通过RGBD相机拍摄投影光机需要进行投影的投影面上的图像，并获得投影面上多个位置点相对于RGBD相机的位置信息；结合投影光机投入使用后，投影光机与RGBD相机之间的相对姿态不发生改变这一原理，获得该位置点相对于投影光机的位置信息，也即是位置点在投影光机的坐标系下的坐标信息，进而确定该投影光机的偏转情况，在利用该偏转情况对该投影光机进行梯形校正；整个过程简单快捷，能够准确高效率的实现投影光机的梯形校正。在本申请的另一可选的实施例中，预先确定的所述转换关系的过程，包括：预先通过所述投影光机将带有特征点的原图像投影至投影屏幕上，获得所述特征点在所述投影屏幕上的投影点；通过所述RGBD相机拍摄获得所述投影点在所述第一坐标系中投影点第一坐标值；根据所述投影点和所述特征点之间满足的小孔成像原理，结合所述投影点分别在所述第一坐标系和所述第二坐标系中的坐标值之间满足的转换关系，确定所述投影点第一坐标值和所述特征点坐标值之间满足的对应关系：(u,v)T＝F(R,t,fx,fy,cx,cy)·(x,y,z)T；其中，(u,v)T为所述特征点在所述投影光机的像素坐标系中的特征点坐标值的列向量，(x,y,z)T为投影点第一坐标值的列向量，F(R,t,fx,fy,cx,cy)为关于R,t,fx,fy,cx,cy的函数，R和t为所述转换关系的转换参数；fx和fy分别为所述投影光机的在x轴方向以像素为单位表示的焦距参量和y轴方向以像素为单位表示的焦距参量；cx和cy分别为所述投影光机的在x轴方向的光心参量和y轴方向的光心参量；根据所述对应关系，结合多组所述投影点第一坐标值和所述特征点坐标值，获得参数R,t,fx,fy,cx,cy。本实施例中通过投影光机投影具有大量特征点的图案，并利用投影光机中原图像上的特征点和投影画面上的投影点之间满足的小孔成像原理，以及投影点在RGBD相机的第一坐标系中的坐标和投影光机的第二坐标系中的坐标值满足的转换关系，建立了RGBD相机拍摄的投影点获得的投影点第一坐标值和原图像中的特征点在像素坐标系中的特征点坐标值之间的对应关系，并利用这一对应关系可解算出投影光机的内参数以及投影光机和RGBD相机之间的外参数，进而确定根据预先确定的所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的转换关系。通过在投影光机投入使用前，建立更为简单易操作的特定的投影环境，并利用相机标定原理实现各种参数解算的过程，为后续投影光机的使用提供有效的参数数据，简化了后续投影光机应用过程中的运算过程，加快投影光机梯形校正过程。在本申请的另一可选的实施例中，在确定所述位置点在所述第二坐标系中的第二坐标值之后，还包括：基于小孔成像原理和多个所述第二坐标值，确定所述投影光机的投影区域；通过所述RGBD相机拍摄获得的投影面图像中识别出最大纯色区域或幕布区域，并确定所述投影光机的目标投影区域，再执行所述将多个所述位置点的所述第二坐标值进行平面拟合的步骤；所述根据所述拟合平面与所述第二坐标系的坐标轴平面之间的夹角，对所述投影光机进行梯形校正包括：根据对所述投影光机进行梯形校正，且使得所述投影光机的实际投影区域完全落入所述目标投影区域内。本实施例中在进行梯形校正之前还进行了目标投影区域的划定，使得投影光机在梯形校正过程中可以自适应的选择合适的投影区域，进一步地将环境影响降低。在本申请的另一可选的实施例中，所述将多个所述位置点的所述第二坐标值进行平面拟合包括：剔除所述目标投影区域之外的位置点；根据位于所述目标投影区域之内的位置点的第二坐标值进行平面拟合。考虑到目标区域是基于RGBD相机识别出的纯色区域或者幕布所在区域确定出来的，也即是投影光机最终需要投影的区域，也即是说目标投影区域是不存在环境干扰适合投影的区域，那么以该目标投影区域内的位置点拟合出的拟合平面可排除外界环境的干扰，避免遮挡部位的位置点也参与平面拟合，使得最终获得的拟合平面精度较低的问题。在本申请的另一可选地实施例中，在根据所述拟合平面与所述第二坐标系的坐标轴平面之间的夹角，对所述投影光机进行梯形校正之后，还可以包括：通过所述投影光机内置的陀螺仪检测的加速度方向和所述投影光机投影方向的夹角，对所述投影光机沿光轴方向的旋转角进行调整。除了对投影区域的形状进行校正，还利用陀螺仪对投影光机的俯仰角进行调整，进而实现投影光机投影过程中对投影画面更为完善的调节，为投影光机的投影效果提供保障，提升投影光机的投影效果。本申请还提供了一种投影仪的梯形校正装置，包括：第一坐标模块，用于通过RGBD相机拍摄获得投影光机的投影面上多个位置点在第一坐标系中的第一坐标值；其中，所述第一坐标系为在所述RGBD相机的光学系统中的空间三维直角坐标系；第二坐标模块，用于根据预先确定的所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的转换关系与所述第一坐标值，确定所述位置点在所述第二坐标系中的第二坐标值；其中，所述第二坐标系为在所述投影光机的光学系统中的空间三维直角坐标系；平面拟合模块，用于将多个所述位置点的所述第二坐标值进行平面拟合，获得拟合平面；梯形校正模块，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影仪的梯形校正方法，其特征在于，包括：/n通过RGBD相机拍摄获得投影光机的投影面上多个位置点，在第一坐标系中的第一坐标值；其中，所述第一坐标系为在所述RGBD相机的光学系统中的空间三维直角坐标系；/n根据预先确定的所述第一坐标系和第二坐标系之间的转换关系与所述第一坐标值，确定所述位置点在所述第二坐标系中的第二坐标值；其中，所述第二坐标系为在所述投影光机的光学系统中的空间三维直角坐标系；/n将多个所述位置点的所述第二坐标值进行平面拟合，获得拟合平面；/n根据所述拟合平面与所述第二坐标系的坐标轴平面之间的夹角，对所述投影光机进行梯形校正。/n

【技术特征摘要】
1.一种投影仪的梯形校正方法，其特征在于，包括：
通过RGBD相机拍摄获得投影光机的投影面上多个位置点，在第一坐标系中的第一坐标值；其中，所述第一坐标系为在所述RGBD相机的光学系统中的空间三维直角坐标系；
根据预先确定的所述第一坐标系和第二坐标系之间的转换关系与所述第一坐标值，确定所述位置点在所述第二坐标系中的第二坐标值；其中，所述第二坐标系为在所述投影光机的光学系统中的空间三维直角坐标系；
将多个所述位置点的所述第二坐标值进行平面拟合，获得拟合平面；
根据所述拟合平面与所述第二坐标系的坐标轴平面之间的夹角，对所述投影光机进行梯形校正。


2.如权利要求1所述的投影仪的梯形校正方法，其特征在于，预先确定的所述转换关系的过程，包括：
预先通过所述投影光机将带有特征点的原图像投影至投影屏幕上，获得所述特征点在所述投影屏幕上的投影点；
通过所述RGBD相机拍摄获得所述投影点在所述第一坐标系中投影点第一坐标值；
根据所述投影点和所述特征点之间满足的小孔成像原理，结合所述投影点分别在所述第一坐标系和所述第二坐标系中的坐标值之间满足的转换关系，确定所述投影点第一坐标值和所述特征点坐标值之间满足的对应关系：(u,v)T＝F(R,t,fx,fy,cx,cy)·(x,y,z)T；其中，(u,v)T为所述特征点在所述投影光机的像素坐标系中的特征点坐标值的列向量，(x,y,z)T为投影点第一坐标值的列向量，F(R,t,fx,fy,cx,cy)为关于R,t,fx,fy,cx,cy的函数，R和t为所述转换关系的转换参数；fx和fy分别为所述投影光机的在x轴方向以像素为单位表示的焦距参量和y轴方向以像素为单位表示的焦距参量；cx和cy分别为所述投影光机的在x轴方向的光心参量和y轴方向的光心参量；
根据所述对应关系，结合多组所述投影点第一坐标值和所述特征点坐标值，获得参数R,t,fx,fy,cx,cy。


3.如权利要求1或2所述的投影仪的梯形校正方法，其特征在于，在确定所述位置点在所述第二坐标系中的第二坐标值之后，还包括：
基于小孔成像原理和多个所述第二坐标值，确定所述投影光机的投影区域；
通过所述RGBD相机拍摄获得的投影面图像中识别出最大纯色区域或幕布区域，并确定所述投影光机的目标投影区域，再执行所述将多个所述位置点的所述第二坐标值进行平面拟合的步骤；
所述根据所述拟合平面与所述第二坐标系的坐标轴平面之间的夹角，对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟波，肖适，王鑫，余金清，
申请(专利权)人：成都极米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51