投影设备及基于光机相机标定的投影图像校正方法技术

本申请涉及显示设备技术领域，特别地，涉及一种投影设备及基于光机相机标定的投影图像校正方法，一定程度上可以解决投影仪零部件装配误差导致的设备参数误差大、投影图像校正结果精度低、效果差的问题，所述投影设备包括：光机；相机；控制器，被配置为：检测到投影设备移动后，控制光机投射标定图卡至所述标定板的所述空白区域以确定标定参数；基于所述标定参数，和所述相机获取的所述标定板图像在相机坐标系下的坐标，确定世界坐标系和光机坐标系之间的转换矩阵；根据上述转换矩阵，将所述世界坐标系下所述预设投影区域顶点的第一坐标转换至所述光机坐标系得到第二坐标，并控制所述光机投射播放内容至所述第二坐标。光机投射播放内容至所述第二坐标。光机投射播放内容至所述第二坐标。

【技术实现步骤摘要】
投影设备及基于光机相机标定的投影图像校正方法
[0001]本申请要求在2021年11月16日提交中国专利局、申请号为202111355866.0、专利技术名称为
″
一种投影设备及基于几何校正的显示控制方法
″
的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。


[0002]本申请涉及显示设备
，特别地，涉及一种投影设备及基于光机相机标定的投影图像校正方法。

技术介绍

[0003]投影仪移动后引起投射角度、投射距离的偏差，会导致投影图像不能完全投射至预设投影区域，而形成畸形投影图像；通过投影仪配置的投影图像校正功能，可修正畸形投影图像的显示位置、及显示形状，使投影图像完整、准确的显示在预设投影区域。
[0004]在一些投影图像校正的实现中，通常需要调用投影仪在制造出厂时已标注为设备参数的光机内参、及光机相机间的外参，然后测算光机平面与投影面夹角，最后调用校正计算模型实现投影图像校正。
[0005]然而，由于投影仪实际生产组装过程中必然存在加工、组装误差，从而使上述内参、外参的实际值与理论值不一致，导致投影仪在投影图像校正时精度下降。

技术实现思路

[0006]为了解决投影仪零部件装配误差导致设备参数误差大、投影图像校正精度低、效果差的问题，本申请提供了一种投影设备及基于光机相机标定的投影图像校正方法。
[0007]本申请的实施例是这样实现的：
[0008]本申请实施例的第一方面提供一种投影设备，包括：光机，用于投射播放内容至投影面的预设投影区域；相机，用于获取标定板图像，所述标定板包含标定图卡和空白区域，所述标定板设置于所述投影面；控制器，被配置为：检测到投影设备移动后，控制光机投射标定图卡至所述标定板的所述空白区域以确定标定参数；基于所述标定参数，和所述相机获取的所述标定板图像在相机坐标系下的坐标，确定世界坐标系和光机坐标系之间的转换矩阵；根据上述转换矩阵，将所述世界坐标系下所述预设投影区域顶点的第一坐标转换至所述光机坐标系得到第二坐标，并控制所述光机投射播放内容至所述第二坐标。
[0009]本申请实施例的第二方面提供一种基于光机相机标定的投影图像校正方法，所述方法包括：检测到投影设备移动后，投射标定图卡至标定板的空白区域以确定标定参数，所述标定参数包括光机内参、及光机相机间的外参，所述标定板包含标定图卡和空白区域，所述标定板设置于投影面；基于所述标定参数，和获取的标定板图像在相机坐标系下的坐标，确定世界坐标系和光机坐标系之间的转换矩阵，所述世界坐标系原点在所述光机坐标系原点处，其XOY面平行于所述投影面；将预设投影区域的矩形顶点在世界坐标系下的第一坐标基于上述转换矩阵转换为所述光机坐标系下的第二坐标，并投射播放内容至所述第二坐
标。
[0010]本申请的有益效果：通过投射标定图卡至标定板，可实现标定参数实际值的获取；进一步通过构建转换矩阵，可实现世界坐标系中的预设投影区域转换至光机坐标系；进一步通过投射播放内容至第二坐标，可实现投影图像的位置校正，可提高标定参数的精度、提升投影图像的校正效果。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1A示出了本申请一实施例投影设备的摆放示意图；
[0013]图1B示出了本申请一实施例投影设备光路示意图；
[0014]图2示出了本申请一实施例投影设备的电路架构示意图；
[0015]图3示出了本申请一实施例投影设备的结构示意图；
[0016]图4示出了本申请另一实施例投影设备的结构示意图；
[0017]图5示出了本申请一实施例投影设备的电路结构示意图；
[0018]图6A示出了本申请一实施例投影设备实现显示控制的系统框架示意图；
[0019]图6B示出了本申请另一实施例投影设备实现放射眼功能的信令交互时序示意图；
[0020]图6C示出了本申请另一实施例投影设备实现显示画面校正功能的信令交互时序示意图；
[0021]图6D示出了本申请另一实施例投影设备实现自动对焦算法的流程示意图；
[0022]图6E示出了本申请另一实施例投影设备实现防射眼算法的流程示意图；
[0023]图7A示出了本申请另一实施例投影设备发生投影图像畸形的示意图；
[0024]图7B示出了本申请另一实施例投影设备与标定板的相对位置示意图；
[0025]图7C示出了本申请另一实施例基于光机相机标定的图像校正示意图；
[0026]图7D示出了本申请另一实施例基于光机相机标定的图像校正示意图；
[0027]图7E示出了本申请另一实施例基于光机相机标定的图像校正示意图；
[0028]图7F示出了本申请另一实施例基于光机相机标定的图像校正示意图；
[0029]图7G示出了本申请另一实施例中标定板的示意图；
[0030]图8A示出了本申请另一实施例投影设备数字微镜器件平面成像示意图；
[0031]图8B示出了本申请另一实施例投影设备标定参数过程中扩展成像面的示意图；
[0032]图9A示出了本申请另一实施例投影设备确定标定参数的流程示意图；
[0033]图9B示出了本申请另一实施例投影设备的用户界面示意图。
具体实施方式
[0034]为使本申请的目的和实施方式更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0035]需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。
[0036]本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语
″
第一
″
、
″
第二
″
、
″
第三
″
等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。
[0037]术语
″
包括
″
和
″
具有
″
以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的所有组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。
[0038]术语
″
模块
″
是指任何已知或后来开发的硬件、软件、固件、人工智能、模糊逻辑或硬件或/和软件代本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种投影设备，其特征在于，包括：光机，用于投射播放内容至投影面的预设投影区域；相机，用于获取标定板图像，所述标定板包含标定图卡和空白区域，所述标定板设置于所述投影面；控制器，被配置为：检测到投影设备移动后，控制光机投射标定图卡至所述标定板的所述空白区域以确定标定参数；基于所述标定参数，和所述相机获取的所述标定板图像在相机坐标系下的坐标，确定世界坐标系和光机坐标系之间的转换矩阵；根据上述转换矩阵，将所述世界坐标系下所述预设投影区域顶点的第一坐标转换至所述光机坐标系得到第二坐标，并控制所述光机投射播放内容至所述第二坐标。2.如权利要求1所述投影设备，其特征在于，所述控制器还被配置为，在投射标定图卡至所述标定板的空白区域确定标定参数步骤中：控制相机拍摄预设数量的标定板图像、并识别提取所述标定板图像中的特征点，所述特征点包括所述空白区域中投影图像的特征点、以及标定板所设置标定图卡本身的特征点；当获取标定参数与预设理论值的差值小于等于预设阈值时，判定所述标定参数获取成功；否则，重新执行标定参数确定步骤；其中，判定获取所述标定板图像数量小于所述预设数量、或识别提取所述特征点失败时，重新执行标定参数确定步骤。3.如权利要求1所述投影设备，其特征在于，所述控制器还被配置为，在投射标定图卡至所述标定板的空白区域确定标定参数步骤中：在光机的数字微镜器件所在平面偏移透镜中轴第一距离时，在所述光机成像面的标定过程中反向扩展第一距离，以使所述数字微镜器件平面向任意方向平移任意距离时所述控制器准确获取所述标定参数。4.如权利要求2所述投影设备，其特征在于，所述控制器还被配置为，在相机拍摄预设数量的标定板图像、并识别提取所述标定板图像中的特征点以确定标定参数步骤中：将所述标定板旋转不同姿态，识别相机坐标系下所述投影图像中特征点的坐标；创建世界坐标系，基于所述特征点与所述世界坐标系下标定板标定图卡中特征点...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，甄凌云，王英俊，卢平光，何营昊，
申请(专利权)人：海信视像科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：