【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于现代展览展示行业的多路异形投影领域，具体涉及一种基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法、系统及电子设备。
技术介绍
1、多路异形投影自动矫正是智能展览展示娱乐行业领域的一个重要发展方向。快速、准确、操作简便的多路投影矫正方法是高质量智投影方法的关键。现有常用方法涉及相机标定、投影机标定矫正、激光点匹配等环节。现有方法分为2类：第一类首先通过结构光技术建立投影机像素与摄像机像素对应关系；再通过放置在事先设定位置的激光经纬仪测距仪采样异形幕布上若干点的高低方位角和点到测距仪的距离，并利用激光点阵对这些点进行标记；然后，使用摄像机采样激光点阵的标记点，利用投影机和摄像机的像素对应关系和激光点的空间位置计算投影机的投影矩阵，从而完成投影矫正；第二类使用标定过的双目摄像机对投影图像进行采集，并对投影区域进行双目三维重建，完成投影矫正与拼接融合。对于第一类现有常用方法，在投影路数较多的情况下，需要使用经纬仪测量大量的点的高低方位角和距离，会带来大量的时间消耗与人工负担，影响多路异形投影部署效率；对于第二类常用方法，随着部署场景距离的改变，摄像机焦距需要随之变化，导致需要经常标定双目摄像机，同样需要消耗大量时间和人力成本。本专利针对现有方法的缺点，提出了一种配合使用3d打印简单激光矩阵和非标定摄像头的投影矫正拼接融合方法，可通过少数的激光标定点，使用捆绑调整算法完成多路异形投影的快速矫正与部署。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的多路投影矫
2、步骤s100，对待投影矫正的每一路投影机配置一个基座，一个摄像机，并保持所述基座与所述摄像机、所述投影机相对位置不变；所述基座为设定样式的可插入激光摄像头的基座；所述设定样式包括蜂巢样式；
3、步骤s200，将激光摄像头插入所述基座，通过所述摄像机捕捉激光点位置，捕捉后，对各个激光点在激光点阵虚拟相平面上的投影点坐标与激光点在所述摄像机成像下的坐标进行归一化处理并匹配，匹配后，求解基本矩阵fcl以及该基本矩阵的对称阵，得到所述摄像机在对应基座坐标系下的旋转矩阵、摄像机内参数矩阵、平移矩阵；
4、步骤s300，通过所述摄像机捕获所述投影机投射的结构光图像并解码，得到所述投影机与所述摄像机的基本矩阵fpc，进而结合所述摄像机内参数矩阵，求解所述投影机在对应基座坐标系下的平移变换、旋转变换及所述投影机的内参数，作为第一参数集；基于所述第一参数集中的参数，对所述投影机投射范围内幕布点进行三维尺度重建；
5、步骤s400，三维尺度重建后，对各个投影机重叠区域，通过跨投影机的结构光获构建多投影机重叠关系相关矩阵，以及各个投影机之间的相对位姿关系；利用第一个投影机的绝对重建结果、投影机之间的相对位姿关系和重叠关系相关矩阵，通过捆绑调整算法获取各个投影机在幕布坐标系下的投影矩阵，从而完成多路投影机矫正。
6、在一些优选的实施方式中，各个激光点在激光点阵虚拟相平面上的投影点坐标与激光点在所述摄像机成像下的坐标之间的关系为：
7、xcitfclxli＝0
8、fcl＝kc-1tcl×rcl
9、其中，xci表示激光点在所述摄像机成像下的坐标，xli表示各个激光点在激光点阵虚拟相平面上的投影点坐标，i＝1,2...n，n表示所述基座可插入激光摄像头的数量，kc表示摄像机内参数矩阵，rcl为摄像机到激光点阵的旋转矩阵，tcl×为摄像机到激光点阵的平移向量诱导的反对称矩阵，激光点阵为各个激光摄像头的发射的激光点构成的点阵，t表示转置。
10、在一些优选的实施方式中，对各个激光点在激光点阵虚拟相平面上的投影点坐标与激光点在所述摄像机成像下的坐标进行归一化处理，其方法为：
11、xli'＝(xli-μxl)/δxl
12、xci'＝(xci-μxc)/δxc
13、其中，xli'、xci'分别表示归一化处理后的各个激光点在激光点阵虚拟相平面上的投影点坐标、激光点在所述摄像机成像下的坐标，μxl、δxl表示xli的均值、方差，μxc、δxc表示xci的均值、方差。
14、在一些优选的实施方式中，求解基本矩阵fcl并计算该基本矩阵的对称阵，其方法为：
15、采用ransac方法求解所述基本矩阵fcl，并结合所述基本矩阵，按照下式计算对称阵：
16、gcl＝fclfclt＝kc-1tcl×rclrclttcl×tkc-t＝kc-1tcl×tcl×tkc-t
17、其中，gcl表示对称阵，为8自由度矩阵，t表示转置，tcl×tcl×t为3自由度矩阵。
18、在一些优选的实施方式中，所述第一个投影机的绝对重建结果，其获取方法为：
19、三维尺度重建后，利用第一个投影机内部的设定数量个在幕布上事先给定的已知球面坐标的点，求解第一个投影机重建区域的尺度因子，进而获得第一个投影机的消除尺度因子后的三维重建结果，作为第一个投影机的绝对重建结果。
20、在一些优选的实施方式中，各个投影机之间的相对位姿关系，其获取方法为：
21、利用各个投影机之间的重叠区域，计算各个投影机之间的基础矩阵；
22、通过对各个投影机之间的基础矩阵进行svd分解和朝向判别获得各个投影机之间的相对位姿关系。
23、在一些优选的实施方式中，利用第一个投影机的绝对重建结果、投影机之间的相对位姿关系和重叠关系相关矩阵，通过捆绑调整算法获取各个投影机在幕布坐标系下的投影矩阵，其方法为：
24、利用第一个投影机的绝对重建结果、投影机之间的相对位姿关系和重叠关系相关矩阵，按照与第一个投影机重叠关系的度距离，依次消除各个投影机的尺度因子；
25、通过对包括所有投影机和摄像机的成像/投射设备图像进行整体捆绑调整，获得各个投影机在幕布坐标系下的投影矩阵。
26、本专利技术的第二方面，提出了一种基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正系统，该系统包括：
27、投影机配置模块，配置为对待投影矫正的每一路投影机配置一个基座，一个摄像机，并保持所述基座与所述摄像机、所述投影机相对位置不变；所述基座为设定样式的可插入激光摄像头的基座；所述设定样式包括蜂巢样式；
28、归一化匹配模块，配置为将激光摄像头插入所述基座，通过所述摄像机捕捉激光点位置，捕捉后，对各个激光点在激光点阵虚拟相平面上的投影点坐标与激光点在所述摄像机成像下的坐标进行归一化处理并匹配，匹配后，求解基本矩阵fcl以及该基本矩阵的对称阵，得到所述摄像机在对应基座坐标系下的旋转矩阵、摄像机内参数矩阵、平移矩阵；
29、三维重建模块，配置为通过所述摄像机捕获所述投影机投射的结构光图像并解码，得到所述投影机与所述摄像机的基本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法，其特征在于，各个激光点在激光点阵虚拟相平面上的投影点坐标与激光点在所述摄像机成像下的坐标之间的关系为：
3.根据权利要求2所述的基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法，其特征在于，对各个激光点在激光点阵虚拟相平面上的投影点坐标与激光点在所述摄像机成像下的坐标进行归一化处理，其方法为：
4.根据权利要求3所述的基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法，其特征在于，求解基本矩阵Fcl并计算该基本矩阵的对称阵，其方法为：
5.根据权利要求1所述的基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法，其特征在于，所述第一个投影机的绝对重建结果，其获取方法为：
6.根据权利要求1所述的基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法，其特征在于，各个投影机之间的相对位姿关系，其获取方法为：
7.根据权利要求5所述的基于自由放置激光点阵与非
8.一种基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正系统，其特征在于，该系统包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现权利要求1-7任一项所述的基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法，其特征在于，各个激光点在激光点阵虚拟相平面上的投影点坐标与激光点在所述摄像机成像下的坐标之间的关系为：
3.根据权利要求2所述的基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法，其特征在于，对各个激光点在激光点阵虚拟相平面上的投影点坐标与激光点在所述摄像机成像下的坐标进行归一化处理，其方法为：
4.根据权利要求3所述的基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法，其特征在于，求解基本矩阵fcl并计算该基本矩阵的对称阵，其方法为：
5.根据权利要求1所述的基于自由放置激光点阵与非标定相机的多路投影矫正方法，其特征在于，所述第一个投影机的绝对重建结果...
【专利技术属性】
技术研发人员：严涛，
申请(专利权)人：北京欧亚视景科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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