【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于ar-hud畸变校准领域，更具体地说，尤其涉及一种基于结构光的ar-hud畸变校准方法。
技术介绍
1、ar-hud是增强现实抬头显示器，相比常规hud，其fov大，投影显示的图像尺寸大，投影距离远。
2、现有的ar-hud畸变校准时，具有如下不足：
3、为保证样本点阵的有效检出，样本点阵通常是稀疏且分布均匀的，因此，无法基于畸变的实际畸变程度及分布情况对ar-hud进行更精确的畸变校准；
4、无法或没有直接精确找出基准点阵在投影原图上的重投影位置。基准点阵的重投影和投影点阵的投影是一对相反的过程，投影出来后得到的样本点阵存在畸变，则重投影到投影原图上的基准点阵则存在与此相反的畸变。因此，利用基准点阵的重投影计算预畸变量在合理性及精度上具有优势。
5、无法精准地确定dmd或lcos等上的显示区域及位置。现有方案本质上是将投影点阵做为基准点阵的重投影，这种操作所得到的重投影点阵引入了单应性变换等方面的误差，最终无法精确确定ar-hud的显示区域及位置；
6、在上述的基础上，我们提出一种基于结构光的ar-hud畸变校准方法，有效解决上述提出的不足。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于结构光的ar-hud畸变校准方法，引入结构光图案，克服了现有技术点阵密度及分布等严格受限的问题，并且以基准点阵为基准实现了基准点阵在投影原图上的精确计算、以及dmd或lcos等上显示区域
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于结构光的ar-hud畸变校准方法，所述方法包括以基准点阵为基准和以投影点阵为基准两种方式；
4、所述以基准点阵为基准校准方法，包括：
5、根据ar-hud所投影出来的正弦条纹本身可以得到hud解码图案，通过视点相机采集虚像处ar-hud投影出来的正弦条纹并解码可以得到视点解码图案，其中，视点解码图案是和hud解码图案之间是存在精确匹配的；
6、将基准点阵重投影到视点相机得到视点基准点阵，并根据视点基准点阵在视点解码图案的位置得到相应的特征值；
7、根据这些特征值在hud解码图案上找到相应的位置，这些位置既是基准点阵在ar-hud上的重投影位置。
8、优选的，所述以投影点阵为基准校准方法，包括：
9、直接或间接的将投影点阵做了基准点阵的重投影，并以样本点阵与投影点阵之间差异确定预畸变量；
10、根据重投影的定义，重投影点与真实3d点存在精确对应；
11、计算出投影原图上的样本点阵之后，将转到投影原图上的样本点阵中的点依次移至它们对应的投影点阵处，即可完成该点的畸变校准。
12、优选的，所述以基准点阵为基准校准方法，具体如下：
13、内容生成部分，包括：视点基准点阵的获取；投影点阵的生成；
14、校准参数计算部分，包括：结构光图案投影、采集及解码，将结构光图案经ar-hud依次投影出，并借助视点相机依次采集相应的图像，然后对采集的图像进行解码操作，得到视点解码图案；
15、校准参数计算，计算视点基准点阵处的解码值，根据视点基准点阵中点的坐标值在视点解码图案中找到对应的解码值，得到特征值；
16、计算投影原图上的匹配点，在hud解码图案上搜索与特征值匹配的点，得到匹配点阵；
17、计算点阵处的预畸变量，根据匹配点阵与投影点阵之间差异计算投影点阵处的预畸变量；
18、计算预畸变矩阵，基于点阵处的预畸变量借助拟合或插值等方法获取投影原图任意像素处的预畸变量。
19、优选的，所述视点基准点阵的获取，具体为：直接在目标位置处摆放标定装置，然后提取视点图像中标定装置中的点组成视点基准点阵。
20、优选的，所述投影点阵的生成中对于投影点阵的要求为：所生成的投影点阵与视点基准点阵之间存在确定的对应。
21、优选的，所述基于结构光的ar-hud畸变校准方法，还包括：
22、结构光稠密特征的生成和匹配，根据解码图案所确定的曲线或曲面，计算出某点的特征值；
23、借助所确定的待匹配的解码图案的曲线或曲面，或者最近邻搜索等方法在待匹配的解码图案上找出与该特征值对应的点、或者最接近的点，即完成了特征间的匹配以及点之间的对应。
24、优选的，所述基于结构光的ar-hud畸变校准方法，还包括：
25、结构光在ar-hud畸变校准的使用，从样本图像中获取畸变信息，根据该畸变信息对投影原图进行预畸变操作，从而使视点下的样本图像无畸变；对ar-hud进行畸变校准需要明确投影原图和样本图像之间的对应。
26、优选的，所述根据解码图案所确定的曲线或曲面采用拟合、插值方法获取解码图案的曲线或曲面表达，并根据该曲面或曲线表达得到图案上任意坐标处的特征值或者任意特征值所对应的坐标。
27、优选的，所述内容生成部分根据参数生成点阵、相应特征值，所述点阵及特征值将用于后续的计算；
28、畸变参数计算部分基于所生成的点阵进行畸变校准的主流程；
29、内容生成部分是在畸变参数计算部分之外执行的，并不需要在每次畸变校准时重复生成内容。
30、优选的，所述视点基准点阵的获取，具体为：根据参数在目标位置处生成基准点阵，然后将其重投影到视点相机上得到视点基准点阵。
31、本专利技术的技术效果和优点：本专利技术提供的一种基于结构光的ar-hud畸变校准方法，与现有技术相比，本专利技术引入结构光图案，结构结构的鲁棒检测、稠密匹配等克服了现有技术点阵密度及分布等严格受限的问题。并且提出以基准点阵的方案，实现了基准点阵在投影原图上的真实重投影位置的精确计算、及ar-hud的dmd或lcos上的显示区域及位置的精确获取。
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1.一种基于结构光的AR-HUD畸变校准方法，其特征在于，所述方法包括以基准点阵为基准校准方法；
2.根据权利要求1所述的一种基于结构光的AR-HUD畸变校准方法，其特征在于，所述方法还包括以投影点阵为基准校准方法，所述以投影点阵为基准校准方法，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于结构光的AR-HUD畸变校准方法，其特征在于，所述以基准点阵为基准校准方法，具体如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于结构光的AR-HUD畸变校准方法，其特征在于，所述视点基准点阵的获取，具体为：直接在目标位置处摆放标定装置，然后提取视点图像中标定装置中的点组成视点基准点阵。
5.根据权利要求3所述的一种基于结构光的AR-HUD畸变校准方法，其特征在于，所述投影点阵的生成中对于投影点阵的要求为：所生成的投影点阵与视点基准点阵之间存在确定的对应。
6.根据权利要求1所述的一种基于结构光的AR-HUD畸变校准方法，其特征在于，所述基于结构光的AR-HUD畸变校准方法，还包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于结构光的AR-HUD畸
8.根据权利要求7所述的一种基于结构光的AR-HUD畸变校准方法，其特征在于：所述根据解码图案所确定的曲线或曲面采用拟合、插值方法获取解码图案的曲线或曲面表达，并根据该曲面或曲线表达得到图案上任意坐标处的特征值或者任意特征值所对应的坐标。
9.根据权利要求3所述的一种基于结构光的AR-HUD畸变校准方法，其特征在于：所述内容生成部分根据参数生成点阵、相应特征值，所述点阵及特征值将用于后续的计算；
10.根据权利要求3所述的一种基于结构光的AR-HUD畸变校准方法，其特征在于，所述视点基准点阵的获取，具体为：根据参数在目标位置处生成基准点阵，然后将其重投影到视点相机上得到视点基准点阵。
...【技术特征摘要】
1.一种基于结构光的ar-hud畸变校准方法，其特征在于，所述方法包括以基准点阵为基准校准方法；
2.根据权利要求1所述的一种基于结构光的ar-hud畸变校准方法，其特征在于，所述方法还包括以投影点阵为基准校准方法，所述以投影点阵为基准校准方法，包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于结构光的ar-hud畸变校准方法，其特征在于，所述以基准点阵为基准校准方法，具体如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于结构光的ar-hud畸变校准方法，其特征在于，所述视点基准点阵的获取，具体为：直接在目标位置处摆放标定装置，然后提取视点图像中标定装置中的点组成视点基准点阵。
5.根据权利要求3所述的一种基于结构光的ar-hud畸变校准方法，其特征在于，所述投影点阵的生成中对于投影点阵的要求为：所生成的投影点阵与视点基准点阵之间存在确定的对应。
6.根据权利要求1所述的一种基于结构光的ar-hu...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭俊佳，桂冬冬，许钦雄，张紫锋，
申请(专利权)人：深圳市路畅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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