互动投影系统及其深度传感器和投影仪的校准方法技术方案

本发明专利技术涉及一种互动投影系统及其深度传感器和投影仪的校准方法。其中的互动投影系统，包括深度传感器和投影仪，还包括成像屏；深度传感器用于采集成像载体的深度信息；投影仪基于深度信息进行影像的投射；成像屏放置于投影仪的投射范围内，用于对投影仪投射出的参考物的影像进行成像，并根据其上的成像对深度传感器或投影仪进行空间位置校准。采用本发明专利技术的互动投影系统及其深度传感器和投影仪的校准方法，校准方便、快捷、准确。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种。其中的互动投影系统，包括深度传感器和投影仪，还包括成像屏；深度传感器用于采集成像载体的深度信息；投影仪基于深度信息进行影像的投射；成像屏放置于投影仪的投射范围内，用于对投影仪投射出的参考物的影像进行成像，并根据其上的成像对深度传感器或投影仪进行空间位置校准。采用本专利技术的，校准方便、快捷、准确。【专利说明】
本专利技术涉及一种互动投影技术，特别是一种。
技术介绍
互动投影仪由一台投影仪和深度传感器(内置彩色传感器，例如kinect)组成，可以投影在非平面的物体上，投影的影像可以根据物体的形状进行变化。例如在沙子上投影，当沙子堆成不同高度时，该投影仪可以检测到沙堆位置和高度的变化，并改变投影的影像，比如在沙堆上投射火山喷发的影像，实现准确的虚拟与现实的结合。如此，用户就可以通过改变沙堆位置和形状来与投影的虚拟影像进行互动。这样的互动投影仪首先需要对深度传感器和投影仪进行空间位置的校准，以确保投影的影像能够准确的反映出被投影物体的空间位置和形状。该校准过程就是要在虚拟空间中确定深度传感器和投影仪的位置和姿态。参见图1所示，为现有的互动投影仪校准时的示意图。互动投影仪包括深度传感器10和投影仪20，还包括投影区域30内的四个校准标识40。在对深度传感器10进行校准时，需要使用三个回复反射标识40对校准用光线进行回复反射，而在对投影仪20进行校准时，需要使用四个回复反射标识40，并且这四个回复反射标识40需要放置在不同的高度以对校准用光线进行回复反射。然而，现有的校准方法中，需要单独制作校准标识，且校准过程需要人工操作较多，不够方便快捷。
技术实现思路
在下文中给出关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本专利技术的一个主要目的在于提供一种，校准方便、快捷、准确。根据本专利技术的一方面，一种互动投影系统，包括深度传感器和投影仪，还包括成像屏；所述深度传感器用于采集成像载体的深度信息；所述投影仪基于所述深度信息进行影像的投射；所述成像屏放置于投影仪的投射范围内，用于对所述投影仪投射出的参考物的影像进行成像，并根据其上的所述成像对所述深度传感器或所述投影仪进行空间位置校准。根据本专利技术的第二方面，一种互动投影系统中的深度传感器的空间校准方法，包括:将成像屏放置于互动投影系统中投影仪的投射范围内；深度传感器中的色彩传感器根据投影仪投射出的参考物的影像在所述成像屏上的成像计算所述深度传感器的空间位置和姿态。根据本专利技术的第三方面，一种互动投影系统中的投影仪的校准方法，包括:将成像屏放置于互动投影系统中投影仪的投射范围内；深度传感器中的色彩传感器根据所述成像屏上的成像计算所述投影仪的空间位置和姿态。采用本专利技术的，校准方便、快捷、准确。【专利附图】【附图说明】参照下面结合附图对本专利技术实施例的说明，会更加容易地理解本专利技术的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本专利技术的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图1为现有的互动投影仪的校准时的示意图；图2为本专利技术的互动投影系统的一种实施方式的结构图；图3为本专利技术的互动投影系统中的深度传感器的空间校准方法的一种实施方式的流程图；图4为图3中步骤S20的具体流程图；图5为本专利技术的互动投影系统中的投影仪的空间校准方法的一种实施方式的流程图；图6为图5中步骤P20的具体流程图；图7为图6中步骤P22的具体流程图。【具体实施方式】下面参照附图来说明本专利技术的实施例。在本专利技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。图2为本专利技术的互动投影系统的一种实时方式的结构图。在本实施方式中，互动投影系统包括深度传感器11和投影仪21，还包括一个成像屏41。深度传感器11用于采集成像载体的深度信息；投影仪21基于深度信息进行影像的投射。例如，在一个沙堆上投射一火山喷发的图像。深度传感器11需采集沙堆的深度信息，投影仪21基于该深度信息来将火山喷发的图像投射到该沙堆上。成像屏41放置于投影仪的投射范围31内，用于述投影仪投射出的参考物的影像进行成像，并根据其上的成像对深度传感器11或投影仪21进行空间位置校准。成像屏41例如可以是一块白板。例如，投影仪21投射出的参考物的影像为一矩形，则可在成像屏41 (如白板)上呈现该矩形的成像。在一种实施方式中，深度传感器11可以包括色彩传感器(图中未示出)。色彩传感器用于根据参考物的影像在成像屏41上的成像计算深度传感器11和投影仪21的空间位置和姿态。在一种实施方式中，色彩传感器可以通过计算成像的多个顶点的空间位置来计算深度传感器11和投影仪21的空间位置和姿态。例如，投影仪21投射出一矩形影像，并在成像屏41上形成成像。深度传感器11上的彩色传感器采集该矩形成像，并识别该矩形成像在深度传感器 11 的坐标空间的位置(PositionMarkerOnSensor)和姿态(RotationMarkerOnSensor),根据公式I和公式2，反算即可得到深度传感器11在以矩形成像(Markerl)为坐标原点的世界坐标(即空间位置)和旋转参数(即姿态)，从而实现了深度传感器的空间校准。公式1:RotationSensorOnMarker=Inverse(RotationMarkerOnSensor)公式2:PositionSensorOnMarker=-(RotationSensorOnMarker*PositionMarkerOnSensor)其中，Inverse(.)运算为求旋转参数的反向旋转参数，即如果Rl代表向量A旋转到向量B，那么R2=Inverse (Rl)，R2代表向量B旋转到向量A。在对投影仪21进行校准时，先将成像屏41放置于第一位置，并获得多个顶点的第一空间位置和成像的第一大小。然后，将成像屏放置于不同于第一位置的第二位置，并获得多个顶点的第二空间位置和成像的第二大小；根据第一空间位置、第二空间位置、第一大小和第二大小计算投影仪的空间位置和姿态。由于已经得到了矩形成像(Markerl),则其成像的大小(MarkerlSize)也为已知。将成像屏41朝着投影仪21的方向移动一定距离，成像变小一些，得到的成像称之为Marker2,用同样方法可以算出Marker2在平板上的尺寸(Marker2Size),和Marker2在世界坐标系中的位置Marker2Position。在一种实施方式中,可通过公式3计算出投影仪21的世界坐标PositionProjectorCrtferker:公式3:PositionPro jector0nMarker=Marker2Position*Marker2Size/ (Marker2Size_MarkerlSize)。此外，因为投影仪的姿态为从Marker2朝向Mark本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种互动投影系统，包括深度传感器和投影仪，其特征在于：还包括成像屏；所述深度传感器用于采集成像载体的深度信息；所述投影仪基于所述深度信息进行影像的投射；所述成像屏放置于投影仪的投射范围内，用于对所述投影仪投射出的参考物的影像进行成像，并根据其上的所述成像对所述深度传感器或所述投影仪进行空间位置校准。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，
申请(专利权)人：无锡触角科技有限公司，
类型：发明
国别省市：