[发明专利]一种基于多矩阵映射的投影仪标定方法

说明书

本发明涉及一种基于多矩阵映射的投影仪标定方法，包括以下步骤：（1）投影标定点，确定计算机显示屏幕与投影画面之间的方向映射关系；（2）对投影屏幕继续进行投影标定点，直至满足标定点均匀覆盖整个计算机显示屏幕；（3）根据投影标定点，构建投影屏幕的子矩阵；（4）通过摄像头采集投影画面；（5）利用DLT模型建立映射关系方程；（6）利用SVD方法求解映射关系方程，获取投影标定的映射关系。本发明所述的投影仪标定方法，极大的提高了投影标定点的速率，提高了映射关系的准确性，保证了在没有受到摄像头畸变影响中投影矩阵区域中的映射关系的准确性，很好地满足了用户的需求。

技术领域

本发明涉及图像处理和计算机视觉检测领域，具体涉及一种基于多矩阵映射的投影仪标定方法。

背景技术

随着社会的发展，人机交互技术在现实的生活中，应用也越来越广。人机交互的发展历史经历了从人类适应计算机到计算机不断的适应人类的阶段。此外，由于显示屏幕的使用，也极大地有利于人机交互技术的发展。伴随着计算机视觉技术的飞速发展以及一些传感器(例如比如深度相机Kinect、LeapMotion等)的出现，其与人机交互技术之间的结合也越来越紧密，更加拓展了人机交互技术的市场。

目前的交互式投影系统一般可由普通摄像头或者传感器以及投影仪等设备构成，其同样属于人机交互方式的一种。在该系统中，用户可以在投影中进行操作计算机，实现书写以及绘图等多种功能。随着课堂教学以及会议举办的效率越来越高，交互式投影系统将会使摄像机的使用具有良好的体验感，极大地满足用户的需求。

正是由于人机交互技术的快速发展，人们对人机交互的精度要求也越来越高。众所周知，精确的标定是实现高精度的人机交互的基础。就目前的技术看来，尽管有些方法实现了极高的精度标定，但是这些方法大多数是以高成本的精度设备实现的，不方便于大多数用户的需求。有些方法尽管设备简单，但是标定精度却不能很好地满足用户的需求，比如在仅仅利用摄像头进行精度标定时，由于摄像头畸变的影响，使得标定精度产生了一些误差。

如何既能使用成本较低的设备，也能标实现较高精度的标定成为了本专利的主要探讨的主题。基于此，本专利为了满足大多数的用户需求，仅仅利用摄像头进行标定，设备成本较低。在本专利中，我们提出了一种基于多矩阵映射的投影仪标定方法，从而减少了摄像头畸变所带来的标定精度的误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多矩阵映射的投影仪标定方法，能够减少摄像头畸变所带来的标定精度的误差，满足了大多数的用户需求。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于多矩阵映射的投影仪标定方法，具体包括以下步骤：

(1)投影标定点，确定计算机显示屏幕与投影画面之间的方向映射关系；

(2)对投影屏幕继续进行投影标定点，直至满足标定点均匀覆盖整个计算机显示屏幕；

(3)根据投影标定点，构建投影屏幕的子矩阵；

(4)通过摄像头采集投影画面；

(5)利用DLT模型建立映射关系方程；

(6)利用SVD方法求解映射关系方程，获取投影标定的映射关系。

所述的基于多矩阵映射的投影仪标定方法，步骤(1)中，所述投影标定点，确定计算机显示屏幕与投影画面之间的方向映射关系，具体包括以下步骤：

(11)在计算机显示屏幕的四个顶角方向位置中，随意选取一个未被投影的位置进行投射标定点；

(12)利用摄像头采集进行投射标定点之后的投影画面；

(13)循环执行步骤(11)和(12)，直到计算机显示屏幕中四个顶角位置均被标定点标定为止；