[发明专利]面向沉浸式场景的多投影空间布局评估方法和系统

说明书

本发明实施例提供一种面向沉浸式场景的多投影空间布局评估方法和系统。该方法包括：根据投影分辨率生成结构光条纹码，使用相机采集图像数据，计算相机空间和投影空间中标定板特征点坐标，使用双目标定方法，输出内外参数；根据设备内参、视场角、场景需求和场景空间数据计算沉浸式多投影空间布局的评估结果，生成投影部署方案；在虚拟空间中搭建真实场景仿真模型，实现场景中设备在仿真空间中位姿的动态调整，实现实时纹理输出；根据投影设备在场景空间坐标之中的位姿，通过设备视场角获取纹理，实现最终的图像投影。本发明实现对沉浸式场景布局方案质量的快速评估和可视化呈现，解决真沉浸式场景中空间布局投影死角难发现问题，降低沉浸式环境部署执行门槛。

技术领域

本发明涉及计算机视觉及计算机图形学技术领域，尤其涉及一种面向沉浸式场景的多投影空间布局评估方法和系统。

背景技术

随着科技的不断进步，VR(Virtual Reality，虚拟现实)以及AR(AugmentedReality，增强现实)技术在视频、教育、旅游等各行业得到越来越深入的应用。VR以及AR技术相对传统的PC(Personal Computer，个人计算机)和手机最大的特点是沉浸感。三维沉浸式环境是一种虚实融合的三维动态实境仿真系统和多源信息融合的实体交互式系统，通过虚拟3D场景投影带来的视觉真实性以及实时动态虚实互动的交互真实性，使用户沉浸到该环境中。三维沉浸式环境在体感游戏、影视娱乐、远程立体视频会议、远程教学等各个领域都有着重要的应用价值。

三维沉浸式环境是真实环境和虚拟环境的融合，目前市面上涌现出很多种类形态不一的硬件设备和软体，往往只能解决单一面、静态环境的融合，而且安装部署复杂，精度校准难，对于沉浸感要求高的场景，往往需要凭借人工经验和反复调试，执行门槛高，因此行业中急需行之有效的高效率高质量的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是为了提出一种面向沉浸式场景的多投影空间布局评估方法和系统，实现对沉浸式场景布局方案质量的快速评估和可视化呈现，解决真沉浸式场景中空间布局投影死角难发现问题，降低沉浸式环境部署执行门槛。

基于上述目的，第一方面，本发明实施例提供了一种面向沉浸式场景的多投影空间布局评估方法，该方法包括：

根据投影分辨率生成结构光条纹码，使用相机采集图像数据，计算相机空间和投影空间中标定板特征点坐标，使用双目标定方法，输出内外参数；

根据设备内参、视场角、场景需求和场景空间数据计算沉浸式多投影空间布局的评估结果，生成投影部署方案；

在虚拟空间中搭建真实场景仿真模型，实现场景中设备在仿真空间中位姿的动态调整，实现实时纹理输出；

根据投影设备在场景空间坐标之中的位姿，通过设备视场角获取纹理，实现最终的图像投影。

进一步地，所述根据投影分辨率生成结构光条纹码，使用相机采集图像数据，计算相机空间和投影空间中标定板特征点坐标，使用双目标定方法，输出内外参数，包括：

根据投影设备分辨率，生成结构光条纹码；

选定一个纯色背景板区域，将标定板固定在投射区域内，使用相机对准所述投射区域，调整焦距和曝光，使之在相机视角内清晰成像；

启动结构光投影程序，逐个拍摄条纹码图像，通过结构光多步相移法确定标定板角点在相机坐标系和投影坐标系下的位置，执行双目标定，获取相机和投影的内外参数；

重复所述获取相机和投影的内外参数的步骤，完成所有投影和相机设备的标定，得到内参矩阵。

进一步地，所述根据设备内参、视场角、场景需求和场景空间数据计算沉浸式多投影空间布局的评估结果，生成投影部署方案，包括：

通过深度相机结合惯性测量单元获取环境场景的点云数据；