[发明专利]投影设备及基于光机相机标定的投影图像校正方法

权利要求书

1.一种投影设备，其特征在于，包括：

光机，用于投射播放内容至投影面的预设投影区域；

相机，用于获取标定板图像，所述标定板包含标定图卡和空白区域，所述标定板设置于所述投影面；

控制器，被配置为：

检测到投影设备移动后，控制光机投射标定图卡至所述标定板的所述空白区域以确定标定参数；

基于所述标定参数，和所述相机获取的所述标定板图像在相机坐标系下的坐标，确定世界坐标系和光机坐标系之间的转换矩阵；

根据上述转换矩阵，将所述世界坐标系下所述预设投影区域顶点的第一坐标转换至所述光机坐标系得到第二坐标，并控制所述光机投射播放内容至所述第二坐标。

2.如权利要求1所述投影设备，其特征在于，所述控制器还被配置为，在投射标定图卡至所述标定板的空白区域确定标定参数步骤中：

控制相机拍摄预设数量的标定板图像、并识别提取所述标定板图像中的特征点，所述特征点包括所述空白区域中投影图像的特征点、以及标定板所设置标定图卡本身的特征点；

当获取标定参数与预设理论值的差值小于等于预设阈值时，判定所述标定参数获取成功；否则，重新执行标定参数确定步骤；

其中，判定获取所述标定板图像数量小于所述预设数量、或识别提取所述特征点失败时，重新执行标定参数确定步骤。

3.如权利要求1所述投影设备，其特征在于，所述控制器还被配置为，在投射标定图卡至所述标定板的空白区域确定标定参数步骤中：

在光机的数字微镜器件所在平面偏移透镜中轴第一距离时，在所述光机成像面的标定过程中反向扩展第一距离，以使所述数字微镜器件平面向任意方向平移任意距离时所述控制器准确获取所述标定参数。

4.如权利要求2所述投影设备，其特征在于，所述控制器还被配置为，在相机拍摄预设数量的标定板图像、并识别提取所述标定板图像中的特征点以确定标定参数步骤中：

将所述标定板旋转不同姿态，识别相机坐标系下所述投影图像中特征点的坐标；

创建世界坐标系，基于所述特征点与所述世界坐标系下标定板标定图卡中特征点的对应关系确定所述标定参数。

5.如权利要求1所述投影设备，其特征在于，所述控制器还被配置为，在确定世界坐标系和光机坐标系之间的转换矩阵步骤中：

根据标定参数，将标定板图像的特征点从相机坐标系转换至光机坐标系；

基于投影面和标定板共面的特性，将光机坐标系下标定板图像的所有特征点进行拟合，得到光机坐标系下所述投影面的单位法向量；

根据投影面单位法向量在光机坐标系、及世界坐标系下的不同表示，确定所述旋转矩阵。

6.如权利要求1所述投影设备，其特征在于，所述标定参数包括光机内参、及光机相机间的外参。

7.如权利要求1所述投影设备，其特征在于，所述世界坐标系原点设置在所述光机坐标系原点处，其XOY面平行于所述投影面。

8.如权利要求1所述投影设备，其特征在于，所述预设投影区域为矩形区域时，所述顶点为所述矩形区域的矩形顶点。

9.一种基于光机相机标定的投影图像校正方法，其特征在于，所述方法包括：

检测到投影设备移动后，投射标定图卡至标定板的空白区域以确定标定参数；

基于所述标定参数，和获取的所述标定板图像在相机坐标系下的坐标，确定世界坐标系和光机坐标系之间的转换矩阵；

根据上述转换矩阵，将所述世界坐标系下预设投影区域顶点的第一坐标转换至所述光机坐标系得到第二坐标，并投射播放内容至所述第二坐标。

10.如权利要求9所述基于光机相机标定的投影图像校正方法，其特征在于，在投射标定图卡至标定板的空白区域确定标定参数步骤中，所述方法还包括：

拍摄预设数量的标定板图像、并识别提取所述标定板图像中的特征点，所述特征点包括所述空白区域中投影图像的特征点、以及标定板所设置标定图卡本身的特征点；

当获取标定参数与预设理论值的差值小于等于预设阈值时，判定所述标定参数获取成功；否则，重新执行标定参数确定步骤；

其中，判定获取所述标定板图像数量小于所述预设数量、或识别提取所述特征点失败时，重新执行标定参数确定步骤。