CN102291553B

CN102291553B - 一种基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正方法

Info

Publication number: CN102291553B
Application number: CN 201110175077
Authority: CN
Inventors: 赵罡; 薛俊杰; 谈敦铭
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2031-06-27
Also published as: CN102291553A

Abstract

本发明涉及一种基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正方法：(一)启动系统中的设备，将智能移动终端接入计算机网络；(二)用户手持智能移动终端站于拼接屏幕前，开始几何校正；(三)运行各受控机上的几何校正程序，用户通过观察投影屏幕上相邻投影通道重叠区域内的插值点、辅助线以及辅助几何图案的对齐情况确定要进行校正的投影通道，并在智能移动终端的几何校正辅助软件界面选择，同时在辅助软件界面显示该投影通道的全部插值点；(四)用户通过智能移动终端选择该通道内需要进行调整的插值点，调整被选取插值点的屏幕坐标与另一投影通道的对应插值点重合，由受控机进行投影面的重新计算并保存计算结果；(五)其他通道的几何校正过程通过重复步骤(三)和步骤(四)来完成。

Description

一种基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正方法

技术领域

本发明涉及一种基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正方法，具体涉及一种虚拟现实和影视娱乐领域的基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正方法，属于计算机网络集群和大屏幕拼接显示技术领域。

背景技术

多通道投影通常有两种实现方法，硬件实现方法和软件实现方法。硬件实现方法速度快但价格昂贵，且灵活性不足，很难在原系统基础上根据具体需求进行二次开发；软件实现方法利用消费级PC组成计算机集群网络，价格低廉，通过软件实现多通道投影的拼接校正与融合，灵活性高，可以很容易的根据具体需求进行各种二次开发实践；由于多通道投影系统的特殊性，控制台一般距投影屏幕的距离较远，几何校正过程通常需要至少两人参与，其中一人在控制台操作校正软件，另一人站于投影屏幕前观察校正效果并告知另一人需要进行调整的通道、插值点、以及插值点的移动方向，两人通常由于缺乏默契而导致误操作，校正过程费时费力，用户体验较差。

目前的智能移动终端如Android智能手机、Android平板电脑、iPhone、iPad等大都配置了600MHz以上的CPU，512M以上的RAM，以及3.5英寸800*480分辨率以上电容式触摸屏，并配备有WIFI无线模块以及可扩展存储的SD卡，并支持丰富的第三方软件安装，给用户带来了很好的使用体验，Android系统和iOS系统提供了供开发者进行应用程序开发所需的丰富的接口和开发工具，这些软硬件条件给我们基于智能移动终端进行工程应用提供了可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正方法，以解决现有的多通道投影几何校正过程需要多人同时操作，误操作多，费时费力，用户体验差等问题。

本发明一种基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正方法，包括如下步骤：

(一)启动系统中的所有设备，包括投影机、计算机网络集群中的主控机和受控机、无线路由器以及智能移动终端，将智能移动终端通过WIFI和无线路由器接入计算机集群网络；

(二)用户手持智能移动终端站在拼接屏幕的前方，打开智能移动终端中的几何校正辅助软件，软件初始化过程中检测移动终端是否能与计算机集群网络中的计算机进行正常通信，开始几何校正过程；

(三)运行各受控机上的几何校正软件，在投影幕上显示个投影通道内的插值点、辅助线和辅助校正几何图案(可以是数字、图形等)，用户通过观察投影屏幕上相邻投影通道重叠区域内的插值点、辅助线以及辅助校正几何图案的对齐情况确定要进行校正的投影通道，并在智能移动终端的几何校正辅助软件界面进行选择，同时在辅助软件界面显示该投影通道的所有插值点；

(四)用户通过智能移动终端选择该通道内需要调整的插值点，通过触控上下左右四个按钮调整被选取插值点的屏幕坐标与另一投影通道的插值点重合，按下确认按钮后由受控机进行投影面的重新计算并保存计算结果；如果校正效果未达到要求而需要进行更为精细的几何校正，可以通过增加通道内插值点的数量来实现微调，即几何校正结果的精细度是与通道内插值点成正相关的；

(五)其他拼接处的几何校正过程通过重复步骤(三)和步骤(四)来完成，直到所有几何校正完成后，用户手动退出智能移动终端和受控机的几何校正软件。

其中，所述的智能移动终端为目前主流配置的Android智能手机、Android平板电脑、iPhone、iPad等具备WIFI无线模块支持安装第三方应用软件的移动终端。

其中，所述的无线路由器提供至少主控机和受控机数量总和的LAN接口，主控机和受控机通过这些接口进行互联，智能移动终端通过WIFI接入计算机集群网络与集群网络中的计算机互联。

其中，所述的安装于智能移动终端上的几何校正软件起到辅助进行几何校正的作用，提供直观人性化的用户界面，投影面的重新计算由集群中的受控机完成。

其中，所述的智能移动终端上的几何校正软件功能包括投影通道的选择、插值点的显示与选择、插值点的上下左右移动、增加插值点、应用与撤销插值点移动等功能。

其中，所述用户在智能移动终端上通过触控移动插值点的过程，同时在大屏幕上实时更新新的插值点的位置，实时性达到所见即所得的效果。

其中，所述的拼接屏幕可以是平面幕、环幕、球面幕中的任一种。

其中，所述的整个几何校正过程由一个用户手持智能移动终端站于拼接屏幕的前方即可完成。

本发明一种基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正方法，其优点及功效在于：通过使用智能移动终端通过WIFI接入计算机集群网络进行辅助几何校正，使得整个几何校正过程由一个用户手持智能移动终端站于拼接屏幕的前方即可完成，方便快捷；安装于智能移动终端中的几何校正软件具有人性化的用户界面，操作简单，并通过增加触感反馈提供良好的用户体验。整个方案的核心技术采用软件实现，智能移动终端和无线路由器为日常所用，不需购置特殊的硬件设备，因此在提供良好的用户体验的同时并没有增加整个系统的成本。

附图说明

图1是本发明所提出的基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正系统的系统组成示意图。

图2是本发明所提出的安装于智能移动终端的几何校正软件用户界面示意图。

图3是本发明所提出的基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正流程图。

图4是本发明中开发的安装于智能移动终端的几何校正软件流程图。

图5是本发明中开发的安装于各受控机的几何校正软件流程图。

图1中具体标号如下：

1、2、3 计算机集群网络中的受控机(图中只画出了三台，随通道数增加)

4 主控机

5、6、7 投影仪(图中只画出了三台，随通道数增加，如需支持立体模式，则数量加倍)

8 无线路由器

9 智能移动终端

10 智能移动终端通过WIFI接入计算机集群网络

11 大屏幕

12 主控机和受控机通过网线接入计算机集群网络

13、14、15 连接线

图2中具体标号如下：

A 选择要进行调整的通道数

B 插值点的显示选择区域

C 插值点的移动方向键

D 应用本次移动

E 撤销本次移动

F 增加通道内的插值点

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，发明方法中使用的硬件设备包括：智能移动终端9、计算机(其中包括计算机集群网络中的受控机1、2、3，以及主控机4)、投影仪5、6、7、无线路由器8、大屏幕11等，受控机1、2、3通过连接线13、14、15与投影仪5、6、7相连；。整个系统使用智能移动终端作为前台用户接口，将用户交互产生的几何校正数据实时传送到集群中的计算机进行投影面的重新计算并在大屏幕上实时显示。无线路由器既要通过LAN接口将主控机和受控机互联，满足它们之间实时快速信息交换的需求，又要通过无线网络满足几何校正时移动终端通过WIFI接入计算机集群网络的需求。如果需要支持被动立体模式，需要偏振光片、被动立体显示屏幕和被动立体眼镜等设备，此时系统中的投影机数量也加倍，对应于左右眼的两幅图像经过偏振光片的过滤，通过被动立体屏幕反射之后，再经过被动立体眼镜中左右眼的偏振光片选择对应的图像，使左右眼分别看到与之对应的图像，从而实现立体功能。

发明方法中使用的软件平台包括操作系统(Windows或者Linux操作系统)、网卡以及显卡对应的驱动程序等已有通用软件技术平台和基于OpenGL自主开发的安装于每台受控机上的几何校正软件、基于Android或iOS自主开发的安装于智能移动终端上的多通道投影几何校正辅助软件。

发明方法中，系统运行的操作方法如下：首先启动系统中的所有设备，包括投影机、计算机网络集群中的主控机和受控机、无线路由器以及智能移动终端，运行各台受控机上的几何校正程序，将智能移动终端通过WIFI和无线路由器接入计算机集群网络；然后由用户手持智能移动终端站于拼接屏幕的前方，打开智能移动终端中的几何校正软件，软件初始化过程中检测移动终端是否能与计算机集群网络中的计算机进行正常通信，开始几何校正过程；用户然后通过观察投影屏幕上的插值点以及辅助线的对齐情况确定要进行校正的投影通道，并在智能移动终端的几何校正辅助软件界面进行选择，同时在辅助软件界面显示该投影通道的全部插值点；用户通过智能移动终端选择该通道内需要调整的插值点，通过触控上下左右四个按钮调整插值点的屏幕坐标与另一投影通道的插值点重合，按下确认按钮后由受控机进行投影面的重新计算并保存计算结果；如果校正效果未达到要求而需要进行更为精细的几何校正，可以通过增加通道内的插值点数量来实现微调；其他投影通道的几何校正过程通过重复上述步骤来完成，直到所有通道几何校正完成后，用户手动退出智能移动终端和受控机的几何校正软件。

图1是基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正系统的系统组成示意图。图中受控机1、2、3和主控机4通过网线连接到无线路由器8，组成一个计算机集群网络，智能移动终端9通过WIFI接入集群网络10。操作者通过智能移动终端几何校正软件来实现通道的选取、插值点的选取和移动等操作，并将插值点调整的结果传送到受控机，在大屏幕上实时更新显示，然后由受控机进行投影面的重新计算，完成一次几何校正过程。

图2是安装于智能移动终端的几何校正软件用户界面示意图。图示为三通道的投影系统几何校正用户界面，可以方便的扩展到N个通道；用户每次只能选择一个通道进行操作A，用户通过触控来选择要调整的插值点，被选择的插值点以另外一种颜色标记显示B，通过触控方向键C来移动插值点，同时移动终端开启触感反馈，提示用户插值点的移动已经生效；点击确定按钮D后由该通道对应的受控机对投影面进行重新计算，如需对投影面进行更加精细的调整，通过触控左边的按钮F增加通道内的插值点数量，如对本次调整的结果不满意可以通过触控撤销按钮E撤销本次移动。

图3是本发明所提出的基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正流程图。系统运行时，首先启动系统中的所有设备，包括投影机、计算机网络集群中的主控机和受控机、无线路由器以及智能移动终端，运行各台受控机上的几何校正程序，将智能移动终端通过WIFI和无线路由器接入计算机集群网络；然后由用户手持智能移动终端站于拼接屏幕的前方，打开智能移动终端中的几何校正辅助软件，软件初始化过程中检测移动终端是否能与计算机集群网络中的计算机进行正常通信，开始几何校正过程；用户然后通过观察投影屏幕上的插值点以及辅助线的对齐情况确定要进行校正的投影通道，并在智能移动终端的几何校正辅助软件界面进行选择，同时在辅助软件界面显示该投影通道的全部插值点；用户通过智能移动终端选择该通道内需要调整的插值点，通过触控上下左右四个按钮调整插值点的屏幕坐标与另一投影通道的插值点重合，按下确认按钮后由受控机进行投影面的重新计算并保存计算结果；如果校正效果未达到要求而需要进行更为精细的几何校正，可以通过增加通道内插值点的数量来实现微调；其他拼接处的几何校正过程通过重复上述步骤来完成，直到所有几何校正完成后，退出智能移动终端和受控机的几何校正软件。

图4是本发明中开发的安装于智能移动终端的几何校正软件流程图。软件流程描述如下：(1)使用者首先通过本软件选取待调整的投影通道，然后会在软件界面显示通道内所有的插值点、辅助线和辅助几何图案；(2)使用者根据相邻通道插值点、辅助线和辅助几何图案的对齐情况选取待调整的插值点，同时将被选取插值点的编号通过网络发送给受控机；(3)用户通过操作移动按钮移动被选取插值点的位置，同时将插值点的位移数据发送给受控机，在受控机上实时更新显示；(4)直到插值点位移调整结束，向受控机发送计算新投影面的指令；(5)检查校正精细程度是否满足要求，如果满足，则选取下一个通道进行校正，如果不满足，则增加通道内的插值点的数目，重复过程(2)、(3)和(4)；重复上述过程，直到所有通道校正完毕退出软件。

图5是本发明中开发的安装于各受控机的几何校正软件流程图。软件流程描述如下：(1)接收智能移动终端发来的被选取插值点的编号数据，高亮显示被选取插值点；(2)接收智能移动终端传回的插值点的位移数据，并实时更新插值点的位置；(3)如果收到计算新投影面的指令，则根据通道内所有插值点的当前坐标值计算新投影面，并将计算结果保存到本地；重复以上过程直到该通道校正完毕。

本发明通过智能移动终端实现了交互式的多通道投影几何校正，通过使用智能移动终端通过WIFI接入计算机集群网络进行辅助几何校正，使得整个几何校正过程由一个用户手持智能移动终端站于拼接屏幕的前方即可完成，方便快捷；安装于智能移动终端中的几何校正软件具有人性化的用户界面，操作简单，并通过触感反馈等智能终端的特性提供良好的用户体验。整个方案的核心技术采用软件实现，智能移动终端和无线路由器为日常所用，不需购置特殊的硬件设备，因此在提供良好的用户体验的同时并没有增加整个系统的成本。

Claims

1.一种基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

（一）启动系统中的所有设备，包括投影机、计算机网络集群中的主控机和受控机、无线路由器以及智能移动终端，将智能移动终端通过WIFI和无线路由器接入计算机网络；

（二）用户手持智能移动终端站于拼接屏幕的前方，打开智能移动终端中的几何校正辅助软件，软件初始化过程中检测移动终端是否能与计算机集群网络中的计算机进行正常通信，开始几何校正过程；

（三）运行各受控机上的几何校正软件，在投影幕上显示各投影通道内的插值点、辅助线和辅助校正几何图案，用户通过观察投影屏幕上相邻投影通道重叠区域内的插值点、辅助线以及辅助校正几何图案的对齐情况确定要进行校正的投影通道，并在智能移动终端的几何校正辅助软件界面进行选择，同时在辅助软件界面显示该投影通道的所有插值点；

（四）用户通过智能移动终端选择该通道内需要调整的插值点，通过触控上下左右四个按钮调整插值点的屏幕坐标与另一投影面相应的插值点重合，按下确认按钮后由受控机进行投影面的重新计算并保存计算结果；如果校正效果未达到要求而需要进行更为精细的几何校正，通过增加通道内插值点的数量来实现微调，即几何校正结果的精细度是与通道内插值点成正相关的；

（五）其他拼接处的几何校正过程通过重复步骤（三）和步骤（四）来完成，直到所有几何校正完成后，用户手动退出运行于智能移动终端和受控机的几何校正软件。

2.根据权利要求1所述的基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正方法，其特征在于：在多通道投影几何校正中使用智能移动终端来辅助几何校正，所述的智能移动终端为具备WIFI无线模块且支持安装第三方应用软件的Android智能手机、Android平板电脑、iPhone及iPad。

3.根据权利要求1所述的基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正方法，其特征在于：所述的无线路由器提供至少主控机和受控机数量总和的LAN接口，主控机和受控机通过这些接口进行互联，智能移动终端通过WIFI接入计算机集群网络与集群计算机互联。

4.根据权利要求1所述的基于智能移动终端的交互式多通道投影几何校正方法，其特征在于：所述的拼接屏幕是平面幕、环幕、球面幕中的任一种。