CN102929084B - 投影机转动投影和自动调试图像成像系统及其成像方法 - Google Patents
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Abstract
一种投影机转动投影和自动调试图像成像系统及其成像方法，通过包括投影机以及在投影机投影范围内的投影面，所述的投影机上设置带有摄像采集装置的旋转云台，并且投影机同摄像采集装置能随旋转云台同步转动，投影机同摄像采集装置还同控制电脑通信控制连接。结合其成像方法可实现投影机自动生成与投影面匹配的图像，使图像和场景的结合更加紧密，更加真切。
Description
技术领域
本发明涉及图像成像技术领域，特别涉及一种投影机转动投影和自动调试图像成像系统及其成像方法，即投影机转动投影同时自动聚焦以及图像自动曲面矫正的成像系统及其成像方法，尤其能实现软硬件结合，自动控制免人工调试图像的成像系统及其成像方法。
背景技术
目前现有的投影式成像系统构造由投影机和投影幕等基本要素组成。投影机投影，画面成在投影幕上，如果投影机的安装位置不准确，投影画面成梯形或者投影画面大小不合适，需要手动梯形校正和投影机调焦；成像幕表面凹凸曲率变化，投影画面没有同成像幕表面切合，需要曲面校正。现有投影机自动调焦技术能够通过软件控制实现自动调焦，但调焦和画面的匹配性还有待提高；而现有曲面校正需要提供的条件是:保证投影机位置准确不动情况下进行人工调试，费时费力。
发明内容
本发明提供一种投影机转动投影和自动调试图像成像系统及其成像方法，通过包括投影机以及在投影机投影范围内的投影面，所述的投影机上设置带有摄像采集装置的旋转云台，并且投影机同摄像采集装置能随旋转云台同步转动，投影机同摄像采集装置还同控制电脑通信控制连接。结合其成像方法可实现投影机自动生成与投影面匹配的图像，使图像和场景的结合更加紧密，更加真切。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种投影机转动投影和自动调试图像成像系统，包括投影机5以及在投影机5投影范围内的投影面1，所述的投影机5上设置带有摄像采集装置3的旋转云台4，并且投影机5同摄像采集装置3能随旋转云台4同步转动，投影机5同摄像采集装置3还同控制电脑6通信控制连接，控制电脑6还通信控制连接激光测距仪，激光测距仪能够随旋转云台4同步转动，投影机5还带有电动变焦聚焦镜头。
所述的控制电脑6内包括云台控制模块、激光数据采集分析模块、投影图像处理模块、运动轨迹编辑模块、电动变焦镜头采集分析模块以及曲面矫正模块。
所述的旋转云台4为二维旋转平台，能实现360度旋转。
所述的投影面1的幕布边缘能使控制电脑6通过摄像采集装置3得到视频流，控制电脑6通过视频流能获取幕布的实际尺寸。
所述的投影机转动投影和自动调试图像成像系统的成像方法为当控制电脑6根据运动轨迹编辑模块内预先编辑设定的运动轨迹通过云台控制模块控制旋转云台4运行，也即二维旋转平台运行来移动投影机5演绎多媒体内容，同步启动摄像采集装置3和激光测距仪同二维旋转平台也相对同步运动，如此就进行现场实时的曲面投影几何校正阶段，即利用摄像采集装置3实时获取现场投影面1的信息，控制电脑6通过激光测距仪对投影机5投影到投影面1的距离以及投影面1的幕布的高度进行标定得到相关标定数据，并且在投影机5运动过程中能根据激光测距仪和相关标定数据从而经由激光数据采集分析模块导出投影机5与幕布之间的距离以及经由投影图像处理模块投影面1与幕布之间的几何关系得到对应的投影曲面的节点，激光测距数据采集分析模块采集投影仪主光轴与投影面之间的距离PDD，电动变焦镜头采集分析模块采集当前焦距CF，通过这两个主光轴与投影面之间的距离PDD和当前焦距CF导出在当前焦距下投影画面的大小CPPD，通过恒定的实际要求的投影面的大小RPPD和当前投影距离导出当前实际要求的焦距RF，控制电动变焦镜头调节焦距使得投影面1和幕布的高度保持预设的比例关系，随后重新获取当前焦距CF，并实现自动聚焦以保障投影画面2的清晰，另外投影机5与投影面1之间的左边缘距离为R0，激光测距焦点为激光测距仪针对投影面1的中点所测得的距离为R8，即曲面校正系统的中轴线，投影机5与投影面1之间的右边缘距离为Rg，而R0对应的投影面1的高度为H0，RgH对应的投影面1的高度为Hg，R8对应的投影面1的高度为H8，再根据R8与H8与标定的幕布高度以及恒定的实际要求的投影面的大小RPPD之间进行比对，并采取对应的曲目校正策略，通过关键节点进行校正操作达到曲面校正的自动化，即控制电脑5通过曲面矫正模块对对应的投影曲面的节点计算进行曲面调整从而完成实现自动曲面校正的过程，其中R0、R8、Rg、H0、Hg以及H8为大于0的实数。
通过包括投影机以及在投影机投影范围内的投影面，所述的投影机上设置带有摄像采集装置的旋转云台，并且投影机同摄像采集装置能随旋转云台同步转动，投影机同摄像采集装置还同控制电脑通信控制连接。结合其成像方法可实现投影机自动生成与投影面匹配的图像，使图像和场景的结合更加紧密，更加真切。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的投影机转动角度后投影的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明做进一步说明：
如图1和图2所示，投影机转动投影和自动调试图像成像系统，包括投影机5以及在投影机5投影范围内的投影面1，所述的投影机5上设置带有摄像采集装置3的旋转云台4，并且投影机5同摄像采集装置3能随旋转云台4同步转动，投影机5同摄像采集装置3还同控制电脑6通信控制连接，控制电脑6还通信控制连接激光测距仪，激光测距仪能够随旋转云台4同步转动，投影机5还带有电动变焦聚焦镜头。所述的控制电脑6内包括云台控制模块、激光数据采集分析模块、投影图像处理模块、运动轨迹编辑模块、电动变焦镜头采集分析模块以及曲面矫正模块。所述的旋转云台4为二维旋转平台，能实现360度旋转。所述的投影面1的幕布边缘能使控制电脑6通过摄像采集装置3得到视频流，控制电脑6通过视频流能获取幕布的实际尺寸，以便于利用计算机三维图形技术创建虚拟屏幕。
所述的投影机转动投影和自动调试图像成像系统的成像方法为当控制电脑6根据运动轨迹编辑模块内预先编辑设定的运动轨迹通过云台控制模块控制旋转云台4运行，也即二维旋转平台运行来移动投影机5演绎多媒体内容，同步启动摄像采集装置3和激光测距仪同二维旋转平台也相对同步运动，如此就进行现场实时的曲面投影几何校正阶段，即利用摄像采集装置3实时获取现场投影面1的信息，控制电脑6通过激光测距仪对投影机5投影到投影面1的距离以及投影面1的幕布的高度进行标定得到相关标定数据，并且在投影机5运动过程中能根据激光测距仪和相关标定数据从而经由激光数据采集分析模块导出投影机5与幕布之间的距离以及经由投影图像处理模块投影面1与幕布之间的几何关系得到对应的投影曲面的节点，激光测距数据采集分析模块采集投影仪主光轴与投影面之间的距离PDD，电动变焦镜头采集分析模块采集当前焦距CF，通过这两个主光轴与投影面之间的距离PDD和当前焦距CF导出在当前焦距下投影画面的大小CPPD，实际要求的投影面的大小是恒定的RPPD（real projection plane data），该数据与投影幕的高度Hm有着密切的关系，通过恒定的实际要求的投影面的大小RPPD和当前投影距离导出当前实际要求的焦距RF，控制电动变焦镜头调节焦距使得投影面1和幕布的高度保持预设的比例关系，随后重新获取当前焦距CF，并实现自动聚焦以保障投影画面2的清晰，另外投影机5与投影面1之间的左边缘距离为R0，激光测距焦点为激光测距仪针对投影面1的中点所测得的距离为R8，即曲面校正系统的中轴线，投影机5与投影面1之间的右边缘距离为Rg，而R0对应的投影面1的高度为H0，RgH对应的投影面1的高度为Hg，R8对应的投影面1的高度为H8，再根据R8与H8与标定的幕布高度以及恒定的实际要求的投影面的大小RPPD之间进行比对，并采取对应的曲目校正策略，通过关键节点进行校正操作达到曲面校正的自动化，即控制电脑5通过曲面矫正模块对对应的投影曲面的节点计算进行曲面调整从而完成实现自动曲面校正的过程，其中R0、R8、Rg、H0、Hg以及H8为大于0的实数。
Claims (1)
1.投影机转动投影和自动调试图像成像系统的成像方法，包括投影机（5）投影范围内的投影面（1），其特征为，所述的投影机（5）上设置带有摄像采集装置（3）的旋转云台（4），并且投影机（5）同摄像采集装置（3）能随旋转云台（4）同步转动，投影机（5）同摄像采集装置（3）还同控制电脑（6）通信控制连接，控制电脑（6）还通信控制连接激光测距仪，激光测距仪能够随旋转云台（4）同步转动，投影机（5）还带有电动变焦聚焦镜头；
所述的投影面（1）的幕布边缘能使控制电脑（6）通过摄像采集装置（3）得到视频流，控制电脑（6）通过视频流能获取幕布的实际尺寸；
当控制电脑（6）根据运动轨迹编辑模块内预先编辑设定的运动轨迹通过云台控制模块控制旋转云台（4）运行，也即二维旋转平台运行来移动投影机（5）演绎多媒体内容，同步启动摄像采集装置（3）和激光测距仪同二维旋转平台也相对同步运动，如此就进行现场实时的曲面投影几何校正阶段，即利用摄像采集装置（3）实时获取现场投影面（1）的信息，控制电脑（6）通过激光测距仪对投影机（5）投影到投影面（1）的距离以及投影面（1）的幕布的高度进行标定得到相关标定数据，并且在投影机（5）运动过程中能根据激光测距仪的相关标定数据从而经由激光测距数据采集分析模块导出投影机（5）与幕布之间的距离以及经由投影图像处理模块投影面（1）计算与幕布之间的几何关系得到对应的投影曲面的节点，激光测距数据采集分析模块采集投影仪主光轴与投影面之间的距离PDD，电动变焦镜头采集分析模块采集当前焦距CF，通过这两个主光轴与投影面之间的距离PDD和当前焦距CF导出在当前焦距下投影画面的大小CPPD，通过恒定的实际要求的投影面的大小RPPD和当前投影距离导出当前实际要求的焦距RF，控制电动变焦镜头调节焦距使得投影面（1）和幕布的高度保持预设的比例关系，随后重新获取当前焦距CF，并实现自动聚焦以保障投影画面（2）的清晰，另外投影机（5）与投影面（1）之间的左边缘距离为R0，激光测距焦点为激光测距仪针对投影面（1）的中点所测得的距离为R8，即曲面校正系统的中轴线，投影机（5）与投影面（1）之间的右边缘距离为Rg，而R0对应的投影面（1）的高度为H0，Rg对应的投影面（1）的高度为Hg，R8对应的投影面（1）的高度为H8，再根据R8与H8与标定的幕布高度以及恒定的实际要求的投影面的大小RPPD之间进行比对，并采取对应的曲目校正策略，通过关键节点进行校正操作达到曲面校正的自动化，即控制电脑（5）通过曲面矫正模块对对应的投影曲面的节点计算进行曲面调整从而完成实现自动曲面校正的过程，其中R0、R8、Rg、H0、Hg以及H8为大于0的实数。
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Denomination of invention: Imaging system with properties of projection machine rotation projection and automatic image debugging, and imaging method thereof Effective date of registration: 20150601 Granted publication date: 20150211 Pledgee: Xi'an HowNet Operation Management Center Co., Ltd. Pledgor: Xi'an Lingjing Science and Technology Co., Ltd. Registration number: 2015610000006 |
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Change date: 20160803 Registration number: 2015610000006 Pledgee after: Xi'an intellectual property Agel Ecommerce Ltd Pledgee before: Xi'an HowNet Operation Management Center Co., Ltd. |