CN106991702A - 一种投影仪标定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种投影仪标定方法及装置，应用于电子设备，该方法包括：根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值；根据接收到的全白棋盘格标定板图案，确定所述全白棋盘格标定板图案中的每个角点；根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系，及所述每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；根据每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的对应关系，标定投影仪。在本发明提供的投影仪标定方法中，在保证标定过程效率的同时，提高了标定结果的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及结构光三维测量技术领域，尤其涉及一种投影仪标定方法及装置。
背景技术
结构光三维测量技术具有非接触、高精度、高速度等优点，广泛应用于科学分析、生物工程、工业生产等领域。在结构光三维测量中，存在一种单相机、单投影仪组成的三维测量系统，这种系统结构简单、测量效率高，但其测量系统中会涉及到相机和投影仪的标定。相机标定已经有比较成熟的标定方法，然而投影仪不是成像设备，但是投影仪投影的过程可以看作是相机成像的逆过程，需要利用相机来对投影仪进行标定。
现有技术中为了标定投影仪，可以是投影仪投影棋盘格图案到标定板上，相机采集投影图案和标准的标定板图案，然后发送给电子设备，电子设备根据接收到的投影图案和标定板图案，通过差分、滤波等方法提取棋盘格图案，再计算出棋盘格角点的世界坐标，利用相机标定函数计算投影仪的内参、外参和畸变系数，从而标定投影仪。但是由于这种方法在提取棋盘格图案前通过差分、滤波等方法进行了处理，导致提取后的棋盘格图案存在较大误差，而导致投影仪的标定结果误差较大，准确性较低。
在现有技术中还可以是投影仪投影相移图案到标定板上，相机采集投影图案和标准的标定板图案，然后发送给电子设备，电子设备根据接收到的投影图案和标定板图案，通过解相位算法，计算相机图像与投影仪图像中的像素的对应关系，利用相机标定函数计算投影仪的内参、外参和畸变系数，从而标定投影仪。但是利用这种方法中用到的解相位算法比较复杂，而导致投影仪的标定过程效率低下。
发明内容
本发明提供一种投影仪标定方法及装置，用以解决现有技术中存在投影仪的标定结果的准确性低以及标定过程效率低下的问题。
为了解决上述的问题，本发明提供了一种投影仪标定方法，应用于电子设备，该方法包括：
根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值，其中所述格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案为投影仪将格雷码初始图案组中的每个图案及线移初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为对应的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备的；
根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点，其中所述全白图案为投影仪投影全白的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全白图案发送给电子设备的；根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系，及所述每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；
根据每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系，标定投影仪。
进一步地，所述棋盘格标定板为灰色棋盘格标定板。
进一步地，所述接收格雷码投影图案组中的每个图案包括：
根据本地保存的格雷码图案生成规则，生成格雷码初始图案组中的每个图案，其中所述格雷码初始图案组中的每个图案包括行格雷码初始图案、反向行格雷码初始图案、列格雷码初始图案及反向列格雷码初始图案；
将所述格雷码初始图案组中的每个图案发送给投影仪，使得投影仪将所述格雷码初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为格雷码投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
进一步地，所述接收线移投影图案中的每个图案包括：
根据预先保存的线移初始图案组中的行线移初始图案和列线移初始图案，删除所述行线移初始图案和列线移初始图案中的偶数行；
将删除偶数行后的行线移初始图案和列线移初始图案发送给所述投影仪，使得投影仪将所述删除偶数行后的行线移初始图案和列线移初始图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
进一步地，所述确定格雷码的行解码值和列解码值之前，所述方法还包括：
接收所述全白图案和全黑图案，其中所述全黑图案为投影仪投影全黑的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全黑图案发送给电子设备的；
所述根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值包括：
根据所述格雷码投影图案组中的图案、全白图案、全黑图案及预设的格雷码解码算法，确定所述格雷码投影图案组中的图案的行格雷码解码值和列格雷码解码值；
针对所述线移投影图案组中的行线移投影图案和列线移投影图案，确定所述线移投影图案组中的白条纹区域；根据所述白条纹区域，确定白条纹区域的中心区域；
根据针对每个中心区域确定的每个白条纹，确定所述线移投影图案组中的行线移解码值和列线移解码值；
根据所述行格雷码解码值和所述行线移解码值，及所述列格雷码解码值和所述列线移解码值，确定格雷码的行解码值及列解码值。
进一步地，所述根据接收到的棋盘格标定板图案，确定根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系，及所述每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置包括：
根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系；
在所述行解码值和所述列解码值中，确定所述每个角点对应的行解码值和列解码值；
根据所述每个角点对应的行解码值和列解码值，确定所述每个角点在所述投影仪坐标系中的第一位置。
进一步地，所述根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点后，所述确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的对应关系之前，所述方法还包括：
根据所述每个角点，及预设的邻域范围，确定所述每个角点对应的所述全白图案中的棋盘格标定板图案的邻域范围内的每个像素点；
在所述行解码值和所述列解码值中，确定所述每个像素点对应的行解码值和列解码值；
根据所述每个像素点对应的行解码值和列解码值，确定每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；
根据每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个像素点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定投影仪坐标系及图像采集设备坐标系的第二对应关系；根据所述投影仪坐标系及图像采集设备的第二对应关系，及每个角点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置。
本发明实施例提供了一种投影仪标定装置，应用于电子设备，该装置包括：
解码模块，用于根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值，其中所述格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案为投影仪将格雷码初始图案组中的每个图案及线移初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为对应的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备的；
位置确定模块，用于根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点，其中所述全白图案为投影仪投影全白的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全白图案发送给电子设备的；根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系，及所述每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；
标定模块，用于根据每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的对应关系，标定投影仪。
进一步地，生成模块，用于根据本地保存的格雷码图案生成规则，生成格雷码初始图案组中的每个图案，其中所述格雷码初始图案组中的每个图案包括行格雷码初始图案、反向行格雷码初始图案、列格雷码初始图案及反向列格雷码初始图案；
通信模块，用于将所述格雷码初始图案组中的每个图案发送给投影仪，使得投影仪将所述格雷码初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为格雷码投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
进一步地，所述生成模块，还用于预先保存的线移初始图案组中的行线移初始图案和列线移初始图案；删除所述行线移初始图案和列线移初始图案中的偶数行；
所述通信模块，还用于将删除偶数行后的行线移初始图案和列线移初始图案发送给所述投影仪，使得投影仪将所述删除偶数行后的行线移初始图案和列线移初始图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
进一步地，所述通信模块，还用于接收所述全白图案和全黑图案，其中所述全黑图案为投影仪投影全黑的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全黑图案发送给电子设备的。
所述解码模块，具体用于根据所述格雷码投影图案组中的图案、全白图案、全黑图案及预设的格雷码解码算法，确定所述格雷码投影图案组中的图案的行格雷码解码值和列格雷码解码值；针对所述线移投影图案组中的行线移投影图案和列线移投影图案，确定所述线移投影图案组中的白条纹区域；根据所述白条纹区域，确定白条纹区域的中心区域；根据针对每个中心区域确定的每个白条纹，确定所述线移投影图案组中的行线移解码值和列线移解码值；根据所述行格雷码解码值和所述行线移解码值，及所述列格雷码解码值和所述列线移解码值，确定格雷码的行解码值及列解码值。
进一步地，所述位置确定模块，具体用于根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系；在所述行解码值和所述列解码值中，确定所述每个角点对应的行解码值和列解码值；根据所述每个角点对应的行解码值和列解码值，确定所述每个角点在所述投影仪坐标系中的第一位置。
进一步地，所述位置确定模块，还用于根据所述每个角点，及预设的邻域范围，确定所述每个角点对应的所述全白图案中的棋盘格标定板图案的邻域范围内的每个像素点；在所述行解码值和所述列解码值中，确定所述每个像素点对应的行解码值和列解码值；根据所述每个像素点对应的行解码值和列解码值，确定每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；根据每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个像素点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定投影仪坐标系及图像采集设备坐标系的第二对应关系；根据所述投影仪坐标系及图像采集设备的第二对应关系，及每个角点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置。
本发明实施例提供了一种投影仪标定方法及装置，该方法包括：根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值，其中所述格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案为投影仪将格雷码初始图案组中的每个图案及线移初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为对应的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备的；根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点；根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系，及所述每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；根据每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系，标定投影仪。在本发明实施例提供的投影仪标定方法中，电子设备对接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案进行解码，根据解码结果确定投影仪坐标系，再根据棋盘格标定板所在的世界坐标系，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的对应关系，从而标定投影仪，该标定方法相对简单，并且不需要对格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案进行预先处理，从而在保证标定过程效率的同时，提高了标定结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的一种投影仪标定方法的示意图；
图2为本发明实施例2提供的一种图像采集设备采集的全白图案；
图3为本发明实施例3提供的现有技术中的一种格雷码图案加线移图案的编码序列；
图4为本发明实施例3提供的一种格雷码图案加线移图案的编码序列；
图5为本发明实施例6提供的一种投影仪标定系统；
图6为本发明实施例提供的一种投影仪标定装置结构示意图。
具体实施方式
为了在保证投影仪标定过程效率的同时，提高标定结果的准确性，本发明实施例提供了一种投影仪标定方法及装置。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在进行投影仪标定之前，需要先将投影仪、图像采集设备、电子设备所构成的投影仪标定系统调整好，从而进行投影仪标定的过程。
调整该投影仪标定系统包括：摆放投影仪、图像采集设备，使投影仪水平摆放，并与基准平面相距第一距离，使投影仪向下投影，将图案投影到在基准平面上摆放的棋盘格标定板上，并且使得棋盘格标定板的有效区域全部位于投影仪对应的投影区域内。将图像采集设备倾斜摆放，并与投影仪相距第二距离，使得图像采集设备能够采集到投影仪投影的全部有效区域。电子设备摆放在不干扰投影仪投影和图像采集设备采集图案的位置即可，其中投影仪与电子设备之间、图像采集设备与电子设备之间能够实现数据的接收和发送。
实施例1：
图1为本发明实施例提供的一种投影仪标定方法的示意图，该方法包括以下步骤：
S101：根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值，其中所述格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案为投影仪将格雷码初始图案组中的每个图案及线移初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为对应的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备的。
本发明实施例提供的投影仪标定方法应用于电子设备，该电子设备可以为平板电脑、个人电脑(PC)、笔记本电脑等能够进行数据处理的电子设备。电子设备可以接收格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，并根据所述格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值，其中所述格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案是由投影仪将格雷码初始图案组中的每个图案及线移初始图案中的每个图案完整地投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备同步采集对应的图案，将采集到的图案作为格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案发送的，所述图像采集设备同步采集对应的图案为投影仪每投影仪一幅图案到棋盘格标定板上，图像采集设备就同步采集一幅对应的图案。
所述接收到的格雷码投影图案组中的每个图案包括：行格雷码投影图案、反向行格雷码投影图案、列格雷码投影图案和反向列格雷码投影图案，所述接收到的线移投影图案组中的每个图案包括：行线移投影图案和列线移投影图案，并且所述格雷码投影图案中的行格雷码投影图案、反向行格雷码投影图案、列格雷码投影图案和反向列格雷码投影图案均为多幅，所述线移投影图案组中的行线移投影图案和列线移投影图案均为多幅。
在投影仪的标定的过程中，投影仪还需要投影一幅全白图案和一幅全黑图案，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案发送给电子设备。其中所述投影仪投影一幅全白图案和一幅全黑图案的过程可以是在投影仪标定系统调整好之后，投影格雷码初始图案组中的每个图案及线移初始图案组中的每个图案之前完成，也可以是电子设备在接收格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案后完成的，只要保证在对格雷码投影图案组中的图案及线移投影图案组中的图案解码前完成即可。
所述全白图案为电子设备生成一幅全白的图案发送给投影仪，投影仪接收并投影该全白的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备同步采集对应的图案，将采集到的图案作为全白图案发送给电子设备的，所述全黑图案为电子设备生成一幅全黑的图案发送给投影仪，投影仪接收并投影该全黑的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备同步采集对应的图案，将采集到的图案作为全黑图案发送给电子设备的。
图像采集设备可以为相机、摄像机、摄影机等能够进行图像采集的设备，图像采集设备可以将投影仪投影图案到棋盘格标定板上后，对应的图案进行采集后发送给电子设备。
所述初始格雷码图案和所述初始线移图案可以是预先保存在投影仪中的，也可以是保存在电子设备中，由电子设备发送给投影仪的。所述格雷码初始图案组中的图案数量和所述线移初始图案组中的图案数量由投影仪的分辨率决定。
例如，所述投影仪的分辨率为912*1140，投影仪投影的格雷码初始图案组中包括10幅行格雷码初始图案、10幅反向行格雷码初始图案、9幅列格雷码初始图案和9幅反向列格雷码初始图案，投影仪投影的线移初始图案组中可以包括6幅行线移初始图案和6幅列线移初始图案，此外，所述投影仪还需要投影一幅全黑图案，和一幅全白图案来对投影仪进行标定。
电子设备可以根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码投影图案组中的图案对应的行格雷码解码值和列格雷码解码值，及线移投影图案组中的图案对应的行线移解码值和列线移解码值，根据所述行格雷码解码值和所述行线移解码值，确定格雷码的行解码值，根据所述列格雷码解码值和所述列线移解码值，确定格雷码的列解码值。
所述根据所述行格雷码解码值和所述行线移解码值，确定格雷码的行解码值和所述根据所述列格雷码解码值和所述列线移解码值，确定格雷码的列解码值的过程属于现有技术，在本发明实施例中针对该过程不进行赘述。
S102：根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点，其中所述全白图案为投影仪投影全白的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全白图案发送给电子设备的；根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系，及所述每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置。
电子设备生成一幅全白的图案发送给投影仪，投影仪接收并投影该全白的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全白图案发送给电子设备，电子设备根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点。在本发明实施例中采用的棋盘格标定板的类型可以为包含有黑色棋盘格和白色棋盘格的棋盘格标定板，当然为了能够使得投影仪投影的格雷码图案及线移图案更加清晰，也可以采用包含有灰色棋盘格和白色棋盘格的棋盘格标定板，或包含有其它颜色棋盘格的棋盘格标定板等。
因为格雷码投影图案组中的每个图案和线移投影图案组中的每个图案是经过投影仪投影后得到的，所以格雷码投影图案组和线移投影图案组确定的格雷码的行解码值和列解码值，与投影仪坐标系存在对应关系，又因为格雷码的行解码值和列解码值具有唯一性，所以根据所述行解码值和所述列解码值可以确定所述投影仪坐标系。
由于格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案是经过投影仪投影到棋盘格标定板上后得到的，从而全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点，与格雷码的行解码值、列解码值之间也是存在对应关系的，所以所述每个角点可以在投影仪坐标系中对应表示，进而可以确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置。
S103：根据每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系，标定投影仪。
图像采集设备采集到所述全白图案后，电子设备中预先保存有所述全白图案中的棋盘格标定板图案对应的棋盘格标定板，在世界坐标系中的世界坐标，所以可以确定所述全白图案中的所述每个角点在所述世界坐标系中的每个第二位置。根据全白图案中的每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，与所述每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，从而能够确定所述投影仪坐标系和所述世界坐标系的第一对应关系，其中所述世界坐标系是由用户预先保存到电子设备中的。
电子设备根据所述投影仪坐标系和所述世界坐标系的对应关系，及预先保存的相机标定算法来标定投影仪。所述标定投影仪的结果为通过标定得到投影仪的内参、外参及畸变系数等标定参数。
在投影仪的标定过程中，为了使得投影仪的标定结果更加准确，通常用户需要改变棋盘格标定板的位置，并在每次改变棋盘格标定板的位置后，重新进行上述过程。因为棋盘格标定板的位置发生了变化，因此投影仪重新投影格雷码初始图案组及线移初始图案组，格雷码初始图案组及线移初始图案组中的每个图案在棋盘格标定板上的投影位置也会发生变化，图像采集设备重新采集投影的对应的图案，将采集到的图案作为格雷码投影图案组及线移投影图案组发送给电子设备，其中所述改变棋盘格标定的位置的操作为至少两次。
电子设备对格雷码投影图案组及线移投影图案组重新进行解码操作，因为棋盘格标定板的的位置发生了变化，这也就使得每个角点在投影仪坐标系中的每个第一位置也发生了变化，根据变化后的每个角点在投影仪坐标系中的每个第一位置，及每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系，标定投影仪。所述根据每组根据变化后的每个角点在投影坐标系中的每个第一位置，及每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系的过程可以是将多组每个角点在投影坐标系中的每个第一位置的结果的平均值，及多组每个角点在世界坐标系中的每个第二位置的结果的平均值，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系，或者还可以是根据每组根据变化后的每个角点在投影坐标系中的每个第一位置，及每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影坐标系与所述世界坐标系的每个第一对应关系，根据所述每个第一对应关系，最终确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系。
由于本发明实施例中提供的投影仪标定方法中，投影仪投影格雷码初始图案组及线移初始图案组，图像采集设备采集投影仪的投影的对应的图案，将采集到的图案作为格雷码投影图案组及线移投影图案组发送给电子设备，电子设备根据接收到的格雷码投影图案组及线移投影图案组的解码结果，确定投影仪坐标系，再根据棋盘格标定板所在的世界坐标系，确定所述投影仪坐标系和所述世界坐标系的对应关系，从而标定投影仪，该标定方法较为简单，也不需要对格雷码投影图案组及线移投影图案组进行预先处理，从而在保证标定过程效率的同时，提高了标定结果的准确度。
实施例2：
所述格雷码初始图案组可以预先保存到投影仪中，为了保证电子设备和投影仪中格雷码初始图案组的一致性，在上述实施例的基础上，本发明实施例中，所述接收格雷码投影图案组中的每个图案包括：
根据本地保存的格雷码图案生成规则，生成格雷码初始图案组中的每个图案，其中所述格雷码初始图案组中的每个图案包括行格雷码初始图案、反向行格雷码初始图案、列格雷码初始图案及反向列格雷码初始图案；
将所述格雷码初始图案组中的每个图案发送给投影仪，使得投影仪将所述格雷码初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备同步采集对应的图案，将采集的图案作为格雷码投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
电子设备根据预设的格雷码图案生成规则及进行标定的投影仪的分辨率，生成格雷码初始图案组中的每个图案，其中所述格雷码初始图案组中的图案包括：行格雷码初始图案、反向行格雷码初始图案、列格雷码初始图案和反向列格雷码初始图案，其中所述格雷码图案生成规则预先保存在电子设备中。所述电子设备产生的格雷码初始图案组中的图案数量由投影仪的分辨率决定。
电子设备产生格雷码初始图案组中的每个图案后，将所述格雷码初始图案组中的每个图案发送给投影仪，投影仪将所述格雷码初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，并将采集到的图案作为对应的格雷码投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
为了使得投影图案更加清晰，从而使得投影仪标定结果更加准确，本发明实施例采用的棋盘格标定板为灰色棋盘格标定板，即为包含有灰色棋盘格和白色棋盘格的棋盘格标定板。图像采集设备采集的全白图案如图2所示，所述全白图案中的棋盘格标定板图案为m行n列，每个棋盘格的边长为qmm(毫米)，其中所述m、n、q为大于0的正整数，所述m、n、q的取值任意，但为了保证投影仪标定结果更加准确，根据所述m、n、q的取值确定的棋盘格标定板至少符合以下要求：棋盘格标定板的有效区域全部位于投影仪对应的投影区域内。
所述全白图案为投影仪投影全白的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全白图案发送给电子设备的，其中所述全白的图案为电子设备生成后发送给投影仪的。
本发明实施例中，保证了电子设备和投影仪中格雷码初始图案组中的每个图案的一致性，从而使得投影仪标定结果更加准确。
实施例3：
为了进一步保证格雷码的行解码值和解码值的准确性，提高标定效率，在上述各实施例的基础上，本发明实施例中，所述接收线移投影图案组中的每个图案包括：
根据预先保存的线移初始图案组中的行线移初始图案和列线移初始图案删除所述行线移初始图案和列线移初始图案中的偶数行；
将删除偶数行后的行线移初始图案和列线移初始图案发送给所述投影仪，使得投影仪将所述删除偶数行后的行线移初始图案和列线移初始图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
电子设备根据预设的线移图案生成规则，产生线移初始图案组中的每个图案，其中所述线移初始图案组中的图案包括：行线移初始图案和列格线移初始图案，其中所述线移图案生成规则预先保存在电子设备中。
由于投影仪的自身的存储能力的不足，无法存储投影时所需要的足够数量的图像，使得电子设备根据格雷码投影组和线移投影图案组，确定的格雷码的行解码值和列解码值不够准确，从而导致投影仪的标定结果不够准确。
所述格雷码初始图案组和所述线移初始图案组的数量由投影仪的分辨率决定。例如，进行标定的投影仪的分辨率为912*1140，投影仪投影的格雷码初始图案组中的图案为10幅行格雷码初始图案、10幅反向行格雷码初始图案、9幅列格雷码初始图案和9幅反向列格雷码初始图案，1幅全白的图案和1幅全黑的图案，并且电子设备中生成的线移初始图案组中的图案包括6幅行线移初始图案和6幅列线移初始图案，也需要在投影仪中保存，也就是在投影仪标定过程中至少需要存储52幅图案，而实际存在的问题是，投影仪设备自身存储能力是不能够满足52幅图案的存储需求的，以DMD4500型号的投影仪为例，该型号的投影仪允许存储的图案数量最多为48幅，无法满足52幅图像的存储需求，而根据48幅图像也就不能准确的标定投影仪。
为了满足投影仪自身存储能力，可以将线移初始图案组中的图案减半，并且同时不影响所述行解码值和所述列解码值，由于在解码过程中，线移投影图案组中的图案的偶数行的解码值与格雷码投影图案组中的图案正确的部分相同，而初始图案的奇数行可以消除格雷码投影图案组中的图案错误解码的部分，所以将所述线移初始图案组中的图案的偶数行删除，保留所述线移初始图案组中的图案的奇数行不影响所述行解码值和所述列解码值。
具体地，图3为本发明实施例提供的现有技术中的一种格雷码图案加线移图案的编码序列，如图3所示，编码32列的图案，需要5幅格雷码图案，但是由于投影仪设备自身的原因，只能投影到前4幅，即如图3所示的格雷码图案编码序列的第1行到第4行，该格雷码图案编码序列对应的格雷码图案解码值应该为01-23-45-67-89等，但是由于格雷码图案解码值存在一位固有误差如图3所示，格雷码图案解码值为00-22-44-66-88等，该一位固有误差如解码值中第二位的0、第四位的2、第六位的4、第八位的6、第十位的8等，导致投影仪的分辨率值应用了一半。而为了能够完全应用投影仪的分辨率，得到投影仪的全分辨率的码值，所以在该格雷码图案的基础上投影仪线移图案，线移图案编码序列如图3所示，该线移图案解码值如图3中白条纹的标号所示。如第一幅线移图案中的白条纹的标号为1-7-13-19等，则对应的该线移图案解码值为1-7-13-19等。将该线移条纹解码值与该格雷码图案解码值结合，则可以消除一位固有误差，从而得到投影仪的全分辨率的码值，进而标定投影仪。
图4为本发明实施例提供的一种格雷码图案加线移图案的编码序列。由于投影仪设备自身存储能力的不足，无法存储足够数量的图像，导致不能准确得到投影仪的全分辨率的码值，无法准确标定投影仪。所以在本发明实施例中将线移图案减半，根据图3所示的格雷码图案解码值和线移图案解码值可得，线移图案中奇数行的解码值可以消除格雷码图案解码值的一位固有误差，而线移图案中的偶数行的解码值与格雷码图案解码值正确的部分相同，所以删除线移图案中的偶数行，保留线移图案中的奇数行，不会影响最终的格雷码的行解码值和列解码值结果，而且还减少了删除了偶数行后的线移图案的数据量，提高标定的效率。
如图4所示，删除偶数行后的线移图案如线移图案中奇数行解码序列所示，删除偶数行后的线移图案的解码值如线移图案中奇数行解码值所示，线移图案中奇数行解码值如图4中的白条纹标号所示，如第一幅线移图案中奇数行的白条纹的标号为1-7-13-19等，则对应的该线移图案奇数行解码值为1-7-13-19等。如图4所示，删除偶数行后的线移图案对该线移图案解码值与该格雷码图案解码值结合结果，是将格雷码解码值由原来的00-22-44-66-88等更新为01-23-45-67-89等，所以删除偶数行后的线移图案对该线移图案解码值与该格雷码图案解码值结合结果没有影响，并且仍然能够得到投影仪的全分辨率的码值，从而删除偶数行后的线移图案仍然能够准确地标定投影仪。
所述删除所述线移初始图案组中的每个图案的偶数行的过程可以为电子设备根据线移图案生成规则，生成线移初始图案组，其中线移初始图案组中包括多幅行线移初始图案和多幅列线移初始图案，电子设备将多幅行线移初始图案按照预设的方式进行组合，得到行线移初始图案，将多幅列线移初始图案按照预设的方式进行组合，得到列线移初始图案。其中将多幅行线移初始图案按照预设的方式进行组合，得到行线移初始图案，将多幅列线移初始图案按照预设的方式进行组合，得到列线移初始图案的过程属于现有技术，在本发明实施例中对该过程不进行赘述。
电子设备删除行线移初始图案中的偶数行，及删除列线移初始图案中的偶数行。因为得到的列线移初始图案中每一行即为一幅列线移初始图案，删除列线移初始图案中的偶数行后，使得列线移初始图案的数量减半，同样的，行线移初始图案中删除偶数行后，使得行线移初始图案的数量减半。
电子设备将删除偶数行后的行线移初始图案和删除偶数行后的列线移初始图案发送给投影仪，投影仪进行投影。
还以上述的实施例进行说明，如果所述投影仪的分辨率为912*1140，在本本发明实施例中，投影仪需要保存10幅行格雷码初始图案、10幅反向行格雷码初始图案、9幅列格雷码初始图案和9幅反向列格雷码初始图案来进行投影，图像采集设备同步采集对应的图案，将采集的图案作为格雷码投影图案组中的每个图案发送给电子设备，其中所述格雷码投影图案组中的图案包括10幅行格雷码投影图案、10幅反向行格雷码投影图案、9幅列格雷码投影图案和9反向列格雷码投影图案，电子设备根据预设的线移图案生成规则，生成对应的6幅行线移初始图案和6幅列线移初始图案，电子设备将该6幅行线移初始图案按照预设的方式进行组合，得到行线移初始图案，将该6幅列线移初始图案按照预设的方式进行组合，得到列线移初始图案，删除行线移初始图案中的偶数行，及删除列线移初始图案中的偶数行，其中所述删除偶数行后的行线移初始图案中包括3幅行线移初始图案，所述删除奇数行后的线移初始图案中包括3幅列线移初始图案。电子设备将该3幅行线移初始图案和3幅列线移初始图案发送给投影仪进行投影，此外投影仪中还需要保存1幅全白的图案、1幅全黑的图案。也就是说投影仪中需要存储的图案一共是46幅，在投影仪设备自身的存储能力范围内，从而使得投影仪能够投影足够数量的图案，来得到投影仪的全分辨率的码值，也就是在减少了投影数据量，提高测量效率的同时，不影响最终的解码结果。
电子设备产生线移初始图案组后，将删除偶数行后的所述线移初始图案组发送给投影仪，投影仪将删除偶数行后的所述线移初始图案组完整地投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备同步采集对应的图案，将采集的图案作为线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
由于本发明实施例中，将所述线移初始图案组中的偶数行删除后，不影响最终的解码结果，并且减少了数据量，从而保证了格雷码的行解码值和解码值的准确性，提高了标定效率。
实施例4：
为了进一步提高线移图案对应的线移解码值的准确性，在上述各实施例的基础上，本发明实施例中，所述确定格雷码的行解码值和列解码值之前，所述方法还包括：
接收所述全白图案和全黑图案，其中所述全黑图案为投影仪投影全黑的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全黑图案发送给电子设备的；
所述根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值包括：
根据所述格雷码投影图案组中的图案、全白图案、全黑图案及预设的格雷码解码算法，确定所述格雷码投影图案组中的图案的行格雷码解码值和列格雷码解码值；
针对所述线移投影图案组中的行线移投影图案和列线移投影图案，确定所述线移投影图案组中的白条纹区域；根据所述白条纹区域，确定白条纹区域的中心区域；
根据针对每个中心区域确定的每个白条纹，确定所述线移投影图案组中的行线移解码值和列线移解码值；
根据所述行格雷码解码值和所述行线移解码值，及所述列格雷码解码值和所述列线移解码值，确定格雷码的行解码值及列解码值。
由于图像采集设备的采集视野通常大于投影仪的投影视野，也就是图像采集设备的采集区域通常大于投影仪的投影区域，所以投影仪投影一幅全黑图案和一幅全白图案，电子设备根据所述全黑图案和所述全白图案，可以检测出格雷码投影图案组及线移投影图案组的有效区域，从而使得确定的格雷码的行解码值和列解码值更加准确。
所述根据所述格雷码投影图案组中的图案、全白图案、全黑图案及预设的格雷码解码算法，确定所述格雷码投影图案组中的图案的行格雷码解码值和列格雷码解码值的过程包括：根据所述格雷码投影图案组中的行格雷码投影图案、反向行格雷码投影图案、全白图案、全黑图案及预设的格雷码解码算法，确定所述格雷码图案的行格雷码解码值；根据所述格雷码投影图案组中的列格雷码投影图案、反向列格雷码投影图案、全白图案、全黑图案及所述格雷码解码算法，确定所述格雷码图案的列格雷码解码值。
所述全白图案为电子设备生成一幅全白的图案发送给投影仪，投影仪接收并投影该全白的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备同步采集对应的图案，将采集到的图案作为全白图案发送给电子设备的，所述全黑图案为电子设备生成一幅全黑的图案发送给投影仪，投影仪接收并投影该全黑的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备同步采集对应的图案，将采集到的图案作为全黑图案发送给电子设备的。
所述根据所述格雷码投影图案组中的行格雷码投影图案、反向行格雷码投影图案、全白图案、全黑图案及预设的格雷码解码算法，确定所述格雷投影码图案的行格雷码解码值，并根据所述格雷码投影图案中的列格雷码投影图案、反向列格雷码图案、全白图案、全黑图案及所述格雷码解码算法，确定所述格雷码投影图案的列格雷码解码值的过程属于现有技术，在本发明实施例中不做赘述。
为了提高线移解码的准确度，从而准确地标定投影仪，本发明实施例中，通过将所述线移图案中的每个白条纹区域对应的中心区域，确定为每个中心区域作为待确定的每个白条纹的中心，从而确定每个白条纹，确定所述线移投影图案组中的图案的线移解码值。
针对所述线移投影图案组中的行线移投影图案和列线移投影图案，确定所述线移投影图案组中的每个图案的白条纹区域。所述确定所述线移投影图案组中的每个图案的白条纹区域是将该线移投影图案组中的每个图案的局部最大值作为对应的白条纹区域，具体地可以是电子设备检测所述线移投影图案组中的每个图案的每个像素点的像素值，将由像素点集合确定的像素值均值大于设定像素值阈值的第一像素点集合作为白条纹区域，其中所述像素点集合中至少包括设定的第一数量个像素点。由于最终是为了确定每个白条纹的中心，所以所述像素值阈值可以是接近于白色像素点的像素值，例如可以是200、230或235等。
直接根据白条纹区域确定白条纹区域的中心区域可能存在偏差，为了进一步提高线移投影图案组中的图案的行解码值和列解码值的准确度，可以将白条纹区域中的每个像素点对应的平峰图，经过高斯滤波处理后，产生对应的尖峰图，根据该尖峰图中的尖峰确定该白条纹区域的中心区域。具体地，在实际应用中，所述根据所述白条纹区域，确定白条纹区域的中心区域的过程不局限于上述过程，只要是本领域技术人员公知的白条纹区域的中心区域的方法即可。
此外，由于白条纹中包含的像素点均为白色像素点，所以根据所述白条纹区域，确定白条纹区域的中心区域还可以是，针对白条纹区域中每个子区域的像素值，选择像素值最大的子区域，将该子区域确定为该白条纹区域的中心区域，其中像素值可以是每个子区域中的每个像素点像素值的和，也可是每个子区域中每个像素点像素值的均值。将像素值最大的子区域确定为白条纹区域的中心区域，可以保证由该中心区域确定的白条纹的准确度最高。
所述根据针对每个中心区域确定的每个白条纹，确定所述线移投影图案组中的图案的行线移解码值和列线移解码值的过程属于现有技术，在本发明实施例中不做赘述。
所述根据所述行格雷码解码值和所述行线移解码值，及所述列格雷码解码值和所述列线移解码值，确定格雷码的行解码值及列解码值的过程属于现有技术，在本发明实施例中不做赘述。
本发明实施例中根据确定的所述线移投影图案组中的每个图案的白条纹区域，确定中心区域，从而根据每个中心区域对应的白条纹，确定所述线移投影图案组中的图案的行线移解码值和列线移解码值的过程是针对所述线移投影图案中的每一幅行线移投影图案和每一幅列线移投影图案分别进行的。
由于本发明实施例中利用线移投影图案组中的每个图案的白条纹区域确定的中心区域，作为白条纹的中心区域，提高了线移投影图案组的中的图案对应的线移解码值的准确性。
实施例5：
为了使得确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的对应关系更加准确，在上述各实施例的基础上，本发明实施例中，所述根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系，及所述每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置包括：
根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系；
在所述行解码值和所述列解码值中，确定所述每个角点对应的行解码值和列解码值；
根据所述每个角点对应的行解码值和列解码值，确定所述每个角点在所述投影仪坐标系中的第一位置。
因为格雷码投影图案组中的每个图案和线移投影图案组中的每个图案是经过投影仪投影后得到的，所以格雷码投影图案组中的每个图案和线移投影图案组中的每个图案确定的格雷码的行解码值和列解码值，与投影仪坐标系存在对应关系，又因为格雷码的行解码值和列解码值具有唯一性，所以电子设备根据所述行解码值和所述列解码值，可以确定所述投影仪坐标系。
电子设备根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点，在根据格雷码投影图案中的每个图案及线移投影图案中的每个图案确定的所述行解码值和所述列解码值中，查找所述每个角点对应的行解码值和列解码值，从而确定每个角点在投影仪坐标系中的第一位置，即每个角点在投影仪坐标系中对应的坐标。
为了进一步地提高投影仪标定结果的准确性，在上述各实施例的基础上，本发明实施例中，所述根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点后，所述确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的对应关系之前，所述方法还包括：
根据所述每个角点，及预设的邻域范围，确定所述每个角点对应的所述全白图案中的棋盘格标定板图案的邻域范围内的每个像素点；
在所述行解码值和所述列解码值中，确定所述每个像素点对应的行解码值和列解码值；
根据所述每个像素点对应的行解码值和列解码值，确定每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；
根据每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个像素点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定投影仪坐标系及图像采集设备坐标系的第二对应关系；根据所述投影仪坐标系及图像采集设备坐标系的第二对应关系，及每个角点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置。
所述邻域范围内包含对应的角点，较佳地可以是以所述每个角点为中心，设定的区域范围，所述区域范围为x*y的区域范围，其中x,y均为大于0的正整数，x，y可以相等，也可以不等，例如x为11，y为21.则所述设定的区域范围为11*21的区域范围，即以所述每个角点为中心，11*21＝231个像素点所构成的区域范围。则电子设备可以根据所述每个角点，及预设的邻域范围，确定所述每个角点在所述全白棋盘格图案中对应领域范围内的每个像素点。在根据格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案中的每个图案确定的所述行解码值和所述列解码值中，查找所述每个像素点对应的行解码值和列解码值，确定每个像素点在投影仪坐标系中的每个第一位置。
所述根据每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个像素点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定投影仪坐标系及图像采集设备坐标系的第二对应关系可以是全部投影仪坐标系及全部图像采集设备坐标系中的第二对应关系，为了使确定的投影仪坐标系与图像采集设备坐标的第二对应关系更加准确，也可以是根据每个角点对应的领域范围在投影仪坐标系及该每个角点对应的领域范围在图像采集设备坐标系中的每个第二对应关系。
根据每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个像素点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，可以更加准确地确定投影仪坐标系与图像采集设备坐标系中的位置对应关系，从而使得投影仪坐标系与图像采集设备坐标系的第二对应关系更加准确，从而根据所述第二对应关系，及所述每个角点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，更加准确地确定每个角点在投影仪坐标系中的每个第一位置。再根据每个角点在投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系，标定投影仪。
根据每个角点对应的每个第一位置，及每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，可以使确定的投影仪坐标系与世界坐标系的第一对应关系的更加准确，从而使得投影仪的标定结果的更加准确。
实施例6：
下面以一个具体的实施例对上述各实施例进行说明，图5为本发明实施例提供的一种投影仪标定系统，如图5所示，该投影仪标定系统包括投影仪、图像采集设备、电子设备，其中在发明实施例中所述图像采集设备为CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)相机，所述电子设备为PC。
摆放投影仪、CCD相机，使投影仪水平摆放并距基准平面距离为a mm，使投影仪向下投影，CCD相机倾斜摆放，距投影仪距离为b mm，使CCD相机能够采集到投影仪投影的全部有效区域，即能够完全采集到投影仪投影的图案，并在投影仪的正下方，基准平面上放置包含灰色棋盘格和白色棋盘格的棋盘格标定板，使得投影仪投影的图案能够完整地呈现在棋盘格标定板上，即使得棋盘格标定板的有效区域全部位于投影仪对应的投影区域内。通过有线或无线的方法使投影仪与PC、CCD相机与PC间能实现数据的发送和接收，其中所述有线的方式可以是USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)连接，所述无线的方式可以是蓝牙连接。
PC生成一幅全白的图案发送给投影仪，投影仪接收并投影该全白的图案到棋盘格标定板上后，CCD相机同步采集对应的图案，将采集到的图案作为全白图案发送给PC，全黑图案为PC生成一幅全黑的图案发送给投影仪，投影仪接收并投影该全黑的图案到棋盘格标定板上后，CCD相机同步采集对应的图案，将采集到的图案作为全黑图案发送给PC。
该投影仪的分辨率为912*1140，PC根据预设的格雷码图案生成规则，生成格雷码初始图案组，其中所述格雷码初始图案组包括10幅行格雷码初始图案、10幅方向行格雷码初始图案、9幅列格雷码初始图案和9反向列格雷码初始图案，将所述格雷码初始图案组中的每个图案发送给投影仪，并且PC生成一幅全白的图案和一幅全黑的图案发送给投影仪。投影仪接收到所述格雷码初始图案组中的每个图案后，将所述格雷码初始图案组中的行格雷码初始图案、反向行格雷码初始图案、列格雷码初始图案、反向列格雷码初始图案按照顺序完整地投影在棋盘格标定板上，所述CCD相机采集到投影仪投影的图案后，将该采集到的图案作为对应的格雷码投影图案组中的每个图案发送给PC。PC根据预设的线移图案生成规则，生成线移初始图案组中的6幅行线移初始图案和6幅列线移初始图案，PC将线移初始图案组中的删除6幅行线移初始图案中的偶数行对应的行线移初始图案，及删除6幅列线移初始图案中的偶数行对应的列线移初始图案，并将删除偶数行后的行线移初始图案、删除偶数行后的列线移初始图案发送给投影仪，投影仪接收到所述删除偶数行后的行线移初始图案、删除偶数行后的列线移图案后，将所述删除偶数行后的行线移初始图案、删除偶数行后的列线移初始图案按照顺序完整地投影在棋盘格标定板上，所述CCD相机采集到对应的图案后，将该采集到的图案作为线移投影图案组中的每个图案发送给PC。
PC将所述格雷码投影图案组中的行格雷码投影图案、反向行格雷码投影图案对应的编码序列做差，再根据行差值与全黑棋盘格标定板图案对应的编码序列，将所述格雷码投影图案组中的行格雷码投影图案、反向行格雷码投影图案设全局阈值二值化，确定所述格雷码投影图案组中的图案的行格雷码解码值，同理，PC将所述格雷码投影图案组中的列格雷码投影图案、反向列格雷码投影图案对应的编码序列做差，再根据列差值与全黑棋盘格标定板图案对应的编码序列，将所述格雷码投影图案组中的列格雷码投影图案、反向列格雷码投影图案设全局阈值二值化，确定所述格雷码投影图案组中的图案的列格雷码解码值。
PC将所述线移投影图案组中的行线移投影图案，确定对应的白条纹区域，根据所述白条纹区域，再根据白条纹区域对应的中心区域，从而确定所述行线移投影图案组中的图案对应的行线移解码值，同理，所述线移投影图案组中的列线移投影图案对应的列线移解码值的确定过程与所述行线移解码值的确定过程相同，在本发明实施例中不做赘述。
根据所述行格雷码解码值和所述行线移解码值，确定格雷码的行解码值，根据所述列格雷码解码值和所述列线移解码值，确定格雷码的列解码值。并根据所述行解码值和所述列解码值，确定投影仪坐标系。
PC在接收到的所有图案中，查找全白图案，检测该全白图案中的棋盘格标点板图案的每个角点并保存，针对每个角点，及预设的10*20邻域范围，确定每个角点对应的所述全白图案中的棋盘格标定板图案的邻域范围内的每个像素点。根据每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个像素点在相机坐标系中的每个第三位置，确定投影仪坐标系及相机坐标系的第二对应关系；根据所述投影仪坐标系及相机坐标系的第二对应关系，及每个角点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置。根据每个角点对应的每个第一位置，及所述每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系。
改变棋盘格标定板的位置4到5次，每次改变棋盘格标定板的位置，投影仪重新投影格雷码初始图案组中的每个图案及删除偶数行后的线移初始图案组中的每个图案，CCD相机重新将采集到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案发送给PC，PC重新根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案进行如上的操作，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系，综合多次的第一对应关系结果，根据相机标定函数，标定投影仪，此外，该方法在标定投影仪的同时还能够实现相机的标定。
在本发明实施例中提供的投影仪标定方法中，没有应用复杂的算法，也不需要对格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案进行预先处理，从而在保证标定过程效率的同时，提高了标定结果的准确度。
图6为本发明实施例提供的一种投影仪标定装置结构示意图，应用于电子设备，该装置包括：
解码模块61，用于根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值，其中所述格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案为投影仪将格雷码初始图案组中的每个图案及线移初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备同步采集对应的图案，将采集的图案作为对应的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备的；
位置确定模块62，用于根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点，其中所述全白图案为投影仪投影全白的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全白图案发送给电子设备的；根据所述行解码值和所述列解码值，及所述每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；
标定模块63，用于根据每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系，标定投影仪。
所述装置还包括：
生成模块64，用于根据本地保存的格雷码图案生成规则，生成格雷码初始图案组中的每个图案，其中所述格雷码初始图案组中的每个图案包括行格雷码初始图案、反向行格雷码初始图案、列格雷码初始图案及反向列格雷码初始图案；
通信模块65，用于将所述格雷码初始图案组中的每个图案发送给投影仪，使得投影仪将所述格雷码初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备同步采集对应的图案，将采集的图案作为格雷码投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
所述生成模块64，还用于根据根据预先保存的线移初始图案组中的行线移初始图案和列线移初始图案，删除所述行线移初始图案和列线移初始图案中的偶数行；
所述通信模块65，还用于将删除偶数行后的行线移初始图案和列线移初始图案发送给所述投影仪，使得投影仪将所述删除偶数行后的行线移初始图案和列线移初始图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备同步采集对应的图案，将采集的图案作为线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
所述通信模块65，还用于接收所述全白图案和全黑图案，其中所述全黑图案为投影仪投影全黑的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全黑图案发送给电子设备的。
所述解码模块61，具体用于根据所述格雷码投影图案组中的图案、全白图案、全黑图案及预设的格雷码解码算法，确定所述格雷码投影图案组中的图案的行格雷码解码值和列格雷码解码值；针对所述线移投影图案组中的行线移投影图案和列线移投影图案，确定所述线移投影图案组中的白条纹区域；根据所述白条纹区域，确定白条纹区域的中心区域；根据针对每个中心区域确定的每个白条纹，确定所述线移投影图案组中的行线移解码值和列线移解码值；根据所述行格雷码解码值和所述行线移解码值，及所述列格雷码解码值和所述列线移解码值，确定格雷码的行解码值及列解码值。
所述位置确定模块62，具体用于根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系；在所述行解码值和所述列解码值中，确定所述每个角点对应的行解码值和列解码值；根据所述每个角点对应的行解码值和列解码值，确定所述每个角点在所述投影仪坐标系中的第一位置。
所述位置确定模块62，还用于根据所述每个角点，及预设的邻域范围，确定所述每个角点对应的所述全白图案中的棋盘格标定板图案的邻域范围内的每个像素点；在所述行解码值和所述列解码值中，确定所述每个像素点对应的行解码值和列解码值；根据所述每个像素点对应的行解码值和列解码值，确定每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；根据每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个像素点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定投影仪坐标系及图像采集设备坐标系的第二对应关系；根据所述投影仪坐标系及图像采集设备坐标系的第二对应关系，及每个角点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置。
本发明提供了一种投影仪标定方法及装置，应用于电子设备，该方法包括：根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值，其中所述格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案为投影仪将格雷码初始图案组中的每个图案及线移初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集同步设备采集对应的图案，将采集的图案作为对应的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备的；根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点；根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系，及所述每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；根据每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系，标定投影仪。在本发明实施例提供的投影仪标定方法中，电子设备对接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案进行解码，根据解码结果确定投影仪坐标系，再根据棋盘格标定板所在的世界坐标系，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系，从而标定投影仪，该标定方法相对简单，并且不需要对格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案进行预先处理，从而在保证标定过程效率的同时，提高了标定结果的准确性。
对于系统/装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (13)
1.一种投影仪标定方法，其特征在于，应用于电子设备，该方法包括：
根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值，其中所述格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案为投影仪将格雷码初始图案组中的每个图案及线移初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为对应的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备的；
根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点，其中所述全白图案为投影仪投影全白的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全白图案发送给电子设备的；根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系，及所述每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；
根据每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系，标定投影仪。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述棋盘格标定板为灰色棋盘格标定板。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收格雷码投影图案组中的每个图案包括：
根据本地保存的格雷码图案生成规则，生成格雷码初始图案组中的每个图案，其中所述格雷码初始图案组中的每个图案包括行格雷码初始图案、反向行格雷码初始图案、列格雷码初始图案及反向列格雷码初始图案；
将所述格雷码初始图案组中的每个图案发送给投影仪，使得投影仪将所述格雷码初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为格雷码投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述接收线移投影图案组中的每个图案包括：
根据预先保存的线移初始图案组中的行线移初始图案和列线移初始图案，删除所述行线移初始图案和列线移初始图案中的偶数行；
将删除偶数行后的行线移初始图案和列线移初始图案发送给所述投影仪，使得投影仪将所述删除偶数行后的行线移初始图案和列线移初始图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定格雷码的行解码值和列解码值之前，所述方法还包括：
接收所述全白图案和全黑图案，其中所述全黑图案为投影仪投影全黑的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全黑图案发送给电子设备的；
所述根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值包括：
根据所述格雷码投影图案组中的图案、全白图案、全黑图案及预设的格雷码解码算法，确定所述格雷码投影图案组中的图案的行格雷码解码值和列格雷码解码值；
针对所述线移投影图案组中的行线移投影图案和列线移投影图案，确定所述线移投影图案组中的白条纹区域；根据所述白条纹区域，确定白条纹区域的中心区域；
根据针对每个中心区域确定的每个白条纹，确定所述线移投影图案组中的行线移解码值和列线移解码值；
根据所述行格雷码解码值和所述行线移解码值，及所述列格雷码解码值和所述列线移解码值，确定格雷码的行解码值及列解码值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系，及所述每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置包括：
根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系；
在所述行解码值和所述列解码值中，确定所述每个角点对应的行解码值和列解码值；
根据所述每个角点对应的行解码值和列解码值，确定所述每个角点在所述投影仪坐标系中的第一位置。
7.如权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点后，所述确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的对应关系之前，所述方法还包括：
根据所述每个角点，及预设的邻域范围，确定所述每个角点对应的所述全白图案中的棋盘格标定板图案的邻域范围内的每个像素点；
在所述行解码值和所述列解码值中，确定所述每个像素点对应的行解码值和列解码值；
根据所述每个像素点对应的行解码值和列解码值，确定每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；
根据每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个像素点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定投影仪坐标系及图像采集设备坐标系的第二对应关系；根据所述投影仪坐标系及图像采集设备坐标系的第二对应关系，及每个角点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置。
8.一种投影仪标定装置，其特征在于，应用于电子设备，该装置包括：
解码模块，用于根据接收到的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案，确定格雷码的行解码值和列解码值，其中所述格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案为投影仪将格雷码初始图案组中的每个图案及线移初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为对应的格雷码投影图案组中的每个图案及线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备的；
位置确定模块，用于根据接收到的全白图案，确定所述全白图案中的棋盘格标定板图案的每个角点，其中所述全白图案为投影仪投影全白的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全白图案发送给电子设备的；根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系，及所述每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；
标定模块，用于根据每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个角点在世界坐标系中的每个第二位置，确定所述投影仪坐标系与所述世界坐标系的第一对应关系，标定投影仪。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
生成模块，用于根据本地保存的格雷码图案生成规则，生成格雷码初始图案组中的每个图案，其中所述格雷码初始图案组中的每个图案包括行格雷码初始图案、反向行格雷码初始图案、列格雷码初始图案及反向列格雷码初始图案；
通信模块，用于将所述格雷码初始图案组中的每个图案发送给投影仪，使得投影仪将所述格雷码初始图案组中的每个图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为格雷码投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述生成模块，还用于根据预先保存的线移初始图案组中的行线移初始图案和列线移初始图案；删除所述行线移初始图案和列线移初始图案中的偶数行；
所述通信模块，还用于将删除偶数行后的行线移初始图案和列线移初始图案发送给所述投影仪，使得投影仪将所述删除偶数行后的行线移初始图案和列线移初始图案投影到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集的图案作为线移投影图案组中的每个图案发送给电子设备。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述通信模块，还用于所述接收全白图案和全黑图案，其中所述全黑图案为投影仪投影全黑的图案到棋盘格标定板上后，图像采集设备采集对应的图案，将采集到的图案作为全黑图案发送给电子设备的；
所述解码模块，具体用于根据所述格雷码投影图案组中的图案、全白图案、全黑图案及预设的格雷码解码算法，确定所述格雷码投影图案组中的图案的行格雷码解码值和列格雷码解码值；针对所述线移投影图案组中的行线移投影图案和列线移投影图案，确定所述线移投影图案组中的白条纹区域；根据所述白条纹区域，确定白条纹区域的中心区域；根据针对每个中心区域确定的每个白条纹，确定所述线移投影图案组中的行线移解码值和列线移解码值；根据所述行格雷码解码值和所述行线移解码值，及所述列格雷码解码值和所述列线移解码值，确定格雷码的行解码值及列解码值。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述位置确定模块，具体用于根据所述行解码值和所述列解码值，确定所述投影仪坐标系；在所述行解码值和所述列解码值中，确定所述每个角点对应的行解码值和列解码值；根据所述每个角点对应的行解码值和列解码值，确定所述每个角点在所述投影仪坐标系中的第一位置。
13.如权利要求8或12所述的装置，其特征在于，所述位置确定模块，还用于根据所述每个角点，及预设的邻域范围，确定所述每个角点对应的所述全白图案中的棋盘格标定板图案邻域范围内的每个像素点；在所述行解码值和所述列解码值中，确定所述每个像素点对应的行解码值和列解码值；根据所述每个像素点对应的行解码值和列解码值，确定每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置；根据每个像素点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置，及所述每个像素点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定投影仪坐标系及图像采集设备坐标系的第二对应关系；根据所述投影仪坐标系及图像采集设备坐标系的第二对应关系，及每个角点在图像采集设备坐标系中的每个第三位置，确定每个角点在所述投影仪坐标系中的每个第一位置。
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