CN109710477A - 一种对平面互动投影进行自动化测试的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对平面互动投影进行自动化测试的系统和方法，该系统包括：投影设备、红外一字激光设备、摄像头、滤光片切换装置、通信模块和中控数据处理装置；投影设备将标准触点图投射在幕布上；红外一字激光设备安装于幕布的一侧，并且红外一字激光设备发出的激光平行于幕布，用于提供额外的光源；摄像头对准幕布，用于采集测试图像数据；滤光片切换装置安装于摄像头前，用于切换摄像头前的滤光片的状态；中控数据处理装置通过通信模块对投影设备、红外一字激光设备、摄像头和滤光片切换装置进行远程控制，并对测试图像数据进行分析以及测试结果进行展示，实现了测试过程的自动化，节省了大量时间和人工。

Description

一种对平面互动投影进行自动化测试的系统和方法

技术领域

本发明涉及屏幕互动投影技术领域，更具体的说是涉及一种对平面互动投影进行自动化测试的系统和方法。

背景技术

屏幕互动投影是以投影机、计算机、摄像头、红外激光模组为主的一种平面人机互动设备，可以实现随意书写和远程交流。屏幕互动投影可以与电脑进行信息通讯，并利用投影机将电脑上的内容投影到屏幕上，在专门的应用程序的支持下，可以构造一个大屏幕、交互式的环境。利用精准空间定位技术可使人利用手指代替鼠标在屏幕上进行操作，可以运行任何应用程序，还可以对文件进行编辑、注释并保存在计算机上。屏幕互动投影主要使用了大屏幕投影技术和精准定位技术。

由于需要使用手指来代替鼠标和键盘交互，那对手指的精准定位尤为重要，在定位前，对摄像头标定参数，使得摄像头拍摄图像的坐标符合世界坐标是精准定位技术准确与否的前提，因此，对标定参数和精准定位技术的测试准确度决定了最后产品的使用效果。

目前，现有的测试方法还不健全，主要依赖于人工功能性测试，功能测试无法准确给出测量值，对研发的下一阶段没有参考价值，且测试耗时长，测试效率低。对单个设备的测试，只能给出单个设备是否准确，缺乏整体产品的误差衡量和把控。

因此，如何提供一种自动化的测试方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种对平面互动投影进行自动化测试的系统和方法，能够实现自动化测试，测试效率高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种对平面互动投影进行自动化测试的系统，包括：投影设备、红外一字激光设备、摄像头、滤光片切换装置、通信模块和中控数据处理装置；

所述投影设备将标准触点图投射在幕布上；

所述红外一字激光设备安装于所述幕布的一侧，并且所述红外一字激光设备发出的激光平行于所述幕布，用于提供额外的光源；

所述摄像头对准所述幕布，用于采集测试图像数据；

所述滤光片切换装置安装于所述摄像头前，用于切换所述摄像头前的滤光片的状态；

所述中控数据处理装置通过所述通信模块对所述投影设备、所述红外一字激光设备、所述摄像头和所述滤光片切换装置进行远程控制，并对测试图像数据进行分析以及测试结果进行展示。

优选的，所述通信模块包括：无线通信模块。

优选的，所述投影设备包括：投影仪。

一种对平面互动投影进行自动化测试的方法，适用于上述的一种对平面互动投影进行自动化测试的系统，所述方法具体包括：标定准确度自动化测试和精准定位算法准确度自动化测试两部分；

其中，所述标定准确度自动化测试包括：

S11：根据投影的像素长度和宽度，生成标准触点图，并通过投影设备进行投影；其中，在所述标准触点图中每间隔N₁个像素布置一标准点，标准点的直径为N₂个像素，且N₁大于N₂，并对每个标准点的圆心坐标进行保存，得到标准点世界坐标；

S12：中控数据处理装置通过通信模块控制滤光片切换装置将滤光片切换到关的状态，并进行图像采集，得到RGB图像；

S13：基于采集到的RGB图像和标定的摄像头的参数，得到每个标准点的标定矫正后坐标，并与标准点世界坐标进行对比；

S14：对每个标准点的误差进行分析和展示，若标定矫正后坐标与标准点世界坐标之间的误差不超过N₃个像素，则认为摄像头的标定方法准确度符合要求；否则，更改标定的摄像头的参数，重新进行测试；

所述精准定位算法准确度自动化测试包括：

S21：根据投影的像素长度和宽度，生成标准触点图，并通过投影设备进行投影；其中，在所述标准触点图中每间隔N₁个像素布置一标准点，标准点的直径为N₂个像素，且N₁大于N₂，并对每个标准点的圆心坐标进行保存，得到标准点世界坐标；

S22：中控数据处理装置通过通信模块控制滤光片切换装置将滤光片切换到开的状态，并控制红外一字激光设备开启；

S23：点击标准触点图中的每个标准点的圆心位置，并控制摄像头进行图像采集，得到光斑图像；

S24：基于采集到的光斑图像和精准定位方法对光斑进行定位，得到定位后的光斑坐标；

S25：将光斑坐标和标准点世界坐标进行对比，若光斑坐标和标准点世界坐标之间的误差不超过N₃个像素，则认为精准定位算法符合要求；否则，修改精准定位算法，重新进行测试。

优选的，在步骤S14中，对每个标准点的误差进行分析得到每个标准点的最大误差、最小误差和平均误差。

优选的，在步骤S14中，通过折线图来展示误差分析结果。

优选的，还包括：在标定准确度自动化测试和精准定位算法准确度自动化测试结束之后导出测试结果，并保存。

优选的，N₁等于100，N₂等于10，N₃等于5。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种对平面互动投影进行自动化测试的系统和方法，实现了测试过程的自动化，节省了大量时间和人工。本发明提供的方法在准确度上可以给出明确的差异指标，精准定位最大误差、最小误差、平均误差以及误差变化的趋势，在测试速度和精准度上相对于人工测试均有大幅提高。

本发明提供的测试方法和测试系统可应用于依托红外光的电子白板设备，大型互动投影设备，平面全息互动沙盘产品的测试与安装后的验收中。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种对平面互动投影进行自动化测试的系统的结构示意图；

图2为本发明提供的标定准确度自动化测试的流程图；

图3为本发明提供的精准定位算法准确度自动化测试的流程图；

图4为本发明提供的软件测试界面示意图；

图5为本发明提供的标准触点图的示意图；

图6为本发明提供的测试结果界面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

参见附图1，本发明实施例公开了一种对平面互动投影进行自动化测试的系统，包括：投影设备、红外一字激光设备、摄像头、滤光片切换装置、通信模块和中控数据处理装置；

投影设备将标准触点图投射在幕布上；

红外一字激光设备安装于幕布的一侧，并且红外一字激光设备发出的激光平行于幕布，用于提供额外的光源；

摄像头对准幕布，用于采集测试图像数据；

滤光片切换装置安装于摄像头前，用于切换摄像头前的滤光片的状态；

中控数据处理装置通过通信模块对投影设备、红外一字激光设备、摄像头和滤光片切换装置进行远程控制，并对测试图像数据进行分析以及测试结果进行展示。

本发明提供的测试系统能够实现自动化测试，测试速度快，测试效率高。

为了进一步优化上述技术方案，通信模块包括：无线通信模块。

为了进一步优化上述技术方案，投影设备包括：投影仪。

中控数据处理装置可以通过无线通信模块对投影仪、摄像头和滤光片切换装置进行无线远程控制。具体的，投影仪还可以是无线投影仪。

本发明实施例还公开了一种对平面互动投影进行自动化测试的方法，适用于上述的一种对平面互动投影进行自动化测试的系统，该方法具体包括：标定准确度自动化测试和精准定位算法准确度自动化测试两部分；

其中，参见附图2，标定准确度自动化测试包括：

S11：根据投影的像素长度和宽度，生成标准触点图，并通过投影设备进行投影；其中，在标准触点图中每间隔N₁个像素布置一标准点，标准点的直径为N₂个像素，且N₁大于N₂，并对每个标准点的圆心坐标进行保存，得到标准点世界坐标；

S12：中控数据处理装置通过通信模块控制滤光片切换装置将滤光片切换到关的状态，并进行图像采集，得到RGB图像；

此时为测试RGB模式，摄像头采集到的图像为RGB图像。

S13：基于采集到的RGB图像和标定的摄像头的参数，得到每个标准点的标定矫正后坐标，并与标准点世界坐标进行对比；

S14：对每个标准点的误差进行分析和展示，若标定矫正后坐标与标准点世界坐标之间的误差不超过N₃个像素，则认为摄像头的标定方法准确度符合要求；否则，更改标定的摄像头的参数，重新进行测试；

整个测试过程由中控数据处理装置自动控制完成，整体测试过程大约5分钟，不仅测试过程自动化程度高，测试效率高、准确度高。

参见附图3，精准定位算法准确度自动化测试包括：

S21：根据投影的像素长度和宽度，生成标准触点图，并通过投影设备进行投影；其中，在标准触点图中每间隔N₁个像素布置一标准点，标准点的直径为N₂个像素，且N₁大于N₂，并对每个标准点的圆心坐标进行保存，得到标准点世界坐标；

S22：中控数据处理装置通过通信模块控制滤光片切换装置将滤光片切换到开的状态，并控制红外一字激光设备开启；

此时为测试红外模式，当前摄像头前有红外滤光片过滤其他光线，摄像头看不见标准触点图，采集的图像为红外光图像。

S23：点击标准触点图中的每个标准点的圆心位置，点击位置会反射红外光，摄像头进行图像采集，在摄像头采集的图像内会形成光斑，因此，得到光斑图像；

摄像头上IR-cut中的滤光片会过滤掉其他光线，只透过红外激光器发射的波长的光线，摄像头进行图像采集，这时在大量反射回红外光线的地方会形成比较亮的光斑，其他没有红外光线的地方会是暗的，因此得到一张有光斑的图像，光斑位置即为点击位置。

S24：基于采集到的光斑图像和精准定位方法对光斑进行定位，得到定位后的光斑坐标；

S25：将光斑坐标和标准点世界坐标进行对比，若光斑坐标和标准点世界坐标之间的误差不超过N₃个像素，则认为精准定位算法符合要求；否则，修改精准定位算法，重新进行测试。

该测试不仅实现了对标定精确度和精准定位算法准确度的联合测试，还可以在整体产品安装后测试，对产品整体效果进行验收。

为了进一步优化上述技术方案，在步骤S14中，对每个标准点的误差进行分析得到每个标准点的最大误差、最小误差和平均误差。

为了进一步优化上述技术方案，在步骤S14中，通过折线图来展示误差分析结果。

以上为本发提供的两种测试结果展示方式：

1、单点误差展示，分为最大点误差，最小点误差，平均误差等，可以展示极限值及平均值。

2、利用误差的折线图来做展示，折线图以横排点和竖排点依次展示，可以体现误差在水平和竖直方向的误差趋势，方便总结原因和进一步修改，为后续研发提供依据。

本发明提供的方法在准确度上可以给出明确的差异指标，精准定位最大误差、最小误差、平均误差以及误差变化的趋势，在测试速度和精准度上相对于人工测试均有大幅提高。

为了进一步优化上述技术方案，还包括：在标定准确度自动化测试和精准定位算法准确度自动化测试结束之后导出测试结果，并保存。

为了进一步优化上述技术方案，N₁等于100，N₂等于10，N₃等于5。

这里需要说明的是，在实际实现时，需要根据投影的像素长度和宽度合理选择N₁、N₂、N₃的大小，并不是一个固定的值。

下面结合实验测试结果对本发明的技术方案做进一步说明。

附图4为本发明提供的测试软件的界面示意图，输入长和高，点击生成标准图，参见附图5(标准图为全屏显示，该图均匀布点，相邻点与点之间距离100像素，且每个点上有序号显示，点直径10像素，点中心坐标和序号一一对应保存，保存该图，该图可预览，双击回到测试软件控制界面；

选择RGB测试，点击按钮后，首先将滤光片切换到关状态后，读取已知标定参数文件csv，代入rgb融合软件识别整图，得出识别点，保存到文件1；

选择红外测试，点击按钮后，首先将滤光片切换到开状态，之后代入精准定位算法，切换到识别状态，依次按序号读取标准图上点位置，读取时，该点圆心显示为红色，手指点击红色位置，精准定位该点并记录该点位置，记录数据后改变该点为绿色，这里颜色的修改是通过中控数据处理装置软件控制的，方便测试人员对已经采集到图像的识别点进行标记，依次得到所有识别点，保存到文件2；

点击测试结果，算出最大误差(所有识别点横坐标减去对应标准点横坐标后的绝对值，取最大值；识别点竖坐标减标准点竖坐标的绝对值，取最大值；)，最小误差(识别点横坐标减标准点横坐标的绝对值，取最小值；所有识别点竖坐标减对应标准点竖坐标后的绝对值，取最小值)，和平均误差(识别点横坐标减标准点横坐标后绝对值的平均数；识别点竖坐标减标准点竖坐标后绝对值的平均数)。横排折线图为识别点和标准的x值相减后和y值相减后数值带正负符号按横排点顺序依次读取的误差折线图，竖排折线图为识别点和标准的x值相减后和y值相减后数值带正负符号按竖排依次读取的误差折线图；同时做完rgb测试和红外测试的，有两种结果，可以点击切换结果，切换数据。对于测试结果可导出csv数据，并进行保存。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种对平面互动投影进行自动化测试的系统，其特征在于，包括：投影设备、红外一字激光设备、摄像头、滤光片切换装置、通信模块和中控数据处理装置；

所述投影设备将标准触点图投射在幕布上；

所述红外一字激光设备安装于所述幕布的一侧，并且所述红外一字激光设备发出的激光平行于所述幕布，用于提供额外的光源；

所述摄像头对准所述幕布，用于采集测试图像数据；

所述滤光片切换装置安装于所述摄像头前，用于切换所述摄像头前的滤光片的状态；

所述中控数据处理装置通过所述通信模块对所述投影设备、所述红外一字激光设备、所述摄像头和所述滤光片切换装置进行远程控制，并对测试图像数据进行分析以及测试结果进行展示。

2.根据权利要求1所述的一种对平面互动投影进行自动化测试的系统，其特征在于，所述通信模块包括：无线通信模块。

3.根据权利要求2所述的一种对平面互动投影进行自动化测试的系统，其特征在于，所述投影设备包括：投影仪。

4.一种对平面互动投影进行自动化测试的方法，其特征在于，适用于权利要求1-3任意一项所述的一种对平面互动投影进行自动化测试的系统，所述方法具体包括：标定准确度自动化测试和精准定位算法准确度自动化测试两部分；

其中，所述标定准确度自动化测试包括：

S11：根据投影的像素长度和宽度，生成标准触点图，并通过投影设备进行投影；其中，在所述标准触点图中每间隔N₁个像素布置一标准点，标准点的直径为N₂个像素，且N₁大于N₂，并对每个标准点的圆心坐标进行保存，得到标准点世界坐标；

S12：中控数据处理装置通过通信模块控制滤光片切换装置将滤光片切换到关的状态，并进行图像采集，得到RGB图像；

S13：基于采集到的RGB图像和标定的摄像头的参数，得到每个标准点的标定矫正后坐标，并与标准点世界坐标进行对比；

S14：对每个标准点的误差进行分析和展示，若标定矫正后坐标与标准点世界坐标之间的误差不超过N₃个像素，则认为摄像头的标定方法准确度符合要求；否则，更改标定的摄像头的参数，重新进行测试；

所述精准定位算法准确度自动化测试包括：

S21：根据投影的像素长度和宽度，生成标准触点图，并通过投影设备进行投影；其中，在所述标准触点图中每间隔N₁个像素布置一标准点，标准点的直径为N₂个像素，且N₁大于N₂，并对每个标准点的圆心坐标进行保存，得到标准点世界坐标；

S22：中控数据处理装置通过通信模块控制滤光片切换装置将滤光片切换到开的状态，并控制红外一字激光设备开启；

S23：点击标准触点图中的每个标准点的圆心位置，并控制摄像头进行图像采集，得到光斑图像；

S24：基于采集到的光斑图像和精准定位方法对光斑进行定位，得到定位后的光斑坐标；

S25：将光斑坐标和标准点世界坐标进行对比，若光斑坐标和标准点世界坐标之间的误差不超过N₃个像素，则认为精准定位算法符合要求；否则，修改精准定位算法，重新进行测试。

5.根据权利要求4所述的一种对平面互动投影进行自动化测试的方法，其特征在于，在步骤S14中，对每个标准点的误差进行分析得到每个标准点的最大误差、最小误差和平均误差。

6.根据权利要求5所述的一种对平面互动投影进行自动化测试的方法，其特征在于，在步骤S14中，通过折线图来展示误差分析结果。

7.根据权利要求4所述的一种对平面互动投影进行自动化测试的方法，其特征在于，还包括：在标定准确度自动化测试和精准定位算法准确度自动化测试结束之后导出测试结果，并保存。

8.根据权利要求4所述的一种对平面互动投影进行自动化测试的方法，其特征在于，N₁等于100，N₂等于10，N₃等于5。