CN109798841B - 相机与投影仪的标定系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种相机与投影仪的标定系统及方法，标定系统包括一相机、一投影仪、一用于投影的显示屏以及一处理器；处理器分别连接所述相机以及所述投影仪，所述处理器向所述相机及所述投影仪分别发送触发信号；所述相机包括一摄像镜头，所述投影仪包括一投影镜头；所述显示屏用于显示一标定图案，标定图案的颜色可变；所述投影仪用于向所述显示屏投射标定影像；相机用于向处理器传输影像数据；所述处理器用于标定所述相机；相机还用于向处理器传输标定数据，所述处理器用于标定所述相机及投影仪。本发明的相机与投影仪的标定系统能够获取投影光栅建模系统的相机、投影仪之间的标定关系，使投影光栅建模的精度更高，建立的模型更加保真。
Description
技术领域
本发明涉及一种相机与投影仪的标定系统及方法。
背景技术
三维重建是指对三维物体建立适合计算机表示和处理的数学模型，是在计算机环境下对其进行处理、操作和分析其性质的基础，也是在计算机中建立表达客观世界的虚拟现实的关键技术。
光栅投影进行三维重建是一种三维重建方式，将光栅分别投影到参考平面和被测物体表面，由于参考平面选取的是水平平面，投影到上面的参考光栅不会发生变形；当光栅投影到被测物体表面时，光栅会产生不同程度的变形，是由于投影光栅受到了被测物体表面高度的调制。所放置的被测物体高度不同，光栅的相位变化程度也随之不同，二维平面变形条纹的相位变化中携带有物体表面的三维形貌信息。因此，通过求取相位的变化值，可以得到物体在相应点处的高度，从而得到三维物体的轮廓形状。
现有的光栅投影进行三维重建中存在相机与投影仪标定不方便，导致影像失真严重，建立模型的精度较低的缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中光栅投影进行三维重建中存在标定不方便，影像失真严重，建立模型的精度较低的缺陷，提供一种能够更准确获取投影光栅建模系统的相机、投影仪之间的标定关系，使投影光栅建模的精度更高，建立的模型更加保真的相机与投影仪的标定系统及方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种相机与投影仪的标定系统，其特点在于，所述标定系统包括一相机、一投影仪、一用于投影的显示屏以及一处理器；
所述处理器分别连接所述相机以及所述投影仪，所述处理器向所述相机及所述投影仪分别发送触发信号；
所述相机包括一摄像镜头，所述投影仪包括一投影镜头，所述摄像镜头的拍摄方向与所述投影镜头的投影方向均对准所述显示屏；
所述显示屏用于显示一标定图案，所述标定图案的颜色可变；
所述投影仪用于向所述显示屏投射标定影像；
所述相机用于向所述处理器传输至少2个颜色的标定图案的影像数据；
所述处理器用于通过所述标定图案的影像数据标定所述相机；
所述相机还用于向所述处理器传输标定数据，所述标定数据为至少2个颜色的被投射标定影像的标定图案的影像数据。
所述处理器用于通过所述标定数据标定所述相机及投影仪。
较佳地，所述显示屏包括一供电模块以及一显示面板，所述显示面板上设有电致变色染料，所述供电模块与所述电致变色染料连接。
较佳地，所述显示屏包括一半透明白板、一控制芯片，所述半透明白板的正面印制所述标定图案，所述半透明白板的背面设有若干LED灯，所述LED灯的照明方向对准所述半透明白板；
所述控制芯片用于控制所述LED灯的亮度；
所述处理器还用于向所述控制芯片发送调节亮度信号后，向所述相机发送触发信号。
较佳地，所述显示屏为液晶显示屏，所述液晶显示屏显示预设图案，所述预设图案的形状与所述标定图案的形状相同，预设图案的颜色可变。
较佳地，所述处理器包括美国德州仪器公司的型号为DLP LightCrafter 4500的开发板。
较佳地，所述相机与投影仪的标定系统包括一支撑架，所述支撑架包括两个支撑杆，每一支撑杆的顶部设有一云台，所述相机及所述投影仪分别设于所述云台上。
较佳地，所述支撑架还包括一连接所述投影屏的横向固定杆，所述横向固定杆与两个支撑杆垂直，所述横向固定杆的长度可调节。
本发明还提供一种相机与投影仪的标定方法，其特点在于，所述标定方法通过如上所述的标定系统实现。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的相机与投影仪的标定系统能够获取投影光栅建模系统的相机、投影仪之间的影像关系，方便获取过曝、过暗的区域，使投影光栅建模的精度更高，建立的模型更加保真。
附图说明
图1为本发明实施例1的相机与投影仪的标定系统的结构示意图。
图2为本发明实施例1的标定方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
参见图1，本实施例提供一种相机与投影仪的标定系统。
所述标定系统包括一相机11、一投影仪12、一用于投影的显示屏13以及一处理器；
所述处理器分别连接所述相机以及所述投影仪，所述处理器向所述相机及所述投影仪分别发送触发信号；
所述相机包括一摄像镜头，所述投影仪包括一投影镜头，所述摄像镜头的拍摄方向与所述投影镜头的投影方向均对准所述显示屏；
所述显示屏显示一标定图案，所述标定图案的颜色可变；
所述投影仪向所述显示屏投射标定影像；
所述相机向所述处理器传输影像数据。
所述显示屏包括一供电模块以及一显示面板，所述显示面板上设有电致变色染料，所述供电模块与所述电致变色染料连接。
本实施例的标定图案通过电致变色染料制成，利用电致变色染料通电后变色实现标定图案的颜色可变。
所述处理器包括美国德州仪器公司的型号为DLP LightCrafter 4500的开发板。
所述相机与投影仪的标定系统包括一支撑架以及一底座14，所述支撑架包括两个支撑杆15，每一支撑杆的顶部设有一云台16，所述相机及所述投影仪分别设于所述云台上。
所述支撑架还包括一连接所述投影屏的横向固定杆17，所述横向固定杆与两个支撑杆垂直，所述横向固定杆的长度可调节。
本实施例的标定系统能够实现相机和投影仪的单独标定以及相互标定。
所述显示屏用于显示一标定图案，所述标定图案的颜色可变；
所述投影仪用于向所述显示屏投射标定影像；
所述相机用于向所述处理器传输至少2个颜色的标定图案的影像数据；
所述处理器用于通过所述标定图案的影像数据标定所述相机；
所述相机还用于向所述处理器传输标定数据，所述标定数据为至少2个颜色的被投射标定影像的标定图案的影像数据。
所述处理器用于通过所述标定数据标定所述相机及投影仪。所述标定为相机与投影仪之间的相互标定。
参见图2，利用上述标定系统，本实施例还提供一种标定方法，包括：
步骤100、所述显示屏显示一标定图案，所述标定图案的颜色可变；
步骤101、所述相机向所述处理器传输至少2个颜色的标定图案的影像数据；
步骤102、所述处理器通过所述标定图案的影像数据标定所述相机；
步骤103、所述投影仪向所述显示屏投射标定影像；
步骤104、所述相机向所述处理器传输标定数据，所述标定数据为至少2个颜色的被投射标定影像的标定图案的影像数据。
步骤105、所述处理器用于通过所述标定数据标定所述相机及投影仪。本实施例的标定方法能够实现相机和投影仪的单独标定以及相互标定
本实施例的相机与投影仪的标定系统能够获取投影光栅建模系统的相机、投影仪之间的影像关系，方便获取过曝、过暗的区域，使投影光栅建模的精度更高，建立的模型更加保真。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：
所述显示屏包括一半透明白板、一控制芯片，所述半透明白板的正面印制所述标定图案，所述半透明白板的背面设有若干LED灯，所述LED灯的照明方向对准所述半透明白板；
所述控制芯片用于控制所述LED灯的亮度；
所述处理器还用于向所述控制芯片发送调节亮度信号后，向所述相机发送触发信号。
利用上述标定系统，本实施例还提供一种标定方法，包括：
所述控制芯片控制所述LED灯的亮度；
所述处理器向所述控制芯片发送调节亮度信号后，向所述相机发送触发信号。
处理器发送调节亮度信号后向相机发送触发信号，然后再次调节亮度，再次发送触发信号，直至获取预设数量的不同颜色的影像。
本实施例的相机与投影仪的标定系统能够获取投影光栅建模系统的相机、投影仪之间的影像关系，方便获取过曝、过暗的区域，使投影光栅建模的精度更高，建立的模型更加保真。
进一步地，所述显示屏方便实现造价成本较低。
实施例3
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：
所述显示屏为液晶显示屏，所述液晶显示屏显示预设图案，所述预设图案的形状与所述标定图案的形状相同，预设图案的颜色可变。
通过液晶显示屏显示不同颜色的标定图案实现标定图案的颜色可变。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种相机与投影仪的标定系统，其特征在于，所述标定系统包括一相机、一投影仪、一用于投影的显示屏以及一处理器；
所述处理器分别连接所述相机以及所述投影仪，所述处理器向所述相机及所述投影仪分别发送触发信号；
所述相机包括一摄像镜头，所述投影仪包括一投影镜头，所述摄像镜头的拍摄方向与所述投影镜头的投影方向均对准所述显示屏；
所述显示屏用于显示一标定图案，所述标定图案的颜色可变；
所述投影仪用于向所述显示屏投射标定影像；
所述相机用于向所述处理器传输至少2个颜色的标定图案的影像数据；
所述处理器用于通过所述标定图案的影像数据标定所述相机；
所述相机还用于向所述处理器传输标定数据，所述标定数据为至少2个颜色的被投射标定影像的标定图案的影像数据；
所述处理器用于通过所述标定数据标定所述相机及投影仪。
2.如权利要求1所述的标定系统，其特征在于，所述显示屏包括一供电模块以及一显示面板，所述显示面板上设有电致变色染料，所述供电模块与所述电致变色染料连接。
3.如权利要求1所述的标定系统，其特征在于，所述显示屏包括一半透明白板、一控制芯片，所述半透明白板的正面印制所述标定图案，所述半透明白板的背面设有若干LED灯，所述LED灯的照明方向对准所述半透明白板；
所述控制芯片用于控制所述LED灯的亮度；
所述处理器还用于向所述控制芯片发送调节亮度信号后，向所述相机发送触发信号。
4.如权利要求1所述的标定系统，其特征在于，所述显示屏为液晶显示屏，所述液晶显示屏显示预设图案，所述预设图案的形状与所述标定图案的形状相同，预设图案的颜色可变。
5.如权利要求1所述的相机与投影仪的标定系统，其特征在于，所述处理器包括美国德州仪器公司的型号为DLP LightCrafter 4500的开发板。
6.如权利要求1所述的标定系统，其特征在于，所述相机与投影仪的标定系统包括一支撑架，所述支撑架包括两个支撑杆，每一支撑杆的顶部设有一云台，所述相机及所述投影仪分别设于所述云台上。
7.如权利要求6所述的标定系统，其特征在于，所述支撑架还包括一连接所述显示屏的横向固定杆，所述横向固定杆与两个支撑杆垂直，所述横向固定杆的长度可调节。
8.一种相机与投影仪的标定方法，其特征在于，所述标定方法通过如权利要求1至7中任意一项所述的标定系统实现。
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