CN112804507A - 投影仪校正方法、系统、存储介质以及电子设备 - Google Patents

投影仪校正方法、系统、存储介质以及电子设备 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种投影仪校正方法、系统、存储介质以及电子设备，涉及投影技术领域，该方法包括：确定投影仪相对于投影平面的偏移信息，进而根据所述偏移信息，确定原始图像投射在所述投影平面上的投影图像的二维成像顶点坐标；根据所述投影图像的二维成像顶点坐标，对所述原始图像的尺度进行校正，得到校正后的原始图像的尺度；控制所述投影仪根据校正后的原始图像的尺度进行投影。本公开的有益效果是：通过偏移信息可以对投影仪在投影过程中产生的梯形失真进行自动校正，且该校正方法能够快速、准确地确定出投影图像的二维成像顶点坐标，从而对投影仪进行准确地梯形失真校正，以便提高用户观看投影的画面效果。

Description

投影仪校正方法、系统、存储介质以及电子设备
技术领域
本公开涉及投影技术领域，具体地，涉及一种投影仪校正方法、系统、存储介质以及电子设备。
背景技术
当投影仪将图像画面投射至投影平面（幕布或墙面）上时，由于投影仪与投影平面的相对位置关系使得显示在投影平面上的图像画面出现梯形失真。通常，用户可以通过手动调节投影仪与投影平面的相对位置关系来校正梯形失真。但是，这种校正方法不仅需要用户反复调试，而且不能保证完全消除梯形失真现象，从而让用户获得最佳的观看效果。
虽然随着梯形校正技术的出现，相关投影仪虽然也能够实现自动校正，但是现有的校正方法通常只针对长焦、短焦的投影仪进行设计，对于超短焦的投影仪而言，由于超短焦投影仪在投射图像时，投射光线存在较大的上扬角度，因此现有的梯形校正技术具有局限性。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种投影仪校正方法、系统、存储介质以及电子设备。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种投影仪校正方法，包括：
基于所述偏移信息，得到所述投影仪的原始图像投射至所述投影平面上的投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量；
基于所述第一测量法向量、以及预设的目标点的坐标信息，确定所述投影图像所在平面的位置信息，其中，所述目标点为所述投影图像进行旋转的预设中心点；
基于所述位置信息、结合预先建立的射线向量，得到所述投影图像的三维成像顶点坐标，其中，所述射线向量为所述投影仪投射的投影图像的顶点与所述投影仪的光心之间的连线的单位向量；
对所述投影图像的三维成像顶点坐标进行向量分解，得到所述投影图像的二维成像顶点坐标；
根据所述投影图像的二维成像顶点坐标，对所述原始图像的尺度进行校正，得到校正后的原始图像的尺度；
控制所述投影仪根据校正后的原始图像的尺度进行投影。
在一些实施例中，所述偏移信息包括偏航角以及俯仰角；
所述基于所述偏移信息，得到所述投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量，包括：
基于所述偏航角、所述俯仰角，利用第一预设计算式，计算得到所述投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量，其中，所述第一预设计算式为：
Figure 624169DEST_PATH_IMAGE001
Figure 839250DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 459587DEST_PATH_IMAGE004
为所述第一测量法向量的X轴坐标，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为所述第一测量法向量的Y轴坐标，
Figure 582264DEST_PATH_IMAGE006
为所述第一测量法向量的Z轴坐标，H为所述偏航角，V为所述俯仰角。
在一些实施例中，所述射线向量通过以下步骤获得：
获取所述投影仪的光机参数，其中，所述光机参数包括投影光线的上扬角度、投射比以及宽高比；
根据所述投影仪的光机参数，得到所述投影仪以预设条件投射在投影平面上的标准图像的三维成像顶点坐标，其中，所述预设条件为所述投影仪水平放置、所述投影仪的投影光线垂直于该投影平面、以及所述投影仪距离该投影平面预设距离阈值；
根据所述标准图像的三维成像顶点坐标，计算得到所述标准图像的顶点与所述投影仪的光心之间的连线的单位向量，并将该单位向量作为所述射线向量。
在一些实施例中，在根据所述投影仪的光机参数，得到所述投影仪以预设条件投射在投影平面上的标准图像的三维成像顶点坐标之后，所述方法还包括：
获取所述投影仪的当前滚转角；
当所述当前滚转角未满足预设阈值时，根据所述当前滚转角，结合第二预设计算式，对所述标准图像的三维成像顶点坐标中的X轴坐标以及Y轴坐标进行修正，其中，所述第二预设计算式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
Figure 86670DEST_PATH_IMAGE008
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为所述标准图像的第i个顶点的修正后的X轴坐标，
Figure 66127DEST_PATH_IMAGE010
为所述标准图像的第i个顶点的修正后的Y轴坐标，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为所述标准图像的第i个顶点的修正前的X轴坐标，
Figure 455652DEST_PATH_IMAGE012
为所述标准图像的第i个顶点的修正前的Y轴坐标，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为所述投影仪进行滚转的旋转中心的X轴坐标，
Figure 382019DEST_PATH_IMAGE014
为所述旋转中心的Y轴坐标，r为所述当前滚转角；
将修正后的X轴坐标以及Y轴坐标作为所述标准图像的顶点的新的X轴坐标和Y轴坐标。
在一些实施例中，所述根据所述投影图像的二维成像顶点坐标，对所述原始图像的尺度进行校正，得到校正后的原始图像的尺度，包括：
基于所述投影图像的二维成像顶点坐标、以及所述投影仪的原始图像的二维成像顶点坐标，建立单应矩阵；
从所述投影图像中选取目标矩形，并确定该目标矩形的二维成像顶点坐标；
根据所述目标矩形的二维成像顶点坐标，结合所述单应矩阵，得到校正后的原始图像的二维成像顶点坐标，并将所述校正后的原始图像的二维成像顶点坐标作为所述校正后的原始图像的尺度。
在一些实施例中，所述确定投影仪相对于投影平面的偏移信息，包括：
控制所述投影仪的飞行时间传感器对所述投影平面进行测量，获得所述飞行时间传感器照射在所述投影平面上的多个光点的深度信息；
针对每个所述光点，基于所述光点的深度信息，确定所述光点在所述投影平面上的三维坐标；
根据多个所述光点的三维坐标，确定所述投影平面相对于所述飞行时间传感器的第二测量法向量；
根据所述第二测量法向量，得到所述投影仪的偏移信息。
在一些实施例中，所述偏移信息包括偏航角和俯仰角；
所述根据所述第二测量法向量，得到所述投影仪的偏移信息，包括：
根据所述第二测量法向量、第一标定法向量、第二标定法向量计算得到所述投影仪的偏航角和俯仰角；
所述第一标定法向量是在所述投影仪处于水平位置且所述投影仪的投影光线垂直于投影平面的情况下，通过所述飞行时间传感器对该投影平面进行测量得到的该投影平面的法向量，所述第二标定法向量是将处于所述水平位置的所述投影仪以竖直方向为旋转轴旋转第一预设角度后，通过所述飞行时间传感器对该投影平面进行测量得到的该投影平面的法向量。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种投影仪校正系统，包括：确定模块，配置为确定投影仪相对于投影平面的偏移信息；
第一测量法向量计算模块，配置为基于所述偏移信息，得到所述投影仪的原始图像投射至所述投影平面上的投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量；
位置计算模块，配置为基于所述第一测量法向量、以及预设的目标点的坐标信息，确定所述投影图像所在平面的位置信息，其中，所述目标点为所述投影图像进行旋转的预设中心点；
三维坐标计算模块，配置为基于所述位置信息、结合预先建立的射线向量，得到所述投影图像的三维成像顶点坐标，其中，所述射线向量为所述投影仪投射的投影图像的顶点与所述投影仪的光心之间的连线的单位向量；
向量分解模块，配置为对所述投影图像的三维成像顶点坐标进行向量分解，得到所述投影图像的二维成像顶点坐标；
校正模块，配置为根据所述投影图像的二维成像顶点坐标，对所述原始图像的尺度进行校正，得到校正后的原始图像的尺度；
投影模块，配置为控制所述投影仪根据校正后的原始图像的尺度进行投影。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中任一项所述方法的步骤。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述实施例中任一项所述方法的步骤。
基于上述技术方案，通过投影仪相对于投影平面的偏移信息计算得到投射在该投影平面上的投影图像的二维成像顶点坐标，从而确定投影图像的大小、形状以及位置，并根据该二维成像顶点坐标对投影仪的原始图像进行校正，从而使得校正后的原始图像投射在投影平面上的图像呈现为矩形。由此，通过偏移信息可以对投影仪在投影过程中产生的梯形失真进行自动校正，且该校正方法能够快速、准确地确定出投影图像的二维成像顶点坐标，从而对投影仪进行准确地梯形失真校正，以便提高用户观看投影的画面效果。值得说明的是，本公开提供的投影仪校正方法既适用于长焦、短焦的投影仪，也适用于超短焦投影仪，具有较高的通用性。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种投影仪校正方法的流程图；
图2是根据一示例性实施例示出的向量分解的原理示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的计算第一测量法向量的原理示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的射线向量的示意图；
图5是根据一示例性实施例示出的计算标准图像的三维成像顶点坐标的原理示意图；
图6是根据一示例性实施例示出计算校正后的原始图像的尺度的流程图；
图7是根据一示例性实施例示出的计算校正后的原始图像的尺度的原理示意图；
图8是根据一示例性实施例示出的确定偏移信息的流程示意图；
图9是根据一示例性实施例示出的计算投影仪的偏移信息的原理示意图；
图10是根据一示例性实施例示出的计算光点的三维坐标的原理示意图；
图11是根据一示例性实施例示出的计算测量误差的流程图；
图12是根据一示例性实施例示出的一种投影仪校正系统的结构示意图；
图13是根据一示例性实施例示出的一种电子设备700的框图；
图14是根据一示例性实施例示出的一种电子设备1900的框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
图1是根据一示例性实施例示出的一种投影仪校正方法的流程图。如图1所示，该投影仪校正方法可以包括以下步骤：
在步骤110中，确定投影仪相对于投影平面的偏移信息。
这里，偏移信息是指投影仪相对于投影平面的旋转情况，其可以包括偏航角、俯仰角以及滚转角中的至少一种。其中，投影平面是指墙面或幕布等用于显示投影图像的区域。投影仪在正常使用的情况下，是水平放置且投影光线垂直于投影平面的，在投影仪发生偏移时，投影仪相对于投影平面发生偏移，使得投影仪投影在投影平面上的图像呈现梯形。因此，该偏移信息实际上反映了投影仪相对于投影平面的位姿。
应当理解的是，该偏移信息可以是指投影平面垂直于水平面，而投影仪倾斜放置得到的投影仪的位姿，也可以是投影仪水平放置，而投影平面倾斜而造成投影在该投影平面上的投影图像呈现为不规则四边形而得到的投影仪的位姿。
在步骤120中，基于所述偏移信息，得到所述投影仪的原始图像投射至所述投影平面上的投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量。
这里，原始图像指的是投影仪的原始输出图像，投影图像则是指原始图像投射在投影平面上的图像。一般而言，原始图像是一个矩形图像，如宽度为w，高度为h的图像。当投影仪相对于投影平面倾斜设置时，矩形的原始图像投射在投影平面上会呈现为梯形，为了使得投影仪投射在投影平面上的图像呈现为矩形。
第一测量法向量是指投影图像所在的投影平面相对于投影仪的光心的法向量，该第一测量法向量反映了投影仪投射的投影光线与投影平面的位姿关系。在步骤130中，基于所述第一测量法向量、以及预设的目标点的坐标信息，确定所述投影图像所在平面的位置信息，其中，所述目标点为所述投影图像进行旋转的预设中心点。
这里，由于目标点是预设的投影图像进行偏航、俯仰以及滚转等旋转的预设中心点，因此，目标点的坐标信息是不变的。在确定到第一测量法向量以及目标点之后，可以确定出投影图像所在平面的位置信息。
应当理解的是，目标点是假定的一个点，在投影仪发生偏航、俯仰以及滚转等旋转时，投影图像是以该目标点为旋转中心点进行的。
在步骤140中，基于所述位置信息、结合预先建立的射线向量，得到所述投影图像的三维成像顶点坐标，其中，所述射线向量为所述投影仪投射的投影图像的顶点与所述投影仪的光心之间的连线的单位向量。
这里，射线向量是指投影仪投射的投影图像的顶点与投影仪的光心之间的连线的单位向量，即投影仪向外投射投影图像，其投射的投影图形的四个顶点与光心之间的连线不会因为投影仪偏移而发生变化。在确定到投影图像所在平面的位置信息之后，通过射线向量可以确定到射线向量与投影图像所在平面的交点，该交点即为原始图像投射在投影平面上的投影图像的4个顶点坐标。
在步骤150中，对所述投影图像的三维成像顶点坐标进行向量分解，得到所述投影图像的二维成像顶点坐标。
这里，在计算得到投影图像的三维成像顶点坐标之后，需要基于向量分解将四个顶点的三维成像顶点坐标转换为二维的二维成像顶点坐标。其具体做法是将向量分解到水平面上的基向量，例如，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为一对基向量，
Figure 822490DEST_PATH_IMAGE016
为投影图像与水平面的交线发现作为坐标系的X轴的基向量，
Figure 707270DEST_PATH_IMAGE017
与
Figure 708724DEST_PATH_IMAGE018
垂直。其中，
Figure 235520DEST_PATH_IMAGE019
可以通过如下计算式计算：
Figure 720378DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 776058DEST_PATH_IMAGE021
为水平面的法向量，
Figure 264808DEST_PATH_IMAGE022
为向量的叉乘，
Figure 283711DEST_PATH_IMAGE023
为投影图像的法向量，
Figure 603834DEST_PATH_IMAGE024
为向量
Figure 768099DEST_PATH_IMAGE025
的模。
图2是根据一示例性实施例示出的向量分解的原理示意图。如图2所示，投影图像存在G、I、J以及H共4个顶点。在求取到投影图像的三维成像顶点坐标之后，以点G、I、J以及H中的任一点为坐标原点建立坐标系将三维成像顶点坐标转换为二维成像顶点坐标。在本公开中以H点为坐标原点建立坐标系对向量分解计算二维成像顶点坐标的过程进行详细说明。则可以利用如下计算式将点G、I、J的三维成像顶点坐标转换为二维成像顶点坐标。然后基于如下计算式计算二维成像顶点坐标：
Figure 540883DEST_PATH_IMAGE026
其中，x为二维成像顶点坐标的X轴坐标，vectorP(0)为向量vectorP的X轴坐标，
Figure 612744DEST_PATH_IMAGE027
为
Figure 990636DEST_PATH_IMAGE028
的Y轴坐标，
Figure 873273DEST_PATH_IMAGE029
为
Figure 336615DEST_PATH_IMAGE030
的X轴坐标，vectorP(1)为向量vectorP的Y轴坐标，
Figure 946588DEST_PATH_IMAGE031
为
Figure 241303DEST_PATH_IMAGE032
的X轴坐标，
Figure 278529DEST_PATH_IMAGE033
为
Figure 229168DEST_PATH_IMAGE034
的Y轴坐标，y为二维成像顶点坐标的Y轴坐标，point3D为求解的顶点的三维成像顶点坐标，如G、I、J中的任一顶点，pointOrigin为H点的坐标，vectorP为HG向量、HJ向量以及HI向量中的一种，例如，在求解点G的二维成像顶点坐标时，point3D为点G的三维成像顶点坐标，则vectorP为HG向量。
在步骤160中，根据所述投影图像的二维成像顶点坐标，对所述原始图像的尺度进行校正，得到校正后的原始图像的尺度。
这里，根据投影图像的二维成像顶点坐标即可确定出投影图像的大小、形状、以及位置，从而对原始图像的尺度进行校正，使得校正后的原始图像投影在该投影平面上时呈现为矩形。
在步骤170中，控制所述投影仪根据校正后的原始图像的尺度进行投影。
这里，在得到校正后的原始图像的尺度之后，投影仪以该校正后的原始图像的尺度进行投影。即投影仪以校正后的原始图像的尺度作为输出图像，使得投影在投影平面上的图像呈现为矩形。
由此，通过投影仪相对于投影平面的偏移信息计算得到投射在该投影平面上的投影图像的二维成像顶点坐标，从而确定投影图像的大小、形状以及位置，并根据该二维成像顶点坐标对投影仪的原始图像进行校正，从而使得校正后的原始图像投射在投影平面上的图像呈现为矩形。
在一些可实现的实施方式中，所述偏移信息包括偏航角以及俯仰角，步骤120中，基于所述偏移信息，得到所述投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量，包括：
基于所述偏航角、所述俯仰角，利用第一预设计算式，计算得到所述投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量，其中，所述第一预设计算式为：
Figure 659143DEST_PATH_IMAGE035
Figure 746048DEST_PATH_IMAGE036
Figure 485334DEST_PATH_IMAGE037
其中，
Figure 454427DEST_PATH_IMAGE038
为所述第一测量法向量的X轴坐标，
Figure 609464DEST_PATH_IMAGE039
为所述第一测量法向量的Y轴坐标，
Figure 878772DEST_PATH_IMAGE006
为所述第一测量法向量的Z轴坐标，H为所述偏航角，V为所述俯仰角。
图3是根据一示例性实施例示出的计算第一测量法向量的原理示意图。如图3所示，在投影仪发生偏航、俯仰、滚转等旋转时，投影图像会以一个目标点作为旋转的中心点，因此，目标点的坐标位置不会发生变化。在图3中，该目标点为点E，即投影图像的底边中心点。值得说明的是，目标点实际上是投影仪水平放置、投影仪的投影光线垂直于投影平面、以及投影仪距离该投影平面预设距离阈值进行投影时的投影图像底边的中心点。虽然点E可以为底边的中心点，但是目标点可以在投影图像的垂直中心线上任意选取一点，即目标点可以在线段EF中任取一点。
因此，在得到投影仪的偏移信息之后，可以将偏移信息代入第一预设计算式中计算得到第一测量法向量。例如，投影平面以点E为旋转中心进行偏航旋转H度、俯仰旋转V度，则未发生旋转前的法向量为（0，0，1），旋转后得到的第一测量法向量为（tan(H)*k，tan(V)*k，k），
Figure 461063DEST_PATH_IMAGE040
。
图4是根据一示例性实施例示出的射线向量的示意图。如图4所示，投影图像的四个顶点与光心之间的连线的单位向量即为射线向量。
其中，射线向量可以通过以下步骤获得：
获取所述投影仪的光机参数，其中，所述光机参数包括投影光线的上扬角度、投射比以及宽高比；
根据所述投影仪的光机参数，得到所述投影仪以预设条件投射在投影平面上的标准图像的三维成像顶点坐标，其中，所述预设条件为所述投影仪水平放置、所述投影仪的投影光线垂直于该投影平面、以及所述投影仪距离该投影平面预设距离阈值；
根据所述标准图像的三维成像顶点坐标，计算得到所述标准图像的顶点与所述投影仪的光心之间的连线的单位向量，并将该单位向量作为所述射线向量。
这里，投影仪因为深度的远近，投影图像会产生相似性的变化，例如，投射到投影平面的投影图像为矩形，不管深度远近，投影图像始终为矩形。因此，投影仪以预设条件向投影平面投射，则可以根据投影仪的光机参数计算得到在预设条件下投射的标准图像的三维成像顶点坐标。其中，上扬角度是指投影仪的投影光线的上扬角度，在一般情况下，上扬角度与投影仪的型号相关，如超短焦投影仪会存在一定的上扬角度。因此，本公开提出的投影仪校正方法由于考虑了投影仪的上扬角度，使得本公开提出的投影仪校正方法也能够应用于超短焦的投影仪。
计算标准图像的三维成像顶点坐标的具体过程如下：
图5是根据一示例性实施例示出的计算标准图像的三维成像顶点坐标的原理示意图。如图5所示，标准图像存在四个顶点，分别为第一顶点0、第二顶点1、第三顶点2、第四顶点3，其中，第一顶点0为位于投影图像的右上角的顶点，第二顶点1为位于投影图像的左上角的顶点，第三顶点2为位于投影图像的右下角的顶点，第四顶点3为位于投影图像的左下角的顶点。
根据光机参数，定义预设距离阈值为f，投射比为throwRatio，w为投影图像的宽度，h为投影图像的高度，根据三角关系，则存在throwRatio=f/w。则
Figure 930834DEST_PATH_IMAGE041
，
Figure 686300DEST_PATH_IMAGE042
，由于throwRatio=f/w，宽高比aspectRatio=w/h，则h=f/throwRatio，因此，
Figure 747797DEST_PATH_IMAGE043
。
则第一顶点0的三维成像顶点坐标为：
Figure 828886DEST_PATH_IMAGE044
第二顶点1的三维成像顶点坐标为：
Figure 975833DEST_PATH_IMAGE045
第三顶点2的三维成像顶点坐标为：
Figure 534991DEST_PATH_IMAGE046
第四顶点3的三维成像顶点坐标为：
Figure 450994DEST_PATH_IMAGE047
其中，
Figure 453716DEST_PATH_IMAGE048
为所述第一顶点0的X轴坐标，f为所述预设距离阈值，doffsetAngle为所述上扬角度，
Figure 884697DEST_PATH_IMAGE049
为所述第一顶点0的Y轴坐标，
Figure 185229DEST_PATH_IMAGE050
为所述第二顶点1的X轴坐标，
Figure 752476DEST_PATH_IMAGE051
为所述第二顶点1的Y轴坐标，
Figure 175367DEST_PATH_IMAGE052
为所述第一顶点0的Z轴坐标，
Figure 562486DEST_PATH_IMAGE053
为所述第二顶点1的Z轴坐标，
Figure 948600DEST_PATH_IMAGE054
为所述第三顶点2的X轴坐标，
Figure 839195DEST_PATH_IMAGE055
为所述第三顶点2的Y轴坐标，
Figure 432988DEST_PATH_IMAGE056
为所述第三顶点2的Z轴坐标，
Figure 776244DEST_PATH_IMAGE057
为所述第四顶点3的X轴坐标，
Figure 746474DEST_PATH_IMAGE058
为所述第四顶点3的Y轴坐标，
Figure 288314DEST_PATH_IMAGE059
为所述第四顶点3的Z轴坐标。
在计算得到标准图像的三维成像顶点坐标之后，可以利用向量计算投影仪的光心与四个顶点的四条射线向量，单位向量即是该顶点的射线向量除以射线向量的模。应当理解的是，射线向量是可以根据投影仪的光机参数以及当前滚转角计算得到的。
在一些可实现的实施方式中，在根据所述投影仪的光机参数，得到所述投影仪以预设条件投射在投影平面上的标准图像的三维成像顶点坐标之后，所述方法还包括：
获取所述投影仪的当前滚转角；
当所述当前滚转角未满足预设阈值时，根据所述当前滚转角，结合第二预设计算式，对所述标准图像的三维成像顶点坐标中的X轴坐标以及Y轴坐标进行修正，其中，所述第二预设计算式为：
Figure 990691DEST_PATH_IMAGE060
Figure 634293DEST_PATH_IMAGE061
其中，
Figure 814739DEST_PATH_IMAGE062
为所述标准图像的第i个顶点的修正后的X轴坐标，
Figure 742243DEST_PATH_IMAGE063
为所述标准图像的第i个顶点的修正后的Y轴坐标，
Figure 615521DEST_PATH_IMAGE064
为所述标准图像的第i个顶点的修正前的X轴坐标，
Figure 995687DEST_PATH_IMAGE065
为所述标准图像的第i个顶点的修正前的Y轴坐标，
Figure 979824DEST_PATH_IMAGE066
为所述投影仪进行滚转的旋转中心的X轴坐标，
Figure 496256DEST_PATH_IMAGE014
为所述旋转中心的Y轴坐标，r为所述当前滚转角；
将修正后的X轴坐标以及Y轴坐标作为所述标准图像的顶点的新的X轴坐标和Y轴坐标。
这里，可以通过设置于投影仪的惯性传感器（Inertial Measurement Unit，简称IMU）来获取投影仪的当前滚转角，当当前滚转角未满足预设阈值，说明投影仪发生了滚转的旋转。例如，当前滚转角不为0，则说明投影仪发生了滚转的旋转。当投影仪发生了滚转，其标准图像会以光心射线为旋转轴进行滚转，则标准图像的三维成像顶点坐标的X轴坐标以及Y轴坐标会发生变化，因此，需要基于第二预设计算式计算发生滚转的标准图像的三维顶点坐标的X轴坐标以及Y轴坐标，得到各个顶点修正后的X轴坐标以及Y轴坐标，从而获得标准图像新的三维成像顶点坐标。然后基于该新的三维成像顶点坐标重新计算射线向量，并求解出投影图像的三维成像顶点坐标。
应当理解的是，旋转中心rotateP的坐标可以是（0，0），旋转中心rotateP是指投影仪进行滚转的旋转中心，上述的预设中心点是假想的投影仪在发生偏航、俯仰的旋转之后，投影图像发生的偏移。
由此，通过滚转角可以考虑到投影仪在发送滚转之后的旋转投影图像的变化，从而实现精准的梯形校正。
图6是根据一示例性实施例示出计算校正后的原始图像的尺度的流程图。如图6所示，在一些可实现的实施方式中，步骤160中，根据所述投影图像的二维成像顶点坐标，对所述原始图像的尺度进行校正，得到校正后的原始图像的尺度，包括：步骤161至步骤163。
在步骤161中，基于所述投影图像的二维成像顶点坐标、以及所述投影仪的原始图像的二维成像顶点坐标，建立单应矩阵。
这里，原始图像的二维成像顶点坐标是指原始图像在归一化平面上的二维顶点坐标，如根据原始图像的分辨率或宽高比可以确定原始图像的二维成像顶点坐标。
其中，单应矩阵是射影几何中的概念，又称为射影变换。它是把一个射影平面上的点(三维齐次矢量)映射到另一个射影平面上。假设已知两个图像之间的单应矩阵，则可以由一个平面的图像转换到另一平面上。通过平面的转换，是为了在同一个平面上进行投影校正。因此，在得知投影仪的原始图像的二维成像顶点坐标和投影图像的二维成像顶点坐标之后，可以构建出相应的单应矩阵。
在步骤162中，从所述投影图像中选取目标矩形，并确定该目标矩形的二维成像顶点坐标。
这里，目标矩形是在投影图像的区域内选取的一个矩形，该目标矩形为用户最终看到的图像区域。应当理解的是，目标矩形可以是在所述投影图像中面积最大的矩形。通过将目标矩形设置为面积最大的矩形可以实现最大化投影面积，提高用户体验。
在一个可实现的实施方式中，可以通过以下步骤确定目标矩形：
从所述投影图像的任一边上任意选取一点，并以该点作为待构建的矩形的顶点、以所述原始图像的宽高比作为所述待构建的矩形的宽高比，在所述投影图像的区域内生成矩形；
从生成的矩形中选取面积最大的矩形作为所述目标矩形。
这里，选取目标矩形的具体做法可以是在投影图像任一边上任意选取一点，并以该点作为待构建的矩形的顶点、以原始图像的宽高比作为待构建的矩形的宽高比，在投影图像的区域内生成矩形，并从生成的矩形中选取面积最大的矩形作为目标矩形。
例如，遍历投影图像的最长边以及与该最长边相邻的边，选取任一点作为待构建的矩形的顶点，向投影图像的四周生成宽高比与原始图像一致的宽高比的矩形，在遍历完成最后，从所有生成的矩形中查找出面积最大的矩形作为目标矩形。
由此，通过选取面积最大的矩形作为目标矩形，可以保证用户观看到的投影图像面积最大，从而提升用户的观看体验。
在步骤163中，根据所述目标矩形的二维成像顶点坐标，结合所述单应矩阵，得到校正后的原始图像的二维成像顶点坐标，并将所述校正后的原始图像的二维成像顶点坐标作为所述校正后的原始图像的尺度。
这里，在确定到目标矩形的二维成像顶点坐标之后，可以通过单应矩阵进行反变换，得到校正后的原始图像的二维成像顶点坐标，从而得到校正后的原始图像的尺度。
下面，结合附图7对上述实施方式进行详细说明。
图7是根据一示例性实施例示出的计算校正后的原始图像的尺度的原理示意图。如图7所示，原始图像为一个矩形图像，其投影在投影平面上的投影图像为不规则四边形，目标矩形为在投影图像的区域内选取的矩形，该目标矩形是指用户最终看到的经过校正后的图像所在的区域。因此，在已知原始图像与投影图像的单应矩阵以及目标矩形的二维成像顶点坐标的情况下，可以反变换得到校正后的原始图像的尺度，其呈现为一个不规则四边形。投影仪通过输出校正后的原始图像，可以使得投影仪投影在投影平面上的图像呈现为目标矩形的形状，从而实现投影仪的自动梯形校正。
图8是根据一示例性实施例示出的确定偏移信息的流程示意图。如图8所示，在一些可实现的实施方式中，步骤110中，确定投影仪相对于投影平面的偏移信息，包括：步骤111至步骤114。
在步骤111中，控制所述投影仪的飞行时间传感器对所述投影平面进行测量，获得所述飞行时间传感器照射在所述投影平面上的多个光点的深度信息。
这里，飞行时间传感器（TOF模组）是基于飞行时间（Time-Of-Flight，TOF）计算的深度探测相机，其原理是通过向外发射激光脉冲，激光脉冲在遇到物体后发射至飞行时间传感器，计算从发射到反射回飞行时间传感器的时间差或相位差来获得深度数据。在步骤110中，飞行时间传感器向投影平面发射多个激光脉冲，并基于时间差或相位差测量得到照射在投影平面上的多个光点的深度信息。值得说明的是，该投影平面是指墙面或幕布。
应当理解的是，触发飞行时间传感器对投影平面进行测量可以是通过梯形校正指令实现，该梯形校正指令可以是自动触发的，也可以是非自动触发的。例如，若是自动触发的，在投影仪自检测到投影图像为非矩形图像的情况下，投影仪可以自动触发一个梯形校正指令；若是非自动触发的，用户可以按下与投影仪通信连接的控制器的按钮，以此，来触发控制器发送一个梯形校正指令至投影仪，该按钮可以是虚拟按钮，也可以是实体按钮，本实施例对此不作限定。
在步骤112中，针对每个所述光点，基于所述光点的深度信息，确定所述光点在所述投影平面上的三维坐标。
这里，在获得每个光点的深度信息之后，可以根据飞行时间传感器的光点的原始几何关系以及测量到的飞行时间传感器的光点的偏移几何关系来确定每个光点在投影平面上的三维坐标。应当理解的是，该三维坐标是以飞行时间传感器为坐标原点、飞行时间传感器的照射方向为Z轴得到的三维坐标，因此，光点的三维坐标中的Z轴坐标为深度信息。
在步骤113中，根据多个所述光点的三维坐标，确定所述投影平面相对于所述飞行时间传感器的第二测量法向量。
这里，在获得多个光点的三维坐标之后，通过对该多个光点的三维坐标进行拟合，得到拟合平面，从而获得该投影平面的法向量，该法向量作为第二测量法向量，该第二测量法向量是指垂直于与该拟合平面的线段。其中，可以通过最小二乘法拟合得到该拟合平面。
应当理解的是，第二测量法向量是投影平面相对于飞行时间传感器的法向量。
在步骤114中，根据所述第二测量法向量，得到所述投影仪的偏移信息。
这里，偏移信息是指投影仪相对于投影平面的旋转情况，其可以包括偏航角、俯仰角以及滚转角中的至少一种。在正常使用的情况下，投影仪是水平放置且投影光线垂直于投影平面的，在投影仪发生偏移时，投影仪相对于投影平面发生偏移，使得投影仪投影在投影平面上的图像呈现梯形。因此，该偏移信息实际上反映了投影仪相对于投影平面的偏移。
由此，通过飞行时间传感器即可快速、准确地得到投影仪相对于投影平面的偏移信息，从而为投影仪的校正提供数据支持。
在一些可实现的实施方式中，所述偏移信息包括偏航角和俯仰角；步骤114中，根据所述第二测量法向量，得到所述投影仪的偏移信息，包括：
根据所述第二测量法向量、第一标定法向量、第二标定法向量计算得到所述投影仪的偏航角和俯仰角；
所述第一标定法向量是在所述投影仪处于水平位置且所述投影仪的投影光线垂直于投影平面的情况下，通过所述飞行时间传感器对该投影平面进行测量得到的该投影平面的法向量，所述第二标定法向量是将处于所述水平位置的所述投影仪以竖直方向为旋转轴旋转第一预设角度后，通过所述飞行时间传感器对该投影平面进行测量得到的该投影平面的法向量。
这里，基于第一测量法向量计算得到投影仪的偏移信息实际上是根据第一测量法向量来计算投影仪的旋转情况。即基于投影仪移动，投影平面保持不动的情况下，投影仪不动而投影平面移动，因此，可以通过第一测量法向量来计算得到投影仪的偏移信息。
图9是根据一示例性实施例示出的计算投影仪的偏移信息的原理示意图。如图9所示，在投影仪处于水平位置且所述投影仪的投影光线垂直于投影平面的情况下，通过所述飞行时间传感器对该投影平面进行测量得到第一标定法向量
Figure 344695DEST_PATH_IMAGE067
。然后，将处于所述水平位置的所述投影仪以竖直方向为旋转轴旋转第一预设角度后，通过所述飞行时间传感器对该投影平面进行测量得到第二标定法向量
Figure 149840DEST_PATH_IMAGE068
，即
Figure 999985DEST_PATH_IMAGE069
以Y轴为旋转轴、O点为旋转中心进行旋转第一预设角度，得到
Figure 574185DEST_PATH_IMAGE070
。以
Figure 851583DEST_PATH_IMAGE071
、
Figure 878445DEST_PATH_IMAGE068
的垂直旋转轴为新坐标系的X轴，以与X轴垂直且过A点的轴为坐标系的Y轴，建立坐标系计算投影仪的偏移信息。在图2中，
Figure 532280DEST_PATH_IMAGE072
是实际使用过程中测量到的第一测量法向量，
Figure 508457DEST_PATH_IMAGE073
是
Figure 894439DEST_PATH_IMAGE074
在AOB平面上的投影，
Figure 470914DEST_PATH_IMAGE075
是
Figure 662861DEST_PATH_IMAGE076
在AOY平面上的投影，则∠IOA为投影仪的偏航角，∠JOA为投影仪的俯仰角。进而可以通过如下计算式计算得到投影仪的偏航角以及俯仰角。
Figure 946075DEST_PATH_IMAGE077
Figure 830854DEST_PATH_IMAGE078
其中，resulth为所述投影仪的偏航角，resultv为所述投影仪的俯仰角，·表示向量的点乘，
Figure 379778DEST_PATH_IMAGE079
为所述投影仪在水平放置且所述投影仪的投影光线垂直于投影区域的情况下，通过所述飞行时间传感器对该投影区域进行测量得到的该投影区域的第一标定法向量，
Figure 47520DEST_PATH_IMAGE080
为第一测量法向量
Figure 247557DEST_PATH_IMAGE081
在AOB平面上的投影
Figure 303238DEST_PATH_IMAGE082
，
Figure 526409DEST_PATH_IMAGE083
是第一测量法向量
Figure 325738DEST_PATH_IMAGE084
在AOY平面上的投影
Figure 131014DEST_PATH_IMAGE085
。
其中，可以通过如下计算式计算得到
Figure 826437DEST_PATH_IMAGE086
以及
Figure 802484DEST_PATH_IMAGE087
：
Figure 139924DEST_PATH_IMAGE088
Figure 48974DEST_PATH_IMAGE089
Figure 384141DEST_PATH_IMAGE090
Figure 392023DEST_PATH_IMAGE091
其中，
Figure 267576DEST_PATH_IMAGE092
为将所述投影仪以竖直方向为旋转轴旋转第一预设角度后，通过所述飞行时间传感器对该投影区域进行测量得到的该投影区域的第二标定法向量，
Figure 499974DEST_PATH_IMAGE093
为所述第一测量法向量，
Figure 802779DEST_PATH_IMAGE094
是投影仪偏航角的旋转轴，
Figure 753418DEST_PATH_IMAGE095
是投影仪俯仰角的旋转轴。
因此，在上述实施方式中，通过预先标定的第一标定法向量、第二标定法向量即可准确计算到投影仪的偏航角以及俯仰角。通过上述实施方式，可以让标定过程变得简单可行，利用大规模应用。
在一些可实现的实施方式中，步骤112中，针对每个所述光点，基于所述光点的深度信息，确定所述光点在所述投影平面上的三维坐标，包括：
针对每个所述光点，基于所述光点的深度信息，结合TOF测距模型，得到所述光点在所述投影平面上的三维坐标，其中，所述TOF测距模型为：
Figure 432661DEST_PATH_IMAGE096
Figure 67035DEST_PATH_IMAGE097
Figure 478425DEST_PATH_IMAGE098
其中，x为所述光点在所述投影平面上的X轴坐标，y为所述光点在所述投影平面上的Y轴坐标，z为所述光点在所述投影平面上的Z轴坐标，Dis0为所述光点的深度信息，α为所述光点与所述飞行时间传感器的光心之间的连线与所述飞行时间传感器的投影射线之间的夹角，β为所述光点投影在垂直于所述投影射线且通过所述光心的平面上的投影点与所述光心之间的连线与水平线的夹角。
图10是根据一示例性实施例示出的计算光点的三维坐标的原理示意图。如图10所示，
Figure 447518DEST_PATH_IMAGE099
、
Figure 930452DEST_PATH_IMAGE100
、
Figure 871863DEST_PATH_IMAGE101
、
Figure 782050DEST_PATH_IMAGE102
、
Figure 989172DEST_PATH_IMAGE103
、
Figure 947901DEST_PATH_IMAGE104
、
Figure 71715DEST_PATH_IMAGE105
、
Figure 90486DEST_PATH_IMAGE106
、
Figure 34171DEST_PATH_IMAGE107
、
Figure 593329DEST_PATH_IMAGE108
、
Figure 509332DEST_PATH_IMAGE109
、
Figure 512054DEST_PATH_IMAGE110
、
Figure 146298DEST_PATH_IMAGE111
、
Figure 243567DEST_PATH_IMAGE112
为飞行时间传感器发射的光点，
Figure 76394DEST_PATH_IMAGE113
是
Figure 436968DEST_PATH_IMAGE114
光点照射在投影平面上的光点，
Figure 355245DEST_PATH_IMAGE115
是
Figure 9867DEST_PATH_IMAGE116
投影在XOY平面上的点，则具有以下几何关系：
Figure 900463DEST_PATH_IMAGE117
、A、B、
Figure 494255DEST_PATH_IMAGE118
、
Figure 837512DEST_PATH_IMAGE113
共面，
Figure 542163DEST_PATH_IMAGE119
平行于
Figure 84003DEST_PATH_IMAGE120
。
因此，对于光点
Figure 51959DEST_PATH_IMAGE121
而言，其三维坐标为（Dis0∗tan（α）∗cos（β），Dis0∗tan（α）∗sin（β），Dis0）。其中，Dis0为光点
Figure 882511DEST_PATH_IMAGE122
的深度信息，α为∠
Figure 141586DEST_PATH_IMAGE123
的角度，对于光点
Figure 803511DEST_PATH_IMAGE124
而言，α为22.99°；β为线段
Figure 676789DEST_PATH_IMAGE125
与过点B的Y轴之间的夹角，对于光点
Figure 791376DEST_PATH_IMAGE126
而言，β为45°。对于
Figure 837829DEST_PATH_IMAGE100
、
Figure 557523DEST_PATH_IMAGE127
、
Figure 414752DEST_PATH_IMAGE128
、
Figure 954318DEST_PATH_IMAGE103
、
Figure 804462DEST_PATH_IMAGE104
、
Figure 378663DEST_PATH_IMAGE105
、
Figure 656061DEST_PATH_IMAGE106
、
Figure 948502DEST_PATH_IMAGE129
、
Figure 71178DEST_PATH_IMAGE130
、
Figure 578514DEST_PATH_IMAGE109
、
Figure 964496DEST_PATH_IMAGE131
、
Figure 540971DEST_PATH_IMAGE111
、
Figure 670601DEST_PATH_IMAGE132
照射在投影平面上的光点同样可以通过上述计算式计算得到，在此不再重复赘述。
在一些可实现的实施方式中，在步骤111之后，所述方法还可以包括：
针对每个所述光点，将所述光点的深度信息与所述飞行时间传感器的测量误差的和作为所述光点的最终的深度信息，其中，所述测量误差是所述飞行时间传感器的测量得到的光点的深度信息与该光点距离所述飞行时间传感器的实际距离之间的差值。
这里，飞行时间传感器在实际测量过程中，由于飞行时间传感器的镜头畸变等因素，会造成测量得到的深度信息与基于几何关系计算得到的真实深度信息出现误差。因此，针对每个光点，将所述光点的深度信息与所述飞行时间传感器的测量误差的和作为所述光点的最终的深度信息。例如，光点
Figure 281711DEST_PATH_IMAGE133
的测量误差为0.5cm，则在测量得到光点
Figure 635332DEST_PATH_IMAGE134
的深度信息160.00cm之后，该光点
Figure 636786DEST_PATH_IMAGE133
最终的深度信息为160.50cm。
图11是根据一示例性实施例示出的计算测量误差的流程图。如图11所示，计算所述测量误差包括以下步骤：
在步骤1111中，在所述投影仪水平放置且所述投影仪的投影光线垂直于投影平面的情况下，控制所述投影仪以竖直方向为旋转轴、以第二预设角度为旋转角度旋转多次，并在每次旋转后，控制所述飞行时间传感器对所述投影平面进行测量，得到每次旋转后的所述飞行时间传感器照射在所述投影平面的光点的测量深度值。
这里，在投影仪水平放置且投影仪的投影光线垂直于投影平面的情况下，控制飞行时间传感器对投影平面进行测量，得到每个光点的深度信息，并分析每个光点的情况，以确保每个光点之间的偏差不会超过预设阈值。然后，控制所述投影仪以竖直方向为旋转轴、以第二预设角度为旋转角度旋转多次，并在每次旋转后，控制所述飞行时间传感器对所述投影平面进行测量，得到每次旋转后的所述飞行时间传感器照射在所述投影平面的光点的测量深度值。
在步骤1112中，基于几何关系计算该光点距离所述飞行时间传感器的真实深度值。
这里，在每次测量过程中，均通过几何关系计算每个光点距离飞行时间传感器的真实深度值。该真实深度值反映了光点与飞行时间传感器的真实距离，不受飞行时间传感器的硬件影响。应当理解的是，该几何关系指的是投影仪与投影平面的距离以及各个光点的几何关系。
在步骤1113中，计算每次测量到的测量深度值与该测量深度值对应的真实深度值之间的差值。
这里，在每次测量之后，计算测量到的测量深度值与该测量深度值对应的真实深度值之间的差值，该差值即是光点的测量误差。
在步骤1114中，将多次计算得到的所述差值的平均值作为所述测量误差。
这里，通过采集若干次测量过程计算到的差值，计算平均值可以提高飞行时间传感器的测量精度。应当理解的是，测量深度值是指飞行时间传感器测量出来的值，真实深度值是根据几何关系算出来的实际距离，投影仪每旋转一个第二预设角度都会有一个真实深度值和测量深度值，通过多组测量数据可以得到真实深度值和测量深度值之间的关系，在之后的使用过程中，只需要知道测量深度值即可知道真实深度值是多少，从而提高TOF的测量精度。
值得说明的是，在上述实施方式中，详细说明了基于飞行时间传感器确定投影仪相对于投影平面的偏移信息的技术原理。但是在实际应用中，可以不局限于利用飞行时间传感器确定投影仪相对于投影平面的偏移信息，也可以通过摄像头来确定投影仪相对于投影平面的偏移信息。
在一些可实现的实施方式中，步骤110中，确定投影仪相对于投影平面的偏移信息，可以包括以下步骤：
响应于接收到的矫正指令，控制投影仪向投影平面投射预设图像；
通过所述投影仪的摄像头拍摄所述投影仪投射出的所述预设图像，得到拍摄图像；
在所述拍摄图像中，识别出所述预设图像的目标特征点；
针对每一所述目标特征点，根据针对该目标特征点预先标定的映射关系和该目标特征点在所述拍摄图像上的相机坐标，确定该目标特征点在所述摄像头的拍摄空间中的深度信息，以得到该目标特征点在所述投影仪的投影空间中的三维坐标，其中，所述映射关系是在不同深度下标定的目标特征点的深度信息与相机坐标的偏移量之间的关联关系；
对各个所述目标特征点的三维坐标进行拟合，得到拟合平面；
根据所述拟合平面的法向量，得到所述偏移信息。
这里，预设图像是指投射在墙面或幕布上的图像，一般地，本实施例预设图像可以采用棋盘格图像。应当理解的是，在投影仪垂直于墙面或幕布时，预设图像是标准的矩形图像，此时棋盘格图不是畸变的；在投影仪不垂直于墙面或幕布时，投影图像是非矩形图像，此时棋盘格图是畸变的。
投影仪投射出预设图像之后，利用摄像头对该预设图像进行拍摄，得到拍摄图像，以根据该拍摄图像对投影仪投影的墙面或幕布进行建模，得到墙面或幕布的三维信息。
其中，目标特征点是在预设图像上设置的用于对墙面或幕布进行建模的特征点，该特征点可以根据实际情况设定其形式或数量。例如，在预设图像为棋盘格图像时，预设图像中的目标特征点是指该预设图像中黑白格之间的交点。
由于预先在不同深度下标定的目标特征点的深度信息与相机坐标的偏移量之间的关联关系，因此，在拍摄图像中确定到目标特征点的相机坐标后，可以基于该相机坐标以及该映射关系计算得到目标特征点的深度。其中，该深度指的是目标特征点相对于摄像头的深度。例如，分别在1.2m和1.9m的深度下对投影仪投影的预设图像进行拍摄，从而目标特征点在1.2m和1.9m下的相机坐标，从而计算出同一目标特征点的深度信息与相机坐标之间的关联关系。
值得说明的是，在计算得到目标特征坐标点的相机坐标以及深度信息之后，根据该相机坐标以及该深度信息可以确定到目标特征点在空间中的深度信息。
其中，对得到的所有目标特征点的三维坐标进行拟合，是要根据目标特征点的三维坐标对投影仪当前投影的区域进行建模，得到投影区域的三维信息。其中，拟合可以是采用最小二乘法拟合。
拟合平面的法向量是指与拟合平面垂直的线段，投影仪在投影时，如果摆放位置是歪斜的，投影仪的投影光线相对于墙面或幕布会相对偏移，从而导致投影仪显示在墙面或幕布的投影平面呈现梯形畸变。然后，基于拟合平面的法向量计算得到所述偏移信息，该偏移信息包括偏航角以及俯仰角。即计算得到投影仪相对于拟合平面（墙面或幕布）的偏差，进而根据该偏差对投影仪的投影平面的顶点坐标进行调整，控制投影仪根据该调整后的顶点坐标进行投影，使得投影仪的投影平面在拟合平面对应的墙面或幕布上呈现矩形。
应当理解的是，基于拟合平面的法向量计算得到所述偏移信息的原理与根据第二测量法向量得到投影仪的偏移信息的原理一致，在此不再赘述。
图12是根据一示例性实施例示出的一种投影仪校正系统的结构示意图。如图12所示，本公开实施例提出了一种投影仪校正系统，该系统400包括：
确定模块401，配置为确定投影仪相对于投影平面的偏移信息；
第一测量法向量计算模块402，配置为基于所述偏移信息，得到所述投影仪的原始图像投射至所述投影平面上的投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量；
位置计算模块403，配置为基于所述第一测量法向量、以及预设的目标点的坐标信息，确定所述投影图像所在平面的位置信息，其中，所述目标点为所述投影图像进行旋转的预设中心点；
三维坐标计算模块404，配置为基于所述位置信息、结合预先建立的射线向量，得到所述投影图像的三维成像顶点坐标，其中，所述射线向量为所述投影仪投射的投影图像的顶点与所述投影仪的光心之间的连线的单位向量；
向量分解模块405，配置为对所述投影图像的三维成像顶点坐标进行向量分解，得到所述投影图像的二维成像顶点坐标；
校正模块406，配置为根据所述投影图像的二维成像顶点坐标，对所述原始图像的尺度进行校正，得到校正后的原始图像的尺度；
投影模块407，配置为控制所述投影仪根据校正后的原始图像的尺度进行投影。
可选地，所述偏移信息包括偏航角以及俯仰角；
所述第一测量法向量计算模块402具体配置为：
基于所述偏航角、所述俯仰角，利用第一预设计算式，计算得到所述投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量，其中，所述第一预设计算式为：
Figure 380227DEST_PATH_IMAGE135
Figure 783526DEST_PATH_IMAGE136
Figure 573628DEST_PATH_IMAGE137
其中，
Figure 62378DEST_PATH_IMAGE138
为所述第一测量法向量的X轴坐标，
Figure 861706DEST_PATH_IMAGE139
为所述第一测量法向量的Y轴坐标，
Figure 916250DEST_PATH_IMAGE006
为所述第一测量法向量的Z轴坐标，H为所述偏航角，V为所述俯仰角。
可选地，所述三维坐标计算模块404包括：
获取单元，配置为获取所述投影仪的光机参数，其中，所述光机参数包括投影光线的上扬角度、投射比以及宽高比；
坐标计算单元，配置为根据所述投影仪的光机参数，得到所述投影仪以预设条件投射在投影平面上的标准图像的三维成像顶点坐标，其中，所述预设条件为所述投影仪水平放置、所述投影仪的投影光线垂直于该投影平面、以及所述投影仪距离该投影平面预设距离阈值；
单位向量计算单元，配置为根据所述标准图像的三维成像顶点坐标，计算得到所述标准图像的顶点与所述投影仪的光心之间的连线的单位向量，并将该单位向量作为所述射线向量。
可选地，所述三维坐标计算模块404还包括：
滚转角确定单元，配置为获取所述投影仪的当前滚转角；
修正单元，配置为当所述当前滚转角未满足预设阈值时，根据所述当前滚转角，结合第二预设计算式，对所述标准图像的三维成像顶点坐标中的X轴坐标以及Y轴坐标进行修正，其中，所述第二预设计算式为：
Figure 814936DEST_PATH_IMAGE140
Figure 604032DEST_PATH_IMAGE141
其中，
Figure 879155DEST_PATH_IMAGE142
为所述标准图像的第i个顶点的修正后的X轴坐标，
Figure 53785DEST_PATH_IMAGE063
为所述标准图像的第i个顶点的修正后的Y轴坐标，
Figure 185689DEST_PATH_IMAGE064
为所述标准图像的第i个顶点的修正前的X轴坐标，
Figure 383452DEST_PATH_IMAGE143
为所述标准图像的第i个顶点的修正前的Y轴坐标，
Figure 524583DEST_PATH_IMAGE144
为所述投影仪进行滚转的旋转中心的X轴坐标，
Figure 491402DEST_PATH_IMAGE014
为所述旋转中心的Y轴坐标，r为所述当前滚转角；
将修正后的X轴坐标以及Y轴坐标作为所述标准图像的顶点的新的X轴坐标和Y轴坐标。
可选地，所述校正模块406包括：
单应矩阵构建单元，配置为基于所述投影图像的二维成像顶点坐标、以及所述投影仪的原始图像的二维成像顶点坐标，建立单应矩阵；
选取单元，配置为从所述投影图像中选取目标矩形，并确定该目标矩形的二维成像顶点坐标；
尺度校正单元，配置为根据所述目标矩形的二维成像顶点坐标，结合所述单应矩阵，得到校正后的原始图像的二维成像顶点坐标，并将所述校正后的原始图像的二维成像顶点坐标作为所述校正后的原始图像的尺度。
可选地，所述确定模块401包括：
测量单元，配置为控制所述投影仪的飞行时间传感器对所述投影平面进行测量，获得所述飞行时间传感器照射在所述投影平面上的多个光点的深度信息；
光点坐标确定单元，配置为针对每个所述光点，基于所述光点的深度信息，确定所述光点在所述投影平面上的三维坐标；
第二测量法向量计算单元，配置为根据多个所述光点的三维坐标，确定所述投影平面相对于所述飞行时间传感器的第二测量法向量；
偏移信息计算单元，配置为根据所述第二测量法向量，得到所述投影仪的偏移信息。
可选地，所述偏移信息包括偏航角和俯仰角；
所述偏移信息计算单元具体配置为：
根据所述第二测量法向量、第一标定法向量、第二标定法向量计算得到所述投影仪的偏航角和俯仰角；
所述第一标定法向量是在所述投影仪处于水平位置且所述投影仪的投影光线垂直于投影平面的情况下，通过所述飞行时间传感器对该投影平面进行测量得到的该投影平面的法向量，所述第二标定法向量是将处于所述水平位置的所述投影仪以竖直方向为旋转轴旋转第一预设角度后，通过所述飞行时间传感器对该投影平面进行测量得到的该投影平面的法向量。
关于上述实施例中的系统，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
图13是根据一示例性实施例示出的一种电子设备700的框图。如图13所示，该电子设备700可以包括：处理器701，存储器702。该电子设备700还可以包括多媒体组件703，输入/输出（I/O）接口704，以及通信组件705中的一者或多者。
其中，处理器701用于控制该电子设备700的整体操作，以完成上述的投影仪校正方法中的全部或部分步骤。存储器702用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备700的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备700上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器702可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Read-Only Memory，简称PROM），只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件703可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器702或通过通信组件705发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口704为处理器701和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件705用于该电子设备700与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信（Near FieldCommunication，简称NFC），2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件705可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。
在一示例性实施例中，电子设备700可以被一个或多个应用专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC）、数字信号处理器（DigitalSignal Processor，简称DSP）、数字信号处理设备（Digital Signal Processing Device，简称DSPD）、可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，简称PLD）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，简称FPGA）、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的投影仪校正方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的投影仪校正方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器702，上述程序指令可由电子设备700的处理器701执行以完成上述的投影仪校正方法。
图14是根据一示例性实施例示出的一种电子设备1900的框图。例如，电子设备1900可以被提供为一服务器。参照图14，电子设备1900包括处理器1922，其数量可以为一个或多个，以及存储器1932，用于存储可由处理器1922执行的计算机程序。存储器1932中存储的计算机程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理器1922可以被配置为执行该计算机程序，以执行上述的投影仪校正方法。
另外，电子设备1900还可以包括电源组件1926和通信组件1950，该电源组件1926可以被配置为执行电子设备1900的电源管理，该通信组件1950可以被配置为实现电子设备1900的通信，例如，有线或无线通信。此外，该电子设备1900还可以包括输入/输出（I/O）接口1958。电子设备1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如WindowsServerTM，Mac OS XTM，UnixTM，LinuxTM等等。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的投影仪校正方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器1932，上述程序指令可由电子设备1900的处理器1922执行以完成上述的投影仪校正方法。
在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的投影仪校正方法的代码部分。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种投影仪校正方法，其特征在于，包括：
确定投影仪相对于投影平面的偏移信息；
基于所述偏移信息，得到所述投影仪的原始图像投射至所述投影平面上的投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量；
基于所述第一测量法向量、以及预设的目标点的坐标信息，确定所述投影图像所在平面的位置信息，其中，所述目标点为所述投影图像进行旋转的预设中心点；
基于所述位置信息、结合预先建立的射线向量，得到所述投影图像的三维成像顶点坐标，其中，所述射线向量为所述投影仪投射的投影图像的顶点与所述投影仪的光心之间的连线的单位向量；
对所述投影图像的三维成像顶点坐标进行向量分解，得到所述投影图像的二维成像顶点坐标；
根据所述投影图像的二维成像顶点坐标，对所述原始图像的尺度进行校正，得到校正后的原始图像的尺度；
控制所述投影仪根据校正后的原始图像的尺度进行投影。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏移信息包括偏航角以及俯仰角；
所述基于所述偏移信息，得到所述投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量，包括：
基于所述偏航角、所述俯仰角，利用第一预设计算式，计算得到所述投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量，其中，所述第一预设计算式为：
Figure 970958DEST_PATH_IMAGE001
Figure 941188DEST_PATH_IMAGE002
Figure 686290DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure 450984DEST_PATH_IMAGE004
为所述第一测量法向量的X轴坐标，
Figure 281536DEST_PATH_IMAGE005
为所述第一测量法向量的Y轴坐标，
Figure 277961DEST_PATH_IMAGE006
为所述第一测量法向量的Z轴坐标，H为所述偏航角，V为所述俯仰角。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述射线向量通过以下步骤获得：
获取所述投影仪的光机参数，其中，所述光机参数包括投影光线的上扬角度、投射比以及宽高比；
根据所述投影仪的光机参数，得到所述投影仪以预设条件投射在投影平面上的标准图像的三维成像顶点坐标，其中，所述预设条件为所述投影仪水平放置、所述投影仪的投影光线垂直于该投影平面、以及所述投影仪距离该投影平面预设距离阈值；
根据所述标准图像的三维成像顶点坐标，计算得到所述标准图像的顶点与所述投影仪的光心之间的连线的单位向量，并将该单位向量作为所述射线向量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据所述投影仪的光机参数，得到所述投影仪以预设条件投射在投影平面上的标准图像的三维成像顶点坐标之后，所述方法还包括：
获取所述投影仪的当前滚转角；
当所述当前滚转角未满足预设阈值时，根据所述当前滚转角，结合第二预设计算式，对所述标准图像的三维成像顶点坐标中的X轴坐标以及Y轴坐标进行修正，其中，所述第二预设计算式为：
Figure 939887DEST_PATH_IMAGE007
Figure 813165DEST_PATH_IMAGE008
其中，
Figure 927751DEST_PATH_IMAGE009
为所述标准图像的第i个顶点的修正后的X轴坐标，
Figure 974205DEST_PATH_IMAGE010
为所述标准图像的第i个顶点的修正后的Y轴坐标，
Figure 693899DEST_PATH_IMAGE011
为所述标准图像的第i个顶点的修正前的X轴坐标，
Figure 285548DEST_PATH_IMAGE012
为所述标准图像的第i个顶点的修正前的Y轴坐标，
Figure 153010DEST_PATH_IMAGE013
为所述投影仪进行滚转的旋转中心的X轴坐标，
Figure 940838DEST_PATH_IMAGE014
为所述旋转中心的Y轴坐标，r为所述当前滚转角；
将修正后的X轴坐标以及Y轴坐标作为所述标准图像的顶点的新的X轴坐标和Y轴坐标。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述投影图像的二维成像顶点坐标，对所述原始图像的尺度进行校正，得到校正后的原始图像的尺度，包括：
基于所述投影图像的二维成像顶点坐标、以及所述投影仪的原始图像的二维成像顶点坐标，建立单应矩阵；
从所述投影图像中选取目标矩形，并确定该目标矩形的二维成像顶点坐标；
根据所述目标矩形的二维成像顶点坐标，结合所述单应矩阵，得到校正后的原始图像的二维成像顶点坐标，并将所述校正后的原始图像的二维成像顶点坐标作为所述校正后的原始图像的尺度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定投影仪相对于投影平面的偏移信息，包括：
控制所述投影仪的飞行时间传感器对所述投影平面进行测量，获得所述飞行时间传感器照射在所述投影平面上的多个光点的深度信息；
针对每个所述光点，基于所述光点的深度信息，确定所述光点在所述投影平面上的三维坐标；
根据多个所述光点的三维坐标，确定所述投影平面相对于所述飞行时间传感器的第二测量法向量；
根据所述第二测量法向量，得到所述投影仪的偏移信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述偏移信息包括偏航角和俯仰角；
所述根据所述第二测量法向量，得到所述投影仪的偏移信息，包括：
根据所述第二测量法向量、第一标定法向量、第二标定法向量计算得到所述投影仪的偏航角和俯仰角；
所述第一标定法向量是在所述投影仪处于水平位置且所述投影仪的投影光线垂直于投影平面的情况下，通过所述飞行时间传感器对该投影平面进行测量得到的该投影平面的法向量，所述第二标定法向量是将处于所述水平位置的所述投影仪以竖直方向为旋转轴旋转第一预设角度后，通过所述飞行时间传感器对该投影平面进行测量得到的该投影平面的法向量。
8.一种投影仪校正系统，其特征在于，包括：
确定模块，配置为确定投影仪相对于投影平面的偏移信息；
第一测量法向量计算模块，配置为基于所述偏移信息，得到所述投影仪的原始图像投射至所述投影平面上的投影图像相对于所述投影仪的第一测量法向量；
位置计算模块，配置为基于所述第一测量法向量、以及预设的目标点的坐标信息，确定所述投影图像所在平面的位置信息，其中，所述目标点为所述投影图像进行旋转的预设中心点；
三维坐标计算模块，配置为基于所述位置信息、结合预先建立的射线向量，得到所述投影图像的三维成像顶点坐标，其中，所述射线向量为所述投影仪投射的投影图像的顶点与所述投影仪的光心之间的连线的单位向量；
向量分解模块，配置为对所述投影图像的三维成像顶点坐标进行向量分解，得到所述投影图像的二维成像顶点坐标；
校正模块，配置为根据所述投影图像的二维成像顶点坐标，对所述原始图像的尺度进行校正，得到校正后的原始图像的尺度；
投影模块，配置为控制所述投影仪根据校正后的原始图像的尺度进行投影。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
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