CN114812382B - 投影面多点测量方法、装置、存储介质及投影设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种投影面多点测量方法、装置、存储介质及投影设备,其中,一个测距传感器可以位于不同测试点,从而获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离。在依据测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离、对应的第一角度以及测试点坐标获取投影点的原始坐标,最终依据原始坐标和第一映射关系,获取每一个投影点在光机坐标系中的光机坐标。相对于现有技术中,需要多个测距传感器进行测量,以获取不同投影点在光机坐标系中的光机坐标,本申请方案中,仅需要一个测距传感器达到现有技术的目的,获取不同投影点在光机坐标系中的光机坐标。本申请实施例所提供的影面多点测量方法所需测距传感器的数量更少,相对成本更低。
Description
技术领域
本申请涉及光学器材领域,具体而言,涉及一种投影面多点测量方法、装置、投影画面校正方法、存储介质及投影设备。
背景技术
随着多媒体技术的发展,投影仪在教育培训、公司会议以及家庭影院等各种不同的场所得到广泛的应用。但是因为投影仪投射画面时,投射环境中存在较多的不确定性因素,往往会出现投影的画面出现畸变,例如正常情况下投影仪投射出的画面为矩形,但因投影仪摆放位置倾斜、投影方向不能完全和投影面垂直等等因素,导致投影出的画面变成梯形等非矩形的四边形,严重影响了用户的观看效果。为此,在使用投影仪之前,不可避免的需要对投影仪的投影画面进行校正。
现有技术中,常用多个测距传感器进行激光测距,再依据获取到的距离数据进行投影画面进行校正。测距传感器的价格不菲,使用多个测距传感器导致现有技术的成本较高。
发明内容
本申请的目的在于提供一种投影面多点测量方法、装置、投影画面校正方法、存储介质及投影设备,以至少部分改善上述问题。
为了实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案如下:
第一方面,本申请实施例提供一种投影面多点测量方法,所述方法包括:
获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离,其中,所述第一距离为投影点到测试点之间的距离,所述测试点的数量大于或等于3,所有的测试点不完全位于同一条直线,所述投影点为在所述测距传感器的发射方向与所述基准坐标系Z轴的夹角为第一角度的情况下,所述测距传感器与投影面的交互点;
依据所述投影点对应的第一距离、第一角度以及测试点坐标获取所述投影点的原始坐标,其中,所述原始坐标为所述投影点在基准坐标系中的坐标,所述基准坐标系的三轴方向与光机坐标系的三轴方向一致,所述测试点坐标为与所述投影点对于的测试点在所述基准坐标系中的坐标;
依据所述原始坐标和第一映射关系,获取每一个投影点在所述光机坐标系中的光机坐标,其中,所述第一映射关系为所述基准坐标系与所述光机坐标系的坐标转换关系。
第二方面,本申请实施例提供一种投影画面校正方法,所述方法包括:
获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离,其中,所述第一距离为投影点到测试点之间的距离,所述测试点的数量大于或等于3,所有的测试点不完全位于同一条直线,所述投影点为在所述测距传感器的发射方向与所述基准坐标系Z轴的夹角为第一角度的情况下,所述测距传感器与投影面的交互点;
依据所述投影点对应的第一距离、第一角度以及测试点坐标获取所述投影点的原始坐标,其中,所述原始坐标为所述投影点在基准坐标系中的坐标,所述基准坐标系的三轴方向与光机坐标系的三轴方向一致,所述测试点坐标为与所述投影点对于的测试点在所述基准坐标系中的坐标;
依据所述原始坐标和第一映射关系,获取每一个投影点在所述光机坐标系中的光机坐标,其中,所述第一映射关系为所述基准坐标系与所述光机坐标系的坐标转换关系;
依据每一个投影点在所述光机坐标系中的光机坐标生成拟合平面;
获取拟合平面与所述光机坐标的坐标轴平面之间的偏移角和翻转角;
依据所述偏移角和所述翻转角对投影画面进行校正。
第三方面,本申请实施例提供一种投影面多点测量装置,所述装置包括:
处理单元,用于获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离,其中,所述第一距离为投影点到测试点之间的距离,所述测试点的数量大于或等于3,所有的测试点不完全位于同一条直线,所述投影点为在所述测距传感器的发射方向与所述基准坐标系Z轴的夹角为第一角度的情况下,所述测距传感器与投影面的交互点;
所述处理单元还用于依据所述投影点对应的第一距离、第一角度以及测试点坐标获取所述投影点的原始坐标,其中,所述原始坐标为所述投影点在基准坐标系中的坐标,所述基准坐标系的三轴方向与光机坐标系的三轴方向一致,所述测试点坐标为与所述投影点对于的测试点在所述基准坐标系中的坐标;
转换单元,用于依据所述原始坐标和第一映射关系,获取每一个投影点在所述光机坐标系中的光机坐标,其中,所述第一映射关系为所述基准坐标系与所述光机坐标系的坐标转换关系。
第四方面,本申请实施例提供一种存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
第五方面,本申请实施例提供一种投影设备,所述投影设备包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储一个或多个程序;当所述一个或多个程序被所述处理器执行时,实现上述的方法。
相对于现有技术,本申请实施例所提供的一种投影面多点测量方法、装置、投影画面校正方法、存储介质及投影设备中,通过改变测距传感器的位置,使一个测距传感器分别位于不同测试点,从而获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离。在依据测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离、对应的第一角度以及测试点坐标获取投影点的原始坐标,最终依据原始坐标和第一映射关系,获取每一个投影点在光机坐标系中的光机坐标。相对于现有技术中,需要多个测距传感器进行测量,以获取不同投影点在光机坐标系中的光机坐标,本申请方案中,仅需要一个测距传感器达到现有技术的目的,获取不同投影点在光机坐标系中的光机坐标。所以,本申请实施例所提供的影面多点测量方法所需测距传感器的数量更少,相对成本更低。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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它相关的附图。
图1为本申请实施例提供的投影设备的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的投影面多点测量方法的流程示意图;
图3a为本申请实施例提供的一种预设路径示意图;
图3b为本申请实施例提供的预设路径示意图之一;
图4为本申请实施例提供的A4测试点对应的投影点示意图;
图5为本申请实施例提供的A2测试点对应的投影点示意图;
图6为本申请实施例提供的S101的子步骤示意图;
图7为本申请实施例提供的S101-1的子步骤示意图;
图8为本申请实施例提供的滑动轨道示意图;
图9为本申请实施例提供的投影画面校正方法的流程示意图;
图10为本申请实施例提供的投影面多点测量装置的单元示意图。
图中:10-处理器;11-存储器;12-总线;13-通信接口;201-处理单元;202-转换单元。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请实施例提供了一种投影设备,请参照图1,投影设备的结构示意图。投影设备包括处理器10、存储器11、总线12。处理器10、存储器11通过总线12连接,处理器10用于执行存储器11中存储的可执行模块,例如计算机程序。
处理器10可以是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,投影面多点测量方法的各步骤可以通过处理器10中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器10可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor,简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
存储器11可能包含高速随机存取存储器(RAM:Random Access Memory),也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。
总线12可以是ISA(Industry Standard Architecture)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect)总线或EISA(Extended Industry Standard Architecture)总线等。图1中仅用一个双向箭头表示,但并不表示仅有一根总线12或一种类型的总线12。
存储器11用于存储程序,例如投影面多点测量装置对应的程序。投影面多点测量装置包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器11中或固化在投影设备的操作系统(operating system,OS)中的软件功能模块。处理器10在接收到执行指令后,执行所述程序以实现投影面多点测量方法。
可选地,本申请实施例提供的投影设备还包括通信接口13。通信接口13通过总线与处理器10连接。投影设备可以通过通信接口13接收待投影的数据或用户指令。
可选地,本申请实施例提供的投影设备还包括测距传感器和调节单元,调节单元用于接收处理器10的调节指令,并依据调节指令将测距传感器调节至不同的测试点。测距传感器用于分别测量每一个测试点相对于投影面上的投影点的距离。可选地,测距传感器可以为激光传感器、超声波传感器以及红外传感器等。
应当理解的是,图1所示的结构仅为投影设备的部分的结构示意图,投影设备还可包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
本申请实施例提供的一种投影面多点测量方法,可以但不限于应用于图1所示的投影设备,具体的流程,请参考图2:
S101,获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离。
其中,第一距离为投影点到测试点之间的距离,测试点的数量大于或等于3,所有的测试点不完全位于同一条直线,投影点为在测距传感器的发射方向与基准坐标系Z轴的夹角为第一角度的情况下,测距传感器与投影面的交互点。
可选地,请参考图3a和图3b,O点、A1点、A2点…以及A8点均可以作为测试点,其中,O点、A1点以及A7点不完全位于同一条直线,A2点、A5点以及A6点不完全位于同一条直线,以此类推。可以理解地,当选择的测试点越多时,对于后续的投影画面校准的准确度提升的帮助越大。图3a和图3b中所示出的测试点数量为9,但并不以此作为限定,测试点数量大于或等于3既可。
基准坐标系为以基础测试点(O点)为原点,且三轴方向与投影设备的光机坐标系的三轴方向一致的坐标系。在测距传感器位于其中一个测试点,且测距传感器的发射方向与基准坐标系Z轴的夹角为第一角度的情况下,测距传感器与投影面的交互点作为投影点。需要说明的是,在测距传感器位于不同的测试点的情况下,投影点的位置不同,即不同位置的投影点分别与不同的测试点关联。测距传感器可以获取到该投影点与对应的测试点之间的距离,即第一距离。
S102,依据投影点对应的第一距离、第一角度以及测试点坐标获取投影点的原始坐标。
其中,原始坐标为投影点在基准坐标系中的坐标,基准坐标系的三轴方向与光机坐标系的三轴方向一致,测试点坐标为与投影点对于的测试点在基准坐标系中的坐标。
S103,依据原始坐标和第一映射关系,获取每一个投影点在光机坐标系中的光机坐标。
其中,第一映射关系为基准坐标系与光机坐标系的坐标转换关系。
综上所述,本申请实施例提供了一种投影面多点测量方法,通过改变测距传感器的位置,使一个测距传感器分别位于不同测试点,从而获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离。在依据测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离、对应的第一角度以及测试点坐标获取投影点的原始坐标,最终依据原始坐标和第一映射关系,获取每一个投影点在光机坐标系中的光机坐标。相对于现有技术中,需要多个测距传感器进行测量,以获取不同投影点在光机坐标系中的光机坐标,本申请方案中,仅需要一个测距传感器达到现有技术的目的,获取不同投影点在光机坐标系中的光机坐标。所以,本申请实施例所提供的影面多点测量方法所需测距传感器的数量更少,相对成本更低。
可选地,本申请实施例中的第一映射关系为基础测试点在光机坐标系中的坐标,基础测试点为基准坐标系的原点。
正如前文所述,基准坐标系为以基础测试点(O点)为原点,且三轴方向与投影设备的光机坐标系的三轴方向一致的坐标系。基准坐标系与光机坐标系属于平行关系,仅原点位置不同。所以将投影点在基准坐标系中的坐标转换为投影点在光机坐标系中的坐标的算式为:
P光=P0+T,其中,P光为投影点在光机坐标系中的坐标,P0为投影点在基准坐标系中的坐标,T为基础测试点在光机坐标系中的坐标。
可选地,关于第一角度,本申请实施例还提供了一种可能的实现方式,第一角度包括为测距传感器的发射方向与基准坐标系Z轴,在XOZ平面中的夹角和YOZ平面中的夹角,具体如下。
基准坐标系为以基础测试点(O点)为原点,且三轴方向与光机坐标系的三轴方向一致的坐标系。请继续参考图3a和图3b,以A4点作为测试点进行示例说明,A4点位于基准坐标系的XOZ平面内,测距传感器在A4点的发射方向与基准坐标系Z轴在YOZ平面内的夹角为0;对应的第一角度为测距传感器在A4点的发射方向与基准坐标系Z轴在XOZ平面内的夹角。在图3a中,A4点对应的第一角度为0,即测距传感器在A4点的发射方向与基准坐标系Z轴平行;在图3b中,A4点对应的第一角度为锐角β,具体可以参考图4,即测距传感器在A4点的发射方向与基准坐标系Z轴的夹角为锐角β。
以A2点作为测试点进行示例说明,A2点位于基准坐标系的YOZ平面内,第一角度为测距传感器在A2点的发射方向与基准坐标系Z轴在XOZ平面内的夹角为0;对应的第一角度为测距传感器在A2点的发射方向与基准坐标系Z轴在YOZ平面内的夹角。在图3a中,A2点对应的第一角度为0,即测距传感器在A2点的发射方向与基准坐标系Z轴平行;在图3b中,A2点对应的第一角度为锐角γ,具体可以参考图5,即测距传感器在A2点的发射方向与基准坐标系Z轴的夹角为锐角γ。
以A1点作为测试点进行示例说明,A1点未处于基准坐标系的YOZ平面和XOZ平面内,对应的第一角度包括测距传感器在A1点的发射方向与基准坐标系Z轴在YOZ平面和XOZ平面内的夹角。在图3a中,A1点对应的第一角度为0,即测距传感器在A1点的发射方向与基准坐标系Z轴平行;在图3b中,测距传感器在A1点的发射方向与基准坐标系Z轴在YOZ平面和XOZ平面内的夹角均为锐角。
在图2的基础上,关于S101中的内容,本申请实施例还提供了一种可能的实现方式,请参考图6,S101包括:
S101-1,控制测距传感器依次移动至预设路径中的每一个测试点。
可选地,预设路径如图3a和图3b所示,O点、A1点、A2点…以及A8点均可以作为测试点。
图3a中,测距传感器沿水平或垂直方向运动,测距覆盖的范围比较小,测量结果的鲁棒性不够。
图3b中,预设路径包括分别以O点、A2点以及A7点为中心的三段半径相同且弧度相同的横向圆弧,横向圆弧的中点和边缘点分别作为测试点。以O点中心的横向圆弧的边缘点分别为A4点和A5点,O点、A4点以及A5点在基准坐标系中的y坐标值相同;以A2点中心的横向圆弧的边缘点分别为A1点和A3点;以A7点中心的横向圆弧的边缘点分别为A6点和A6点,同一段横向圆弧上的点在基准坐标系中的y坐标值相同。预设路径还包括分别以O点、A4点以及A5点为中心的三段半径相同且弧度相同的纵向圆弧,纵向圆弧的中点和边缘点分别作为测试点。以O点中心的纵向圆弧的边缘点分别为A2点和A7点,O点、A2点以及A7点在基准坐标系中的z坐标值相同;以A4点中心的纵向圆弧的边缘点分别为A1点和A6点;以A5点中心的纵向圆弧的边缘点分别为A3点和A8点,同一段纵向圆弧上的点在基准坐标系中的x坐标值相同。
可选地,纵向圆弧和横向圆弧的幅度相等,半径相同。假设,圆弧的弧度角为θ,长度为L,半径为r。可以理解地,以测试点为A4进行说明,测距传感器在A4点的发射方向与横向圆弧在A4点的切线垂直,A4点对应的第一角度为θ/2。其他测试点对应的第一角度,以此类推。
在图3b中,不同测试点对于的投影点彼此交叉,测距可以覆盖更大的投影面,测量结果的鲁棒性更优。
在一种可选地的实现方式中,纵向圆弧和横向圆弧的幅度可以不同,半径也可以不同,可选地,可以将弧度中的任意一点作为测试点。具体地,可以根据投影设备的摆放环境,由测距传感器可以位移的范围具体确定测试点。
S101-2,当测距传感器移动至新的测试点时,获取测距传感器位于当前测试点时的第一距离。
可选地,当测距传感器移动至新的测试点,启动测距传感器进行测距,从而获取测距传感器位于当前测试点时的第一距离。
可选地,在调节单元包括连接臂和滑动轨道,测距传感器安装于连接臂的一端,连接臂的另一端与滑动轨道滑动连接的情况下,对于图6中S101-1的内容,本申请实施例还提供了一种可能的实现方式,请参考图7,S101-1包括:
S101-1-A,控制连接臂依次移动至滑动轨道中的每一固定点。
S101-1-B,当连接臂移动至新的固定点时,调节连接臂的摆动幅度,以使测距传感器依次移动至预设路径中的每一个测试点。
可选地,如图8所示,滑动轨道为以O点为中心的半径固定弧度固定的横向圆弧,0点,A4点和A5点分别作为一个固定点。当连接臂移动至A4点时,调节连接臂的摆动幅度,分别是其移动至A1点和A6点,0点和A5点依次类推,从而使测距传感器依次移动至预设路径中的每一个测试点。通过图7所示的方式,可以快速准确地调节测距传感器的位置,以使测距传感器分别位于预设路径中的每一个测试点。
可选地,关于S102中的内容,本申请实施例还提供了以下几种可能的实现方式,请参考下文。
第一种,在测距传感器的发射方向与基准坐标系Z轴在X0Z平面的夹角为β,在Y0Z平面的夹角为0的情况下,β不为0,依据如下算式获取投影点的原始坐标;
|xp0|=d*sinβ-tx;
yp0=0;
zp0=d*cosβ+tz;
其中,xp0为投影点在基准坐标系中的X坐标,yp0为投影点在基准坐标系中的Y坐标,zp0为投影点在基准坐标系中的Z坐标,d为第一距离,tx为投影点对应的测试点在基准坐标系中与X轴的距离,tz为投影点对应的测试点在基准坐标系中与Z轴的距离。当测试点位于基准坐标系的X轴的负半轴时,xp0取正值,当测试点位于基准坐标系的X轴的正半轴时,xp0取负值。
其中,tx=(L*180)/(π*θ)*sin(θ/2),tz=r-(L*180)/(π*θ)(1-cos(θ/2)),ty=0。
其中,r为测试点与基础测试点之间的圆弧对应的半径,θ为测试点与基础测试点之间的圆弧对应的弧度角的2倍,θ等于2倍β,L为测试点与基础测试点之间的圆弧的长度的2倍。
请继续参考图3b和图4,以A4点作为测试点进行示例说明。
|xp0|=d4*sinβ-tx4;
yp0=0;
zp0=d4*cosβ+tz4;
其中,d4为A4点对应的第一距离,tx4为A4点在基准坐标系中与X轴的距离,tz为A4点在基准坐标系中与Z轴的距离。A4点对应的xp0取正值。
第二种,在测距传感器的发射方向与基准坐标系Z轴在X0Z平面的夹角为0,在Y0Z平面的夹角为γ的情况下,γ不为0,依据如下算式获取投影点的原始坐标;
xp0=0;
|yp0|=d*sinγ-ty;
zp0=d*cosγ+tz;
其中,xp0为投影点在基准坐标系中的X坐标,yp0为投影点在基准坐标系中的Y坐标,zp0为投影点在基准坐标系中的Z坐标,d为第一距离,ty为投影点对应的测试点在基准坐标系中与Y轴的距离,tz为投影点对应的测试点在基准坐标系中与Z轴的距离。当测试点位于基准坐标系的Y轴的负半轴时,yp0取正值,当测试点位于基准坐标系的Y轴的正半轴时,yp0取负值。
其中,ty=(E*180)/(π*α)*sin(α/2),tz=r-(E*180)/(π*α)(1-cos(α/2)),tx=0。
其中,r为测试点与基础测试点之间的圆弧对应的半径,α为测试点与基础测试点之间的圆弧对应的弧度角的2倍,α等于2倍γ,E为测试点与基础测试点之间的圆弧的长度的2倍。
请继续参考图3b和图5,以A2点作为测试点进行示例说明。
xp0=0;
|yp0|=d2*sinγ-ty2;
zp0=d2*cosγ+tz2;
其中,d2为A2点对于的第一距离,ty2为A2点在基准坐标系中与Y轴的距离,tz2为A2点在基准坐标系中与Z轴的距离。A2点对应的yp0取负值。
第三种,在测距传感器的发射方向与基准坐标系Z轴在X0Z平面的夹角为β,在Y0Z平面的夹角为γ的情况下,β和γ均不为0,依据如下算式获取投影点的原始坐标;
|xp0|=d*cosγsinβ-tx;
|yp0|=d*sinγ-ty;
zp0=d*cosγcosβ+tz;
其中,xp0为投影点在基准坐标系中的X坐标,yp0为投影点在基准坐标系中的Y坐标,zp0为投影点在基准坐标系中的Z坐标,d为第一距离,tx为投影点对应的测试点在基准坐标系中与X轴的距离,ty为投影点对应的测试点在基准坐标系中与Y轴的距离,tz为投影点对应的测试点在基准坐标系中与Z轴的距离。当测试点位于基准坐标系的Y轴的负半轴时,yp0取正值,当测试点位于基准坐标系的Y轴的正半轴时,yp0取负值。当测试点位于基准坐标系的X轴的负半轴时,xp0取正值,当测试点位于基准坐标系的X轴的正半轴时,xp0取负值。
具体地,可以参考以A1点作为测试点。
第四种,首先获取测试点在基准坐标系中的测试点坐标,依据测试点坐标和第一角度获取测试坐标系与基准坐标系的转换关系。测试坐标系为以测试点为原点,以测距传感器发射方向为Z轴正方向的坐标系。投影点处于测试坐标系的Z轴上,可以依据第一距离获取投影点在测试坐标系中的坐标,即(0,0,第一距离)。依据投影点在测试坐标系中的坐标和测试坐标系与基准坐标系的转换关系可以获取投影点在基准坐标系中的坐标。
第五种,如图3a所示,在测距传感器的发射方向与基准坐标系Z轴在X0Z平面的夹角为0,在Y0Z平面的夹角为0的情况下,依据如下算式获取投影点的原始坐标。
依据第一距离获取投影点在测试坐标系中的坐标,即(0,0,第一距离),结合测试点在基准坐标系中的测试点坐标,可以得到投影点的原始坐标。
本申请实施例还提供了一种投影画面校正方法,具体如图9所示,投影画面校正方法包括:
S101,获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离。
其中,第一距离为投影点到测试点之间的距离,测试点的数量大于或等于3,所有的测试点不完全位于同一条直线,投影点为在测距传感器的发射方向与基准坐标系Z轴的夹角为第一角度的情况下,测距传感器与投影面的交互点。
S102,依据投影点对应的第一距离、第一角度以及测试点坐标获取投影点的原始坐标。
其中,原始坐标为投影点在基准坐标系中的坐标,基准坐标系的三轴方向与光机坐标系的三轴方向一致,测试点坐标为与投影点对于的测试点在基准坐标系中的坐标。
S103,依据原始坐标和第一映射关系,获取每一个投影点在光机坐标系中的光机坐标。
其中,第一映射关系为基准坐标系与光机坐标系的坐标转换关系。
S104,依据每一个投影点在光机坐标系中的光机坐标生成拟合平面。
可选地,通过平面拟合算法,如SVD,ransac算法生成拟合平面。
S105,获取拟合平面与光机坐标的坐标轴平面之间的偏移角和翻转角。
S106,依据偏移角和翻转角对投影画面进行校正。
可选地,依据偏移角和翻转角给梯形校正模块设置角度参数,以完成投影画面的梯形校正。
请参阅图10,图10为本申请实施例提供的一种投影面多点测量装置,可选的,该投影面多点测量装置被应用于上文所述的投影设备。
投影面多点测量装置包括处理单元201和转换单元202。
处理单元201,用于获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离,其中,第一距离为投影点到测试点之间的距离,测试点的数量大于或等于3,所有的测试点不完全位于同一条直线,投影点为在测距传感器的发射方向与基准坐标系Z轴的夹角为第一角度的情况下,测距传感器与投影面的交互点。可选地,处理单元201可以执行上述的S101。
处理单元201还用于依据投影点对应的第一距离、第一角度以及测试点坐标获取投影点的原始坐标,其中,原始坐标为投影点在基准坐标系中的坐标,基准坐标系的三轴方向与光机坐标系的三轴方向一致,测试点坐标为与投影点对于的测试点在基准坐标系中的坐标。可选地,处理单元201可以执行上述的S102。
转换单元202,用于依据原始坐标和第一映射关系,获取每一个投影点在光机坐标系中的光机坐标,其中,第一映射关系为基准坐标系与光机坐标系的坐标转换关系。可选地,转换单元202可以执行上述的S103。
可选地,处理单元还用于控制测距传感器依次移动至预设路径中的每一个测试点;当测距传感器移动至新的测试点时,获取测距传感器位于当前测试点时的第一距离。可选地,处理单元201可以执行上述的S101-1和S101-2。
需要说明的是,本实施例所提供的投影面多点测量装置,其可以执行上述方法流程实施例所示的方法流程,以实现对应的技术效果。为简要描述,本实施例部分未提及之处,可参考上述的实施例中相应内容。
本申请实施例还提供了一种存储介质,该存储介质存储有计算机指令、程序,该计算机指令、程序在被读取并运行时执行上述实施例的投影面多点测量方法或投影画面校正方法。该存储介质可以包括内存、闪存、寄存器或者其结合等。
下面提供一种投影设备,该投影设备如图1所示,可以实现上述的投影面多点测量方法或投影画面校正方法;具体的,该投影设备包括:处理器10,存储器11、总线12。处理器10可以是CPU。存储器11用于存储一个或多个程序,当一个或多个程序被处理器10执行时,执行上述实施例的投影面多点测量方法或投影画面校正方法。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下,能够以其它的具体形式实现本申请。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (11)
1.一种投影面多点测量方法,其特征在于,所述方法包括:
获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离,其中,所述第一距离为投影点到测试点之间的距离,所述测试点的数量大于或等于3,所有的测试点不完全位于同一条直线,所述投影点为在所述测距传感器的发射方向与基准坐标系Z轴的夹角为第一角度的情况下,所述测距传感器与投影面的交互点,不同测试点对应的所述投影点彼此交叉;
依据所述投影点对应的第一距离、第一角度以及测试点坐标获取所述投影点的原始坐标,其中,所述原始坐标为所述投影点在基准坐标系中的坐标,所述基准坐标系的三轴方向与光机坐标系的三轴方向一致,所述测试点坐标为与所述投影点对应的测试点在所述基准坐标系中的坐标;
依据所述原始坐标和第一映射关系,获取每一个投影点在所述光机坐标系中的光机坐标,其中,所述第一映射关系为所述基准坐标系与所述光机坐标系的坐标转换关系。
2.如权利要求1所述的投影面多点测量方法,其特征在于,所述获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离的步骤,包括:
控制所述测距传感器依次移动至预设路径中的每一个测试点;
当所述测距传感器移动至新的测试点时,获取所述测距传感器位于当前测试点时的第一距离。
3.如权利要求2所述的投影面多点测量方法,其特征在于,所述测距传感器安装于连接臂的一端,所述连接臂的另一端与滑动轨道滑动连接,所述测距传感器依次移动至预设路径中的每一个测试点的步骤,包括:
控制所述连接臂依次移动至所述滑动轨道中的每一固定点;
当所述连接臂移动至新的固定点时,调节所述连接臂的摆动幅度,以使所述测距传感器依次移动至预设路径中的每一个测试点。
4.如权利要求1所述的投影面多点测量方法,其特征在于,在所述测距传感器的发射方向与所述基准坐标系Z轴在X0Z平面的夹角为β,在Y0Z平面的夹角为0的情况下,依据如下算式获取所述投影点的原始坐标;
|xp0|=d*sinβ-tx;
yp0=0;
zp0=d*cosβ+tz;
其中,xp0为所述投影点在所述基准坐标系中的X坐标,yp0为所述投影点在所述基准坐标系中的Y坐标,zp0为所述投影点在所述基准坐标系中的Z坐标,d为所述第一距离,tx为所述投影点对应的测试点在所述基准坐标系中与X轴的距离,tz为所述投影点对应的测试点在所述基准坐标系中与Z轴的距离。
5.如权利要求1所述的投影面多点测量方法,其特征在于,在所述测距传感器的发射方向与所述基准坐标系Z轴在X0Z平面的夹角为0,在Y0Z平面的夹角为γ的情况下,依据如下算式获取所述投影点的原始坐标;
xp0=0;
|yp0|=d*sinγ-ty;
zp0=d*cosγ+tz;
其中,xp0为所述投影点在所述基准坐标系中的X坐标,yp0为所述投影点在所述基准坐标系中的Y坐标,zp0为所述投影点在所述基准坐标系中的Z坐标,d为所述第一距离,ty为所述投影点对应的测试点在所述基准坐标系中与Y轴的距离,tz为所述投影点对应的测试点在所述基准坐标系中与Z轴的距离。
6.如权利要求1所述的投影面多点测量方法,其特征在于,所述第一映射关系为基础测试点在所述光机坐标系中的坐标,所述基础测试点为所述基准坐标系的原点。
7.一种投影画面校正方法,其特征在于,所述方法包括:
获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离,其中,所述第一距离为投影点到测试点之间的距离,所述测试点的数量大于或等于3,所有的测试点不完全位于同一条直线,所述投影点为在所述测距传感器的发射方向与基准坐标系Z轴的夹角为第一角度的情况下,所述测距传感器与投影面的交互点,不同测试点对应的所述投影点彼此交叉;
依据所述投影点对应的第一距离、第一角度以及测试点坐标获取所述投影点的原始坐标,其中,所述原始坐标为所述投影点在基准坐标系中的坐标,所述基准坐标系的三轴方向与光机坐标系的三轴方向一致,所述测试点坐标为与所述投影点对应的测试点在所述基准坐标系中的坐标;
依据所述原始坐标和第一映射关系,获取每一个投影点在所述光机坐标系中的光机坐标,其中,所述第一映射关系为所述基准坐标系与所述光机坐标系的坐标转换关系;
依据每一个投影点在所述光机坐标系中的光机坐标生成拟合平面;
获取拟合平面与所述光机坐标的坐标轴平面之间的偏移角和翻转角;
依据所述偏移角和所述翻转角对投影画面进行校正。
8.一种投影面多点测量装置,其特征在于,所述装置包括:
处理单元,用于获取测距传感器分别位于不同测试点时的第一距离,其中,所述第一距离为投影点到测试点之间的距离,所述测试点的数量大于或等于3,所有的测试点不完全位于同一条直线,所述投影点为在所述测距传感器的发射方向与基准坐标系Z轴的夹角为第一角度的情况下,所述测距传感器与投影面的交互点,不同测试点对应的所述投影点彼此交叉;
所述处理单元还用于依据所述投影点对应的第一距离、第一角度以及测试点坐标获取所述投影点的原始坐标,其中,所述原始坐标为所述投影点在基准坐标系中的坐标,所述基准坐标系的三轴方向与光机坐标系的三轴方向一致,所述测试点坐标为与所述投影点对应的测试点在所述基准坐标系中的坐标;
转换单元,用于依据所述原始坐标和第一映射关系,获取每一个投影点在所述光机坐标系中的光机坐标,其中,所述第一映射关系为所述基准坐标系与所述光机坐标系的坐标转换关系。
9.如权利要求8所述的投影面多点测量装置,其特征在于,所述处理单元还用于控制所述测距传感器依次移动至预设路径中的每一个测试点;当所述测距传感器移动至新的测试点时,获取所述测距传感器位于当前测试点时的第一距离。
10.一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,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
11.一种投影设备,其特征在于,包括:处理器和存储器,所述存储器用于存储一个或多个程序;当所述一个或多个程序被所述处理器执行时,实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
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