CN117014588A - 一种投影装置及梯形画面校正方法 - Google Patents

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CN117014588A
CN117014588A CN202310997967.0A CN202310997967A CN117014588A CN 117014588 A CN117014588 A CN 117014588A CN 202310997967 A CN202310997967 A CN 202310997967A CN 117014588 A CN117014588 A CN 117014588A
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Abstract

本发明所提供的投影装置及梯形画面校正方法，通过投影模块向目标区域投射包含多个关键点的待校正画面，通过摄像模块拍摄该待校正画面以获取校正标定图像，校正标定图像中包含多个映射点，多个映射点与多个关键点分别一一对应。根据多个映射点的坐标值及公式：获取投影模块与每个关键点所位于的正投影区域的距离。根据投影模块的投影镜头中心点和关键点的连线，分别与第一参考面及第二参考面之间的夹角，以及投影模块与关键点所位于的正投影区域的距离，获取投影模块相对目标区域的倾斜角度，进而对待校正画面进行校正，其中，第一参考面为通过投影镜头光轴的水平面，第二参考面为通过投影镜头光轴的垂直面。

Description

一种投影装置及梯形画面校正方法
技术领域
本发明涉及投影技术领域，特别涉及一种投影装置及梯形画面校正方法。
背景技术
用户在使用便携式或家用投影装置时，一般会将投影装置相对于投影面以正投影位置摆放，此时投影装置中的投影镜头的光轴与该投影面垂直，以获得最佳的投影效果。但是，若投影装置的摆放位置受限时，或者，需要经常挪动投影装置的位置时，难以保证投影镜头的光轴与投影面保持垂直，导致其与投影面之间产生夹角，使投影画面产生梯形失真，影响用户的观看体验。因此，需要对投影画面进行梯形校正。
传统的梯形校正方式，需要用户手动按键，调整显示芯片的显示比例来进行校正，整个校正的过程用时较长，给用户带来不必要的麻烦。现有的自动梯形校正方式，大多数是利用重力传感器去测量投影装置在垂直方向的角度，从而调整投影装置的显示芯片以进行垂直方向的自动校正。但是，现有的校正方式难以自动校正水平方向的梯形失真，当投影装置不能水平正对墙面时，还是需要用户手动调整梯形画面。
发明内容
本发明的目的，为提供方便快捷的梯形画面校正方法及运用该校正方法的投影装置。
为达到上述目的，本发明提供了一种梯形画面校正方法，包括：
步骤S11、通过投影模块向目标区域投射包含多个关键点的待校正画面，通过摄像模块拍摄该待校正画面以获取校正标定图像；
步骤S12、获取该校正标定图像中的多个映射点的坐标值，其中，该多个映射点与该多个关键点分别一一对应；
步骤S13、根据该多个映射点的坐标值，获取该投影模块与每个映射点对应的关键点所位于的正投影区域的距离，其中，d为该投影模块与该正投影区域的距离，λ为该映射点的坐标值，a、b、c为系数；
步骤S14、根据该投影模块的投影镜头中心点和该关键点的连线，分别与第一参考面及第二参考面之间的夹角，以及该投影模块与该关键点所位于的正投影区域的距离，获取该投影模块相对该目标区域的倾斜角度，其中，该第一参考面为通过该投影镜头光轴的水平面，该第二参考面为通过该投影镜头光轴的垂直面；
步骤S15、根据该投影模块相对该目标区域的倾斜角度对该待校正画面进行校正。
优选地，当该投影装置正对该目标区域时，该多个关键点中，至少两个关键点互相水平对称地分布于该待校正画面，且至少两个关键点互相垂直对称地分布于该待校正画面。
进一步优选地，步骤S14中，根据公式：SX＝d×tan(δ1+θh)，获取该多个关键点之一的水平偏移量；其中，SX为该关键点的水平偏移量，d为该投影模块与该关键点所位于的正投影区域的距离，δ1为第一补偿值，θh为投影镜头的光轴相对该目标区域的法线之间的水平夹角；其中，根据公式：获取该第一补偿值，α为该投影镜头中心点和该关键点的连线与该第二参考面之间的夹角，β为该投影镜头中心点和该关键点的连线与该第一参考面之间的夹角，θv为投影镜头的光轴相对该目标区域的法线之间的垂直夹角；
根据公式：获取该多个关键点之一的垂直偏移量；其中，SY为该关键点的垂直偏移量，δ2为第二补偿值；其中，根据公式：tanδ2＝tanθv×cosδ1，获取该第二补偿值；
分别获取每个关键点的水平偏移量和垂直偏移量，进而获取该投影模块相对该目标区域的倾斜角度。
进一步优选地，根据该投影模块分别与两个水平对称的关键点所位于的正投影区域的距离及公式：获取投影镜头的光轴相对该目标区域的法线之间的水平夹角，其中，α1、α2分别为该投影镜头中心点和该两个关键点的连线与该第二参考面之间的夹角，d1、d2分别为该投影模块与该两个关键点所位于的正投影区域的距离。
进一步优选地，根据该投影模块分别与两个垂直对称的关键点所位于的正投影区域的距离及公式：获取投影镜头的光轴相对该目标区域的法线之间的垂直夹角，其中，β1、β3分别为该投影镜头中心点和该两个关键点的连线与该第一参考面之间的夹角，d1、d3分别为该投影模块与该两个映射点所位于的正投影区域的距离；
或者，通过陀螺仪获取投影镜头的光轴相对该目标区域的法线之间的垂直夹角。
优选地，步骤S13中的系数a、b、c的获取步骤，包括：该投影装置正对该目标区域，分别以至少三个预设距离摆放，向该目标区域投射该待校正画面，并分别拍摄该待校正画面以获取对应的多个该校正标定图像，根据该多个映射点分别在该多个校正标定图像中的坐标值，获取每个映射点对应的系数a、b、c。
优选地，该映射点的坐标值包括水平坐标值及垂直坐标值；
步骤S13中，投影镜头与相机镜头沿该正投影区域的水平方向排布时，该λ取该映射点的水平坐标值；或者，步骤S13中，投影镜头与相机镜头沿该正投影区域的垂直方向排布时，该λ取该映射点的垂直坐标值。
优选地，该待校正画面至少包含四个关键点，当该投影装置正对该目标区域时，该四个关键点呈矩形分布。
进一步优选地，该待校正画面还包含第五个关键点，当该投影装置正对该目标区域时，该第五个关键点位于该待校正画面的中心。
为达到上述目的，本发明提供了一种投影装置，包括：
投影模块，用于向目标区域投射待校正画面，该待校正画面包含多个关键点；
摄像模块，用于拍摄该待校正画面以获取校正标定图像；
处理模块，分别与该投影模块和该摄像模块耦接，该处理模块根据该校正标定图像，获取该校正标定图像中的多个映射点的坐标值，该多个映射点与该多个关键点分别一一对应；
该处理模块根据该多个映射点的坐标值，获取该投影模块与每个映射点对应的关键点所位于的正投影区域的距离，其中，d为该投影模块与该正投影区域的距离，λ为该映射点的坐标值，a、b、c为系数；
该处理模块根据该投影模块的投影镜头中心点和该关键点的连线，分别与第一参考面及第二参考面之间的夹角，以及该投影模块与该关键点所位于的正投影区域的距离，获取该目标区域的倾斜角度，其中，该第一参考面为通过该投影镜头光轴的水平面，该第二参考面为通过该投影镜头光轴的垂直面；
该处理模块根据该目标区域的倾斜角度，控制该投影模块对该待校正画面进行校正。
优选地，该投影装置还包括陀螺仪，该陀螺仪与该处理模块耦接，用于获取该投影模块的投影镜头的光轴相对该目标区域的法线之间的垂直夹角。
与现有技术相比，本发明所提供的投影装置及梯形画面校正方法，通过投影模块向目标区域投射包含多个关键点的待校正画面，通过摄像模块拍摄该待校正画面以获取校正标定图像，该校正标定图像中包含多个映射点，该多个映射点与该多个关键点分别一一对应。根据该多个映射点的坐标值及公式：获取该投影模块与每个关键点所位于的正投影区域的距离。根据该投影模块的投影镜头中心点和该关键点的连线，分别与第一参考面及第二参考面之间的夹角，以及该投影模块与该关键点所位于的正投影区域的距离，获取该投影模块相对该目标区域的倾斜角度，进而对该待校正画面进行校正，其中，该第一参考面为通过该投影镜头光轴的水平面，该第二参考面为通过该投影镜头光轴的垂直面。
附图说明
图1为本发明一实施方式的投影装置的结构示意框图；
图2为本发明一实施方式的待校正画面的示意图；
图3为本发明一实施方式的目标区域与关键点所位于的正投影区域的位置关系示意图；
图4为本发明一实施方式的梯形画面校正方法的流程图；
图5为本发明一实施方式的投影装置与目标区域的位置关系示意图；
图6为本发明一实施方式的投影镜头光轴与目标区域的法线之间的水平夹角的示意图。
图7为本发明一实施方式的投影镜头光轴与目标区域的法线之间的垂直夹角的示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。
请参见图1，为本发明的投影装置的结构示意图，投影装置1包括投影模块11、处理模块12以及摄像模块13。投影模块11用于向目标区域2投射影像画面，当该影像画面为梯形画面而需要校正时，投影模块11还用于向目标区域2投射待校正画面，请参见图2，该待校正画面包含多个关键点P。对梯形画面进行校正时，摄像模块13拍摄该待校正画面以获取校正标定图像，其中，摄像模块13的视角范围至少可以拍摄到全部的待校正画面，例如摄像模块13为广角相机，或者投影模块11依摄像模块13的视角范围投射对应大小的待校正画面，本发明不以此为限。
处理模块12分别与投影模块11和摄像模块13耦接，较佳的，处理模块12内置校正程序，用于分析校正标定图像以获取目标区域2的倾斜角度。具体地，获取该校正标定图像后，摄像模块13将该校正标定图像的数据传输至处理模块12，处理模块12根据该校正标定图像，获取该校正标定图像中对应的映射点P′的坐标值λ，多个映射点P′与多个关键点P分别一一对应。需要说明的是，该校正标定图像由二维阵列排布的像素点组成，也就是说，该多个映射点P′占据部分像素点，处理模块12根据映射点P′所占据的像素点的位置，获取映射点P′的坐标值λ。处理模块12根据映射点P′的坐标值λ，获取投影模块11与该映射点P′对应的关键点P所位于的正投影区域的距离，其中，d为投影模块11与该正投影区域的距离，λ为该映射点P′的坐标值，a、b、c为系数。进一步地，请参见图3，处理模块12根据投影镜头111中心点O和关键点P的连线OP，分别与第一参考面之间的夹角β，及与第二参考面之间的夹角α，以及投影模块11与该正投影区域的距离d，获取目标区域2的倾斜角度，其中，该第一参考面(如图3中的X-Z面，下同)为通过投影镜头111光轴的水平面，该第二参考面(如图3中的Y-Z面，下同)为通过投影镜头111光轴的垂直面。
处理模块12根据目标区域2的倾斜角度形成对应的控制信号，以控制投影模块11对该待校正画面进行梯形校正，具体地，投影模块11在接收到控制信号后，投影模块11中的空间光调制器(Spatial Light Modulator，SLM)会依梯形校正的校正参数调整光路，使得投影模块11可以依该校正参数向目标区域2投射校正后的矩形画面。举例而言，数字光处理(Digital Light Processor，DLP)型投影仪，其中的空间光调制器为数字微镜芯片(Digital Micromirror Device，DMD)，数字微镜芯片具有若干个以二维阵列排布、可驱动翻转的反射镜片，投影仪中的光源产生的光经由各个反射镜片反射至投影镜头，以向目标区域2投射画面。校正梯形画面时，数字微镜芯片根据该校正参数调整光路中的反射区域，以将梯形画面校正为矩形，换句话说，通过调整将光反射至投影镜头的反射镜片的数量及位置，可以校正投射画面的形状。再举例而言，液晶(Liquid Crystal Display，LCD)型投影仪，其中的空间调制器为三片液晶面板(3LCD)或一片液晶面板(1LCD)，液晶面板具有若干个以二维阵列排布的晶体来透过光源产生的光，使像素点显色，通过调整透光晶体的数量及位置，可以校正投射画面的形状。此外，行业内还包括其他类型的投影仪，其中的空间调制器基于不同的工作原理以相应的工作方式校正梯形画面，此处不再赘述。
在较佳的实施方式中，投影装置1还包括存储模块14，存储模块14与处理模块12耦接，用于存储预设的系数a、b、c。具体地，将投影装置1正对目标区域2，分别以至少三个预设距离d摆放，向目标区域2投射该待校正画面，并分别拍摄各个预设距离d下的该待校正画面以获取对应的多个该校正标定图像，根据该多个映射点P′在该多个校正标定图像中的坐标值λ，获取每个映射点对应的系数a、b、c。在校正梯形画面时，处理模块12从存储模块14中调取每个映射点P′对应的系数a、b、c，以辅助获取投影模块11与每个关键点P所位于的正投影区域的距离d。
基于上述的投影装置1，请参阅图4，本发明提供一种梯形画面校正方法，包括：
步骤S11、投影装置1朝向目标区域2摆放，通过投影模块11向目标区域2投射包含多个关键点P的待校正画面，通过摄像模块13拍摄该待校正画面以获取校正标定图像；
步骤S12、摄像模块13将该校正标定图像的数据传输至处理模块12，处理模块12根据该校正标定图像，获取该校正标定图像中的多个映射点P′的坐标值λ，多个映射点P′与多个关键点P分别一一相对应；
步骤S13、处理模块12根据映射点P′的坐标值λ，获取投影模块11与映射点P′对应的关键点P所位于的正投影区域的距离，其中，d为投影模块11与该正投影区域的距离，λ为映射点P′的坐标值，a、b、c为系数；其中，所述的正投影区域为根据关键点P的位置建立的虚拟投影区域(意即该正投影区域并非实体区域)，可以理解的是，该正投影区域和目标区域2至少相交于关键点P；
步骤S14、处理模块12根据投影模块11的投影镜头111中心点O和关键点P的连线OP，分别与第一参考面之间的夹角β，及与第二参考面之间的夹角α，及以及投影模块11与该正投影面的距离d，获取投影模块11相对目标区域2的倾斜角度；其中，该第一参考面为通过投影镜头111光轴的水平面，该第二参考面为通过投影镜头111光轴的垂直面；
步骤S15、处理模块12根据投影模块11相对目标区域2的倾斜角度，对该待校正画面进行校正并形成对应的控制信号，以控制投影模块11中的空间光调制器依梯形校正的校正参数调整光路，使得投影模块11可以依该校正参数向目标区域2投射校正后的矩形画面。
需要说明的是，所述的梯形画面，由投影模块11的投影镜头111的光轴相对于目标区域2倾斜所致，也就是说，认为目标区域2的位置端正，则为投影镜头111的光轴相对于目标区域2倾斜；认为投影装置1的位置端正，则为目标区域2相对于投影镜头111的光轴倾斜。在该校正方法中，默认的是投影装置1的摆放位置端正，目标区域2相对于投影装置1倾斜，正投影区域指垂直于投影模块11的投影镜头111的光轴的平面，也就是说，默认正投影区域为垂直面；而在实际的使用场景中，基于目标区域2和其他物件的相对位置关系，人们一般会认为：作为目标区域2的墙面、幕布等为垂直面。所以，该校正方法中所述的水平是以投影装置1的位置端正为基准，不一定为实际意义上的水平；垂直也是以投影装置1的位置端正为基准，不一定为实际的重力方向，于此处作详细解释后，后文中则不再作特别说明。
在较佳的实施方式中，步骤S13中的系数a、b、c的获取步骤，包括：投影装置1正对目标区域2，分别以至少三个预设距离d摆放，投影模块11向目标区域2投射该待校正画面，并通过摄像模块13分别拍摄该待校正画面以获取对应的多个该校正标定图像，处理模块12根据该多个映射点P′分别在该多个校正标定图像中的坐标值λ，利用待定系数法代入公式可以获取每个映射点P′对应的系数a、b、c。其中，所述的多个预设距离d例如是800mm、1200mm、2000mm等，但本发明不以此为限。需要说明的是，因为多个映射点P′的位置不同，且不同映射点P′在每个预设距离d下具有不同的坐标值λ，所以根据该多个映射点P′的坐标值λ及该多个预设距离d会获取多组不同的系数a、b、c，也就是说，处理模块12根据每个映射点P′对应的一组系数a、b、c，分别获取投影模块11与每个映射点P′对应的关键点P所位于的正投影区域的距离d。
需要说明的是，所述的系数a、b、c的获取步骤可以在投影装置1出厂前执行完毕，并将它们储存于存储模块14中，处理模块12可以在校正梯形画面时，直接从存储模块14中调取已经调校好的系数a、b、c，以辅助获取投影模块11与关键点P所位于的正投影区域的距离d。
在较佳的实施方式中，坐标值λ包括水平坐标值x及垂直坐标值y，也就是说，映射点P′位于该正投影区域的水平方向上的坐标值λ为水平坐标值x；映射点P′位于该正投影区域的垂直方向上的坐标值λ为垂直坐标值y。步骤S13中，投影镜头111与相机镜头131沿该正投影区域的水平方向排布时，映射点P′的坐标值λ取的水平坐标值x；投影镜头111与相机镜头131沿该正投影区域的垂直方向排布时，映射点P′的坐标值λ取的垂直坐标值y。可以理解的是，在实际的投影装置1中，投影模块11和摄像模块13的安装位置之间存在间隔，使得投影镜头111的光轴和相机镜头131的光轴无法重合，因此相机镜头131的视角中的映射点P′必然与投影镜头111投射的关键点P存在位置差异，而处理模块12需要根据相机镜头131拍摄获取的映射点P′的坐标值λ，获取投影镜头111与关键点P所位于的正投影区域的距离d，映射点P′和关键点P之间的位置差异可能导致计算获取的距离d和实际距离d之间存在误差，依上述的方法取映射点P′的水平坐标值x或垂直坐标值y，可以减小该误差。
为了便于对方案的理解，下面通过藉由X、Y和Z轴组成的三维正交坐标系来辅助说明公式：的推导过程，请参阅图5，该坐标系的原点为投影模块11的投影镜头111中心点O，Z轴与投影镜头111的光轴重合，Y轴平行于以投影装置1的位置端正为基准的垂直方向：
以图5中投影模块11与摄像模块13的位置关系为例，此时，投影镜头111与相机镜头131沿该正投影区域的垂直方向(平行于Y轴的方向)排布，也就是说，取待校正画面中的一个关键点P，该关键点P对应的映射点P′的坐标值λ取垂直坐标值y。该关键点P所位于的正投影区域平行于X-Y面，C点为摄像模块13的相机镜头131中心点，A点为相机镜头131在垂直方向上拍摄范围的最高点，B点为相机镜头131在垂直方向上拍摄范围的最低点，摄像模块13在垂直方向上的像素数为M；
投影镜头111中心点O和关键点P的连线OP与投影镜头111的光轴的夹角为θ1，相机镜头131在垂直方向上的视角(CA连线与CB连线的夹角)为θ2，CB连线与投影镜头111的光轴的夹角为θ3；
过C点作垂直于相机镜头131的光轴的辅助线lC，A点与lC的距离为Z1，B点与lC的距离为Z2，关键点P与lC的距离为Z3，该关键点P与投影镜头111的光轴的距离为h；
投影镜头111中心点O与相机镜头131中心点C之间的水平距离为s1，投影镜头111中心点O与相机镜头131中心点C之间的垂直距离为s2，相机镜头131中心点C3与该正投影区域的距离为d′，投影镜头111中心点O与该正投影区域的距离为d。
其中，上述的夹角θ1、θ2、θ3，距离S1、S2，该映射点P′的垂直坐标值y以及像素数M均为已知值，根据该些数值及几何位置关系，可以得到：
AB＝d′×tan(θ2+θ3)-d′×tanθ3； (2)
藉由以上公式，可以计算得到投影镜头111中心点O与该正投影区域的距离d和映射点P′的垂直坐标值y满足一特定的函数关系，即其中，a、b、c均为系数，也就是说，当映射点P′的垂直坐标值y，及投影模块11与该正投影区域的距离d发生改变时，垂直坐标值y与距离d之间保持该特定的函数关系。投影镜头111与相机镜头131沿该正投影区域的水平方向(平行于X轴的方向)排布时，根据映射点P′的水平坐标值x计算距离d的情况与之类似，此处不再多加赘述。
在较佳的实施方式中，当投影装置1正对目标区域2时，该多个关键点P中，至少两个关键点P互相水平对称地分布于该待校正画面，且至少两个关键点P互相垂直对称地分布于该待校正画面。在本实施方式中，如图2所示，当投影装置1正对目标区域2时，该待校正画面至少包含四个关键点P1～P4，该四个关键点P1～P4呈矩形分布，也就是说，至少由第一关键点P1和第二关键点P2互相水平对称地分布于该待校正画面；至少由第一关键点P1和第三关键点P3互相垂直对称地分布于该待校正画面。较佳的，如图2所示，当投影装置1正对目标区域2时，该待校正画面还包括第五关键点P5，当投影装置1正对目标区域2时，第五关键点P5位于该待校正画面的中心。
基于上述关键点P的分布，步骤S14中，根据公式：SX＝d×tan(δ1+θh)，获取该多个关键点P之一的水平偏移量SX。其中，θh为投影镜头111的光轴相对目标区域2的法线之间的水平夹角，δ1为第一补偿值。其中，根据公式：获取第一补偿值δ1，θv为投影镜头111的光轴相对目标区域2的法线之间的垂直夹角。根据公式：/> 获取关键点P的垂直偏移量SY。其中，δ2为第二补偿值。其中，根据公式：tanδ2＝tanθv×cosδ1获取第二补偿值δ2。
需要说明的是，投影镜头111的光轴相对目标区域2的法线仅具有水平夹角θh时，投影模块11相对目标区域2的倾斜角度等于该水平夹角θh；投影镜头111的光轴相对目标区域2的法线仅具有垂直夹角θv时，投影模块11相对目标区域2的倾斜角度等于该垂直夹角θv；投影镜头111的光轴相对目标区域2的法线既具有水平夹角θh又具有垂直夹角θv时，投影模块11相对目标区域2的倾斜角度不等于该水平夹角θh与该垂直夹角θv相加之和，此时需通过上述公式，利用第一补偿值δ1及第二补偿值δ2辅助计算关键点P的水平偏移量SX及垂直偏移量SY，进而根据每个关键点P的水平偏移量SX和垂直偏移量SY获取投影模块11相对目标区域2的倾斜角度。
进一步地，请同时参见图2和图6，根据投影模块11分别与两个水平对称的第一关键点P1和第二关键点P2所位于的正投影区域的距离及公式：获取投影镜头111的光轴相对目标区域2的法线之间的水平夹角θh。其中，α1为投影镜头111中心点O和第一关键点P1的连线与通过投影镜头111光轴的垂直面(第二参考面)之间的夹角，α2为投影镜头111中心点O和第二关键点P2的连线与通过投影镜头111光轴的垂直面(第二参考面)之间的夹角，d1为投影模块11与第一关键点P1所位于的正投影区域的距离，d2为投影模块11与第二关键点P2所位于的正投影区域的距离。
在一实施方式中，请同时参见图2和图7，根据投影模块11分别与两个垂直对称的第一关键点P1和第三关键点P3所位于的正投影区域的距离及公式：获取投影镜头111的光轴相对目标区域2的法线之间的垂直夹角θv。其中，β1为投影镜头111中心点O和第一关键点P1的连线与通过投影镜头111光轴的水平面(第一参考面)之间的夹角，β3为投影镜头111中心点O和第三关键点P3的连线与通过投影镜头111光轴的水平面(第一参考面)之间的夹角，d1为投影模块11与第一关键点P1所位于的正投影区域的距离，d3为投影模块11与第三关键点P3所位于的正投影区域的距离。在另一实施方式中，投影装置1还包括陀螺仪15，陀螺仪15与处理模块12耦接，利用陀螺仪15直接获取投影镜头111的光轴相对目标区域2的法线之间的垂直夹角θv。
综上所述，本发明所提供的投影装置及梯形画面校正方法，通过投影模块向目标区域投射包含多个关键点的待校正画面，通过摄像模块拍摄该待校正画面以获取校正标定图像，该校正标定图像中包含多个映射点，该多个映射点与该多个关键点分别一一对应。根据该多个映射点的坐标值及公式：获取该投影模块与每个关键点所位于的正投影区域的距离。根据该投影模块的投影镜头中心点和该关键点的连线，分别与第一参考面及第二参考面之间的夹角，以及该投影模块与该关键点所位于的正投影区域的距离，获取该投影模块相对该目标区域的倾斜角度，进而对该待校正画面进行校正，其中，该第一参考面为通过该投影镜头光轴的水平面，该第二参考面为通过该投影镜头光轴的垂直面。用户使用该投影装置时，该投影装置可以依该梯形画面校正方法自动地获取目标区域的倾斜角度，并在垂直、水平方向上对梯形画面进行校正，方便快捷，提高用户的使用体验。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (11)

1.一种梯形画面校正方法，其特征在于，包括：
步骤S11、通过投影模块向目标区域投射包含多个关键点的待校正画面，通过摄像模块拍摄该待校正画面以获取校正标定图像；
步骤S12、获取该校正标定图像中的多个映射点的坐标值，其中，该多个映射点与该多个关键点分别一一对应；
步骤S13、根据该多个映射点的坐标值，获取该投影模块与每个映射点对应的关键点所位于的正投影区域的距离，其中，d为该投影模块与该正投影区域的距离，λ为该映射点的坐标值，a、b、c为系数；
步骤S14、根据该投影模块的投影镜头中心点和该关键点的连线，分别与第一参考面及第二参考面之间的夹角，以及该投影模块与该关键点所位于的正投影区域的距离，获取该投影模块相对该目标区域的倾斜角度，其中，该第一参考面为通过该投影镜头光轴的水平面，该第二参考面为通过该投影镜头光轴的垂直面；
步骤S15、根据该投影模块相对该目标区域的倾斜角度对该待校正画面进行校正。
2.根据权利要求1所述的梯形画面校正方法，其特征在于，当该投影装置正对该目标区域时，该多个关键点中，至少两个关键点互相水平对称地分布于该待校正画面，且至少两个关键点互相垂直对称地分布于该待校正画面。
3.根据权利要求2所述的梯形画面校正方法，其特征在于，步骤S14中，根据公式：SX＝d×tan(δ1+θh)，获取该多个关键点之一的水平偏移量；其中，SX为该关键点的水平偏移量，d为该投影模块与该关键点所位于的正投影区域的距离，δ1为第一补偿值，θh为投影镜头的光轴相对该目标区域的法线之间的水平夹角；其中，根据公式：获取该第一补偿值，α为该投影镜头中心点和该关键点的连线与该第二参考面之间的夹角，β为该投影镜头中心点和该关键点的连线与该第一参考面之间的夹角，θv为投影镜头的光轴相对该目标区域的法线之间的垂直夹角；
根据公式：获取该多个关键点之一的垂直偏移量；其中，SY为该关键点的垂直偏移量，δ2为第二补偿值；其中，根据公式：tanδ2＝tanθv×cosδ1，获取该第二补偿值；
分别获取每个关键点的水平偏移量和垂直偏移量，进而获取该投影模块相对该目标区域的倾斜角度。
4.根据权利要求3所述的梯形画面校正方法，其特征在于，根据该投影模块分别与两个水平对称的关键点所位于的正投影区域的距离及公式：获取投影镜头的光轴相对该目标区域的法线之间的水平夹角，其中，α1、α2分别为该投影镜头中心点和该两个关键点的连线与该第二参考面之间的夹角，d1、d2分别为该投影模块与该两个关键点所位于的正投影区域的距离。
5.根据权利要求3所述的梯形画面校正方法，其特征在于，根据该投影模块分别与两个垂直对称的关键点所位于的正投影区域的距离及公式：获取投影镜头的光轴相对该目标区域的法线之间的垂直夹角，其中，β1、β3分别为该投影镜头中心点和该两个关键点的连线与该第一参考面之间的夹角，d1、d3分别为该投影模块与该两个映射点所位于的正投影区域的距离；
或者，通过陀螺仪获取投影镜头的光轴相对该目标区域的法线之间的垂直夹角。
6.根据权利要求1所述的梯形画面校正方法，其特征在于，步骤S13中的系数a、b、c的获取步骤，包括：该投影装置正对该目标区域，分别以至少三个预设距离摆放，向该目标区域投射该待校正画面，并分别拍摄该待校正画面以获取对应的多个该校正标定图像，根据该多个映射点分别在该多个校正标定图像中的坐标值，获取每个映射点对应的系数a、b、c。
7.根据权利要求1所述的梯形画面校正方法，其特征在于，该映射点的坐标值包括水平坐标值及垂直坐标值；
步骤S13中，投影镜头与相机镜头沿该正投影区域的水平方向排布时，该λ取该映射点的水平坐标值；或者，步骤S13中，投影镜头与相机镜头沿该正投影区域的垂直方向排布时，该λ取该映射点的垂直坐标值。
8.根据权利要求1所述的梯形画面校正方法，其特征在于，该待校正画面至少包含四个关键点，当该投影装置正对该目标区域时，该四个关键点呈矩形分布。
9.根据权利要求8所述的梯形画面校正方法，其特征在于，该待校正画面还包含第五个关键点，当该投影装置正对该目标区域时，该第五个关键点位于该待校正画面的中心。
10.一种投影装置，其特征在于，包括：
投影模块，用于向目标区域投射待校正画面，该待校正画面包含多个关键点；
摄像模块，用于拍摄该待校正画面以获取校正标定图像；
处理模块，分别与该投影模块和该摄像模块耦接，该处理模块根据该校正标定图像，获取该校正标定图像中的多个映射点的坐标值，该多个映射点与该多个关键点分别一一对应；
该处理模块根据该多个映射点的坐标值，获取该投影模块与每个映射点对应的关键点所位于的正投影区域的距离，其中，d为该投影模块与该正投影区域的距离，λ为该映射点的坐标值，a、b、c为系数；
该处理模块根据该投影模块的投影镜头中心点和该关键点的连线，分别与第一参考面及第二参考面之间的夹角，以及该投影模块与该关键点所位于的正投影区域的距离，获取该目标区域的倾斜角度，其中，该第一参考面为通过该投影镜头光轴的水平面，该第二参考面为通过该投影镜头光轴的垂直面；
该处理模块根据该目标区域的倾斜角度，控制该投影模块对该待校正画面进行校正。
11.根据权利要求10所述的投影装置，其特征在于，该投影装置还包括陀螺仪，该陀螺仪与该处理模块耦接，用于获取该投影模块的投影镜头的光轴相对该目标区域的法线之间的垂直夹角。
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