CN118077192A - 一种投影设备和投影区域修正方法 - Google Patents

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CN118077192A CN202280063350.5A CN202280063350A CN118077192A CN 118077192 A CN118077192 A CN 118077192A CN 202280063350 A CN202280063350 A CN 202280063350A CN 118077192 A CN118077192 A CN 118077192A
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卢平光
郑晴晴
王昊
王英俊
岳国华
唐高明
何营昊
陈先义
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Abstract

本申请提供了一种投影设备和投影区域修正方法。当获取到投影区域修正指令，投影设备可以获取光机投射的图卡和投影面之间的映射关系。根据映射关系可以获取，光机将图卡投射至投影面中的初始投影区域，即为修正前的投影区域。投影设备可以对初始投影区域进行轮廓修正，得到目标投影区域，从而确定出用户设定好的目标区域，可以是幕布。根据映射关系确定目标投影区域的目标位置信息，并可以令光机将目标图卡投射至目标投影区域，从而对投影区域进行了修正，保证投影设备将图像完全投射到幕布中，提高用户的使用体验。

Description

一种投影设备和投影区域修正方法
相关申请的交叉引用
本申请要求在2021年11月16日提交、申请号为202111355866.0；在2022年04月13日提交、申请号为202210389054.6的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及投影设备技术领域，尤其涉及一种投影设备和投影区域修正方法。
背景技术
投影设备是一种可以将图像或视频投射到屏幕上的显示设备。投影设备可以将特定颜色的激光光线通过光学透镜组件的折射作用，投射到投影面上形成具体影像。
为了满足用户的需要，投影设备可以将图像投射到投影面中，用户设定好的投影区域中，例如可以是用户提前摆放好的幕布中。在使用投影设备时，如果投影设备的位置发生了偏移，会导致投影设备不能将图像完全投射到投影区域中，给用户的体验性较差。为此，需要重新确定出投影区域，从而将图像再次投射到投影区域中。
现有的投影设备在重新确定投影区域时，用户可以调节投影设备的位置和投射角度，从而令图像能够完全投射到投影区域中。然而，这种方式需要用户手动选择调整方向，过程繁琐并且不能够准确的确定投影区域，给用户的体验性较差。
发明内容
本申请实施方式提供一种投影设备和投影区域修正方法，投影设备包括光机和控制器。其中，光机被配置为将图卡投射至投影面；控制器被配置为执行以下步骤：
响应于投影区域修正指令，获取所述光机投射的图卡和所述投影面之间的映射关系；
根据所述映射关系获取，所述光机将图卡投射至所述投影面中的初始投影区域；
对所述初始投影区域进行轮廓修正，得到目标投影区域；
根据所述映射关系确定所述目标投影区域的目标位置信息；
根据所述目标位置信息，控制所述光机将目标图卡投射至所述目标投影区域。
本申请实施方式提供一种用于投影设备的投影区域修正方法，包括：
响应于投影区域修正指令，获取光机投射的图卡和所述投影面之间的映射关系；
根据所述映射关系获取，所述光机将图卡投射至所述投影面中的初始投影区域；
对所述初始投影区域进行轮廓修正，得到目标投影区域；
根据所述映射关系确定所述目标投影区域的目标位置信息；
根据所述目标位置信息，控制所述光机将目标图卡投射至所述目标投影区域。
附图说明
图1示出了本申请一些实施例中投影幕布的示意图；
图2示出了本申请一些实施例中投影设备的摆放示意图；
图3示出了本申请一些实施例中投影设备光路示意图；
图4示出了本申请一些实施例中投影设备的电路架构示意图；
图5示出了本申请一些实施例中投影设备的结构示意图；
图6示出了本申请一些实施例中投影设备的电路结构示意图；
图7示出了本申请一些实施例中投影设备实现显示控制的系统框架示意图；
图8示出了本申请一些实施例中投影设备位置改变时的示意图；
图9示出了本申请一些实施例中投影设备各部件的交互流程图；
图10示出了本申请一些实施例中第一图卡的示意图；
图11示出了本申请一些实施例中第一图卡的示意图；
图12示出了本申请一些实施例中获取映射关系的流程示意图；
图13示出了本申请一些实施例中目标投影区域的示意图；
图14示出了本申请一些实施例中目标投影区域的示意图；
图15示出了本申请一些实施例中目标投影区域的示意图；
图16示出了本申请一些实施例中投影区域修正前后的示意图；
图17示出了本申请一些实施例的投影区域修正方法的示意图；
图18示出了本申请一些实施例的投影设备的结构示意图；
图19示出了本申请另一实施例的投影设备的结构示意图；
图20示出了本申请另一实施例投影设备实现放射眼功能的信令交互时序示意图；
图21示出了本申请另一实施例投影设备实现显示画面校正功能的信令交互时序示意图；
图22示出了本申请另一实施例投影设备实现自动对焦算法的流程示意图；
图23示出了本申请另一实施例投影设备实现梯形校正、避障算法的流程示意图；
图24示出了本申请另一实施例投影设备实现入幕算法的流程示意图；
图25示出了本申请另一实施例投影设备实现防射眼算法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、实施方式和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
本申请实施例可以应用于各种类型的投影设备。投影设备是一种可以将图像、或视频投射到屏幕上的设备，投影设备可以通过不同的接口同计算机、广电网络、互联网、VCD(Video Compact Disc：视频高密光盘)、DVD(Digital Versatile Disc Recordable：数字化视频光盘)、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。投影设备广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所等。在一些具体的实施例中，投影设备可以是投影仪的形式。
投影设备可以设置有光机，光机可以将图像，例如用户选取的图卡投射至投影面，具体投射到投影面中用户指定的投影区域。投影面可以是墙面，投影区域可以墙面中的特定区域，也可以是位于墙面前的投影幕布。
在一些实施例中，投影幕布是用在电影、办公、家庭影院、大型会议等场合上的，用来显示 图像、视频文件的工具，可根据实际需要设置为不同的规格尺寸。为了显示效果更符合用户观影习惯，投影设备对应幕布的高宽比通常被设置为16：9，以适应投影设备投射的图像尺寸。图1示出了一些实施例中投影幕布的示意图。投影幕布的幕布边缘可以是深色边缘带，用于突出幕布的边界，投影幕布的中心区域可以是白色幕布，可以作为投影区域，用于显示投影设备投射的图像。
为了能够实现最佳的投射效果，投影幕布和投影设备的安装位置可以由专业售后技术人员操作，通过将投影幕布和投影设备设置在工作时实现最佳投射效果的摆放位置处，从而令投影设备投射的图像能够完全处于投影幕布中，从而提高用户的体验性。在使用过程中，用户也可以自行设定二者的位置，本申请实施例不做限定。
图2示出了一些实施例中投影设备的摆放示意图。在一些实施例中，本申请提供的投影幕布可以固定于第一位置上，投影设备放置于第二位置上，使得投影设备投影出的画面与投影幕布吻合。
图3示出了一些实施例中投影设备光路示意图。
本申请实施例提供了一种投影设备，包括激光光源100，光机200，镜头300，投影介质400。其中，激光光源100为光机200提供照明，光机200对光源光束进行调制，并输出至镜头300进行成像，投射至投影介质400形成投影画面。
在一些实施例中，投影设备的激光光源100包括激光器组件和光学镜片组件，激光器组件发出的光束可透过光学镜片组件进而为光机提供照明。其中，例如，光学镜片组件需要较高等级的环境洁净度、气密等级密封；而安装激光器组件的腔室可以采用密封等级较低的防尘等级密封，以降低密封成本。
在一些实施例中，投影设备的光机200可实施为包括蓝色光机、绿色光机、红色光机，还可以包括散热系统、电路控制系统等。需要说明的是，在一些实施例中，投影设备的发光部件还可以通过LED光源实现。
在一些实施例中，本申请提供了一种投影设备，包括三色光机和控制器；其中，三色光机用于调制生成用户界面包含像素点的激光，包括蓝色光机、绿色光机和红色光机；控制器被配置为：获取用户界面的平均灰度值；判定所述平均灰度值大于第一阈值、且其持续时间大于时间阈值时，控制所述红色光机的工作电流值按照预设梯度值降低，以减小所述三色光机的发热。可以发现，通过降低三色光机中所集成红色光机的工作电流，可以实现控制所述红色光机的过热，以实现控制三色光机、及投影设备的过热。
光机200可实施为三色光机，所述三色光机集成蓝色光机、绿色光机、红色光机。
下文中将以投影设备的光机200实施为包括蓝色光机、绿色光机、红色光机为例，对本申请提供的实施方式进行阐述。
在一些实施例中，投影设备的光学系统由光源部分和光机部分组成，光源部分的作用是为光机提供照明，光机部分的作用是对光源提供的照明光束进行调制，最后通过镜头出射形成投影画面。
图4示出了一些实施例中投影设备的电路架构示意图。在一些实施例中，该投影设备可以包括显示控制电路10、激光光源20、至少一个激光器驱动组件30以及至少一个亮度传感器40，该激光光源20可以包括与至少一个激光器驱动组件30一一对应的至少一个激光器。其中，该至少一个是指一个或多个，多个是指两个或两个以上。
基于该电路架构，投影设备可以实现自适应调整。例如，通过在激光光源20的出光路径中设 置亮度传感器40，使亮度传感器40可以检测激光光源的第一亮度值，并将第一亮度值发送至显示控制电路10。
该显示控制电路10可以获取每个激光器的驱动电流对应的第二亮度值，并在确定该激光器的第二亮度值与该激光器的第一亮度值的差值大于差值阈值时，确定该激光器发生COD故障；则显示控制电路可以调整激光器的对应的激光器驱动组件的电流控制信号，直至该差值小于等于该差值阈值，从而消除该蓝色激光器的COD故障；该投影设备能够及时消除激光器的COD故障，降低激光器的损坏率，提高投影设备的图像显示效果。
在一些实施例中，激光光源20包括与激光器驱动组件30一一对应的三个激光器，该三个激光器可以分别为蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203。其中，该蓝色激光器201用于出射蓝色激光，该红色激光器202用于出射红色激光，该绿色激光器203用于出射绿色激光。在一些实施例中，激光器驱动组件30可实施为包含多个子激光器驱动组件，分别对应不同颜色的激光器。
显示控制电路10用于向激光器驱动组件30输出基色使能信号以及基色电流控制信号，以驱动激光器发光。显示控制电路10与激光器驱动组件30连接，用于输出与多帧显示图像中的每一帧图像的三种基色一一对应的至少一个使能信号，将至少一个使能信号分别传输至对应的激光器驱动组件30，并输出与每一帧图像的三种基色一一对应的至少一个电流控制信号，将至少一个电流控制信号分别传输至对应的激光器驱动组件30。示例的，该显示控制电路10可以为微控制单元(microcontroller unit，MCU)，又称为单片机。其中，该电流控制信号可以是脉冲宽度调制(pulse width modulation，PWM)信号。
在一些实施例中，该显示控制电路10可以基于待显示图像的蓝色基色分量输出与蓝色激光器201对应的蓝色PWM信号B_PWM，基于待显示图像的红色基色分量输出与红色激光器202对应的红色PWM信号R_PWM，基于待显示图像的绿色基色分量输出与绿色激光器203对应的绿色PWM信号G_PWM。显示控制电路可以基于蓝色激光器201在驱动周期内的点亮时长，输出与蓝色激光器201对应的使能信号B_EN，基于红色激光器202在驱动周期内的点亮时长，输出与红色激光器202对应的使能信号R_EN，基于绿色激光器203在驱动周期内的点亮时长，输出与绿色激光器203对应的使能信号G_EN。
在一些实施例中，蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203分别与激光器驱动组件30连接。激光器驱动组件30可以响应于显示控制电路10发送的蓝色PWM信号和使能信号，向该蓝色激光器201提供对应的驱动电流。该蓝色激光器201用于在该驱动电流的驱动下发光。
亮度传感器设置于激光光源的出光路径中，通常设置在出光路径的一侧，而不会遮挡光路。如图2所示，至少一个亮度传感器40设置在激光光源20的出光路径中，该每个亮度传感器与显示控制电路10连接，用于检测一个激光器的第一亮度值，并将第一亮度值发送至显示控制电路10。
在一些实施例中，显示控制电路10，还用于获取每个激光器的驱动电流对应的第二亮度值，若检测到该激光器的第二亮度值与该激光器的第一亮度值的差值大于差值阈值，表明该激光器发生COD故障，显示控制电路10可以调整激光器驱动组件30的电流控制信号，直至该差值小于等于该差值阈值，即通过降低激光器的驱动电流来消除该激光器的COD故障。具体地，第一亮度值和第二亮度值均表征为光输出功率值，其中第二亮度值可以是预先存储的，也可以是处于正常发光状态时的亮度传感器发回的亮度数值。如果激光器发生COD故障，通常是其光输出功率发生骤降，亮度传感器回传的第一亮度值会小于正常的第二亮度值的一半。当确认发生上述故障时，显示控制电路会减小与激光器对应的激光 器驱动组件的电流控制信号，并不断采集亮度传感器回传的亮度信号并比较。
在一些实施例中，若检测到的该激光器的第二亮度值与该激光器的第一亮度值的差值小于等于差值阈值，表明该激光器未发生COD故障，则显示控制电路10无需调整与该激光器对应的激光器驱动组件30的电流控制信号。
其中，显示控制电路10中可以存储有电流与亮度值之间的对应关系。该对应关系中每个电流对应的亮度值为激光器在该电流的驱动下正常工作(即在未发生COD故障)时，该激光器能够发出的初始亮度值。例如，该亮度值可以是激光器在该电流的驱动下工作时，其首次点亮时的初始亮度。
在一些实施例中，显示控制电路10可以从该对应关系中获取每个激光器的驱动电流对应的第二亮度值，该驱动电流为激光器当前的实际工作电流，该驱动电流对应的第二亮度值为激光器在该驱动电流的驱动下正常工作时能够发出的亮度值。该差值阈值可以为显示控制电路10中预先存储的固定数值。
在一些实施例中，显示控制电路10在调整与激光器对应的激光器驱动组件30的电流控制信号时，可以降低与激光器对应的激光器驱动组件30的电流控制信号的占空比，从而降低激光器的驱动电流。
在一些实施例中，亮度传感器40可以检测蓝色激光器201的第一亮度值，并将该第一亮度值发送至显示控制电路10。该显示控制电路10可以获取该蓝色激光器201的驱动电流，并从电流与亮度值的对应关系中获取该驱动电流对应的第二亮度值。之后检测第二亮度值与第一亮度值之间的差值是否大于差值阈值，若该差值大于差值阈值，表明该蓝色激光器201发生COD故障，则显示控制电路10可以降低与该蓝色激光器201对应的激光器驱动组件30的电流控制信号。之后显示控制电路10可以再次获取蓝色激光器201的第一亮度值，以及蓝色激光器201的驱动电流对应的第二亮度值，并在第二亮度值与第一亮度值之间的差值大于差值阈值时，再次降低与该蓝色激光器201对应的激光器驱动组件30的电流控制信号。如此循环，直至该差值小于等于差值阈值。由此通过降低蓝色激光器201的驱动电流，消除该蓝色激光器201的COD故障。
在一些实施例中，显示控制电路10可以根据至少一个亮度传感器40获取到的每一个激光器的第一亮度值，以及每个激光器的驱动电流对应的第二亮度值，实时监测每个激光器是否发生COD故障。并在确定任一个激光器发生COD故障时，及时消除该激光器的COD故障，减少激光器发生COD故障的持续时长，降低该激光器的损伤，确保投影设备的图像显示效果。
图5示出了本申请一些实施例中投影设备的结构示意图。
在一些实施例中，该投影设备中的激光光源20可以包括独立设置的蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203，该投影设备也可以称为三色投影设备，蓝色激光器201、红色激光器202和绿色激光器203均为模块轻量化(Mirai Console Loader，MCL)封装激光器，其体积小，利于光路的紧凑排布。
在一些实施例中，控制器包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，视频处理器，音频处理器，图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，RAM Random Access Memory，RAM)，ROM(Read-Only Memory,ROM)，用于输入/输出的第一接口至第n接口，通信总线(Bus)等中的至少一种。
在一些实施例中，投影设备可以配置相机，用于和投影设备协同运行，实现对投影过程的调节控制。例如，投影设备配置的相机可具体实施为3D相机、深度相机或双目相机；在相机实施为双目相机时，具体包括左相机、以及右相机；双目相机可获取投影设备对应的幕布，即投影面所呈现的图像及图卡，该图像或图卡由投影设备内置的光机进行投射。
当投影设备移动位置后，其投射角度、及至投影面距离发生变化，会导致投影图像发生形变，投影图像会显示为梯形图像、或其他畸形图像；投影设备控制器可基于相机拍摄的图像，通过耦合光机投影面之间夹角和投影图像的正确显示实现自动梯形校正。
图6示出了本申请一些实施例中投影设备的电路结构示意图。在一些实施例中，激光器驱动组件30可以包括驱动电路301、开关电路302和放大电路303。该驱动电路301可以为驱动芯片。该开关电路302可以为金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor，MOS)管。其中，该驱动电路301分别与开关电路302、放大电路303以及激光光源20所包括的对应的激光器连接。该驱动电路301用于基于显示控制电路10发送的电流控制信号通过VOUT端向激光光源20中对应的激光器输出驱动电流，并通过ENOUT端将接收到的使能信号传输至开关电路302。其中，该激光器可以包括串联的n个子激光器，分别为子激光器LD1至LDn。n为大于0的正整数。
开关电路302串联在激光器的电流通路中，用于在接收到的使能信号为有效电位时，控制电流通路导通。放大电路303分别与激光光源20的电流通路中的检测节点E和显示控制电路10连接，用于将检测到的激光器组件的驱动电流转换为驱动电压，放大该驱动电压，并将放大后的驱动电压传输至显示控制电路10。显示控制电路10还用于将放大后的驱动电压确定为激光器的驱动电流，并获取该驱动电流对应的第二亮度值。
在一些实施例中，放大电路303可以包括：第一运算放大器A1、第一电阻(又称取样功率电阻)R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。
第一运算放大器A1的同相输入端(又称正端)与第二电阻R2的一端连接，第一运算放大器A1的反相输入端(又称负端)分别与第三电阻R3的一端和第四电阻R4的一端连接，第一运算放大器A1的输出端分别与第四电阻R4的另一端和处理子电路3022连接。第一电阻R1的一端与检测节点E连接，第一电阻R1的另一端与参考电源端连接。第二电阻R2的另一端与检测节点E连接，第三电阻R3的另一端与参考电源端连接。该参考电源端为接地端。
在一些实施例中，第一运算放大器A1还可以包括两个电源端，其中一个电源端与电源端VCC连接，另一个电源端可以与参考电源端连接。
激光光源20所包括的激光器的较大的驱动电流通过第一电阻R1后产生压降，该第一电阻R1一端(即检测节点E)的电压Vi通过第二电阻R2传输至第一运算放大器A1的同相输入端，经过第一运算放大器A1放大N倍后输出。该N为该第一运算放大器A1的放大倍数，且N为正数。该放大倍数率N可以使得第一运算放大器A1输出的电压Vfb的数值为激光器的驱动电流的数值的整数倍。示例的，电压Vfb的数值可以与该驱动电流的数值相等，从而便于显示控制电路10将该放大后的驱动电压确定为激光器的驱动电流。
在一些实施例中，显示控制电路10、驱动电路301、开关电路302和放大电路303形成闭环，以实现对该激光器的驱动电流的反馈调节，从而使得该显示控制电路10可以通过激光器的第二亮度值与第一亮度值的差值，及时调节该激光器的驱动电流，也即是及时调节该激光器的实际发光亮度，避免激光器长时间发生COD故障，同时提高了对激光器发光控制的准确度。需要说明的是，若激光光源20包括一个蓝色激光器、一个红色激光器和一个绿色激光器。该蓝色激光器201可以设置在L1位置处，该红色激光器202可以设置在L2位置处，绿色激光器203可以设置在L3位置处。
L1位置处的激光经过第四二向色片604一次透射，再经过第五二向色片605反射一次后进入第一透镜901中。该L1位置处的光效率P1＝Pt×Pf。其中，Pt表示的是二向色片的透射率，Pf表示的是二向色片或者第五反射率的反射率。
在一些实施例中，在L1、L2和L3三个位置中，L3位置处的激光的光效率最高，L1位置处的激光的光效率最低。由于蓝色激光器201输出的最大光功率Pb＝4.5瓦(W)，红色激光器202输出的最大光功率Pr＝2.5W，绿色激光器203输出的最大光功率Pg＝1.5W。即蓝色激光器201输出的最大光功率最大，红色激光器202输出的最大光功率次之，绿色激光器203输出的最大光功率最小。因此将绿色激光器203设置在L3位置处，将红色激光器202设置在L2位置处，将蓝色激光器201设置在L1位置处。也即是将绿色激光器203设置在光效率最高的光路中，从而确保投影设备能够获得最高的光效率。
在一些实施例中，显示控制电路10，还用于当激光器的第二亮度值与激光器的第一亮度值的差值小于等于差值阈值时，恢复与激光器对应的激光器驱动组件的电流控制信号至初始值，该初始值为正常状态下对激光器的PWM电流控制信号的大小。从而，当激光器发生COD故障时，可以快速的识别，并及时采取降低驱动电流的措施，减轻激光器自身的持续损伤，帮助其自恢复，整个过程中不需要拆机和人为干涉，提高了激光器光源使用的可靠性，保证了激光投影设备的投影显示质量。
在一些实施例中控制器包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，视频处理器，音频处理器，图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，RAM Random Access Memory，RAM)，ROM(Read-Only Memory,ROM)，用于输入/输出的第一接口至第n接口，通信总线(Bus)等中的至少一种。在一些实施例中，投影设备启动后可以直接进入上次选择的信号源的显示界面，或者信号源选择界面，其中信号源可以是预置的视频点播程序，还可以是HDMI接口，直播电视接口等中的至少一种，用户选择不同的信号源后，投影机可以显示从不同信号源获得的内容。
在一些实施例中，投影设备的系统可以包括内核(Kernel)、命令解析器(shell)、文件系统和应用程序。内核、shell和文件系统一起组成了基本的操作系统结构，它们让用户可以管理文件、运行程序并使用系统。上电后，内核启动，激活内核空间，抽象硬件、初始化硬件参数等，运行并维护虚拟内存、调度器、信号及进程间通信(IPC)。内核启动后，再加载Shell和用户应用程序。应用程序在启动后被编译成机器码，形成一个进程。
在一些实施例中，将系统分为四层，从上至下分别为应用程序(Applications)层(简称“应用层”)，应用程序框架(Application Framework)层(简称“框架层”)，安卓运行时(Android runtime)和系统库层(简称“系统运行库层”)，以及内核层。
在一些实施例中，应用程序层中运行有至少一个应用程序，这些应用程序可以是操作系统自带的窗口(Window)程序、系统设置程序或时钟程序等；也可以是第三方开发者所开发的应用程序。在具体实施时，应用程序层中的应用程序包不限于以上举例。
在一些实施例中，投影设备启动后可以直接进入上次选择的信号源的显示界面，或者信号源选择界面，其中信号源可以是预置的视频点播程序，还可以是HDMI接口，直播电视接口等中的至少一种，用户选择不同的信号源后，投影机可以显示从不同信号源获得的内容。
本申请实施例可以应用于各种类型的投影设备。下文中将以激光投影设备为例，对投影设备、及基于几何校正的显示控制方法进行阐述。
在一些实施例中，投影设备发出的激光通过数字微镜器件(DMD：Digital Micromirror Device)芯片的纳米级镜片反射，其中光学镜头也是精密元件，当像面、以及物面不平行时，会使得投影到屏幕的图像发生几何形状畸变。
图7示出了本申请一些实施例中投影设备实现显示控制的系统框架示意图。
在一些实施例中，本申请提供的投影设备具备长焦微投的特点，投影设备包括控制器，所述控制器通过预设算法可对光机画面进行显示控制，以实现显示画面自动梯形校正、自动入幕、自 动避障、自动对焦、以及防射眼等功能。可以理解，投影设备通过基于几何校正的显示控制方法，可实现长焦微投场景下的灵活位置移动；设备在每次移动过程中，针对可能出现的投影画面失真、投影面异物遮挡、投影画面从幕布异常等问题，控制器可控制投影设备实现自动显示校正功能，使其自动恢复正常显示。
在一些实施例中，基于几何校正的显示控制系统，包括应用程序服务层(APK Service：Android application package Service)、服务层、以及底层算法库。
应用程序服务层用于实现投影设备和用户之间的交互；基于用户界面的显示，用户可对投影设备的各项参数以及显示画面进行配置，控制器通过协调、调用各种功能对应的算法服务，可实现投影设备在显示异常时自动校正其显示画面的功能。
服务层可包括校正服务、摄像头服务、飞行时间(TOF)服务等内容，服务向上对应于应用程序服务层(APK Service)，实现投影设备不同配置服务的对应特定功能；服务层向下对接算法库、相机、飞行时间传感器等数据采集业务，实现封装底层复杂逻辑。
底层算法库提供校正服务、以及投影设备实现各种功能的控制算法，算法库可基于OpenCV(基于许可开源)完成各种数学运算，为校正服务提供基础计算能力；OpenCV是一个基于BSD许可开源发行的跨平台计算机视觉、机器学习软件库，可以运行在多种现有操作系统环境中。
在一些实施例中，投影设备配置有陀螺仪传感器；设备在移动过程中，陀螺仪传感器可感知位置移动、并主动采集移动数据；然后通过系统框架层将已采集数据发送至应用程序服务层，用于支撑用户界面交互、应用程序交互过程中所需应用数据，其中的采集数据还可用于控制器在算法服务实现中的数据调用。
在一些实施例中，投影设备配置有飞行时间(TOF)传感器，在飞行时间传感器采集到相应数据后，所述数据将被发送至服务层对应的飞行时间服务；
上述飞行时间服务获取数据后，将采集数据通过进程通信框架发送至应用程序服务层，数据将用于控制器的数据调用、用户界面、程序应用等交互使用。
在一些实施例中，相机采集数据将发送至摄像头服务，然后由摄像头服务将采集图像数据发送至进程通信框架、和/或投影设备校正服务；所述投影设备校正服务可接收摄像头服务发送的相机采集数据，控制器针对所需实现的不同功能可在算法库中调用对应的控制算法。
在一些实施例中，通过进程通信框架、与应用程序服务进行数据交互，然后经进程通信框架将计算结果反馈至校正服务；校正服务将获取的计算结果发送至投影设备操作系统，以生成控制信令，并将控制信令发送至光机控制驱动以控制光机工况、实现投影区域的自动修正。
当用户开启投影设备后，投影设备可以将图像投射到投影面中，具体可以投射到用户预先设置好的投影区域中，可以是墙面的某个区域或者用户提前摆放好的幕布，该投影区域中可以显示出投影图像，以供用户进行观看。然而，当用户摆放投影设备的位置不当时，投影设备无法将图像完全投射到投影区域中。或者在使用过程中，用户碰到了投影设备导致投影设备的位置发生了改变，导致投影图像会产生偏移，从而无法完全处于投影区域中。对于上述情况，投影设备需要重新确定出投影区域，从而将图像完全投射到投影区域中，以便用户观看。图8示出了一些实施例中投影设备位置改变时的示意图。投影设备开始处于A位置，可以完全投射到投影区域中，投影区域呈矩形。当投影设备由A位置移动至B位置后，投影图像会发生偏移，不能完全处于投影区域中。
相关技术中，用户可以手动调节投影设备的位置和投射角度，从而令投影图像完全处于投影区域中，然而这种手动调节的方式过程繁琐并且准确性较差。投影设备也可以对投影面进行拍摄， 得到投影面的影像。然后将已获取影像进行二值化图像处理，以使得图像中物体轮廓可显示更加清晰。针对二值化图像，可以提取其中包含的所有闭合轮廓，并将其中面积最大、且内部颜色一致的闭合轮廓认定为投影区域，从而进行投射。然而，当投影区域周边存在大面积纯色墙壁、且墙壁边缘构成闭合轮廓时，投影设备会将该墙壁识别为投影区域，导致图像投射至该墙壁上，而并非用户指定的区域。
为此，本申请实施例提供的投影设备能够准确的确定出投影区域，以解决上述问题。
为了能够使得投影设备能够将图像完全投射到用户设定的投影区域中，投影设备具有投影区域修正功能。当投影设备投射的图像没能完全处于用户设定的投影区域中时，投影设备可以重新确定出投影区域，使得图像能够完全投射到投影区域中，从而实现投影区域修正，以达到投影图像自动入幕的效果。
在一些实施例中，当接收到投影区域修正指令时，投影设备可以开启投影区域修正功能，对投影设备当前的投影区域进行修正。投影区域修正指令是指用于触发投影设备自动进行投影区域修正的控制指令。
在一些实施例中，投影区域修正指令可以是用户主动输入的指令。例如，在接通投影设备的电源后，投影设备可以在投影面上投射出图像。此时，用户可以按下投影设备中预先设置的投影区域修正开关，或投影设备配套遥控器上的投影区域修正按键，使投影设备开启投影区域修正功能，重新确定出投影区域，实现投影区域的修正。
在一些实施例中，投影区域修正指令也可以根据投影设备内置的控制程序自动生成。
可以是投影设备在开机后主动生成投影区域修正指令。例如，当投影设备检测到开机后的首次视频信号输入时，可以生成投影区域修正指令，从而触发投影区域修正功能。
也可以是投影设备在工作过程中，自行生成投影区域修正指令。考虑到用户在使用投影设备的过程中，可能主动移动投影设备或者不小心碰到投影设备，导致投影设备的摆放姿态或设置位置发生改变，此时投影图像会发生偏移，导致投影区域发生变化，不能完全投射到用户设定的投影区域中。此时，为了保证用户的观看体验性，投影设备可以自动进行投影区域修正。
具体的，投影设备可以实时检测自身的情况。当投影设备检测到自身摆放姿态或设置位置发生改变时，可以生成投影区域修正指令，从而触发投影区域修正功能。
在一些实施例中，投影设备通过其配置组件可实时监测设备的移动，并将监测结果即时反馈至投影设备控制器，以实现投影设备移动后，控制器及时启动投影区域修正功能，在第一时间实现投影区域的自动修正。例如，通过投影设备配置的陀螺仪、或TOF(Time of Flight，飞行时间)传感器，控制器接收来自陀螺仪、TOF传感器的监测数据，以判定投影设备是否发生移动。
在判定投影设备发生移动后，控制器可以生成投影区域修正指令，并开启投影区域修正功能。
其中，飞行时间传感器通过调节发射脉冲的频率改变实现距离测量和位置移动监测，其测量精度不会随着测量距离的增大而降低，且抗干扰能力强。
在一些实施例中，当检测到投影区域修正指令时，投影设备可以重新确定出投影区域，从而将图像完全投射至该投影区域中，实现投影区域的自动修正，达到图像自动入幕的效果。
图9示出了本申请一些实施例中投影设备各部件的交互流程图。
在一些实施例中，当获取到投影区域修正指令时，投影设备可以对投影区域自动进行修正。具体的，可以通过预设的投影区域修正算法对投影图像实现投影区域修正功能。
为了能够对投影区域进行修正，投影设备可以先确定出投影面和投影设备之间的投射关系。本申请实施例中，投射关系指的是投影设备将图像投射到投影面的投射关系，具体为投影设备的 光机投射的图卡，和投影面之间的映射关系。在确定了投影面和投影设备之间的投射关系后，投影设备可以确定出投影面中投射区域的位置信息，从而进行投射，实现投影区域的修正。
投影设备可以在投影面中投射第一图卡，并根据该第一图卡确定投影面的位置信息。根据投影面的位置信息，进一步可以确定出投影面和投影设备之间的投射关系。
需要说明的是，本申请实施例可以基于双目相机构建投影面在世界坐标系下与光机坐标系的转换矩阵，该转换矩阵即为投影面中的投影图像与光机播放的播放图卡之间的单应性关系，该单应性关系也称为投射关系，利用该单应性关系即可实现投影图像与播放图卡之间的任意投射转换。
在一些实施例中，获取到投影区域修正指令(步骤901)时，投影设备可以先投射第一图卡。具体的，控制器可以控制光机将第一图卡投射至投影面上(步骤902)。
在投射第一图卡后，控制器还可以控制相机对投影面中显示的第一图卡进行拍摄，得到第一图像(步骤903)。
第一图卡中可以包含若干个特征点，因此相机拍摄到的第一图像中也会包含第一图卡中的所有的特征点。通过特征点可以确定出投影面的位置信息。需要说明的是，对于一个平面来说，当确定出该平面中三个点的位置后，即可确定出该平面的位置信息。因此，为了确定出投影面的位置信息，需要确定出投影面中至少三个点的位置，即第一图卡中需要包括至少三个特征点。根据这至少三个特征点即可确定出投影面的位置信息。
在一些实施例中，第一图卡中可以包含用户预先设定的图案、颜色特征。第一图卡可以是棋盘格图卡，棋盘格图卡设置为黑白相间的棋盘格，如图10所示，棋盘格图卡中包含的特征点为矩形的角点。第一图卡中的图案也可设置为圆环图卡，包括圆环图案，如图11所示，圆环图卡中包含的特征点为各圆环上对应的实心点。在一些实施例中，第一图卡还可设置为上述两类图案的组合，或者设置为其它具有可识别特征点的图案。
图12示出了一些实施例中获取映射关系的流程示意图。
在一些实施例中，光机将第一图卡投射到投影面上之后，控制器可以控制相机对第一图卡进行拍摄，得到第一图像，以获取特征点的位置。
具体的，相机可以是双目相机，在光机的两侧各设置有一个相机。通过该双目相机对第一图卡进行拍摄，左相机拍摄得到一张图像，右相机拍摄得到另一张图像。
控制器可以对两张图像进行图像识别处理，得到特征点在任一张图像中的第一坐标。在本申请实施例中，第一坐标指的是：在第一图像对应的图像坐标系下，特征点的坐标信息。
图像坐标系指的是：以图像中心为坐标原点，X，Y轴平行于图像两边的坐标系。本申请实施例中的图像坐标系可以设定如下：对于用户预先设定的投影区域，可以将该投影区域的中心点设置为原点，水平方向为X轴，垂直方向为Y轴。根据预设的投影区域可以提前设置高图像坐标系。
步骤1201，确定特征点在校正图像中的第一坐标；可以根据图像坐标系，确定出第一图像中的特征点的坐标信息。
对于同一个特征点来说，其在左相机拍摄到的图像中的位置，和在右相机拍摄到的图像中的位置，可能是不同的。通过同一个特征点在两张图像中的两个位置可以确定出该特征点在左右相机任一个的相机坐标系下的坐标。本申请实施例中，采用第二坐标表示：在相机坐标系下，特征点的坐标信息。
本申请实施例中，相机坐标系具体为：以相机的光点为中心，光轴为Z轴，平行于投影面为XOY面建立空间的直接坐标系。
对于双目相机来说，确定出特征点在其中任意一个相机对应的相机坐标系下的第二坐标即可，本申请实施例中以左相机为例介绍。
具体的，可以根据同一个特征点在左右相机拍摄到的两张图像中的位置信息，步骤1202，根据第一坐标获取特征点在相机坐标系下的第二坐标信息，设定为P(x,y,z)。
在一些实施例中，在获取到特征点在左相机的相机坐标系下的第二坐标后，步骤1203，将第二坐标换转为特征点在光机坐标系下的第三坐标。本申请实施例中，第三坐标指的是：在光机坐标系下，特征点的坐标信息。
本申请实施例中，光机坐标系具体为：以光机的光点为中心，光轴为Z轴，平行于投影面为XOY面建立空间的直接坐标系。需要说明的是，光机坐标系和相机坐标系之间是可以相互转换的，因此特征点在相机坐标系中的坐标可以转换为光机坐标系中的坐标。具体的，可以根据光机相机间的外参，将特征点在两个坐标系之间进行转换。光机相机间的外参是投影设备在制造出厂时已标注于设备外壳、或说明书的设备参数，通常基于投影设备的功能、组装、制造、零件而设定，适用于同一型号的所有投影设备，可以包括光机相机间旋转矩阵和平移矩阵。
根据光机相机间的外参，可以确定光机坐标系和相机坐标系之间的转换关系，并进一步得到特征点在光机坐标系下的坐标。
转换公式如下：
P′(x′,y′,z′)＝RRR*P+TTT (1)
其中：
P′(x′,y′,z′)为特征点在光机坐标系中的坐标。
RRR为光机相机间旋转矩阵，TTT为光机相机间平移矩阵。
在一些实施例中，在获取到特征点在光机坐标系中的坐标后，可以确定出投影面在光机坐标系下的投影面方程。
需要说明的是，由于需要至少三个点的坐标信息才可以确定出一个平面的位置信息。因此，控制器可以获取至少第一图像中的至少三个特征点的第一位置，并根据这些特征点的第一位置确定出相机坐标系下的坐标信息。进一步可以将相机坐标系下的坐标信息转换为光机坐标系下的坐标信息。
在确定出至少三个特征点在光机坐标系下的坐标信息后，控制器可以对这些特征点的坐标进行拟合，步骤1204，根据第三坐标获取投影面在光机坐标系下的投影面方程。投影面方程可以表示为：
z＝ax+by+c (2)；
或如下公式：
在一些实施例中，在确定了投影面在光机坐标系下的投影面方程后，步骤1205，根据投影面方程获取光机坐标系和世界坐标系的转换矩阵，该转换矩阵用于表征映射关系。
在本申请实施例中，世界坐标系设定为：以图像坐标系为XOY面，即投影面为XOY面，其中原点为用户预先设定的投影区域的中心点。以垂直于投影面的方向设定Z轴，建立的空间坐标系。
在获取光机坐标系和世界坐标系的转换矩阵时，控制器可以分别确定投影面在世界坐标系下的表示，以及投影面在光机坐标系下的表示。
具体的，控制器可以先确定投影面在世界坐标系下的单位法向量。
由于投影面本身即为世界坐标系的XOY面，因此投影面在世界坐标系下的单位法向量可以表示为：
m＝(0,0,1)*T (4)
控制器还可以根据投影面在光机坐标系下的投影面方程获取投影面在光机坐标系下的单位法向量，该投影面在光机坐标系下的单位法向量可表示为公式：
根据投影面在两个坐标系下的单位法向量，可以获取光机坐标系和世界坐标系之间的转换矩阵，相互关系表示为如下公式：
m＝R1*n(6)
其中：R1表示光机坐标系和世界坐标系之间的转换矩阵。
该转换矩阵即可表示光机投射的图卡，和投影面之间的映射关系。
在确定了映射关系之后，控制器可以实现某个点的坐标在世界坐标系和光机坐标系之间的转换。
对于投影面中已经确定的某个目标区域，根据目标区域在投影面中的位置信息可以确定出其在世界坐标系中的坐标表示，控制器可以根据转换矩阵将世界坐标系中的坐标表示转换为光机坐标系中的坐标表示，从而确定出对于投影设备来说，目标区域的位置信息，进而可以将图卡直接投射到该目标区域中。
对于投影设备来说，在未进行投射过程时，投影面中不存在投影区域，还无法直接确定出具体的投影区域。但投影设备可以确定出自身将要投射的图卡状态以及投射角度等等，从而能够确定出即将投射出的投影区域在光机坐标系中的坐标表示。控制器可以根据转换矩阵将光机坐标系中的坐标表示转换为世界坐标系中的坐标表示，从而确定出将要投射的投影区域在投影面中的位置信息。
即根据该转换矩阵，可以任意转换投影区域在世界坐标系和光机坐标系之间的坐标表示。
在一些实施例中，根据转换矩阵，即光机投射的图卡和投影面之间的映射关系，可以重新确定出投影区域，实现投影区域的修正。
根据该映射关系，可以先获取光机将图卡投射至投影面中的初始投影区域。具体的，初始投影区域时待进行修正的投影区域，即为：在对投影区域修正之前，投影设备投射的图像在投影面中的显示区域。
需要说明的是，投影设备可能正在进行投影过程，此时投影面中的初始投影区域中正在显示投影图像。例如，用户已经开启了投影设备，并且投影设备进行了投影过程，在投影面中形成了投影图像，当前投影面中显示图像的区域即为初始投影区域。然而当前的初始投影区域和用户设定的目标投影区域可能并不是一个投影区域，导致投影图像较于用户设定的位置发生了偏移，投影设备需要对该初始投影区域进行修正。
投影设备也可能没有正在进行投影过程，此时投影面中没有显示出投影图像，因此也不会直接显示出初始投影区域。此时，投影设备即将投射到的区域为初始投影区域。然而，对于投影设备来说，是可以确定出自身即将投射到的区域的位置信息，即初始投影区域的位置信息。但由于未真正进行投射过程，用户无法确定出具体的初始投影区域，也就无法确认初始投影区域和设定的目标投影区域是否为同一个初始投影区域。此时，为了保证投影设备能够将图像完全投射到目标投影区域中，用户可以控制投影设备直接进行投影区域修正，也可以是投影设备主动进行投影 区域修正，例如开机时主动进行。
在一些实施例中，控制器可以根据映射关系获取到初始投影区域。
具体的，控制器可以先确定出光机将图卡投射至投影面时的初始位置信息。本申请实施例中，初始位置信息为光机坐标系下，初始投影区域的位置信息，具体可以是初始投影区域的顶点坐标。
用户可以控制投影设备投射图卡，从而在投影面中形成投影图像。图卡可以是用户选择的图像，包括图片或视频等内容，其形状一般为矩形。因此，图卡投射到投影面中图像也可以呈矩形，以便用户观看。即投影图像对应的投影区域是矩形区域，当确定了矩形区域的四个顶点的坐标信息时，也就确定了该矩形区域的位置。
需要说明的是，对于投影设备来说，无论其是否已经进行了投影过程，投影设备均可以确定出自身即将或者已经投射的情况。投影设备可以确定出自身将要投射的图卡状态以及投射角度等等，从而确定出光机投射到的位置，即光机将图卡投射到的初始位置信息。因此，控制器可以获取到初始投影区域在光机坐标系中的坐标表示。
根据映射关系，控制器可以将初始位置信息，即初始投影区域的顶点坐标，转换为世界坐标系下的位置信息。具体可以是在世界坐标系下，初始投影区域的顶点坐标。当确定出初始投影区域在世界坐标系下的位置信息后，即确定出了具体的初始投影区域。
在一些实施例中，如果投影设备正在进行投影过程，此时投影面中显示的图像的区域即为初始投影区域。还可以通过下述方法获取到初始投影区域：
控制器可以控制相机对投影面进行拍摄，此时得到的投影面图像中可以包含投影设备正在投射的图卡，并且该图卡所在的区域即为初始投影区域。控制器可以对该投影面图像进行识别，确定出图卡的四个顶点的坐标信息，从而确定出初始投影区域的位置。
考虑到投影设备投射的图卡可能无法被完全识别出来，例如图卡的边缘区域均为白色，而投影面也是白色，此时无法区分图卡的边缘和投影面。对于相机拍摄的投影面图像，也就识别不到图卡的四个顶点，从而无法确定出初始投影区域。因此，控制器可以控制光机将预设的图卡投射到投影面中。该预设的图卡用于和投影面进行区分，可以是绿色图卡。此时，控制器再控制相机对投影面进行拍摄，可以识别出其中完整的图卡轮廓，从而确定出初始投影区域的位置信息。
在一些实施例中，在获取到初始投影区域后，控制器可以对初始投影区域进行轮廓修正，得到目标投影区域。其中，目标投影区域即为用户设定的投影区域。因此，对初始投影区域进行轮廓修正后，可以重新确定出用户设定的投影区域，实现了投影区域的修正处理。
具体的，控制器可以先控制相机对投影面进行拍摄，得到投影面图像。投影面图像中会包含各种各样的环境物体，如幕布、电视柜、墙壁、天花板、茶几等。通过确定出物体的轮廓即可确定出物体的位置信息。例如，确定出幕布四个顶点的坐标，也就确定出了幕布在投影面中的位置信息。
在该投影面图像中，可以生成初始投影区域对应的初始投影区域图像。具体的，由于已经获取到世界坐标系下，初始投影区域的顶点坐标。因此可以在投影面图像中，先标出初始投影区域的四个顶点，再进一步连接四个顶点，形成初始投影区域。此时，投影面图像中也显示出了初始投影区域。
在对初始投影区域进行轮廓修正时，可以对初始投影区域的四个顶点分别进行修正，从而得到四个修正后的目标顶点。四个目标顶点所形成的区域可以认为是目标投影区域。
在一些实施例中，可以根据初始投影区域图像的顶点获取目标顶点。对于初始投影区域图像的四个顶点，每个顶点都会对应一个修正后的目标顶点。
具体的，控制器可以对初始投影区域图像进行角点检测处理。通过角点检测算法，可以是Shi Tomasi算法，对初始投影区域图像进行处理，得到初始投影区域图像中包含的所有角点。角点可以是初始投影区域图像中灰度值或亮度值变化的极值点，例如物体轮廓的顶点等。因此，通过角点即可确定出图像中包含的物体轮廓的顶点，例如幕布的顶点。
需要说明的是，各个角点之间并不存在几何关系，因此单纯的角点识别还不能确定出具体的幕布轮廓。此时，可以确定出初始投影区域图像的每个顶点在修正后，所对应的一个角点，这四个角点即可认为时幕布的四个顶点，从而确定出具体的幕布轮廓。
对于初始投影区域图像的每个顶点来说，可以以该顶点为中心，确定出预设的第一尺寸。具体的，不同尺寸的初始投影区域图像可以对应不同的第一尺寸，例如对1280*720的初始投影区域图像，可以设定第一尺寸为20个像素点。因此，对于每个顶点，可以将顶点设为圆心，以20个像素点为半径，确定出顶点对应的第一修正区域。
在第一修正区域中，控制器可以获取距离圆心，即初始投影区域图像的顶点，最近的角点，本申请实施例中称为第一角点。该第一角点即可认为是初始投影区域图像的顶点所对应的目标顶点。
根据上述方法可以确定出初始投影区域图像的四个顶点，各自对应的目标顶点。四个目标顶点即形成了目标投影区域。
需要说明的是，上述方法获取到的目标投影区域和幕布真实的轮廓之间的误差极小，因此可以认为目标投影区域是幕布区域，可以实现像素级的幕布识别效果，从而精准控制图像入幕，大大提高了用户的观看体验。
在一些实施例中，考虑到较暗的场景下，幕布轮廓相对较暗。此时，如果投影设备正在进行投射过程，投影面中会显示投影图像，导致投影面图像中会出现该投影图像。由于投影图像较亮，幕布轮廓相对较暗，可能会导致投影图像的边缘被识别为角点，从而出现第一角点实际属于投影图像的情况，从而误将投影图像确定为幕布。因此在获取到第一角点后，还可以进一步对该第一角点进行检测。
具体的，控制器可以先确定第一角点的位置信息，即第一角点在投影面图像中的坐标。控制器可以将该图像坐标系下的坐标直接转换为世界坐标系下的坐标。根据映射关系，可以将第一角点在世界坐标系下的坐标，转换为光机坐标系下的坐标，本申请实施例中称为角点坐标。在光机坐标系下，控制器已知了初始投影区域的顶点坐标。因此，可以将顶点坐标和角点坐标进行对比确认。控制器可以判断顶点坐标和角点坐标是否满足预设的第二尺寸条件。
本申请实施例中，预设的第二尺寸条件设定为：顶点坐标和角点坐标大于预设的第二尺寸，第二尺寸可以是相关技术人员预先设定好的尺寸，可以设置为与第一尺寸相同，也可以不同，本申请实施例不做限定。
如果检测到顶点坐标和角点坐标满足预设的第二尺寸条件，说明初始投影区域的顶点和第一角点相距较远，该第一角点不属于初始投影区域的边缘。此时，可以将第一角点确定为目标顶点，从而得到目标投影区域，并且该目标投影区域即为幕布区域。
如果检测到顶点坐标和角点坐标不满足预设的第二尺寸条件，则说明初始投影区域的顶点和第一角点相距较近，第一角点属于初始投影区域的边缘。此时识别到的并未真正的幕布区域，因此不能将第一角点作为目标顶点，此时不会执行入幕操作，即投影设备不会进行正常的投影过程。
在一些实施例中，当顶点坐标和角点坐标不满足预设的第二尺寸条件，即第一角点不能作为目标顶点时，可以将该第一角点删除。同时可以在初始投影区域图像中剩余的角点中，继续寻找 新的第一角点，并可以对该新的第一角点继续检测，直到获取到符合条件的第一角点，可以将该第一角点作为目标顶点。如果没有符合条件的第一角点，则不会执行入幕操作，投影设备不会投影。
在一些实施例中，如果没能获取到目标顶点，投影设备不会进行投影。同时投影设备可以提示用户，例如投射一个入幕失败的信息，用来提示用户投影设备的摆放位置无法正常入幕。此时，用户可以调整投影设备的位置，投影设备可以再次进行投影区域修正，直到识别出目标投影区域，即幕布区域。
在一些实施例中，在确定了目标投影区域时，此时得到的是目标投影区域在投影面中的位置信息。需要说明的是，由于目标投影区域有四个顶点，同时投影设备投射的图卡也有四个顶点，为了准确地进行投射，可以获取目标投影区域的四个顶点和图卡的四个顶点的一一对应关系。可以是图卡的左上顶点投射到目标投影区域的左上顶点，从而保证图卡能够正常显示在目标投影区域中。
对于正常摆放的幕布，可以确定出其左上、右上、左下、右下四个顶点，从而获取到目标投影区域和图卡的对应关系，然而，考虑到幕布区域不一定是正常摆放，有可能出现倾斜摆放的情况，因此投影设备还需要进一步确定出目标投影区域的四个目标顶点具体时哪一个顶点，从而确定图卡投射的对应关系。
具体的，控制器可以先判断目标投影区域的状态。本申请实施例中设定目标投影区域存在正投状态和倾斜状态。其中，正投状态指的是：与基准区域相比较为水平状态，没有倾斜。控制器可以获取四个目标顶点在图像坐标系或世界坐标系下的坐标信息。利用两个坐标系中任一个即可。
对于四个目标顶点，可以统计他们的X坐标。控制器进一步可以判断：是否存在两个目标顶点的X坐标的差值满足预设的坐标条件。预设的坐标条件可以设定为：两个目标顶点的X坐标的差值小于预设尺寸。当满足预设的坐标条件时，可以认为这两个目标顶点所处的直线为垂直状态，因此整个目标投影区域可以认为是正投状态。如果不满足预设的坐标条件，则认为目标投影区域处于倾斜状态。
根据目标投影区域的状态可以进一步确定出四个目标顶点的对应关系。
在一些实施例中，如果目标投影区域处于正投状态，控制器可以先将四个目标顶点分类，确定出X坐标较小的两个目标顶点和X坐标较大的两个目标顶点。图13示出了本申请一些实施例中目标投影区域的示意图。其中，目标投影区域的四个目标顶点的坐标依次为：A(x1，y2)、B(x1，y1)、C(x2，y2)和D(x2，y1)。顶点A和B为X坐标较小的两个目标顶点，C和D为X坐标较大的两个目标顶点。
控制器可以将X坐标较小的两个目标顶点中，Y坐标大的目标顶点确定为第一目标顶点，Y坐标小的目标顶点确定为第二目标顶点。即将顶点A确定为第一目标顶点，顶点B确定为第二目标顶点。控制器可以将X坐标较大的两个目标顶点中，Y坐标大的目标顶点确定为第三目标顶点，Y坐标小的目标顶点确定为第四目标顶点。即将顶点C确定为第三目标顶点，顶点D确定为第四目标顶点。
本申请实施例中，可以设定第一目标顶点为左上顶点、第二目标顶点为左下顶点、第三目标顶点为右上顶点、第四目标顶点为右下顶点。四个目标顶点和目标图卡的四个顶点之间为一一对应关系，从而确定出目标投影区域和图卡间具体的投射关系。
在一些实施例中，如果目标投影区域处于倾斜状态，控制器可以先确定X坐标较小的两个目标顶点和X坐标较大的两个目标顶点。
需要说明的是，目标投影区域可以向左倾斜，有可能向右倾斜，因此，控制器可以先确定目标投影区域的倾斜方向。
控制器可以获取X坐标较小的两个目标顶点所在直线的斜率。图14示出了一些实施例中目标投影区域的示意图。其中，目标投影区域的四个目标顶点的坐标依次为：A(x1，y1)、B(x2，y2)、C(x3，y3)和D(x4，y4)。顶点A和B为X坐标较小的两个目标顶点，从确定出直线AB的斜率K。
K＝(x2-x1)/(y2-y1)
通过斜率K可以确定出目标投影区域的倾斜方向，具体的，如果斜率小于0，则确定为目标投影区域处于第一倾斜状态，即向左倾斜。如果斜率大于0，则确定为目标投影区域处于第二倾斜状态，即向右倾斜。图15中直线AB的斜率K明显小于0，因此时向左倾斜。
确定目标投影区域的倾斜方向后，可以进一步确定四个目标顶点具体时间哪个顶点。
本申请实施例中，以幕布尺寸为16:9为例进行介绍。
如果目标投影区域处于第一倾斜状态，即向左倾斜。控制器可以将四个目标顶点的X坐标由小到大进行顺序。并按照由小到大的顺序，将四个目标顶点依次确定为第一目标顶点、第二目标顶点、第三目标顶点和第四目标顶点。如图15所示，由于x1<x2<x3<x4，因此顶点A为第一目标顶点，即左上顶点。顶点B为第二目标顶点，即左下顶点。顶点C为第三目标顶点，即右上顶点。顶点D为第四目标顶点，即右下顶点。
如果目标投影区域处于第二倾斜状态，即向右倾斜，控制器可以按照X坐标由小到大的顺序，将四个目标顶点依次确定为第二目标顶点、第一目标顶点、第四目标顶点和第三目标顶点。如图15所示，由于x2<x1<x4<x3，因此顶点A为第一目标顶点，即左上顶点。顶点B为第二目标顶点，即左下顶点。顶点C为第三目标顶点，即右上顶点。顶点D为第四目标顶点，即右下顶点。
需要说明的是，本申请实施例中以幕布尺寸16:9进行介绍，此时幕布的长大于宽，因此利用X坐标进行计算。如果幕布的长小于宽，可以利用Y坐标进行计算，具体的方法和上述类似，此处不再赘述。
在一些实施例中，还可以在幕布的后方设置有旋转组件。控制器可以根据目标投影区域的斜率计算能够让其恢复正投状态的旋转角度，并将该旋转角度发送给旋转组件，控制旋转组件按照该旋转角度进行旋转，使得目标投影区域恢复正投状态，以提高用户的观看体验。
在一些实施例中，在确定了目标投影区域后，可以获取目标投影区域在世界坐标系下的位置信息。根据投射关系，控制器可以将世界坐标系下的位置信息转换为光机坐标系下的位置信息，得到目标位置信息。
根据该目标位置信息，控制器可以控制光机将目标图卡投射至目标投影区域，从而实现投影区域的修正。图16示出了本申请一些实施例中投影区域修正前后的示意图。投影设备由A位置移动至B位置后，投影图像会发生偏移，不能完全处于投影区域中。投影设备可以进行投影区域修正处理，使得投影设备在B位置时也能够完全投射到投影区域中。
本申请实施例还提供了一种投影区域修正方法，应用于投影设备，如图17所示，该方法包括：
步骤1701、响应于投影区域修正指令，获取光机投射的图卡和投影面之间的映射关系。
步骤1702、根据映射关系获取，光机将图卡投射至投影面中的初始投影区域。
步骤1703、对初始投影区域进行轮廓修正，得到目标投影区域。
步骤1704、根据映射关系确定目标投影区域的目标位置信息。
步骤1705、根据目标位置信息，控制光机将目标图卡投射至目标投影区域。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参照即可，在此不再赘述。
图18示出了本申请一实施例投影设备的结构示意图。
在一些实施例中，该投影设备中的激光光源可以包括独立设置的蓝色激光器201-20、红色激光器202-20和绿色激光器203-20，该投影设备也可以称为三色投影设备，蓝色激光器201-20、红色激光器202-20和绿色激光器203-20均为MCL型封装激光器，其体积小，利于光路的紧凑排布。
在一些实施例中，参考图18，该至少一个亮度传感器可以包括第一亮度传感器401-40、第二亮度传感器402-40和第三亮度传感器403-40，其中，第一亮度传感器401-40为蓝光亮度传感器或者白光亮度传感器，第二亮度传感器402-40为红光亮度传感器或者白光亮度传感器，该第三亮度传感器403-40为绿光亮度传感器或者白光亮度传感器。
其中，该第一亮度传感器401-40设置在蓝色激光器201-20的出光路径中，具体地，可以设置于蓝色激光器201-20准直光束的出光路径一侧，同理，该第二亮度传感器402-40设置在红色激光器202-20的出光路径中，具体地设置于红色激光器201-20准直光束的出光路径一侧，该第三亮度传感器403-40设置在绿色激光器203-20的出光路径中，具体地，设置于绿色激光器203-20准直光束的出光路径一侧。由于该激光器出射的激光在其出光路径中并未出现衰减，将亮度传感器设置在激光器的出光路径中，提高了亮度传感器对激光器第一亮度值检测的精度。
该显示控制电路还用于在控制蓝色激光器201-20出射蓝色激光时，读取该第一亮度传感器401-40检测的亮度值。并在控制该蓝色激光器201-20关闭时，停止读取该第一亮度传感器401-40检测的亮度值。
该显示控制电路还用于在控制红色激光器202-20出射红色激光时，读取该第二亮度传感器402-40检测的亮度值，并在控制红色激光器202-20关闭时，停止读取第二亮度传感器402-40检测的亮度值。
该显示控制电路还用于在控制绿色激光器203-20出射绿色激光时，读取该第三亮度传感器403-40检测的亮度值，并在控制绿色激光器203-20关闭时，停止读取该第三亮度传感器403-40检测的亮度值。
需要说明的是，亮度传感器也可以为一个，设置于三色激光的合光路径中。
图19示出了本申请另一实施例投影设备的结构示意图。
在一些实施例中，投影设备还可以包括光导管110，光导管110作为集光光学部件，用于接收并匀化输出合光状态的三色激光。
在一些实施例中，亮度传感器可以包括第四亮度传感器404，该第四亮度传感器404可以为白光亮度传感器。其中，该第四亮度传感器404设置在光导管110的出光路径中，比如设置于光导管的出光侧，靠近其出光面。以及，上述第四亮度传感器为白光亮度传感器。
该显示控制电路还用于在控制蓝色激光器201-20、红色激光器202-20和绿色激光器203-20分时开启时，读取该第四亮度传感器404检测的亮度值，以确保该第四亮度传感器404可以检测到该蓝色激光器201-20的第一亮度值、该红色激光器202-20的第一亮度值和该绿色激光器203-20的第一亮度值。并在控制该蓝色激光器201-20、红色激光器202-20和绿色激光器203-20均关闭时，停止读取该第四亮度传感器404检测的亮度值。
在一些实施例中，在投影设备投影图像的过程中，该第四亮度传感器404一直处于开启状态。
在一些实施例中，参考图18和图19，该投影设备还可以包括第四二向色片604、第五二向色片605、第五反射镜904、第二透镜组件、扩散轮150、TIR透镜120、DMD 130和投影镜头140。其中，该第二透镜组件包括第一透镜901-90、第二透镜902-90和第三透镜903-90。该第四二向色片604可以透过蓝色激光，反射绿色激光。该第五二向色片605可以透过红色激光，反射绿色激光和蓝色激光。
该蓝色激光器201-20出射的蓝色激光透过第四二向色片604，再经过第五二向色片605反射进入 第一透镜901-90聚光。红色激光器202-20出射的红色激光透过第五二向色片605直接进入第一透镜901-90聚光。绿色激光器203-20出射的绿色激光经过第五反射镜904反射，依次经过第四二向色片604和第五二向色片605反射后进入第一透镜901-90聚光。经过第一透镜901-90聚光后的蓝色激光、红色激光和绿色激光分时透过旋转的扩散轮150进行消散斑，并投射到光导管110匀光后，经过第二透镜902-90和第三透镜903-90整形后进入TIR透镜120全反射，并经过DMD130反射后再透过TIR透镜120，最后经过投影镜头140投射至显示屏幕上，形成需要显示的图像。
图20示出了本申请另一实施例投影设备实现放射眼功能的信令交互时序示意图。
在一些实施例中，本申请提供的投影设备可实现防射眼功能。为防止用户偶然进入投影设备射出激光轨迹范围内而导致的视力损害危险，在用户进入投影设备所在的预设特定非安全区域时，控制器可控制用户界面显示对应的提示信息，以提醒用户离开当前区域，控制器还可控制用户界面降低显示亮度，以防止激光对用户视力造成伤害。
在一些实施例中，投影设备被配置为儿童观影模式时，控制器将自动开启防射眼开关。
在一些实施例中，控制器接收到陀螺仪传感器发送的位置移动数据后、或接收到其它传感器所采集的异物入侵数据后，控制器将控制投影设备开启防射眼开关。
在一些实施例中，在飞行时间(TOF)传感器、摄像头设备等设备所采集数据触发预设的任一阈值条件时，控制器将控制用户界面降低显示亮度、显示提示信息、降低光机发射功率、亮度、强度，以实现对用户视力的保护。
在一些实施例中，投影设备控制器可控制校正服务向飞行时间传感器发送信令；步骤2001，查询投影设备当前设备状态，然后控制器接受来自飞行时间传感器的数据反馈。
步骤2002，校正服务可向进程通信框架(HSP Core)发送通知算法服务启动防射眼流程信令；步骤2003，进程通信框架(HSP Core)将从算法库进行服务能力调用，以调取对应算法服务，例如可包括拍照检测算法、截图画面算法、以及异物检测算法等；
步骤2004，进程通信框架(HSP Core)基于上述算法服务返回异物检测结果至校正服务；针对返回结果，若达到预设阈值条件，控制器将控制用户界面显示提示信息、降低显示亮度，其信令时序如图20所示。
在一些实施例中，投影设备防射眼开关在开启状态下，用户进入预设的特定区域时，投影设备将自动降低光机发出激光强度、降低用户界面显示亮度、显示安全提示信息。投影设备对上述防射眼功能的控制，可通过以下方法实现，如图25所示：
控制器基于相机获取的投影画面，利用边缘检测算法识别投影设备的目标投影区域；在目标投影区域显示为矩形、或类矩形时，控制器通过预设算法获取上述矩形目标投影区域四个顶点的坐标值；
在实现对于目标投影区域内的异物检测时，可使用透视变换方法校正目标投影区域为矩形，计算矩形和投影截图的差值，以实现判断显示区域内是否有异物；若判断结果为存在异物，投影设备自动触发防射眼功能启动。
步骤2501，开启防射眼；
在实现对投影范围外一定区域的异物检测时，可将当前帧的相机内容、和上一帧的相机内容做差值，以判断投影范围外区域是否有异物进入；若判断有异物进入，投影设备自动触发防射眼功能。
于此同时，投影设备还可利用飞行时间(ToF)相机、或飞行时间传感器检测特定区域的实时深度变化；若深度值变化超过预设阈值，投影设备将自动触发防射眼功能。
在一些实施例中，投影设备基于采集的飞行时间数据、截图数据、以及相机数据分析判断是否需要开启防射眼功能。
例如，步骤2502，根据采集的飞行时间数据；步骤2503，控制器做深度差值分析；步骤2504，如果深度差值大于预设阈值X，当预设阈值X实施为0时，则可判定有异物已处于投影设备的特定区域。步骤2505，画面变暗，弹出提示；若用户位于所述特定区域，其视力存在被激光损害风险，投影设备将自动启动防射眼功能，以降低光机发出激光强度、降低用户界面显示亮度、并显示安全提示信息。
又例如，步骤2506，采集截图数据；步骤2507，加色模式(RGB)差值分析，如果大于阈值Y，则执行步骤2508，如所述色加模式差值大于预设阈值Y，则可判定有异物已处于投影设备的特定区域；步骤2505，画面变暗，弹出提示；所述特定区域内若存在用户，其视力存在被激光损害风险，投影设备将自动启动防射眼功能，降低发出激光强度、降低用户界面显示亮度并显示对应的安全提示信息。
又例如，步骤2509，采集相机数据；步骤2510，获取投影坐标；步骤2511，确定投影设备的目标投影区域；步骤2507，在目标投影区域内进行加色模式(RGB)差值分析；步骤2508，如果色加模式差值大于预设阈值Y，则可判定有异物已处于投影设备的特定区域；步骤2505，画面变暗，弹出提示；所述特定区域内若存在用户，其视力存在被激光损害的风险，投影设备将自动启动防射眼功能，降低发出激光强度、降低用户界面显示亮度并显示对应的安全提示信息。
步骤2512，获取的投影坐标处于扩展区域；步骤2513，控制器仍可在所述扩展区域进行加色模式(RGB)差值分析；步骤2514，如果色加模式差值大于预设阈值Y，则可判定有异物已处于投影设备的特定区域；步骤2505，画面变暗，弹出提示；所述特定区域内若存在用户，其视力存在被投影设备发出激光损害的风险，投影设备将自动启动防射眼功能，降低发出激光强度、降低用户界面显示亮度并显示对应的安全提示信息。
图21示出了本申请另一实施例投影设备实现显示画面校正功能的信令交互时序示意图。
在一些实施例中，通常情况下，投影设备可通过陀螺仪、或陀螺仪传感器对设备移动进行监测。步骤2101，校正服务向陀螺仪发出用于查询设备状态的信令；并接收陀螺仪反馈用于判定设备是否发生移动的信令。
在一些实施例中，投影设备的显示校正策略可配置为，在陀螺仪、飞行时间传感器同时发生变化时，投影设备优先触发梯形校正；在陀螺仪数据稳定预设时间长度后，步骤2102，通知算法服务启动梯形校正流程；控制器启动触发梯形校正；并且控制器还可将投影设备配置为在梯形校正进行时不响应遥控器按键发出的指令；为了配合梯形校正的实现，投影设备将打出纯白图卡。
其中，梯形校正算法可基于双目相机构建世界坐标系下的投影面与光机坐标系转换矩阵；进一步结合光机内参计算投影画面与播放图卡的单应性，并利用该单应性实现投影画面与播放图卡间的任意形状转换。
在一些实施例中，校正服务发送用于通知算法服务启动梯形校正流程的信令至进程通信框架(HSP CORE)，所述进程通信框架进一步发送服务能力调用信令至算法服务，以获取能力对应的算法；
算法服务获取执行拍照和画面算法处理服务、避障算法服务，并将其以信令携带的方式发送至进程通信框架；在一些实施例中，进程通信框架执行上述算法，并将执行结果反馈给校正服务，所述执行结果可包括拍照成功、以及避障成功。
在一些实施例中，投影设备执行上述算法、或数据传送过程中，若出现错误校正服务将控制用户界面显示出错返回提示，并控制用户界面再次打出梯形校正、自动对焦图卡。
通过自动避障算法，投影设备可识别幕布；并利用投影变化，将投影画面校正至幕布内显示，实现与幕布边沿对齐的效果。
通过自动对焦算法，投影设备可利用飞行时间(ToF)传感器获取光机与投影面距离，基于所述距离在预设的映射表中查找最佳像距，并利用图像算法评价投影画面清晰程度，以此为依据实现微调像距。
在一些实施例中，步骤2103，校正服务发送至进程通信框架的自动梯形校正信令可包含其他功能配置指令，例如可包含是否实现同步避障、是否入幕等控制指令。
进程通信框架发送服务能力调用信令至算法服务，使算法服务获取执行自动对焦算法，实现调节设备与幕布之间的视距；在一些实施例中，在应用自动对焦算法实现对应功能后，算法服务还可获取执行自动入幕算法，所述过程中可包含梯形校正算法。
在一些实施例中，投影设备通过执行自动入幕，算法服务可设置投影设备与幕布之间的8位置坐标；然后再次通过自动对焦算法，实现投影设备与幕布的视距调节；最终，将校正结果反馈至校正服务，步骤2104，控制用户界面显示校正结果，如图21所示。
在一些实施例中，投影设备通过自动对焦算法，利用其配置的激光测距可获得当前物距，以计算初始焦距、及搜索范围；然后投影设备驱动相机(Camera)进行拍照，并利用对应算法进行清晰度评价。
投影设备在上述搜索范围内，基于搜索算法查找可能的最佳焦距，然后重复上述拍照、清晰度评价步骤，最终通过清晰度对比找到最优焦距，完成自动对焦。
例如，在步骤2201，投影设备启动后；步骤2202，用户移动设备；投影设备自动完成校正后重新对焦；步骤2203，控制器将检测自动对焦功能是否开启；当自动对焦功能未开启时，控制器将结束自动对焦业务；步骤2204，当自动对焦功能开启时，投影设备将通过中间件获取飞行时间(TOF)传感器的检测距离进行计算；
步骤2205，控制器根据获取的距离查询预设的映射表，以获取投影设备的大致焦距；步骤2206，中间件将获取焦距设置到投影设备的光机；
步骤2207，光机以上述焦距进行发出激光后，摄像头将执行拍照指令；步骤2208，控制器根据获取的拍照结果、评价函数，判断投影设备对焦是否完成；如果判定结果符合预设完成条件，则控制自动对焦流程结束；步骤2209，如果判定结果不符合预设完成条件，中间件将微调投影设备光机的焦距参数，例如可以预设步长逐渐微调焦距，并将调整的焦距参数再次设置到光机；从而实现反复拍照、清晰度评价步骤，最终通过清晰度对比找到最优焦距完成自动对焦，如图22所示。
在一些实施例中，本申请提供的投影设备可通过梯形校正算法实现显示校正功能。
首先基于标定算法，可获取两相机之间、相机与光机之间的两组外参，即旋转、平移矩阵；然后通过投影设备的光机播放特定棋盘格图卡，并计算投影棋盘格角点深度值，例如通过双目相机之间的平移关系、及相似三角形原理求解xyz坐标值；之后再基于所述xyz拟合出投影面、并求得其与相机坐标系的旋转关系与平移关系，具体可包括俯仰关系(Pitch)和偏航关系(Yaw)。
通过投影设备配置的陀螺仪可得到卷(Roll)参数值，以组合出完整旋转矩阵，最终计算求得世界坐标系下投影面到光机坐标系的外参。
结合上述步骤中计算获取的相机与光机的R、T值，可以得出投影面世界坐标系与光机坐标系的转换关系；结合光机内参，可以组成投影面的点到光机图卡点的单应性矩阵。
最终在投影面选择矩形，利用单应性反求光机图卡对应的坐标，该坐标就是校正坐标，将其设置到光机，即可实现梯形校正。
例如，流程图如图23所示，包括：
步骤2301，投影设备控制器获取照片像素点对应点的深度值，或投影点在相机坐标系下的坐标；
步骤2302，通过深度值，中间件获取光机坐标系与相机坐标系关系；
步骤2303，控制器计算得到投影点在光机坐标系下的坐标值；
步骤2304，基于坐标值拟合平面获取投影面与光机的夹角；
步骤2305，根据夹角关系获取投影点在投影面的世界坐标系中的对应坐标；
步骤2306，根据图卡在光机坐标系下的坐标与投影平面投影面对应点的坐标，可计算得到单应性矩阵。
步骤2307，控制器基于上述已获取数据判定障碍物是否存在；
步骤2308，障碍物存在时，在世界坐标系下的投影面上任取矩形坐标，根据单应性关系计算出光机要投射的区域；
步骤2309，障碍物不存在时，控制器例如可获取二维码特征点；
步骤2310，获取二维码在预制图卡的坐标；
步骤2311，获取相机照片与图纸图卡单应性关系；
步骤2312，将获取的障碍物坐标转换到图卡中，即可获取障碍物遮挡图卡坐标。
步骤2313，依据障碍物图卡遮挡区域在光机坐标系下坐标，通过单应性矩阵转换得到投影面的遮挡区域坐标；步骤2314，在世界坐标系下投影面上任取矩形坐标，同时避开障碍物，根据单应性关系求出光机要投射的区域。
可以理解，避障算法在梯形校正算法流程选择矩形步骤时，利用算法(OpenCV)库完成异物轮廓提取，选择矩形时避开该障碍物，以实现投影避障功能。
在一些实施例中，如图24所示，包括：
步骤2401，中间件获取相机拍到的二维码图卡；
步骤2402，识别二维码特征点，获取在相机坐标系下的坐标；
步骤2403，控制器进一步获取预置图卡在光机坐标系下的坐标；
步骤2404，以求解相机平面与光机平面的单应性关系；
步骤2405，控制器基于上述单应性关系，识别相机拍到的幕布四个顶点坐标；
步骤2406，根据单应性矩阵获取投影到幕布光机要投射图卡的范围。
可以理解，在一些实施例中，入幕算法基于算法库(OpenCV)，可识别最大黑色闭合矩形轮廓并提取，判断是否为16：9尺寸；投影特定图卡并使用相机拍摄照片，提取照片中多个角点用于计算投影面(幕布)与光机播放图卡的单应性，将幕布四顶点通过单应性转换至光机像素坐标系，将光机图卡转换至幕布四顶点即可完成计算比对。
长焦微投设备(例如，微投电视)具有灵活移动的特点，每次位移后投影画面可能会出现失真，另外如投影面存在异物遮挡、或投影画面从幕布异常时，本申请提供的投影设备、以及基于几何校正的显示控制方法，可针对上述问题自动完成校正，包括实现自动梯形校正、自动入幕、自动避障、自动对焦、防射眼等功能的。
为了方便解释，已经结合具体的实施方式进行了上述说明。但是，上述在一些实施例中讨论不是意图穷尽或者将实施方式限定到上述公开的具体形式。根据上述的教导，可以得到多种修改和变形。上述实施方式的选择和描述是为了更好的解释本公开的内容，从而使得本领域技术人员更好的使用实施方式。

Claims (19)

  1. 一种投影设备，包括：
    光机，被配置为将图卡投射至投影面；
    控制器，被配置为：
    响应于投影区域修正指令，获取所述光机投射的图卡和所述投影面之间的映射关系；
    根据所述映射关系获取，所述光机将图卡投射至所述投影面中的初始投影区域；
    对所述初始投影区域进行轮廓修正，得到目标投影区域；
    根据所述映射关系确定所述目标投影区域的目标位置信息；
    根据所述目标位置信息，控制所述光机将目标图卡投射至所述目标投影区域。
  2. 根据权利要求1所述的投影设备，还包括：
    相机，被配置为拍摄所述投影面中显示的图像；
    所述控制器被配置为：
    在执行获取所述光机投射的图卡和所述投影面之间的映射关系的步骤中，
    控制所述光机投射第一图卡至所述投影面，并控制所述相机对所述第一图卡进行拍摄，得到第一图像，所述第一图卡中包含特征点；
    获取所述第一图像对应的图像坐标系下，所述特征点的第一坐标；
    根据所述第一坐标获取所述特征点在相机坐标系下的第二坐标；
    将所述第二坐标转换为所述特征点在光机坐标系下的第三坐标；
    根据所述第三坐标获取所述投影面在光机坐标系下的投影面方程；
    根据所述投影面方程获取所述光机坐标系和世界坐标系的转换矩阵，所述转换矩阵用于表征所述映射关系。
  3. 根据权利要求2所述的投影设备，所述控制器被配置为：
    在执行获取所述第一图像对应的图像坐标系下，所述特征点的第一坐标的步骤中，
    确定所述第一图像中的至少三个特征点，并分别获取所述至少三个特征点的第一坐标；
    在执行根据所述第三坐标获取所述投影面在光机坐标系下的投影面方程的步骤中，
    将所述至少三个特征点对应的所述第三坐标进行拟合，得到所述投影面在光机坐标系下的投影面方程。
  4. 根据权利要求2所述的投影设备，所述控制器被配置为：
    在执行对所述初始投影区域进行轮廓修正，得到目标投影区域的步骤中，
    控制所述相机对投影面进行拍摄，得到投影面图像；
    在所述投影面图像中，生成所述初始投影区域对应的初始投影区域图像；
    根据所述初始投影区域图像的顶点获取目标顶点；
    将所述目标顶点形成的区域确定为目标投影区域。
  5. 根据权利要求4所述的投影设备，所述控制器被配置为：
    在执行根据所述初始投影区域图像的顶点获取目标顶点的步骤中，
    对所述初始投影区域图像进行角点检测处理，得到所述初始投影区域图像中包含的所有角点；
    以所述初始投影区域图像的顶点为中心，在预设的第一尺寸中，获取距离所述初始投影区域图像的顶点最近的第一角点；
    将所述最近的第一角点确定为目标顶点。
  6. 根据权利要求5所述的投影设备，所述控制器被配置为：
    在执行根据所述映射关系获取，所述光机将图卡投射至所述投影面中的初始投影区域的步骤中，
    确定所述光机将图卡投射至所述投影面中的初始位置信息，所述初始位置信息为所述光机坐标系下，所述初始投影区域的顶点坐标；
    根据所述映射关系，将所述顶点坐标转换为所述世界坐标系下的位置信息；
    根据所述世界坐标系下的位置信息确定初始投影区域。
  7. 根据权利要求6所述的投影设备，所述控制器还被配置为：
    在执行将所述最近的第一角点确定为目标顶点的步骤前，
    确定所述第一角点在所述世界坐标系下的坐标，并根据所述映射关系转换为所述光机坐标系下的角点坐标；
    判断所述顶点坐标和所述角点坐标是否满足预设的第二尺寸条件；
    若是，则执行将所述最近的第一角点确定为目标顶点的步骤。
  8. 根据权利要求5所述的投影设备，所述控制器被配置为：
    在执行将所述最近的第一角点确定为目标顶点的步骤后，
    获取所述目标顶点在所述图像坐标系或所述世界坐标系下的坐标信息，所述目标顶点的数量为四；
    判断是否存在两个目标顶点的X坐标的差值满足预设的坐标条件；
    若是，则确定为所述目标投影区域处于正投状态，若否，则确定为所述目标投影区域处于倾斜状态；
    如果所述目标投影区域处于正投状态，确定X坐标较小的两个目标顶点和X坐标较大的两个目标顶点；
    将所述X坐标较小的两个目标顶点中，Y坐标大的目标顶点确定为第一目标顶点，Y坐标小的目标顶点确定为第二目标顶点；将所述X坐标较大的两个目标顶点中，Y坐标大的目标顶点确定为第三目标顶点，Y坐标小的目标顶点确定为第四目标顶点；其中，四个目标顶点和所述目标图卡的四个顶点之间为一一对应关系。
  9. 根据权利要求8所述的投影设备，所述控制器被配置为：
    如果所述目标投影区域处于倾斜状态，确定X坐标较小的两个目标顶点和X坐标较大的两个目标顶点；
    获取所述X坐标较小的两个目标顶点所在直线的斜率；如果所述斜率小于0，则确定为所述目标投影区域处于第一倾斜状态；如果所述斜率大于0，则确定为所述目标投影区域处于第二倾斜状态；
    如果所述目标投影区域处于第一倾斜状态，按照X坐标由小到大的顺序，将四个目标顶点依次确定为第一目标顶点、第二目标顶点、第三目标顶点和第四目标顶点；如果所述目标投影区域处于第二倾斜状态，按照X坐标由小到大的顺序，将四个目标顶点依次确定为第二目标顶点、第一目标顶点、第四目标顶点和第三目标顶点。
  10. 根据权利要求1所述的投影设备，所述控制器还被配置为：
    基于相机获取的投影画面，利用边缘检测算法识别投影设备的目标投影区域；在目标投影区域显示为矩形、或类矩形时，控制器通过预设算法获取矩形目标投影区域四个顶点的坐标值。
  11. 根据权利要求10所述的投影设备，所述控制器还被配置为：
    使用透视变换方法校正目标投影区域为矩形，计算矩形和投影截图的差值，以实现判断显示区域内是否有异物。
  12. 根据权利要求10所述的投影设备，所述控制器还被配置为：
    在实现对投影范围外一定区域的异物检测时，可将当前帧的相机内容、和上一帧的相机内容做差值，以判断投影范围外区域是否有异物进入；若判断有异物进入，投影设备自动触发防射眼功能。
  13. 根据权利要求10所述的投影设备，所述控制器还被配置为：
    利用飞行时间相机、或飞行时间传感器检测特定区域的实时深度变化；若深度值变化超过预设阈值，投影设备将自动触发防射眼功能。
  14. 根据权利要求10所述的投影设备，所述控制器还被配置为：基于采集的飞行时间数据、截图数据、以及相机数据分析判断是否需要开启防射眼功能。
  15. 根据权利要求10所述的投影设备，所述控制器还被配置为：
    若用户位于特定区域，其视力存在被激光损害风险，将自动启动防射眼功能，以降低光机发出激光强度、降低用户界面显示亮度、并显示安全提示信息。
  16. 根据权利要求10所述的投影设备，所述控制器还被配置为：
    通过陀螺仪、或陀螺仪传感器对设备移动进行监测；向陀螺仪发出用于查询设备状态的信令，并接收陀螺仪反馈用于判定设备是否发生移动的信令。
  17. 根据权利要求10所述的投影设备，所述控制器还被配置为：
    在陀螺仪数据稳定预设时间长度后，控制启动触发梯形校正，在梯形校正进行时不响应遥控器按键发出的指令。
  18. 根据权利要求10所述的投影设备，所述控制器还被配置为：
    通过自动避障算法识别幕布，并利用投影变化，将投影画面校正至幕布内显示，实现与幕布边沿对齐的效果。
  19. 一种用于投影设备的投影区域修正方法，所述方法包括：
    响应于投影区域修正指令，获取光机投射的图卡和所述投影面之间的映射关系；
    根据所述映射关系获取，所述光机将图卡投射至所述投影面中的初始投影区域；
    对所述初始投影区域进行轮廓修正，得到目标投影区域；
    根据所述映射关系确定所述目标投影区域的目标位置信息；
    根据所述目标位置信息，控制所述光机将目标图卡投射至所述目标投影区域。
CN202280063350.5A 2021-11-16 2022-11-16 一种投影设备和投影区域修正方法 Pending CN118077192A (zh)

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