专利名称：一种基于球形显示的多投影机叠加自动校准方法
技术领域：
本发明涉及投影显示技术领域的自动校准方法，尤其是涉及一种基于球形显示的多投影机叠加自动校准方法。
背景技术：
目前大型球形显示产品为了实现高亮度和低成本，产生了采用多台投影机叠加方式来实现高亮度投影的解决方案。现有技术通常采用手动调整的方法，将每台投影机向球幕投影的画面进行预先处理，使多台投影机在球幕上的投影画面重合，调节过程费时费力。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种基于球形显示的多投影机叠加的自动校准方法，采用摄像头或相机拍摄的方法采集图像，由电脑程序自动调节每台投影机向球幕投影的画面，实现投影画面重合，不需要人工调节，且调节过程很快。本发明采用的技术方案如下
一种基于球形显示的多投影机叠加自动校准方法，其特征在于包括以下步骤由计算机生成校准网格，分别输出到多台投影机上；用多个鱼眼镜头分别将每台投影机的校准网格投影到球形显示面上；用拍摄设备拍摄球形显示面上的图像；选择其中一台投影机的校准网格的投影图像为参考图像，调节校准网格的中心位置，使另一台投影机的校准网格的投影图像的中心位置与参考图像的中心位置重合；调节另一台投影机的网格点位置；再次拍摄球形显示面上的图像，与前一图像对比计算调节后的各网格点的移动距离；根据计算结果再次调节另一台投影机的网格点位置，使另一台投影机的校准网格的各个网格点在投影图像上与参考图像上相对应的网格点重合；记录校准后的各个网格点的校正数据；根据上述方法依次校准其他投影机的校准网格的各个网格点的位置，使其他投影机的校准网格的各个网格点在投影图像上与参考图像上相对应的网格点重合；获得其他投影机校准后的各个网格点的校正数据；再利用所述校正数据对各台投影机输出的画面进行图形变换处理，即可使各台投影机在球幕上的投影画面完全重合，实现叠加功能。所述校准网格是以校准网格的中心位置为圆心的圆形线和以校准网格的中心位置为放射点的放射线交叉形成的圆形放射状网格，所述网格点为圆形线和放射线的交叉所述调节网格点位置步骤中，调节方法为逐点校准，或曲线方程校准；所述逐点校准指依次调节各个网格点的位置；所述曲线方程校准是指根据曲线方程，调节整条圆形线或整条放射线的位置。所述利用所述校正数据对述其他投影机输出的画面进行图形变换处理，是指将所述校正数据作为网格点位移调节量，对所述其他投影机的投影图像的相应位置的网格点进行相
本发明的有益效果有本发明针对多投影机叠加快速校准的需要，采用拍摄图像对比后计算机自动校准的方法，对每台投影机向球形显示面投影的画面进行预先处理，使多台投影机在球形显示面上的投影画面完美重合，实现多投影机叠加快速校准的目的；并且操作简单，克服了现有技术采用的手动调节的方法，存在调节过程费时费力的问题。
图1为本发明的实施例示意图。图2为本发明实施例的校准网格图。图3为根据本发明的方法将图2进行校准后的网格图。附图标记列示如下1_球幕，2-第一鱼眼镜头，3-第二鱼眼镜头，4-第一投影机，5-第二投影机，6-计算机，7-拍摄设备。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例做进一步的详细说明。本发明首先由计算机生成校准网格，分别输出到每台投影机上；然后通过鱼眼镜头分别将每台投影机的校准网格投影到球幕上；通过拍摄设备拍摄球幕上的图像；选择其中一台投影机的校准网格的投影图像为参考图像，依次校准其他投影机的校准网格的各个网格点；反复拍摄球幕上的图像对校准结果进行修正，使各台投影机的校准网格的各个网格点在球幕上重合；获得所述其他投影机校准后的各个网格点的校正数据；再利用所述校正数据对所述其他投影机输出的画面进行图形变换处理，即可使各台投影机在球幕上的投影画面完全重合，实现叠加功能。如图1所示，为本发明的基于球形显示的多投影机叠加自动校准方法的实施例示意图，它包括球幕1、计算机6、拍摄设备7，第一投影机4、第二投影机5，第一投影机4对应第一鱼眼镜头2，第二投影机5对应第二鱼眼镜头3 ;球幕I下端设置一个开口，鱼眼镜头设置在所述开口正中，本实施例中，将两个鱼眼镜头设置在球幕下端开口的中心点的两侧对称位置，投影机4发出的光通过鱼眼镜头2投射到球幕I上，投影机5发出的光通过鱼眼镜头3投射到球幕I上；计算机6分别与第一投影机4和第二投影机5连接，用于控制投影机4和投影机5向球幕I的投影，使投影机4和投影机5在球幕I上的投影图像完全重合。由于投影机4和投影机5位置的不同，在球幕I上直接投影的图像是不能重合的，图1中，实线表示的是投影机4直接投影的光路，虚线表示的是投影机5直接投影的光路;采用以下本发明的基于球形显示的多投影机叠加自动校准方法，将投影机4和投影机5向球幕I的投影图像进行预先处理，使两台投影机在球幕上的投影图像能完全重合。如图2所示，本实施例中，由计算机生成的校准网格是以校准网格的中心位置为圆心的圆形线和以校准网格的中心位置为放射点的放射线交叉形成的圆形放射状网格，网格点即为圆形线和放射线的交叉点；网格密度根据球幕的大小和校准精度要求而定，一般为10*20 (10条圆形线* 20条放射线)到40*120 (40条圆形线* 120条放射线)之间，将图2所示的校准网格分别输出到图1中的投影机4和投影机5上，选择其中一台投影机，例如以投影机4的校准网格在球幕I上的投影图像为参考图像，按以下步骤校准投影机5的校准网格的各个网格点1)首先调节校准网格的中心位置，使投影机5的校准网格的投影图像的中心位置与投影机4的参考图像的中心位置重合；2)分别调节投影机5的校准网格的网格点的位置，使这台投影机的校准网格的各个网格点在投影图像上与参考图像上相对应的网格点重合。步骤2)中的调节方法为逐点校准，或曲线方程校准；逐点校准指依次手工操作调节每个网格点的位置，使投影机5投影出来的网格点与投影机4的参考图像上相对应的网格点重合；曲线方程校准是指根据曲线方程，调节校准网格图的整条圆形线或整条放射线的位置，使投影机5投影出来的校准网格图的各条圆形线和放射线与投影机4的参考图像上相对应的圆形线和放射线重合。校准完毕后，投影机5的各个网格点有了新的位置信息，将各个网格点的校准数据保存在计算机中。利用上述网格点校准数据对投影机5输出的画面进行图形变换处理，如图3所示，是校准后的网格图的一个例子，网格点相对原始的网格点有了位置偏移。将上述网格点校准数据作为网格点位移调节量，对投影机5的投影图像的相应位置的点进行相应的位移变换后就可以实现图形变换，从而使投影机5打出的画面在球幕I上与投影机4打出的画面完全重合，实现叠加功能。本发明涉及的其它未说明部分与现有技术相同。
权利要求
1.一种基于球形显示的多投影机叠加自动校准方法，其特征在于包括以下步骤 先由计算机生成校准网格，分别输出到多台投影机上； 用多个鱼眼镜头分别将每台投影机的校准网格投影到球形显示面上； 用拍摄设备拍摄球形显示面上的图像； 选择其中一台投影机的校准网格的投影图像为参考图像，调节校准网格的中心位置，使另一台投影机的校准网格的投影图像的中心位置与参考图像的中心位置重合； 调节另一台投影机的网格点位置； 再次拍摄球形显示面上的图像，与前一图像对比计算调节后的各网格点的移动距离；根据上述计算结果再次调节另一台投影机的网格点位置，使另一台投影机的校准网格的各个网格点在投影图像上与参考图像上相对应的网格点重合； 记录校准后的各个网格点的校正数据； 根据上述方法依次校准其他投影机的校准网格的各个网格点的位置，使其他投影机的校准网格的各个网格点在投影图像上与参考图像上相对应的网格点重合； 获得其他投影机校准后的各个网格点的校正数据； 再利用所述校正数据对各台投影机输出的画面进行图形变换处理，即可使各台投影机在球幕上的投影画面完全重合，实现叠加功能。
2.根据权利要求1所述的基于球形显示的多投影机叠加自动校准方法，其特征在于所述校准网格是以校准网格的中心位置为圆心的圆形线和以校准网格的中心位置为放射点的放射线交叉形成的圆形放射状网格，所述网格点为圆形线和放射线的交叉点。
3.根据权利要求1或2所述的基于球形显示的多投影机叠加自动校准方法，其特征在于所述调节网格点位置步骤中，调节方法为逐点校准，或曲线方程校准；所述逐点校准指依次调节各个网格点的位置；所述曲线方程校准是指根据曲线方程，调节整条圆形线或整条放射线的位置。
4.根据权利要求1所述的基于球形显示的多投影机叠加自动校准方法，其特征在于利用所述校正数据对述其他投影机输出的画面进行图形变换处理，是指将所述校正数据作为网格点位移调节量，对所述其他投影机的投影图像的相应位置的网格点进行相应的位移变换。
全文摘要
本发明公开了一种基于球形显示的多投影机叠加自动校准方法，其特征在于方法步骤如下先由计算机生成校准网格，分别输出到多台投影机上；用多个鱼眼镜头分别将每台投影机的校准网格投影到球形显示面上；用拍摄设备拍摄球形显示面上的图像等步聚。本发明针对多投影机叠加快速校准的需要，采用拍摄图像对比后计算机自动校准的方法，对每台投影机向球形显示面投影的画面进行预先处理，使多台投影机在球形显示面上的投影画面完美重合，实现多投影机叠加快速校准的目的；并且操作简单，克服了现有技术采用的手动调节的方法，存在调节过程费时费力的问题。
文档编号G03B21/14GK103034032SQ20121050167
公开日2013年4月10日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者陈龙, 袁学忠 申请人:无锡羿飞科技有限公司