一种短焦投影仪安装位置的判定方法及系统与流程

本发明涉及短焦投影仪技术领域，具体讲是涉及一种短焦投影仪安装位置的判定方法及系统。

背景技术：

近年来，短焦投影机逐渐成为热点，在发展中迅速获得了广大用户的喜爱。短焦投影机具有很短的透射比，即投影机到屏幕之间的距离与屏幕尺寸之比。投影领域的一大进步，投影仪从离屏幕表面几英寸开外之处即可将画面投射到大屏幕（70英寸或以上）上。在投影机前走动而挡住屏幕上画面的情况将不复存在。借助超短焦投影仪，可在任何房间，教室和会议室内观看明亮且色彩丰富的大屏幕影像。

投影仪产品在使用过程中，由于普遍存在摆放角度无法达到理想条件而导致的投影图像变形的情况。在传统投影仪市场中，已经有不少品牌和型号的产品具备手动/自动的梯形校正/几何校正功能。但是短焦投影仪在使用方式和投影原理上与传统投影仪有较大的不同，实现自身姿态估计功能难度较大，实用性却相对较高，市面上尚无实现了该功能的短焦投影仪产品。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明目的在于提供一种短焦投影仪安装位置的判定方法及系统，旨在解决现有技术现有短焦投影仪无法对自身安装位置进行判断，给用户的使用带来不便的问题。

本发明的技术方案如下：

一种短焦投影仪安装位置的判定方法，其包括：

当短焦投影仪将原图像投射于投射面时，通过摄像头获取投射面上投射图像；

获取所述投射图像内与原图像水平直线对应的直线的直线倾斜率，并将所述直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值进行比较；

当直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值不一致时，提示用户短焦投影仪的安装位置存在偏差。

所述短焦投影仪安装位置的判定方法，其中，所述当直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值不一致时，提示用户短焦投影仪的安装位置存在偏差具体包括：

当直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值不一致时，根据所述直线倾斜率计算短焦投影仪相对于安装面法线方向的偏转角度；

根据短焦投影仪相对于安装面法线方向的偏转角度，提示短焦投影仪的安装位置存在偏差。

所述短焦投影仪安装位置的判定方法，其中，所述根据短焦投影仪相对于安装面法线方向的偏转角度，提示短焦投影仪的安装位置存在偏差具体包括：

当短焦投影仪相对于安装面法线方向的偏转角度小于零度时，提示用户短焦投影仪向右偏转；

当短焦投影仪相对于安装面法线方向的偏转角度大于零度时，提示用户短焦投影仪向左偏转。

所述短焦投影仪安装位置的判定方法，其中，所述根据所述直线倾斜率计算短焦投影仪相对于安装面法线方向的偏转角度具体为：

根据直线倾斜率与短焦投影仪相对于安装面法线方向偏转角度的对应关系，计算所述直线倾斜率对应的短焦投影仪相对于安装面法线方向的偏转角度；其中，所述直线倾斜率与短焦投影仪相对于安装面法线方向偏转角度的对应关系为：

其中，，和均为常系数，K为直线倾斜率，α为短焦投影仪相对于安装面法线方向的偏转角度。

所述短焦投影仪安装位置的判定方法，其中，所述摄像头的光轴与短焦投影仪的镜头的光轴在同一平面内。

所述短焦投影仪安装位置的判定方法，其中，所述直线倾斜率基准值为当短焦投影仪安装正确时摄像头获取投射图像中与原图像内水平直线对应的直线的倾斜率。

一种短焦投影仪安装位置的判定系统，其包括：

获取模块，用于当短焦投影仪将原图像于投射面时，通过摄像头获取投射面上的投射图像；

图像处理模块，用于获取所述投射图像内与原图像水平直线对应的直线的直线倾斜率，并将所述直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值进行比较；

提示模块，用于当直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值不一致时，提示用户短焦投影仪的安装位置存在偏差。

所述短焦投影仪安装位置的判定系统，其中，所述提示模块具体包括：

计算单元，用于当直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值不一致时，根据所述直线倾斜率计算短焦投影仪相对于安装面法线方向的偏转角度；

提示单元，用于根据短焦投影仪相对于安装面法线方向的偏转角度，提示短焦投影仪的安装位置存在偏差。

所述短焦投影仪安装位置的判定系统，其中，所述摄像头的光轴与短焦投影仪的镜头的光轴在同一平面内。

所述短焦投影仪安装位置的判定系统，其中，所述直线倾斜率基准值为当短焦投影仪安装正确时摄像头获取图像中与原图像内水平直线对应的直线的倾斜率。

本发明提供了一种短焦投影仪安装位置的判定方法及系统，所述方法包括当短焦投影仪将原图像投射于投射面时，通过摄像头获取投射面上的投射图像；获取所述投射图像内与原图像水平直线对应的直线的直线倾斜率，并将所述直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值进行比较；当直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值不一致时，提示用户短焦投影仪的安装位置存在偏差。本发明中根据投影图像中的直线倾斜率与预设直线切线率基准值进行比较判断短焦投影仪的安装位置是否存在偏差，解决了现有技术现有短焦投影仪无法对自身安装位置进行判断，给用户的使用带来不便的问题。

附图说明

图1为本发明提供的短焦投影仪安装位置的判定方法较佳实施例的流程图。

图2为本发明提供的短焦投影仪安装位置的判定系统的结构原理图。

具体实施方式

本发明提供了一种短焦投影仪安装位置的判定方法及系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

短焦投影仪包括发光源和芯片，所述发光源用于提供投影工作时的物理源，所述发光源通过芯片反射到屏幕上直接形成图像。并且短焦投影仪具有很短的透射比，即投影机到屏幕之间的距离与屏幕尺寸之比。其从离屏幕表面几英寸之处即可将画面投射到大屏幕上。

请参照图1，图1为本发明提供的短焦投影仪安装位置的判定方法较佳实施例的流程图。所述方法应用于设置有摄像头的短焦投影仪，其包括：

S100、当短焦投影仪将原图像投射于投射面时，通过摄像头获取投射面上的投射图像。

具体地，所述短焦投影仪将原射图像投射于投射面指的是用户预设安装短焦投影仪，并通过短焦投影仪将需要投射的图像投射于投射面。在实际应用中，短焦投影仪可以放置与桌面、地面等其他位置，将图像投射于与短焦投影仪的放置面想垂直的面，这里叫做投射面。在本实施例中，我们以短焦投影仪安装与地面，将图像投射于墙面为例加以说明。也就是说，所述短焦投影仪将原图像投射于投射面指的是将短焦投影仪安装于地面，投影仪将原图像投射于墙面。值得说明的，这里所述地面与墙面是相互垂直，并且墙面与地面垂都是平面。

在本实施例中，为了使短焦投影仪能够将原图像投射于投射面，那么当短焦投影仪投射图像于投射面之前应用包括一个预安装过程，其具体包括：

用户预先将短焦投影仪安装于地面，并且调整所述摄像头的相对于地面法线方向的倾角，使得所述摄像头可以获取短焦投影仪投影于投射面上的投射图像。所述摄像头相对于地面法线方向的倾角的度数可以为10~20度。同时，所述摄像头的光轴与短焦投影仪镜头的光轴在同一平面上。

进一步，当短焦投影仪将原图像投射于投射面之后，短焦投影仪上设置的摄像头获取投射面上的投射图像，并且对获取的投射图像进行畸变矫正。所述畸变矫正可以采用如下过程：首先采用相机标定过程对图像标定，然后获取标定后相机内部参数，最后根据相机内部参数对相机获取图像进行畸变校正。这里，由于相机标定过程是计算机视觉中现有技术，如，张正友标定方法；从而这里对相机标定过程不做详细陈述。

S200、获取所述投射图像内与原图像水平直线对应的直线的直线倾斜率，并将所述直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值进行比较。

具体地，所述获取所述投射图像内与原图像水平直线对应的直线的直线倾斜率指的是获取通过畸形校正后的投射图像内与原图像水平直线对应的直线的直线倾斜率。在本实施例中，所述直线指的原图像中水平直线经过短焦投影仪投影于投射面上的直线。所述直线倾斜率是摄像头获取的投影图像中的与原图像中水平直线对应的直线经过校正得到的直线，该直线在投射面的直角坐标系中的斜率。

进一步，在投影仪投射于投射面的图像中的水平直线图案，在被摄像头获取并校正后也为直线，只是斜率发生变化（相对于同一个直角坐标系而言）。并且，当投影仪的镜头光轴与摄像头光轴所成平面与墙面和地面都垂直时，由几何关系可知，投影仪中预投射内容的水平直线在墙面（投射面）上成像也为水平直线，同时摄像头获取的图像中该直线也为水平，其中，投射内容、投射面和摄像头获取的图像所属直接坐标系的X轴相互平行，Y轴也相互平行。

但是，在实际使用中，由于短焦投影仪本身一些因素，如，投影仪的镜头光轴与摄像头光轴所成平面与墙面和地面之间的位置误差。当投影仪正对墙壁（安装位置准确）时，摄像头获取的图像中直线也可能不水平，从而短焦投影仪中预先存储直线斜率基准值K0。

进一步，当获取所述投射图像的直线倾斜率，将所述直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值进行比较。

S300、当直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值不一致时，提示用户短焦投影仪的安装位置存在偏差。

具体地，所述预设直线倾斜率基准值为判断短焦投影仪安装正确的判断标准，从而将获取的直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值进行比较时，当果两者不一致是，说明短焦投影仪安装存在误差，同时提醒用户短焦投影仪的安装位置存储偏差。在实际应用中，短焦投影仪可以在投射面上显示该提示信息。其可以将所述提示信息投射于投射图像的上方、下方或者其他位置。其可以关闭投射图像，在投射面上仅投射安装位置存储偏差的提示。进一步，在投射面上投射安装存在偏差的同时，还可以采用提示音等方式提示用户。

在本实施例中，如果直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值一致，则说明短焦投影仪安装正确。其可以提示用户安装位置正确，可以开始使用短焦投影仪。所述提示用于安装正确的方式可以与提示安装存在偏差的方式一样，其也可以与提示安装存在偏差的方式不一样，这里不一一陈述。

在本发明的一个实施例中，在直线倾斜率K与预设直线倾斜率基准值K0不一致的情况下，还可以包括一个比较过程，具体为比较直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值的大小，根据直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值的大小关系确定短焦投影仪位置的相对于安装面（地面）法线方向的偏转方向。当直线倾斜率K大于预设直线倾斜率基准值K0时，短焦投影仪相对于安装面（地面）法线方向的向左偏转；当直线倾斜率K小于预设直线倾斜率基准值K0时，短焦投影仪相对于安装面（地面）法线方向的向右偏转。这样可以方便用户确定短焦投影仪安装位置的偏转方向，通过偏转方向对投影仪进行调整。

在本发明的另一个实施例中，为了方便用户使用，给用户带来更佳用户体验，可以根据直线倾斜率确定短焦投影仪的偏转角度。所述偏转角度是短焦投影仪相对于地面法线方向的偏转角度，也就是，短焦投影仪镜头光轴与投射面（墙面）的法线方向的夹角。在本实施例中，摄像头光轴与短焦投影仪镜头光轴构成的平面、墙面和地面是两两垂直的，我们以这三个平面的法线方向为X、Y和Z轴建立直角坐标系，其中，摄像头光轴与短焦投影仪镜头光轴构成的平面的法线方向为X轴方向，墙面的法线方向为Y轴方向，地面的法线方向为Z轴方向。那么，偏转角a指的是短焦投影仪在Z轴方向上的偏转角a。并且，设投影仪的安装位置正确时a=0，投影仪的安装位置向左偏转时，a<0，投影仪的安装位置向右偏转时，a>0。

在本实施例中，所述当获取所述投射图像的直线倾斜率，将所述直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值进行比较具体包括：

S301、当直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值不一致时，根据所述直线倾斜率计算短焦投影仪相对于安装面法线的偏转角度。

具体地，根据所述直线倾斜率计算短焦投影仪相对于安装面法线的偏转角度具体是根据直线倾斜率与短焦投影仪相对于安装面法线偏转角度的对应关系，计算所述直线倾斜率对应的短焦投影仪相对于安装面法线的偏转角度。

由于当短焦投影仪安装正确时，投影镜头光轴与摄像头光轴所成平面与墙面和地面都垂直，那么偏转角a=0，其无论投影仪到投影墙面的距离为多少，直线斜率都为0。而当偏转角a不为0时，直线斜率会随着投影仪到墙壁的距离D的变化而变化，例如，当a约为-20度时，不同的距离下，斜率分别为0.056, 0.086, 0.111, 0.141；因此，斜率K与距离D也存在着函数关系。虽然斜率K与距离D存在着线性关系，但是在短焦投影仪正常投影距离范围内，该线性关系的影响较小，从而，将其简化为一常系数，得出所述直线倾斜率与短焦投影仪相对于安装面法线偏转角度的对应关系为：

其中，，和均为常系数，K为直线倾斜率，α为短焦投影仪相对于安装面法线的偏转角度。

由上述公式可以得出，在未知投影仪安装位置是否正确的的情况下，根据摄像头获取图像（畸变校正后）中获取直线斜率K，判断短焦投影仪安装位置是否存在偏差。具体为，当K>K0时，得短焦投影仪偏转角a<0，短焦投影仪的安装位置向左偏转；当K<K0时，短焦投影仪偏转角a>0，短焦投影仪的安装位置向右偏转；当K=K0时，单机投影仪偏转角a=0，短焦投影仪的安装位置正确。

S302、根据短焦投影仪相对于安装面法线的偏转角度，提示短焦投影仪的安装位置存在偏差。

具体地，当短焦投影仪相对于安装面法线的偏转角度小于零度时，提示用户短焦投影仪向右偏转；当短焦投影仪相对于安装面法线的偏转角度大于零度时，提示用户短焦投影仪向左偏转。

本发明提供了一种短焦投影仪安装位置的判定方法，所述方法包括当短焦投影仪投射图像于投射面时，通过摄像头获取投射图像；获取所述投射图像的直线倾斜率，并将所述直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值进行比较；当直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值不一致时，提示用户短焦投影仪的安装位置存在偏差。本发明中根据投影图像中的直线倾斜率与预设直线切线率基准值进行比较判断短焦投影仪的安装位置是否存在偏差，解决了现有技术现有短焦投影仪无法对自身安装位置进行判断，给用户的使用带来不便的问题。

本发明还提供了一种短焦投影仪安装位置的判定系统，应用于设置有摄像头的短焦投影仪，如图2所示，其包括：

获取模块100，用于当短焦投影仪将原图像投射于投射面时，通过摄像头获取投射面上的投射图像；

图像处理模块200，用于获取所述投射图像内与原图像水平直线对应的直线的直线倾斜率，并将所述直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值进行比较；

提示模块300，用于当直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值不一致时，提示用户短焦投影仪的安装位置存在偏差。

所述短焦投影仪安装位置的判定系统，所述提示模块具体包括：

计算单元，用于当直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值不一致时，根据所述直线倾斜率计算短焦投影仪相对于安装面法线的偏转角度；

提示单元，用于根据短焦投影仪相对于安装面法线的偏转角度，提示短焦投影仪的安装位置存在偏差。

所述短焦投影仪安装位置的判定系统，其中，所述摄像头的光轴与短焦投影仪的光轴在同一平面内。

所述短焦投影仪安装位置的判定系统，其中，所述直线倾斜率基准值为当短焦投影仪安装正确时摄像头获取图像中与原图像内水平直线对应的直线的倾斜率。

本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法及系统可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务端，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

因而，本发明还提供了一种短焦投影仪，其包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：

当短焦投影仪将原图像于投射面时，通过摄像头获取投射面上的投射图像；

获取所述投射图像内与原图像水平直线对应的直线的直线倾斜率，并将所述直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值进行比较；

当直线倾斜率与预设直线倾斜率基准值不一致时，提示用户短焦投影仪的安装位置存在偏差。

具体地，所述短焦投影仪可以包括以下一个或多个组件：处理组件，存储器，电源组件，多媒体组件，音频组件，输入/输出(I/O)的接口，传感器组件，以及通信组件。

所述处理组件通常控制装置的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理元件可以包括一个或多个处理器来执行命令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件可以包括一个或多个模块，便于处理组件和其他组件之间的交互。例如，处理部件可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件和处理组件之间的交互。

存储器被配置为存储各种类型的数据以支持在设备的操作。这些数据的示例包括用于在装置上操作的任何应用程序或方法的命令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器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，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

在示例性实施例中，装置可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器( DSP )、数字信号处理设备( DSPD )、可编程逻辑器件( PLD )、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括命令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括命令的存储器，上述命令可由装置的处理器执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。