[发明专利]调整投影仪姿态的计算机实现方法和装置

权利要求书

1.一种用于调整投影仪相对于显示表面的姿态的计算机实现方法，包括：

确定显示表面和投影仪之间的单应性H_D，P；

将单应性H_D，P分解为表示投影仪姿态M_P的旋转和平移参数；

确定相应于理想单应性H₀的投影仪理想姿态M₀；

根据M_A＝M₀(M_P)^-1确定姿态调整M_A；

将姿态调整M_A分解为旋转和平移调整参数；以及

根据旋转和平移调整参数将投影仪机械地调整到理想姿态M₀。

2.根据权利要求1的方法，其中，所述投影仪安装在包括安装了电动机的连接点的六个自由度的平台上，并且该方法还包括：

提供旋转和平移调整参数给安装了电动机的连接点以将投影仪调整到理想姿态M₀。

3.根据权利要求1的方法，其中，光学传感器安装在摄影机中，并且该方法还包括：

以投影仪在显示表面上显示输出图像，所述显示表面在已知位置具有可检测的特征，并且所述输出图像在已知位置包括预先确定的图案；

通过上述光学传感器获取显示表面的输入图像和输出图像；

通过处理器检测输入图像中的所述特征和位置；

从所述特征和位置确定摄影机和显示表面之间的单应性H_C，D以及摄影机和投影仪之间的单应性H_C，P；以及

从单应性H_C，D和H_C，P确定单应性H_D，P。

4.根据权利要求1的方法，其中，光学传感器是安装在显示表面上已知位置的光电传感器，并且该方法还包括：

以投影仪在显示表面上显示输出图像序列，所述输出图像序列包括在已知位置的预先确定的图案；

使用光电传感器从输出图像序列检测特征和位置；以及

使用光电传感器从输出图像序列中的特征和位置确定单应性H_D，P。

5.根据权利要求1的方法，其中根据M₀＝(A_P)^-1H₀确定理想姿态，其中A_P是包括投影仪内部参数的矩阵。

6.根据权利要求1的方法，其中，从前面观看显示表面。

7.根据权利要求1的方法，其中，从后面观看显示表面。

8.根据权利要求1的方法，其中，存在显示邻接图像的多个投影仪，并且单独调整每个投影仪。

9.根据权利要求3的方法，还包括：

根据下式将显示表面的坐标(u，v)关联到投影仪坐标的坐标(x，y)：

[wx wy w]^T＝H_D，P[u v 1]^T＝H_C，D(H_C，P)^-1[u v 1]^T，

其中w是投影坐标的齐次系数，T表示转置，并且立体投影矩阵P_P根据下式将3D点投影到2D图像平面上：

P_P＝A_P[R|t]＝A_P[r₁ r₂ r₃|t]＝A_PM_P，

其中A_P是包括投影仪内部参数和主点的3×3矩阵，并且R和t是投影仪的外部参数，矩阵R是3×3旋转矩阵，具有列r₁、r₂和r₃作为旋转参数，并且t是平移参数。