[发明专利]一种室内管线位置记录及投影方法

权利要求书

1.一种室内管线位置记录及投影方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在家庭室内管线铺设结束，外墙铺设之前，根据墙面尺寸用手机的相机拍摄多张墙面的管线图片，并对拍摄的多张管线图片进行畸变校正；

(2)对畸变校正后的管线图片进行图片拼接融合处理，并进行适当裁剪，得到记录了完整管线位置的墙面图片；(3)在管线投影阶段，将投影设备放置在管线对应墙壁前的区域，开启水平仪校正；

(4)将手机和投影设备通过蓝牙连接，启动投影设备的红外测距模块，测量投影设备与对应墙面的空间坐标系，完成定位；

(5)投影设备开启投影，墙面出现投影框A，红外测距模块测出投影框A的坐标点，并在手机端的墙面图片中识别出对应的投影区域A’，将对应的这一块区域投影到墙面，启动手机端的调整功能使得投影区域A’正好吻合投影区域A的四边，实现焦距调整，完成真实尺寸投影；

(6)在完成真实尺寸投影后，根据需要继续在手机端将投影区域A’调整到自己需求的目标投影区域B’，然后定位到投影区域B’的坐标；投影镜头上下左右适度旋转后，对应到墙面的位置进行投影，并开启画面梯形校正功能。

2.根据权利要求1所述的室内管线位置记录及投影方法，其特征在于，步骤(1)中，进行畸变校正的过程为：

(1-1)使用OpenCVsharp软件中WarpPerspective透视矫正对墙面进行校正，识别到墙面四边形的顶点坐标进行投射变换；

(1-2)完成初步透视矫正后，使用相机标定算法对图片的桶型畸变和枕型畸变进行校正。

3.根据权利要求2所述的室内管线位置记录及投影方法，其特征在于，步骤(1-2)中，所述的相机标定算法采用张氏标定法。

4.根据权利要求3所述的室内管线位置记录及投影方法，其特征在于，步骤(1-2)的具体步骤为：

(1-2-1)准备标定图片；

(1-2-2)对每一张标定图片，使用findChessboardCorners函数提取角点信息，再进一步使用cornerSubPix函数提取亚像素角点信息；

(1-2-3)在棋盘标定图上绘制找到的内角点；

(1-2-4)使用calibrateCamera函数进行标定，计算相机内参和外参系数；

(1-2-5)对标定结果进行评价；

(1-2-6)利用标定结果对棋盘图进行畸变矫正。

5.根据权利要求1所述的室内管线位置记录及投影方法，其特征在于，步骤(2)中，进行拼接融合的具体过程如下：

(2-1)对每张管线图片进行特征点提取；

(2-2)对特征点进行匹配，使用RANSAC进行的旋转估计进行图像配准；

(2-3)匹配关键点，对多张管线图片依次进行图像拼接；

(2-4)对重叠边界进行处理，加权融合，使重叠部分过渡自然。

6.根据权利要求5所述的室内管线位置记录及投影方法，其特征在于，步骤(2-1)中，采用ORB特征检测算法进行特征点提取，所述ORB特征检测算法采用FAST算法来检测特征点，采用BRIEF算法来计算一个特征点的描述子。

7.根据权利要求5所述的室内管线位置记录及投影方法，其特征在于，步骤(2-3)的具体步骤为：将其中一个图像应用透视变换，使用OpenCVSharp软件中WarpPerspective函数将两个图像合并成一个。

8.根据权利要求1所述的室内管线位置记录及投影方法，其特征在于，步骤(4)中，测量投影设备与对应墙面的空间坐标系的具体过程为：

(4-1)投影设备的位置点为P1，测出投影设备与墙面的垂直距离L₁，得到P1坐标(L₁，0，0)；

(4-2)测出墙面左上角的坐标P2，测距头自动水平向左移动直到识别到墙面交界线测出距离L₂，然后控制测距头垂直移动到上方墙角测出距离L₃，得到P2的坐标

(4-3)同理，测出墙面右下角的坐标P3，测距头自动水平向右移动直到识别到墙面交界线测出距离L₄，然后控制测距头垂直移动到下方墙角测出距离L₅，得到P3的坐标