[发明专利]一种实体投影虚实配准装置及方法

权利要求书

1.一种实体投影虚实配准装置，包括实体模型、若干光电传感器、计算机及投影仪；所述实体模型为没有图案的物体；所述光电传感器嵌入实体模型内，用于将感应电信号输入到所述计算机；所述计算机用于设定实体模型三维纹理图像、产生一组照射到实体模型上的黑白灰度的格雷码图像以及对所述光电传感器对图像感应输入的电信号分析处理，获取每个光电传感器对应实体模型特征点的二维坐标，结合对应实体模型特征点的三维坐标，计算投影变换矩阵，对所述实体模型三维虚拟图像进行投影变换；所述投影仪用于将格雷码图像和所述投影变换后的三维虚拟图像投射到所述实体模型上。

2.根据权利要求1所述的实体投影虚实配准装置，其特征在于，所述的计算机包含有：

实体模型三维纹理图像生成单元，用于生成实体模型的三维纹理图像；

格雷码图像生成单元，用于按照格雷码扫描算法产生一组照射到实体模型上的黑白灰度的格雷码图像；

投影变换矩阵生成单元，用于根据实体模型上的光电传感器感应光导入产生的电信号获得的每个光电传感器对应实体模型特征点的二维坐标，结合对应实体模型特征点的三维坐标，计算出投影变换矩阵；

投影变换单元，用于根据所述投影变换矩阵对所述实体模型的三维纹理图像进行投影变换。

3.根据权利要求1所述的实体投影虚实配准装置，其特征在于，所述光电传感器通过电缆线连接到所述计算机。

4.根据权利要求1所述的实体投影虚实配准装置，其特征在于，所述实体模型的每个特征点对应一个光电传感器，光电传感器光纤末端设在所述实体模型的特征点位置。

5.根据权利要求1或4所述的实体投影虚实配准装置，其特征在于，所述光电传感器为4只或8只。

6.根据权利要求4所述的实体投影虚实配准装置，其特征在于，所述光电传感器的光纤直径为1mm。

7.一种实体投影虚实配准方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定实体模型的三维纹理，生成实体模型的三维纹理图像；

按照格雷码扫描算法产生一组黑白灰度的格雷码二值图像；

运用投影仪将所述格雷码二值图像照射到所述实体模型表面；

根据光电传感器产生的电信号获得每个光电传感器对应实体模型特征点的二维坐标，结合对应实体模型特征点的三维坐标，计算出投影变换矩阵；

根据所述投影变换矩阵对所述实体模型的三维纹理图像进行投影变换后投射到实体模型表面。