[发明专利]一种单台投影仪三维表面投影呈现系统

说明书

技术领域

发明涉及控制投影调节技术领域，具体属于一种三维表面投影呈现系统。

背景技术

当投影目标物为非平面时，需要考虑平面的投影画面与三维实体的表面的矫正。例如当需要在一个立方体的三个面上投影时，传统方案是利用三台投影仪分别往一个面上投影，在传统的三维表面投影中，核心思想是建立一个精确的三维表面模型，然后在将这个模型放入3D引擎中的坐标零点，并且把引擎中的虚拟摄像机位置设定到实体投影仪相对于实体三维表面的三维空间坐标。但是这个过程非常困难，需要不断尝试调整投影仪的位置和角度，以达到满意的效果。特别是当投影仪晃动以后，再次调整费时费力。

发明内容

发明的目的是提供了一种三维表面投影呈现系统，可以迅速的校准三维表面投影，整个过程耗时只要几秒钟，并且三维投影面贴合度很好。

发明采用的技术方案如下：

一种三维表面投影呈现系统，包括光敏传感器、光信号检测板和电脑端控制程序，光敏传感器设置于需要投影的三维表面埋入，所述的光敏传感器为4个不共面，4个光敏传感器连接到一个四路光信号检测板，检测板通过串口与电脑端控制程序通讯，电脑端控制程序控制投影画面依次显示特定的矫正图片，同时侦测对于每幅图片所对应的4个不共面光敏传感器的状态，电脑控制端程序对这些数据进行分析可以得出埋入三维投影面的光敏传感器相对于投影画面的二维坐标，结合光敏传感器在实体三维投影面的空间坐标，通过POSIT算法，我们可以得到投影仪相对于三维投影面的空间位置坐标和旋转矩阵，将得到的位置参数和旋转矩阵赋予3D引擎中的虚拟摄像机，则3D引擎画面通过投影仪投射到三维投影面上的图像就是经过校准的图像。

所述的光信号检测板，由微信号处理、高精度AD采集、低功耗高速ARM处理控制器电路组成，微信号处理电路将光电流信号转化成电压信号，高精度AD采集通道可同时对多路电压信号进行采集，通过同步判定算法，对信号进行多周期采集平均处理，低功耗快速ARM处理器对ADC采集信号进行快速处理计算，从而反演得到具体的方位信息，ARM处理器通过USB接口与上位机形成通信，实现参数传递。

与已有技术相比，发明的有益效果如下：

发明仅利用一台投影仪就可以实现在立方体的三个面投影，且呈现出的效果如同三台投影仪分别投向一个面的效果，可以迅速的校准三维表面投影，整个过程耗时只要几秒钟，并且三维投影面贴合度很好。

附图说明

图1为发明光信号检测板原理框图；

图2为发明光信号检测板电路图。

具体实施方式

参见附图，一种三维表面投影呈现系统，包括光敏传感器、光信号检测板和电脑端控制程序，光敏传感器设置于需要投影的三维表面埋入，所述的光敏传感器为4个不共面，4个光敏传感器连接到一个四路光信号检测板，检测板通过串口与电脑端控制程序通讯，电脑端控制程序控制投影画面依次显示特定的矫正图片，同时侦测对于每幅图片所对应的4个不共面光敏传感器的状态，电脑控制端程序对这些数据进行分析可以得出埋入三维投影面的光敏传感器相对于投影画面的二维坐标，结合光敏传感器在实体三维投影面的空间坐标，通过POSIT算法，我们可以得到投影仪相对于三维投影面的空间位置坐标和旋转矩阵，将得到的位置参数和旋转矩阵赋予3D引擎中的虚拟摄像机，则3D引擎画面通过投影仪投射到三维投影面上的图像就是经过校准的图像。

三维表面投影呈现采用低功耗、高精度快速ARM处理芯片作为主控制芯片，它具备体积小、功耗低、速度快、准确度高的特点。利用上位机USB接口即可对整个电路模块进行供电，功率消耗小，连接方便。投影仪扫描光经方位探测器的扑捉，可立刻将扫描光信号转化为电流信号，此时方可进行信号提取。光电流经微信号处理，转换为低噪声、大幅度的电压信号。高精度AD采集通道可同时对多路电压信号进行采集，通过同步判定算法，对信号进行多周期采集平均处理，提高信噪比。低功耗快速ARM处理器最快处理速度可达68Mps，可对ADC采集信号进行快速处理计算，从而反演得到具体的方位信息。该ARM处理器通过USB接口与上位机形成通信，实现参数传递。