[发明专利]在对象的预定义部分上投影图像的设备、系统和方法

说明书

本发明提供了一个用于在投影区域中投影对象的设备、系统及方法。该系统包括一计算设备，一投影仪及一照相机。该计算设备存储一个对象的数字模型，及一个具有光照特性的照明数据集一个数字模型的参照。该投影仪或其他光源，投影结构光到投影区域，并且照相机同事采集投影区域的图像。计算设备接收采集的图像，通过比较数字模型与采集的图像来确定所述对象的位置和方向，随后生成一个包括与所确定的该对象的位置和方向匹配的画布图像面积。该投影仪投影该画布图像至投影区域。在照明数据中与对象对应的参照的一个预定义的部分因此根据光照的参数照明。

技术领域

本说明书一般涉及数字投影系统，特别涉及一种用于在投影区域（a projectionarea）上投影数字图像方法、系统和设备，以及用于照射（illuminating）投影区域，特别是在投影区域中的对象的预定义部分，以适应投影系统与对象间的相对移动。

背景技术

投影系统通常用于将固定的、预定的图像投影至平坦的、静态的表面。当被投影的表面不平坦时，可能需要仔细的校准以解决（account for）该表面的形状。将图像投影到移动的对象上呈现（presents）出额外的复杂因素（additional complications）：移动该投影仪以追踪对象的移动如配备移动的聚光灯是繁琐的。当涉及多个移动对象时，需要多个投影仪，每个投影仪需要相对其他投影仪独立地移动以追踪其指定的对象。

除了包含在使投影仪器追随移动对象中的所述障碍外，投影到那些移动对象上的图像可能仍会出现变形。投影仪与目标对象间的相对移动呈现出达到精确的投影的困难。

发明内容

根据本说明书的一个方面，一种将光投影至投影区域内的对象上的方法，包括：在一计算装置（computing device）的存储器中储存：定义对象的数字模型的几何数据；以及投影数据，该投影数据包含（i）定义被投影到对象上的光的特征的数据，及（ii）该数字模型的参照（a reference to the digital model）；控制一连接至所述计算装置的光源以投影结构光（structured light）到所述投影区域；控制一连接至所述计算装置的照相机（camera）来采集（capture）该结构光投影期间的所述投影区域的图像；在所述计算装置上接收来自所述照相机的所述采集图像，并通过比较所述几何数据与所述采集图像确定所述投影区域中的所述对象的位置和方向；在所述计算装置上生成一画布图像（a canvasimage），包括一与所述对象的确定的位置与方向相匹配的区域（Region），该区域（Region）由所述投影数据的特征定义；以及传送所述画布图像至一与所述计算装置连接的投影仪，用于投影在所述投影区域上，其中所述区域被投影在所述对象的与在投影数据中的参照相一致的一部分上。

在某些方面，所述投影数据可以为包括一个或更多定义所述特征的参数的光照数据（illumination data），所述一个或更多参数包括目标亮度参数及色彩参数。所述画布图像的所述区域可以用一具有目标亮度和色彩的填充（a fill）来照亮。

在其他方面，所述投影数据可以为定义所述特征作为图像的图像数据，并且所述画布图像的所述区域可以包含一被转换为匹配所述对象的所述确定的位置和方向的所述图像的版本（a version of the image）。

根据本说明书的另一个方面，提供一配置为实行所述方法的计算设备，以及包括在所述计算设备上的执行指令的一非瞬时计算机可读介质（a non-transitory computer-readable medium）。

根据本说明书的又一个方面，提供了包括所述计算装置，一光源，以及所述照相机的一系统。

附图说明

若干实施例参考如下附图进行描述，其中：

图1依据一非限制实施例描述了一用于投影数字图像的系统；