[发明专利]一种投影系统分辨率扩展方法、装置和投影系统

权利要求书

1.一种投影系统分辨率扩展方法，其中，所述投影系统包括主投影仪和从投影仪，所述主投影仪具有主光机镜头、主摄像头和惯性测量单元，所述从投影仪均具有从光机镜头和从摄像头，所述方法包括：

利用所述主投影仪构建基准投影平面，并基于所述基准投影平面和所述主投影仪的姿态信息构建世界坐标系，获取主投影仪坐标系与所述世界坐标系之间的第一转换关系；

利用所述从投影仪采集所述主投影仪在投影面上投影的测试图像，并根据所述第一转换关系获取从投影仪坐标系与所述世界坐标系之间的第二转换关系；

根据所述第一转换关系、所述第二转换关系、目标分辨率与目标显示比例，获取所述主投影仪光栅像素面上无畸变投影的第一目标区域和所述从投影仪光栅像素面上无畸变投影的第二目标区域；

获取所述主投影仪光栅像素面与所述第一目标区域的第一映射关系，以及获取所述从投影仪光栅像素面与所述第二目标区域的第二映射关系，利用所述第一映射关系和所述第二映射关系对待投影内容进行纹理映射，实现无畸变投影。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述利用所述主投影仪构建基准投影平面，包括：

利用所述主光机镜头将所述主投影仪光栅像素面上的标准网格图像投影在投影面上，并利用所述主摄像头拍摄所述投影面获取所述投影面上网格点的投影点云图像；

根据所述标准网格图像和所述投影点云图像之间像素点的对应关系以及根据预先构建的三维投影模型，获取所述投影面上网格点基于主光机镜头坐标系的三维坐标，其中所述三维投影模型基于所述主光机镜头坐标系和主摄像头坐标系而构建；

根据所述投影面上网格点的三维坐标对所述投影面上的网格点进行空间滤除，滤除所述网格点中的无效网格点，获得有效网格点；

利用最小二乘法对所述有效网格点进行平面拟合，确定拟合所得到的平面为所述基准投影平面。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过下述步骤构建所述三维投影模型：

根据所述主摄像头光路光心与其在所述主摄像头传感器像素面上的第一校正点，建立第一线性关系；

根据所述主光机镜头光路光心与其在所述主投影仪光栅像素面上的第二校正点，建立第二线性关系；

根据所述主摄像头与所述主光机镜头之间的外参数，建立关于所述第一校正点与所述第二校正点的第三线性关系；

根据所述第一线性关系、所述第二线性关系和所述第三线性关系，获得所述投影面上网格点基于所述主光机镜头坐标系的三维坐标。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于所述基准投影平面和所述主投影仪的姿态信息构建世界坐标系，获取主投影仪坐标系与所述世界坐标系之间的第一转换关系，包括：

在所述主光机镜头坐标系中获取所述基准投影平面的第一单位法线向量；

根据所述主光机镜头坐标系的Y轴单位向量和由所述惯性测量单元得到的所述主投影仪的姿态信息，获取绝对水平面在所述主光机镜头坐标系中的第二单位法线向量；

将所述第一单位法线向量与所述第二单位法线向量的向量积作为所述世界坐标系X轴的单位向量，将所述第二单位法线向量作为所述世界坐标系Y轴的单位向量，将所述第一单位法线向量作为所述世界坐标系Z轴的单位向量；

根据所述世界坐标系的原点在所述主光机镜头坐标系中的坐标位置获取所述世界坐标系与所述主光机镜头坐标系之间的平移矩阵，以及根据所述世界坐标系X轴、Y轴Z轴的单位向量获得所述世界坐标系与所述主光机镜头坐标系之间的旋转矩阵。