[发明专利]一种投影仪的标定方法

权利要求书

1.一种投影仪的标定方法，参与标定的设备包括一个投影仪和一台电脑主机，其中电脑主机可以控制投影仪投射任意类型的图像，其特征在于：包括以下标定步骤：

步骤一、取预先标定有N个标记点的标定物，其中N＞6，所有标记点间的空间位置关系事先经过了精确的测量，根据投影仪需要的作业空间，将标定物放置在投影作业空间内，使投影仪投射出一个十字图案在标定物上，调节投影仪的镜头，使得投影出的十字图案在标定物上成像最清晰；

步骤二、记标定物上N个标记点在世界坐标系中的坐标为，交互式地控制投影仪的像素坐标，通过设置投影图片中某个像素的灰度值，达到投影出一个亮点的效果，通过改变该像素在图像中的位置可使得该亮点在空间中的投影位置发生移动，借助人眼的观察将该亮点移动到某个标记点的中心，重复亮点的移动，将亮点分别移动到标定物上所有标记点的中心，并记录下亮点移动到标记点中心时，其在投影图像中的像素坐标，记录下N个标记点对应的像素坐标；

步骤三、记投影仪的内参数矩阵为K、世界坐标系相对于投影仪坐标系的旋转矩阵为R、世界坐标系相对于投影仪坐标系的平移向量为t，根据透视投影，建立方程组；

步骤四、求解步骤三中的方程组，将步骤二中的和写成齐次形式，并将K、R、t包含在矩阵中，求解得到矩阵M；

步骤五、依次从矩阵M中分离出投影仪的内参数K以及外参数R、t；

步骤六、将畸变系数向量结合到投影仪模型中，记为pri（），构造目标函数，对各参数进行迭代优化，进而得到优化后的投影仪内参数K、d，完成投影仪的标定。

2.根据权利要求1所述的一种投影仪的标定方法，其特征在于：所述投影仪的内参数矩阵K包括四个变量。

3.根据权利要求1所述的一种投影仪的标定方法，其特征在于：所述步骤四中求解矩阵M时，将步骤三中的方程改写成，再通过最小二乘法求解得到矩阵M。

4.根据权利要求1所述的一种投影仪的标定方法，其特征在于：所述步骤六中利用步骤二得到的N个像素坐标、步骤五得到的K、R、t以及0畸变系数作为初值，使用梯度下降法使目标函数得到最小，进而得到优化后的投影仪内参数K、d。