专利名称：遥控光点投影位置的获取方法及交互式投影系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及交互式投影技术领域，尤其涉及遥控光点投影位置的获取方法及交互式投影系统。
背景技术：
交互式投影就是投影机将计算机上的内容投影到投影屏幕上，利用专用的定位笔代替鼠标在该投影屏幕上进行操作，以运行计算机上的应用程序，对计算机上的文件进行编辑、注释、保存等，也就是说，任何在计算机上利用键盘及鼠标可以实现的操作，都可以使用专用的定位笔在投影屏幕上完成。电子白板及交互式投影系统是采用交互式投影技术的两款主流产品。其中，电子白板通常需要特殊材质的投影屏幕，如压感式、磁感式，或者装备有超声及红外探头的投影屏幕，以对定位笔在投影屏上的位置进行定位。但由于受到投影屏幕材质和加工工艺的限制，电子白板的制造成本很高且无法做到超大屏幕显示。交互式投影系统包括分开设置的普通投影机和图像采集装置，普通投影机对投影屏幕没有材质和大小的限制，可以是我们熟知的幕布、平整的墙面、桌面等，因此交互式投影系统具有制造成本低的特点。交互式投影系统通过激光笔以非接触的方式向投影屏幕发射光束，以在投影屏幕上形成遥控光点，图像采集装置检测该遥控光点的位置，系统通过计算获取该遥控光点在所投影的图像中的投影位置，然后触发对应该位置的相应操作，如在所投影的图像中显示该遥控光点的运行轨迹，或是进行单击操作等。现有技术提出了一种交互式投影系统获取遥控光点在所投影的图像中投影位置的方法，该方法包括普通投影机向投影屏幕投射一标准图像，该标准图像为MXN网格图像(如图1所示)，该标准图像中网格交叉点X的坐标为原始坐标；图像采集装置采集该投影屏幕上标准图像的各网格交叉点X的坐标，获得各网格交叉点X的采集坐标；控制装置根据采集坐标与原始坐标之间的关系建立投影变换矩阵；普通投影机向投影屏幕投射正常图像；图像采集装置采集投影屏幕上遥控光点的坐标；控制装置根据该坐标及投影变换矩阵进行计算，以获取遥控光点在正常图像中的投影位置(即坐标)。上述方法中，当M和N取值越大，则最终获得的遥控光点在标准图像上投影位置的精确度越高，因此，在建立投影变换矩阵时，控制装置需要处理的数据量就会增加，且建立的投影变换矩阵的复杂度也会增加，进而增加了控制装置在获取遥控光点在正常图像上投影位置过程中的计算量，使得控制装置的处理速度下降，严重的会导致控制装置死机，影响交互式投影机的正常使用。
发明内容
本发明实施例提供一种遥控光点投影位置的获取方法及交互式投影系统，解决了提高投影位置精确度导致的控制装置计算量增大的问题。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案
一种遥控光点投影位置的获取方法，包括图像采集装置采集投影屏幕上遥控光点的坐标；控制装置计算所述遥控光点在标准采集图像的至少一个四边形区域中所属的四边形区域，所述标准采集图像由所述图像采集装置采集标准网格图像后获得，所述四边形区域与所述标准网格图像中的网格相对应；所述控制装置根据所述遥控光点的坐标及所述遥控光点所属的四边形区域的顶点坐标计算所述遥控光点的投影位置。一种交互式投影系统，包括投影装置、投影屏幕、激光笔、图像采集装置及控制装置；所述投影装置用于向所述投影屏幕投射标准网格图像或正常图像；所述激光笔用于在所述投影屏幕上形成遥控光点；所述图像采集装置用于采集投影屏幕上遥控光点的坐标， 或者用于采集投影屏幕上的标准网格图像；其特征在于，所述控制装置用于计算所述遥控光点在标准采集图像的至少一个四边形区域中所属的四边形区域，所述标准采集图像由所述图像采集装置采集标准网格图像后获得，所述四边形区域与所述标准网格图像中的网格相对应，然后根据所述遥控光点的坐标及所述遥控光点所属的四边形区域的顶点坐标计算所述遥控光点的投影位置。本发明实施例中，由于在采集到遥控光点的坐标后，控制装置先计算出该遥控光点在所采集的标准网格图像中所属的四边形区域，再根据该四边形区域的四个顶点坐标及遥控光点的坐标计算该遥控光点的投影位置，不需要用所有网格交叉点的原始坐标和采集坐标建立投影变换矩阵，尤其当投影位置的精确度要求较高，网格数量较大时，可大幅度缩减控制装置的计算量，进而提高了遥控光点定位的速度，可避免控制装置发生死机现象。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例1中一种遥控光点投影位置的获取方法的流程图；图2为本发明实施例1中标准网格图像的示意图；图3为本发明实施例1中标准采集图像的示意图；图4A 图4D为本发明实施例2中遥控光点位于其所属的四边形区域内时，遥控光点投影位置的横、纵坐标的四种计算步骤的流程图；图5A 图5C为本发明实施例2中三种形状的四边形区域的示意图；图5D为图5A 图5C所示的四边形区域在标准网格图像中对应的网格示意图；图6A 图6B为本发明实施例2中遥控光点位于多个四边形区域的交线或交点上的示意图；图7为本发明实施例4中一种交互式投影系统的方框图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
7实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1本实施例提供一种遥控光点投影位置的获取方法，如图1所示，包括如下步骤。101、图像采集装置采集投影屏幕上遥控光点的坐标。具体地，在交互式投影系统中，图像采集装置会采集由投影装置投射在投影屏幕上的图像或者遥控光点，从而获得与图像相关的位置信息或遥控光点的坐标，并可将这些位置信息或遥控光点的坐标传送至控制装置进行存储。102、控制装置计算所述遥控光点在标准采集图像的至少一个四边形区域中所属的四边形区域，所述标准采集图像由所述图像采集装置采集标准网格图像后获得，所述四边形区域与所述标准网格图像中的网格相对应。具体地，现有技术在图像采集装置采集遥控光点的坐标之前，还采集了投影装置在投影屏幕上投射的标准网格图像，以形成标准采集图像。如图2所示，标准网格图像具有7X7个网格21，其尺寸及网格21的个数可根据投影装置的分辨率进行选择。图3示出了图像采集装置采集该标准网格图像后形成的标准采集图像，由于图像采集装置与投影装置分开设置，在采集投影屏幕上的图像时存在角度偏差，因此，标准采集图像为非正四边形。图3所示的标准采集图像上的网格与标准网格图像的网格相对应，现有技术中，控制装置会保存标准采集图像中网格交叉点的坐标。与现有技术的区别是，本步骤中，控制装置还将标准采集图像划分为至少一个四边形区域，且在标准采集图像中每个四边形区域可以只包括一个网格，也可以是由多个网格构成，例如，由水平方向的两个网格构成(如图3所示的阴影部分表示由水平方向的两个网格构成的一个四边形区域)，由此，根据保存的网格交叉点的坐标及四边形区域所包括的网格位置、数量就可以获得该四边形区域的顶点坐标，以便于通过下述方法根据标准网格图像的网格交叉点坐标，以及四边形区域的顶点坐标计算遥控光点的坐标。由于标准采集图像的网格与标准网格图像中的网格是一一对应的，因此，标准采集图像中的一个四边形区域与标准网格图像的一个或多个网格相对应控制装置采集到遥控光点的坐标后，通过将该坐标与标准采集图像中各四边形区域的顶点坐标进行对比，就能计算出该遥控光点所属的四边形区域。例如，遥控光点的坐标为(x，y)，某一个四边形区域的四个顶点的坐标分别为(xl，yl)，(x2，y2)，(x3，y3)，(x4, y4)，只要 χ 在 min(xl，x2, x3, x4)与 max(xl，x2, x3, x4)之间，且 y 在 min (yl，y2, y3, y4) 与maX(yl，y2，y 3，y4)之间，则能确定该四边形区域为遥控光点所属的四边形区域。103、所述控制装置根据所述遥控光点的坐标及所述遥控光点所属的四边形区域的顶点坐标计算所述遥控光点的投影位置。具体地，在确定了遥控光点所属的四边形区域后，就可以根据该遥控光点的坐标及该四边形区域的顶点坐标来计算遥控光点的投影位置，即该遥控光点在投影屏幕上正常图像中的坐标，这里的正常图像指除了标准网格图像以外的、由投影装置投射在投影屏幕上的图像，正常图像的尺寸及其在投影屏幕上的位置都与标准网格图像相同。该步骤具体的计算方法可以采用任何本领域技术人员所知的方法，比如现有技术所使用的映射关系法，即建立四边形区域的四个顶点与对应的标准网格图像中网格顶点之间的映射关系，再根据该映射关系和遥控光点的坐标来计算遥控光点的投影位置。
本实施例中，由于在采集到遥控光点的坐标后，控制装置先计算出该遥控光点在所采集的标准网格图像中所属的四边形区域，再根据该四边形区域的四个顶点坐标及遥控光点的坐标计算该遥控光点的投影位置，不需要用所有网格交叉点的原始坐标和采集坐标建立投影变换矩阵，尤其当投影位置的精确度要求较高，网格数量较大时，可大幅度缩减控制装置的计算量，进而提高了遥控光点定位的速度。实施例2本实施例提供一种遥控光点投影位置的获取方法，该方法包括如下步骤。步骤一、图像采集装置采集投影屏幕上遥控光点的坐标。具体地，在交互式投影系统中，图像采集装置会采集由投影装置投射在投影屏幕上的图像或者遥控光点，从而获得与图像相关的位置信息或遥控光点的坐标，并可将这些位置信息或遥控光点的坐标传送至控制装置进行存储。步骤二、控制装置计算所述遥控光点在标准采集图像的至少一个四边形区域中所属的四边形区域，所述标准采集图像由所述图像采集装置采集标准网格图像后获得，所述四边形区域与所述标准网格图像中的网格相对应。具体地，现有技术在图像采集装置采集遥控光点的坐标之前，还采集了投影装置在投影屏幕上投射的标准网格图像，以形成标准采集图像。如图2所示，标准网格图像具有7X7个网格21，其尺寸及网格21的个数可根据投影装置的分辨率进行选择。图3示出了图像采集装置采集该标准网格图像后形成的标准采集图像，由于图像采集装置与投影装置分开设置，在采集投影屏幕上的图像时存在角度偏差，因此，标准采集图像为非正四边形。图3所示的标准采集图像上的网格与标准网格图像的网格相对应，现有技术中，控制装置会保存标准采集图像中网格交叉点的坐标。与现有技术的区别是，本步骤中，控制装置还将标准采集图像划分为至少一个四边形区域，且在标准采集图像中每个四边形区域可以只包括一个网格，也可以是由多个网格构成，例如，由水平方向的两个网格构成(如图3所示的阴影部分表示由水平方向的两个网格构成的一个四边形区域)，由此，根据保存的网格交叉点的坐标及四边形区域所包括的网格位置、数量就可以获得该四边形区域的顶点坐标，以便于通过下述方法根据标准网格图像的网格交叉点坐标，以及四边形区域的顶点坐标计算遥控光点的坐标。由于标准采集图像的网格与标准网格图像中的网格是一一对应的，因此，标准采集图像中的一个四边形区域与标准网格图像的一个或多个网格相对应。控制装置采集到遥控光点的坐标后，通过将该坐标与四边形区域的顶点坐标进行对比，就能计算出该遥控光点所属的四边形区域。例如，遥控光点的坐标为(χ，y)，某一个四边形区域的四个顶点的坐标分别为(Xl，yl)，(x2, y2)，(χ 3，y3)，(x4, y4)，只要χ在 min (xl, x2, x3, x4)与 max (xl, x2, χ 3, x4)之间，且 y 在 min (yl, y2, y3, y4)与 max (yl, 12，y3，y4)之间，则能确定该四边形区域为遥控光点所属的四边形区域。步骤三、所述控制装置根据所述遥控光点的坐标及所述遥控光点所属的四边形区域的顶点坐标计算所述遥控光点的投影位置。具体地，在确定了遥控光点所属的四边形区域后，通过下述步骤可计算出遥控光点的投影位置，即该遥控光点在投影屏幕上正常图像中的坐标(包括横坐标及纵坐标)。下面结合图4A 图4D、图5A 图5D详细说明各计算步骤。图5A是标准采集图像中的一个四边形区域，其四个顶点的坐标分别为A点坐标(xl，yl)、B点坐标(x2，y2)、 C点坐标(x3，y3)、D点坐标(x4，y4)，P点为遥控光点，其坐标为(x，y)，由于该四边形区域包含遥控光点，因此该四边形区域为遥控光点所属的四边形区域。图5B示出了图5A在垂直方向的两条边相互平行的情况，图5C示出了图5A在水平方向的两条边相互平行的情况，图5B和图5C中各标记指示的位置及涵义与它们在图5A 中指示的位置及涵义完全相同。图5D是图5A 图5C所示的四边形区域对应于标准网格图像中的网格，图5D示出了对应一个网格的情形，也可以对应多个网格，坐标(Xorg，Yorg)为遥控光点的投影位置， length为该网格的底边(或是顶边)长度，width为该网格的左侧边(或是右侧边)长度。下面参照图5B及图4A详细说明当遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互平行时，遥控光点投影位置横坐标的计算方法。4A01、获取所述遥控光点与指定的坐标原点之间的水平距离dl，所述坐标原点为所述遥控光点所属的四边形区域的四个顶点中的一个顶点。具体地，在确定了遥控光点所属的四边形区域后，控制装置会判断遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边是否相互平行。图5B所示的四边形区域中，在垂直方向的两条边为AC边及BD边，它们相互平行， 确定这两条边是否平行的方法可包括但不限于分别计算该四边形区域在垂直方向的两条边的斜率；当所述在垂直方向的两条边的斜率相等时，确定该四边形区域在垂直方向的两条边相互平行，否则，确定该四边形区域在垂直方向的两条边相互不平行。当AC边及BD边相互平行时，获取遥控光点与指定的坐标原点之间的水平距离dl， 其中，所述坐标原点为遥控光点所属的四边形区域的四个顶点中的一个顶点，即在图5A中可以指定A点、B点、C点或D点作为坐标原点。若指定A点为坐标原点，遥控光点的与坐标原点之间的水平距离dl可具体表示为 dl = x-xl ；若指定D点为坐标原点，遥控光点的与坐标原点之间的水平距离dl可具体表示为dl = x4-x。若将C点或D点作为坐标原点，也同样用上述方法来获取遥控光点的与坐标原点之间的水平距离dl。4A02、获取在水平方向上通过所述坐标原点的一条边上两个顶点之间的水平距离 d2。如图5B所示，若坐标原点为A点或B点时，在水平方向上通过坐标原点的一条边为AB边，AB边上两个顶点分别为A点和B点，这两点之间的距离d2可表示为d2 = x2-xl, 若坐标原点为C点或D点时，在水平方向上通过坐标原点的一条边为CD边，CD边上两个顶点分别为C点和D点，这两点之间的距离d2可表示为d2 = x4-x3。4A03、将水平距离dl与水平距离d2相除后，乘以在水平方向上通过所述坐标原点的一条边在标准网格图像中对应边的长度，以获取横坐标偏移量。即横坐标偏移量T的计算公式为(dl/d2)*length，参照图5B及图5D，length表示AB边或CD边在标准网格图像中对应边的长度，即图5D网格的底边或顶边长度。4A04、根据坐标原点在标准网格图像中对应点的横坐标及横坐标偏移量，获取遥控光点的投影位置的横坐标。具体地，假设坐标原点的坐标在标准网格图像中的对应点为(Xo，Yo)，当坐标原点在标准网格图像中的对应点位于遥控光点的左侧时，遥控光点的投影位置的横坐标Xorg 可表示为Xorg = Xo+T ；当坐标原点在标准网格图像中的对应点位于遥控光点的右侧时，遥控光点的投影位置的横坐标Xorg可表示为Xorg = Χο-Τ。根据上述步骤4Α01 步骤4Α04的描述，当遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互平行时，遥控光点的投影位置的横坐标可用下述公式表示Xorg = Xo 士length氺|χ-χ |/|xj-xi|。其中，i兴j，且i和j取值为1、2、3、4中的任意一个。也就是说，xi代表坐标原点的横坐标，Xj表示通过坐标原点的一条边上的另一个顶点。11符号代表取绝对值，以保证求解得到的距离dl和d2为正值。接下来，参照图5A及图4B详细描述当遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边(AC边及BD边)相互不平行时，遥控光点投影位置横坐标的计算方法。4B01、获取所述四边形区域在垂直方向的两条边延长线的交点及所述两条边延长线间的夹角α。当控制装置确定AC边及BD边相互不平行时，则将四边形区域在垂直方向的两条边延长，形成延长线的交点V，且两条延长线的夹角为a。4B02、连接所述遥控光点与所交点V形成线段PV。4B03、获取所述线段PV与在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边的延长线之间的夹角α 1。图5Α示出了线段PV与AC边延长线的夹角α 1，此时坐标原点为A点或C点，当然，坐标原点也可以选择B点或D点，则相应地夹角α 1为线段PV与BD边延长线的夹角。4Β04、将所述夹角α 与夹角α相除后，乘以所述在水平方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取横坐标偏移量。即横坐标偏移量T的计算公式为(a l/a)*length，参照图5A及图5D，length表示AB边或CD边在标准网格图像中对应边的长度，即图5D网格的顶边或底边长度。4B05、根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的横坐标及所述横坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的横坐标；具体地，假设坐标原点在标准网格图像中的对应点的坐标为(Xo，Yo)，当坐标原点在标准网格图像中的对应点位于遥控光点的左侧时，遥控光点的投影位置的横坐标X可表示为Xorg = Xo+T ；当坐标原点在标准网格图像中的对应点位于遥控光点的右侧时，遥控光点的投影位置的横坐标χ可表示为Xorg = Χο-Τ。根据上述步骤4Β01 步骤4Β05的描述，当遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互不平行时，遥控光点的投影位置的横坐标可用下述公式表示Xorg =
Xo 士 width* (a 1/ a ) 0接下来，参照图5C及图4C详细描述当遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边(AB边及⑶边)相互平行时，遥控光点投影位置纵坐标的计算方法。4C01、获取所述遥控光点与所述坐标原点之间的垂直距离d3。具体地，在确定了遥控光点所属的四边形区域后，如上所述，控制装置除了会判断遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边是否相互平行外，也会判断遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边是否相互平行。
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图5C所示的四边形区域中，在水平方向的两条边为AB边及⑶边，它们相互平行， 确定这两条边是否平行的方法可包括但不限于分别计算该四边形区域在水平方向的两条边的斜率；当所述在水平方向的两条边的斜率相等时，确定该四边形区域在水平方向的两条边相互平行，否则，确定该四边形区域在水平方向的两条边相互不平行。当AC边及BD边相互平行时，获取遥控光点与坐标原点之间的垂直距离d3，若指定 A点为坐标原点，遥控光点的与坐标原点之间的垂直距离d 3可具体表示为d3 = y-yl ；若指定D点为坐标原点，遥控光点的与坐标原点之间的水平距离d3可具体表示为d3 = y4_y。 若将C点或D点作为坐标原点，也同样用上述方法来获取遥控光点的与坐标原点之间的水平距离d3。4C02、获取在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边上两个顶点之间的垂直距离 d4。如图5C所示，若坐标原点为A点或C点时，在垂直方向上通过坐标原点的一条边为AC边，AC边上两个顶点分别为A点和C点，这两点之间的距离d4可表示为d4 = y3-yl, 若坐标原点为B点或D点时，在垂直方向上通过坐标原点的一条边为BD边，BD边上两个顶点分别为B点和D点，这两点之间的距离d4可表示为d2 = y4-y2。4C03、将垂直距离d3与垂直距离d4相除后，乘以所述在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取纵坐标偏移量。即横坐标偏移量T的计算公式为(d3/d4)*width，参照图5C及图5D，width表示 AC边或BD边在标准网格图像中对应边的长度，即图5D网格的左侧边或右侧边长度。4C04、根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的纵坐标及所述纵坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的纵坐标。具体地，假设坐标原点在标准网格图像中的对应点的坐标为(Xo，Yo)，当坐标原点在标准网格图像中的对应点位于遥控光点的下方时，遥控光点的投影位置的纵坐标^rg 可表示为^rg = Yo+T ；当坐标原点在标准网格图像中的对应点位于遥控光点的上方时，遥控光点的投影位置的纵坐标^rg可表示为^rg =朴-T。根据上述步骤4C01 步骤4C04的描述，当遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边相互平行时，遥控光点的投影位置的纵坐标可用下述公式表示Yorg = Yo 士width*|y-yi|/|yj-yi|。其中，i兴j，且i和j取值为1、2、3、4中的任意一个。也就是说，y i代表坐标原点的纵坐标，yj表示通过坐标原点的一条边上的另一个顶点。I I符号代表取绝对值，以保证求解得到的距离d3和d4为正值。接下来，参照图5A及图4D详细描述当遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边(AB边及CD边)相互不平行时，遥控光点投影位置纵坐标的计算方法。4D01、获取所述四边形区域在水平方向的两条边延长线的交点及所述两条边延长线间的夹角β。当控制装置确定AB边及⑶边相互不平行时，则将四边形区域在水平方向的两条边延长，形成延长线的交点H，且两条延长线的夹角为β。4D02、连接所述遥控光点与所交点H形成线段ΡΗ。4D03、获取所述线段PH与在水平方向上通过所述坐标原点的一条边的延长线之间的夹角β 1。
图5Α示出了线段PH与AB边延长线的夹角β 1，此时坐标原点为A点或B点，当然，坐标原点也可以选择C点或D点，则相应地夹角β 1为线段PH与BD边延长线的夹角。4D04、将所述夹角β 与夹角β相除后，乘以所述在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取纵坐标偏移量。即纵坐标偏移量T的计算公式为(β l/i3)*width，参照图5A及图5D，width表示 AC边或BD边在标准网格图像中对应边的长度，即图5D网格的左侧边或右侧边长度。4D05、根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的纵坐标及所述纵坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的纵坐标；具体地，假设坐标原点在标准网格图像中的对应点的坐标为(Xo，Yo)，当坐标原点在标准网格图像中的对应点位于遥控光点的下方时，遥控光点的投影位置的纵坐标Yorg 可表示为Yorg = Yo+T ；当坐标原点在标准网格图像中的对应点位于遥控光点的上方时，遥控光点的投影位置的纵坐标Yorg可表示为Xorg = Υο-Τ。根据上述步骤4D01 步骤4D05的描述，当遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互不平行时，遥控光点的投影位置的纵坐标可用下述公式表示Yorg = Yo士width*(β 1/β )。上述遥控光点的投影位置，即该遥控光点在投影屏幕上正常图像中的投影位置， 这里的正常图像指除了标准网格图像以外的、由投影装置投射在投影屏幕上的图像，正常图像的尺寸及其在投影屏幕上的位置都与标准网格图像相同，因此，遥控光点在投影屏幕上正常图像中的投影位置与在投影屏幕上标准网格图像中的投影位置完全相同。另外，遥控光点的投影位置，即该遥控光点在投影屏幕上正常图像中的坐标，包括横坐标及纵坐标。上述方法描述了遥控光点位于某一四边形区域内的情况，这种情况下，遥控光点所属的四边形区域为包围所述遥控光点的四边形区域。然而，遥控光点还可能位于某一四边形区域的边线上，这种情况又细分为以下两种情况。情况1、遥控光点被至少两个相邻的所述四边形区域共同包含。如图6Α所示，当遥控光点P位于两个相邻的四边形区域(Fl及F2)的交线L上时， 被该两个相邻的四边形区域(Fl及F2)共同包含，此时，可指定遥控光点P所属的四边形区域为所述两个相邻的四边形区域(Fl及F2)中的任意一个。如图6Β所示，当遥控光点P位于四个相邻的四边形区域(F 3 F6)的交点0上时，被该四个相邻的四边形区域(F 3 F6)共同包含，此时，可指定遥控光点P所属的四边形区域为所述四个相邻的四边形区域(F3 F6)中的任意一个。情况2、遥控光点仅被一个四边形区域包含。即遥控光点位于除去至少两个四边形区域相交的点以外的标准采集图像的边线上，此时，遥控光点所属的四边形区域为包含该遥控光点的四边形区域。在所述图像采集装置采集投影屏幕上遥控光点的坐标之前，本实施例提供的遥控光点投影位置的获取方法还可包括如下步骤。步骤1、投影装置将标准网格图像投射至投影屏幕。步骤2、控制装置存储标准网格图像上网格交叉点的坐标。步骤3、图像采集装置采集投影屏幕上标准网格图像中网格交叉点的坐标。
步骤4、控制装置存储图像采集装置采集到的网格交叉点的坐标，并将图像采集装置采集的标准网格图像根据所述标准网格图像中的网格划分为至少一个四边形区域。步骤5、投影装置将正常图像投射至投影屏幕。其中，正常图 像指除了标准网格图像以外的、由投影装置投射在投影屏幕上的图像，正常图像的尺寸及其在投影屏幕上的位置都与标准网格图像相同。上述方法中，遥控光点可以为红外线光点，且此时所使用的图像采集装置可为具有红外线信号采集功能的摄像头。当然，遥控光点也可以为由其它波长的光形成的光点，相应地，所使用的图像采集装置可以为具有相应波长光信号采集功能的摄像头。本实施例中，由于在采集到遥控光点的坐标后，控制装置先计算出该遥控光点在所采集的标准网格图像中所属的四边形区域，再根据该四边形区域的四个顶点坐标及遥控光点的坐标计算该遥控光点的投影位置，不需要用所有网格交叉点的原始坐标和采集坐标建立投影变换矩阵，尤其当投影位置的精确度要求较高，网格数量较大时，可大幅度缩减控制装置的计算量，进而提高了遥控光点定位的速度。实施例3本实施例提供一种交互式投影系统，该系统包括投影装置、投影屏幕、激光笔、图像采集装置及控制装置；所述投影装置用于向所述投影屏幕投射标准网格图像或正常图像；所述激光笔用于在所述投影屏幕上形成遥控光点；所述图像采集装置用于采集投影屏幕上遥控光点的坐标，或者用于采集投影屏幕上的标准网格图像；所述控制装置用于计算所述遥控光点在所述图像采集装置采集的标准网格图像中所属的四边形区域，所述四边形区域与所述标准网格图像中的网格相对应，然后根据所述遥控光点的坐标及所述四边形区域的顶点坐标计算所述遥控光点的投影位置。上述交互式投影系统中各装置所执行的方法已在实施例1中做了详细说明，在此不再赘述。本实施例中，由于在图像采集装置采集到遥控光点的坐标后，控制装置先计算出该遥控光点在所采集的标准网格图像中所属的四边形区域，再根据该四边形区域的四个顶点坐标及遥控光点的坐标计算该遥控光点的投影位置，不需要用所有网格交叉点的原始坐标和采集坐标建立投影变换矩阵，尤其当投影位置的精确度要求较高，网格数量较大时，可大幅度缩减控制装置的计算量，进而提高了遥控光点定位的速度。实施例4本实施例提供一种交互式投影系统，如图7所示，该系统包括投影装置701、投影屏幕702、激光笔703、图像采集装置704及控制装置705 ；所述投影装置701用于向所述投影屏幕702投射标准网格图像或正常图像；所述激光笔703用于在所述投影屏幕702上形成遥控光点；所述图像采集装置704用于采集投影屏幕702上遥控光点的坐标，或者用于采集投影屏幕702上的标准网格图像；所述控制装置705用于计算所述遥控光点在所述图像采集装置采集的标准网格图像中所属的四边形区域，所述四边形区域与所述标准网格图像中的网格相对应，然后根据所述遥控光点的坐标及所述四边形区域的顶点坐标计算所述遥控光点的投影位置。所述控制装置705可包括第一判断单元706，用于判断所述遥控光点位于所述四边形区域的内部还是位于所述四边形区域的边线上；四边形区域指定单元707，用于当所述第一判断单元706确定所述遥控光点位于所述四边形区域的内部时，指定所述遥控光点所属的四边形区域为包围所述遥控光点的四边形区域；第二判断单元708，用于当所述第一判断单元706确定所述遥控光点位于所述四边形区域的边线上时，判断所述遥控光点是否被至少两个相邻的所述四边形区域共同包含；所述四边形区域指定单元707，还用于当所述第二判断单元708确定所述遥控光点被至少两个相邻的所述四边形区域共同包含时， 指定所述遥控光点所属的四边形区域为所述至少两个相邻的所述四边形区域中的一个四边形区域，当所述第二判断单元708确定所述遥控光点仅被一个四边形区域包含时，所述遥控光点所属的四边形区域为包含所述遥控光点的四边形区域。所述控制装置705还可包括第三判断单元709及投影坐标计算单元710。其中，第三判断单元709，用于判断所述遥控光点所属的四边形区域相对的两条边是否平行。投影坐标计算单元710，用于当所述第三判断单元709确定所述遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互平行时，获取所述遥控光点与指定的坐标原点之间的水平距离dl，所述坐标原点为所述遥控光点所属的四边形区域的四个顶点中的一个顶点， 再获取在水平方向上通过所述坐标原点的一条边上两个顶点之间的水平距离d2 ；随后将所述水平距离dl与所述水平距离d2相除后，乘以所述在水平方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取横坐标偏移量；最后根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的横坐标及所述横坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的横坐标；或者，用于当所述第三判断单元709确定所述遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互不平行时，获取所述四边形区域在垂直方向的两条边延长线的交点及所述两条边延长线间的夹角α ；再连接所述遥控光点与所交点形成线段；随后获取所述线段与在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边的延长线之间的夹角α 1 ；再将所述夹角α 1与夹角α相除后，乘以所述在水平方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取横坐标偏移量；最后根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的横坐标及所述横坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的横坐标；或者，用于当所述第三判断单元709确定所述遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边相互平行时，获取所述遥控光点与所述坐标原点之间的垂直距离d3 ；再获取在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边上两个顶点之间的垂直距离d4 ；将所述垂直距离d 3 与所述垂直距离d4相除后，乘以所述在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取纵坐标偏移量；根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的纵坐标及所述纵坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的纵坐标；或者，用于当所述第三判断单元709确定所述遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边相互不平行时，获取所述四边形区域在水平方向的两条边延长线的交点及所述两条边延长线间的夹角β ；再连接所述遥控光点与所交点形成线段；随后获取所述线段与在水平方向上通过所述坐标原点的一条边的延长线之间的夹角β 1 ；再将所述夹角β 1与夹角β相除后，乘以所述在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取纵坐标偏移量；最后根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的纵坐标及所述纵坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的纵坐标。
所述第三判断单元709可包括斜率计算子单元711，用于分别计算所述遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边的斜率，或者，用于分别计算所述遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边的斜率；比较子单元712，用于比较所述在水平方向的两条边的斜率相等时，确定所述遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边相互平行， 或者，用于比较所述在垂直方向的两条边的斜率相等时，确定所述遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互平行所述控制装置705还可包括第一存储单元713，用于存储所述标准网格图像上网格交叉点的坐标；第二存储单元714，用于存储所述图像采集装置704采集到的所述网格交叉点的坐标；四边形区域划分单元715，用于将所述图像采集装置704采集的所述标准网格图像根据所述标准网格图像中的网格划分为至少一个所述四边形区域。上述交互式投影系统中，当所述遥控光点为红外线光点时，所述图像采集装置704 可为具有红外线信号采集功能的摄像头。上述交互式投影系统中各装置所执行的方法已在实施例2中做了详细说明，在此不再赘述。本实施例中，由于在图像采集装置采集到遥控光点的坐标后，控制装置先计算出该遥控光点在所采集的标准网格图像中所属的四边形区域，再根据该四边形区域的四个顶点坐标及遥控光点的坐标计算该遥控光点的投影位置，不需要用所有网格交叉点的原始坐标和采集坐标建立投影变换矩阵，尤其当投影位置的精确度要求较高，网格数量较大时，可大幅度缩减控制装置的计算量，进而提高了遥控光点定位的速度。通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机， 服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种遥控光点投影位置的获取方法，其特征在于，包括 图像采集装置采集投影屏幕上遥控光点的坐标；控制装置计算所述遥控光点在标准采集图像的至少一个四边形区域中所属的四边形区域，所述标准采集图像由所述图像采集装置采集标准网格图像后获得，所述四边形区域与所述标准网格图像中的网格相对应；所述控制装置根据所述遥控光点的坐标及所述遥控光点所属的四边形区域的顶点坐标计算所述遥控光点的投影位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制装置计算所述遥控光点在标准采集图像的至少一个四边形区域中所属的四边形区域，包括当所述遥控光点位于所述四边形区域的内部时，所述遥控光点所属的四边形区域为包围所述遥控光点的四边形区域；当所述遥控光点位于所述四边形区域的边线上，且所述遥控光点被至少两个相邻的所述四边形区域共同包含时，则所述遥控光点所属的四边形区域为所述至少两个相邻的所述四边形区域中指定的一个四边形区域；当所述遥控光点位于所述四边形区域的边线上，且所述遥控光点仅被一个四边形区域包含时，所述遥控光点所属的四边形区域为包含所述遥控光点的四边形区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互平行时，根据下述步骤计算所述遥控光点的投影位置的横坐标；获取所述遥控光点与指定的坐标原点之间的水平距离dl，所述坐标原点为所述遥控光点所属的四边形区域的四个顶点中的一个顶点；获取在水平方向上通过所述坐标原点的一条边上两个顶点之间的水平距离d2 ； 将所述水平距离dl与所述水平距离d2相除后，乘以所述在水平方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取横坐标偏移量；根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的横坐标及所述横坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的横坐标；或者，当所述遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互不平行时，根据下述步骤计算所述遥控光点的投影位置的横坐标；获取所述四边形区域在垂直方向的两条边延长线的交点及所述两条边延长线间的夹角ct ；连接所述遥控光点与所交点形成线段；获取所述线段与在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边的延长线之间的夹角α 1 ； 将所述夹角α 1与夹角α相除后，乘以所述在水平方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取横坐标偏移量；根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的横坐标及所述横坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的横坐标；或者，当所述遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边相互平行时，根据下述步骤计算所述遥控光点的投影位置的纵坐标；获取所述遥控光点与所述坐标原点之间的垂直距离d3 ； 获取在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边上两个顶点之间的垂直距离d4 ；将所述垂直距离d3与所述垂直距离d4相除后，乘以所述在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取纵坐标偏移量；根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的纵坐标及所述纵坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的纵坐标；或者，当所述遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边相互不平行时，根据下述步骤计算所述遥控光点的投影位置的纵坐标；获取所述四边形区域在水平方向的两条边延长线的交点及所述两条边延长线间的夹角β ；连接所述遥控光点与所交点形成线段；获取所述线段与在水平方向上通过所述坐标原点的一条边的延长线之间的夹角β 1 ； 将所述夹角β 与夹角β相除后，乘以所述在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取纵坐标偏移量；根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的纵坐标及所述纵坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的纵坐标。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述遥控光点所属的四边形区域在水平/垂直方向的两条边相互平行的方法，包括分别计算所述遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边的斜率； 当所述在水平方向的两条边的斜率相等时，确定所述遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边相互平行；或者，分别计算所述遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边的斜率； 当所述在垂直方向的两条边的斜率相等时，确定所述遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互平行。
5.根据权利要求1 4任一项所述的方法，其特征在于，在所述图像采集装置采集投影屏幕上遥控光点的坐标之前，还包括投影装置将所述标准网格图像投射至所述投影屏幕； 所述控制装置存储所述标准网格图像上网格交叉点的坐标；所述图像采集装置采集所述投影屏幕上所述标准网格图像中所述网格交叉点的坐标；所述控制装置存储所述图像采集装置采集到的所述网格交叉点的坐标，并将所述图像采集装置采集的所述标准网格图像根据所述标准网格图像中的网格划分为至少一个所述四边形区域；所述投影装置将所述正常图像投射至所述投影屏幕。
6.一种交互式投影系统，包括投影装置、投影屏幕、激光笔、图像采集装置及控制装置；所述投影装置用于向所述投影屏幕投射标准网格图像或正常图像； 所述激光笔用于在所述投影屏幕上形成遥控光点；所述图像采集装置用于采集投影屏幕上遥控光点的坐标，或者用于采集投影屏幕上的标准网格图像；其特征在于，所述控制装置用于计算所述遥控光点在标准采集图像的至少一个四边形区域中所属的四边形区域，所述标准采集图像由所述图像采集装置采集标准网格图像后获得，所述四边形区域与所述标准网格图像中的网格相对应，然后根据所述遥控光点的坐标及所述遥控光点所属的四边形区域的顶点坐标计算所述遥控光点的投影位置。
7.根据权利要求6所述的交互式投影系统，其特征在于，所述控制装置包括第一判断单元，用于判断所述遥控光点位于所述四边形区域的内部还是位于所述四边形区域的边线上；四边形区域指定单元，用于当所述第一判断单元确定所述遥控光点位于所述四边形区域的内部时，指定所述遥控光点所属的四边形区域为包围所述遥控光点的四边形区域；第二判断单元，用于当所述第一判断单元确定所述遥控光点位于所述四边形区域的边线上时，判断所述遥控光点是否被至少两个相邻的所述四边形区域共同包含；所述四边形区域指定单元，还用于当所述第二判断单元确定所述遥控光点被至少两个相邻的所述四边形区域共同包含时，指定所述遥控光点所属的四边形区域为所述至少两个相邻的所述四边形区域中的一个四边形区域；当所述第二判断单元确定所述遥控光点仅被一个四边形区域包含时，所述遥控光点所属的四边形区域为包含所述遥控光点的四边形区域。
8.根据权利要求6所述的交互式投影系统，其特征在于，所述控制装置还包括第三判断单元，用于判断所述遥控光点所属的四边形区域相对的两条边是否平行；投影坐标计算单元，用于当所述第三判断单元确定所述遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互平行时，获取所述遥控光点与指定的坐标原点之间的水平距离dl， 所述坐标原点为所述遥控光点所属的四边形区域的四个顶点中的一个顶点，再获取在水平方向上通过所述坐标原点的一条边上两个顶点之间的水平距离d2 ；随后将所述水平距离dl与所述水平距离d2相除后，乘以所述在水平方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取横坐标偏移量；最后根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的横坐标及所述横坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的横坐标；或者，用于当所述第三判断单元确定所述遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互不平行时，获取所述四边形区域在垂直方向的两条边延长线的交点及所述两条边延长线间的夹角α ；再连接所述遥控光点与所交点形成线段；随后获取所述线段与在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边的延长线之间的夹角α 1 ；再将所述夹角α 1与夹角α相除后，乘以所述在水平方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取横坐标偏移量；最后根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的横坐标及所述横坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的横坐标；或者，用于当所述第三判断单元确定所述遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边相互平行时，获取所述遥控光点与所述坐标原点之间的垂直距离d3 ；再获取在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边上两个顶点之间的垂直距离d4 ；将所述垂直距离d3与所述垂直距离d4相除后，乘以所述在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取纵坐标偏移量；根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的纵坐标及所述纵坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的纵坐标；或者，用于当所述第三判断单元确定所述遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边相互不平行时，获取所述四边形区域在水平方向的两条边延长线的交点及所述两条边延长线间的夹角β ；再连接所述遥控光点与所交点形成线段；随后获取所述线段与在水平方向上通过所述坐标原点的一条边的延长线之间的夹角β 1 ；再将所述夹角β 1与夹角β相除后，乘以所述在垂直方向上通过所述坐标原点的一条边在所述标准网格图像中对应边的长度，以获取纵坐标偏移量；最后根据所述坐标原点在所述标准网格图像中对应点的纵坐标及所述纵坐标偏移量，获取所述遥控光点的投影位置的纵坐标。
9.根据权利要求8所述的交互式投影系统，其特征在于，所述第三判断单元包括 斜率计算子单元，用于分别计算所述遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边的斜率，或者，用于分别计算所述遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边的斜率；比较子单元，用于比较所述在水平方向的两条边的斜率相等时，确定所述遥控光点所属的四边形区域在水平方向的两条边相互平行，或者，用于比较所述在垂直方向的两条边的斜率相等时，确定所述遥控光点所属的四边形区域在垂直方向的两条边相互平行。
10.根据权利要求6 9任一项所述的交互式投影系统，其特征在于，所述控制装置还包括第一存储单元，用于存储所述标准网格图像上网格交叉点的坐标； 第二存储单元，用于存储所述图像采集装置采集到的所述网格交叉点的坐标； 四边形区域划分单元，用于将所述图像采集装置采集的所述标准网格图像根据所述标准网格图像中的网格划分为至少一个所述四边形区域。
全文摘要
本发明公开了一种遥控光点投影位置的获取方法及交互式投影系统，涉及交互式投影技术领域，解决了现有交互式投影系统在获取遥控光点的投影位置时，提高投影位置精确度导致的控制装置计算量增大的问题。本发明实施例中，由于在采集到遥控光点的坐标后，控制装置先计算出该遥控光点在所采集的标准网格图像中所属的四边形区域，再根据该四边形区域的四个顶点坐标及遥控光点的坐标计算该遥控光点的投影位置，不需要用所有网格交叉点的原始坐标和采集坐标建立投影变换矩阵，尤其当投影位置的精确度要求较高，网格数量较大时，可大幅度缩减控制装置的计算量，进而提高了遥控光点定位的速度，可避免控制装置发生死机现象。
文档编号G06F3/03GK102445998SQ201110276000
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者徐杰, 李磊, 郭大勃 申请人:海信集团有限公司