生成投影设备的校正信息的方法及装置与流程

本发明涉及投影设备技术领域，尤其涉及一种生成投影设备的校正信息的方法及装置。

背景技术：

随着投影技术的发展，投影设备逐渐成为人们日常生活和工作的常用设备，例如投影电视和办公投影仪等。在投影设备的使用过程中，需要把投影图像准确地投影在投影屏幕上，即将投影图像完整的显示在投影屏幕上，且投影图像的中心与投影屏幕的中心重合。

现有技术中，为了保证投影图像准确地投影在投影屏幕上，通常会根据投影设备的倾斜角度，以及投影设备与投影屏幕之间的距离等相关信息，对投影设备进行机械调整，即调整投影设备的角度以及投影设备与投影屏幕之间的距离，从而保证投影图像准确的投影在投影屏幕上。但是此种调整方法，由于将投影设备的倾斜角度，以及投影设备与投影屏幕之间的距离作为投影设备的校正信息，校正信息的精确度较低，根据该校正信息对调整设备进行机械调整后，只能保证投影图像全部显示在投影屏幕上，并不能保证投影屏幕上的投影图像具有良好的亮度和清晰度。

技术实现要素：

本发明提供了一种生成投影设备的校正信息的方法及装置，以解决现有技术中，投影设备的校正信息的精确度较低，根据该校正信息对投影设备进行校正后，无法保证投影屏幕上的投影图像具有良好的亮度和清晰度的问题。

第一方面，本发明提供了一种生成投影设备的校正信息的方法，该方法包括：获取投影屏幕上至少三个第一参考点的第一坐标和投影设备的表面上至少三个第二参考点的第二坐标；根据投影屏幕与投影设备的标准位置关系和所述第一坐标，生成每个所述第二参考点的标准坐标；根据所述第二坐标和所述标准坐标，生成所述投影设备的校正信息。

进一步，根据投影屏幕与投影设备的标准位置关系和第一坐标，生成每个第二参考点的标准坐标的过程，具体包括：根据下述关系式，计算生成每个所述第二参考点的标准坐标；其中，(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)表示三个第一参考点的第一坐标，(x,y,z)表示任意一个第二参考点的标准坐标，r1表示该第二参考点至第一参考点(x1,y1,z1)的标准距离，r2表示该第二参考点至第一参考点(x2,y2,z2)的标准距离，r3表示该第二参考点至第一参考点(x3,y3,z3)的标准距离。

进一步，根据第二坐标和标准坐标，生成投影设备的校正信息的过程，具体包括：根据下述关系式，计算生成每个第二参考点的校正信息；其中，(xt,yt,zt)表示任意一个第二参考点的校正信息，(x,y,z)表示该第二参考点的标准坐标，(x0,y0,z0)表示该第二参考点的第二坐标。

进一步，获取投影屏幕上至少三个第一参考点的第一坐标和投影设备的表面上至少三个第二参考点的第二坐标的过程，具体包括：建立坐标系o-xyz，所述投影屏幕位于所述坐标系o-xyz的yz平面上，所述投影设备位于所述坐标系o-xyz的xz平面上；获取投影屏幕上至少三个第一参考点在所述坐标系o-xyz中的第一坐标和投影设备的表面上至少三个第二参考点在所述坐标系o-xyz中的第二坐标。

进一步，根据第二坐标和标准坐标，生成投影设备的校正信息之后，该方法还包括：将所述校正信息投影至投影屏幕上，在所述投影屏幕上显示所述校正信息。

第二方面，本发明还提供了一种生成投影设备的校正信息的装置，该装置包括：坐标获取模块，用于获取投影屏幕上至少三个第一参考点的第一坐标和投影设备的表面上至少三个第二参考点的第二坐标；标准坐标生成模块，用于根据投影屏幕与投影设备的标准位置关系和所述第一坐标，生成每个所述第二参考点的标准坐标；校正信息生成模块，用于根据所述第二坐标和所述标准坐标，生成所述投影设备的校正信息。

进一步，标准坐标生成模块具体用于：根据下述关系式，计算生成每个第二参考点的标准坐标；其中，(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)表示三个第一参考点的第一坐标，(x,y,z)表示任意一个第二参考点的标准坐标，r1表示该第二参考点至第一参考点(x1,y1,z1)的标准距离，r2表示该第二参考点至第一参考点(x2,y2,z2)的标准距离，r3表示该第二参考点至第一参考点(x3,y3,z3)的标准距离。

进一步，校正信息生成模块具体用于：根据下述关系式，计算生成每个第二参考点的校正信息；其中，(xt,yt,zt)表示任意一个第二参考点的校正信息，(x,y,z)表示该第二参考点的标准坐标，(x0,y0,z0)表示该第二参考点的第二坐标。

进一步，坐标获取模块具体用于：建立坐标系o-xyz，投影屏幕位于所述坐标系o-xyz的yz平面上，投影设备位于所述坐标系o-xyz的xz平面上；获取投影屏幕上至少三个第一参考点在所述坐标系o-xyz中的第一坐标和投影设备的表面上至少三个第二参考点在所述坐标系o-xyz中的第二坐标。

进一步，该装置还包括：投影模块，用于将校正信息投影至投影屏幕上，在所述投影屏幕上显示所述校正信息。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本发明提供了一种生成投影设备的校正信息的方法及装置，该方法中，通过获取投影屏幕上的第一参考点的第一坐标和投影设备的表面上的第二参考点的第二坐标，并根据获取到的第一坐标和第二坐标以及投影设备与投影屏幕的标准位置关系，生成投影设备的校正信息，由于在生成投影设备的校正信息时，参考了投影设备与投影屏幕的标准位置关系，生成的该校正信息的精确度较高，根据该校正信息对投影设备进行校正之后，投影设备与投影屏幕的实际相对位置被调整至标准相对位置，之后采用该投影设备投影至投影屏幕上的任意一幅投影图像，不仅会完整的显示在投影屏幕上，并且具有良好的亮度和清晰度，无需再针对每一幅投影图像进行调整，投影图像的校正效率更高，校正效果更佳。并且，该方法中，可以将校正信息显示在投影屏幕上，用户可以根据投影屏幕上显示的校正信息，更佳快速准确的将投影设备与投影屏幕的实际相对位置调整至标准相对位置，进一步提高了校正效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本发明实施例提供的一种生成投影设备的校正信息的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种参考坐标系的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种在投影屏幕上显示校正信息的状态示意图；

图4为本发明实施例提供的一种生成投影设备的校正信息的装置的结构框图。

具体实施方式

参见图1，图1示出的是本发明实施例提供的一种生成投影设备的校正信息的方法的流程示意图。结合图1可知，该方法包括：

步骤101、获取投影屏幕上至少三个第一参考点的第一坐标和投影设备的表面上至少三个第二参考点的第二坐标。

由前述背景技术内容可知，在使用投影设备时，需要将投影设备投影至投影屏幕上的投影图像调整至投影屏幕的合适位置，以使投影图像的全部内容显示在投影屏幕上，投影图像的中心位置与投影屏幕的中心位置重合，且保证投影图像具有良好的亮度和清晰度。而想要实现此目的，投影设备和投影屏幕之间必须满足一定的位置关系，本文中，将此位置关系定义为标准位置关系，并将此时投影设备与投影屏幕的相对位置定义为标准相对位置，将此时投影设备的位置定义为标准位置。基于此，只要根据投影设备和投影屏幕的标准位置关系，对投影设备的实际位置进行校正，将投影设备的实际位置校正至标准位置，使得投影设备与投影屏幕的实际相对位置被校正至标准相对位置，即可实现前述目的。

对投影设备的实际位置进行校正，将投影设备的实际位置校正至标准位置之前，需要先生成投影设备的校正信息，明确如何对投影设备的实际位置进行校正。而实际对投影设备的实际位置进行校正时，可以在投影设备上任意选取三个点作为参考点，将该三个参考点的实际坐标校正为标准坐标，即可将投影设备的实际位置校正至标准位置，具体实施时，也可以在投影设备上选取多个参考点，将该多个参考点的实际坐标校正为标准坐标。本文中，将投影设备处于标准位置时投影设备上任意一个点的坐标定义为标准坐标。由此可知，可以将投影设备上三个点或多个点的校正信息作为投影设备的校正信息。只要生成投影设备上三个点或多个点的校正信息，就相当于生成投影设备的校正信息。而投影设备上任意一个点的校正信息，均可以根据这个点的实际坐标与标准坐标之间的差别确定。因此，想要生成投影设备的校正信息，需要获取投影设备上至少三个点的实际坐标和标准坐标，为了检测方便，通常在投影设备的表面上选择至少三个点，该三个点的实际坐标可以通过测量获得，该三个点的标准坐标可以根据投影设备与投影屏幕的标准位置关系以及投影屏幕上三个点的实际坐标获得。具体实施方式可以参考后续实施例的内容。

结合上述内容可知，想要生成投影设备的校正信息，首先需要在投影屏幕上任意选取至少三个点，本文中，将从投影屏幕上选取的每个点均定义为第一参考点；在投影设备的表面上任意选取至少三个点，本文中，将从投影设备的表面上选取的每一个点均定义为第二参考点。

选定第一参考点和第二参考点之后，需要获取每个第一参考点的实际坐标和每个第二参考点的实际坐标，以便用于后续生成投影设备的校正信息的过程中。想要获取每个第一参考点的实际坐标和每个第二参考点的实际坐标，需要建立参考坐标系，之后获取每个第一参考点在该参考坐标系中的实际坐标和每个第二参考点在该参考坐标系中的实际坐标即可，本文中，为了便于区分，将第一参考点在参考坐标系中的实际坐标定义为第一坐标，将第二参考点在参考坐标系中的实际坐标定义为第二坐标。参见图2，图2示出的是本发明实施例提供的一种参考坐标系的示意图。结合图2可知，在一些可选的实施例中，可以将参考坐标系建立为坐标系o-xyz。为了测量和计算更加简单，投影屏幕m位于该坐标系o-xyz的yz平面上，投影设备n位于该坐标系o-xyz的xz平面上。

获取第一参考点在参考坐标系中的第一坐标和第二参考点在参考坐标系中的第二坐标的实现方式包括多种，例如：第一种实现方式，在投影屏幕上每个第一参考点所在的位置均设置一个距离传感器，以及在投影设备上每个第二参考点所在的位置也均设置一个距离传感器，之后通过前述距离传感器获取每个第一参考点在参考坐标系中的第一坐标和每个第二参考点在参考坐标系中的第二坐标。第二种实现方式，结合投影屏幕和投影设备的尺寸参数，通过测量和/或计算，获取每个第一参考点在参考坐标系中的第一坐标和每个第二参考点在参考坐标系中的第二坐标(参考后续实施例内容)。

步骤102、根据投影屏幕与投影设备的标准位置关系和所述第一坐标，生成每个所述第二参考点的标准坐标。

结合前述可知，想要生成投影设备的校正信息，还需要确定出投影设备的表面上每个第二参考点的标准坐标，即确定出每个第二参考点在参考坐标系中的标准坐标。

具体实施时，可以根据投影设备与投影屏幕的标准位置关系，以及投影屏幕上三个第一参考点的第一坐标，确定每个第二参考点的标准坐标。其中，投影设备与投影屏幕的标准位置关系通常是固定的，有些投影设备内部存储有投影设备与投影屏幕的标准位置关系的相关内容，例如，投影设备的表面上的每个顶点与投影屏幕上的四个顶点的标准距离。此时，在步骤101中，选择投影屏幕的四个顶点中任意三个顶点或全部顶点作为第一参考点，选取投影设备表面上的任意三个或多个顶点作为第二参考点，生成投影设备的校正信息的过程中，投影设备与投影屏幕的标准位置关系直接从投影设备内部提取即可。如果投影设备内部没有存储投影设备与投影屏幕的标准位置关系的相关内容，可通过下述方式获取：将任意一幅投影图像通过投影设备投影至投影屏幕上，之后将投影设备与投影屏幕的实际相对位置调整至标准相对位置，使得投影图像清晰完整的显示在投影屏幕上，且投影图像的中心与投影屏幕的中心相重合，之后通过测量获取投影设备表面上的每个第二参考点与投影屏幕上的至少三个第一参考点当前的距离，将获得的距离信息作为该第二参考点与相应第一参考点的标准距离，并将测量获得的包含所有第二参考点与其相应第一参考点的标准距离的信息作为投影设备与投影屏幕的标准位置关系的相关内容，之后便可将该标准位置关系的相关内容用于后续生成投影设备的校正信息的过程中。此外，还可以将测量获得的该标准位置关系的相关内容进行存储，在之后的投影设备的校正信息的生成过程中，可以直接调取使用，如果在之后的投影设备的校正信息的生成过程中，直接调用前述存储的该标准位置关系的相关内容，则在执行步骤101的过程中，第一参考点和第二参考点均需选取该标准位置关系相关的第一参考点和第二参考点。

获取到投影设备与投影屏幕的标准位置关系的相关内容后，可以根据下述关系式(1)，计算生成每个第二参考点的标准坐标。

公式(1)中，(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)表示投影屏幕上的三个第一参考点的第一坐标，(x,y,z)表示投影设备的表面上任意一个第二参考点的标准坐标，r1表示该第二参考点至第一参考点(x1,y1,z1)的标准距离，r2表示该第二参考点至第一参考点(x2,y2,z2)的标准距离，r3表示该第二参考点至第一参考点(x3,y3,z3)的标准距离。

其中，可以通过上面介绍的两种方式获取第一参考点(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)的第一坐标，例如，参考图2，为了计算更加简单，通常选取投影屏幕m的四个顶点a、b、c和d中的任意三个顶点作为第一参考点，即(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)为a、b、c和d四个顶点中的任意三个顶点的第一坐标；选取投影设备n的表面上的四个顶点e、f、g和h中的三个或多个顶点作为第二参考点，即(x,y,z)为e、f、g和h四个顶点中的任意一个顶点的标准坐标。之后可以通过距离传感器获取a点、b点、c点和d点的第一坐标。也可以通过下述方式获取每个第一参考点的第一坐标：选取形状为矩形的投影屏幕，其长度为220cm，宽度为120cm，将建立的坐标系o-xyz的y轴与投影屏幕的宽边重合，该坐标系o-xyz的z轴与投影屏幕的长边平行，该坐标系o-xyz的xz平面与投影屏幕上靠近该平面的长边的距离为60cm，则通过计算可得，a点的第一坐标为(0,180,0)，b点的第一坐标为(0,180,220)，c点的第一坐标为(0,60,0)，d点的第一坐标为(0,60,220)。r1、r2和r3的值从获取的投影屏幕与投影设备的标准位置关系的相关内容中提取。

步骤103、根据所述第二坐标和所述标准坐标，生成所述投影设备的校正信息。

其中，可以通过距离传感器获取每个第二参考点的第二坐标，也可以通过其他测量工具测量每个第二参考点的第二坐标。获取到每个第二参考点的第二坐标和标准坐标后，可以根据下述关系式(2)，计算生成所述投影设备的校正信息，即计算生成投影设备的表面上每个第二参考点的校正信息。

公式(2)中，(x,y,z)表示投影设备的表面上任意一个第二参考点的标准坐标，(x0,y0,z0)表示该第二参考点的第二坐标，(xt,yt,zt)表示该第二参考点的校正信息，该第二参考点的校正信息表示，对于该第二参考点的校正要求为：沿x轴移动|xt|的距离，如果xt的值为正，则沿x轴向x轴的正方向移动|xt|的距离；或，如果xt的值为负，则沿x轴向x轴的负方向移动|xt|的距离；沿y轴移动|yt|的距离，如果yt的值为正，则沿y轴向y轴的正方向移动|yt|的距离；或，如果yt的值为负，则沿y轴向y轴的负方向移动|yt|的距离；沿z轴移动|zt|的距离，如果zt的值为正，则沿z轴向z轴的正方向移动|zt|的距离；或，如果zt的值为负，则沿z轴向z轴的负方向移动|zt|的距离。

下面参考图2，以第二参考点e点为例，介绍如何生成第二参考点e点的校正信息。假设通过测量获得e点当前的第二坐标为(8,18,75)。以上述提到的a、b、c三个点作为投影屏幕上的三个第一参考点，其中，a点的第一坐标为(0,180,0)，b点的第一坐标为(0,180,220)，c点的第一坐标为(0,60,0)，从投影设备内部提取到e点至a点的标准距离r1为179cm，e点至b点的标准距离r2为123cm，e点至c点的标准距离r3为90cm，则根据公式(1)计算可生成e点的标准坐标为(10,20,80)，之后根据公式(2)计算可生成e点的校正信息为(2,2,5)，即对于e点的校正要求为：将e点向x轴的正方向移动2cm，向y轴的正方向移动2cm，向z轴的正方向移动5cm。其它第二参考点的校正信息的生成过程可参考e点的校正信息的生成过程，此处不再详述。

生成投影设备的校正信息后，即可根据该校正信息，校正该投影设备。具体实施过程为：选取该投影设备的三个或多个第二参考点，对于选出的第二参考点中的每一个第二参考点，按照其校正信息，将其实际坐标校正至其标准坐标，即可将投影设备的实际位置校正至其标准位置，使得投影设备与投影屏幕的实际相对位置被校正至标准相对位置，之后投影设备投影至投影屏幕上的任意一幅投影图像均可清晰完整的显示在投影屏幕上，从而实现校正投影图像的目的。

此外，为了方便用户更加快速准确的完成对投影设备的校正，在一些可选的实施例中，在根据第二坐标和标准坐标，生成投影设备的校正信息之后，该方法还包括：将校正信息投影至投影屏幕上，在投影屏幕上显示所述校正信息。参见图3，图3示出的是本发明实施例提供的一种在投影屏幕上显示校正信息的状态示意图。结合图3可知，具体实施过程为：根据投影设备在参考坐标系中位置的变化，绘制出投影设备位于各个位置的图像，并且将每次绘制出的图像通过其自身投影至投影屏幕上，即在投影屏幕上显示投影设备位于当前位置的设备投影图像，并在该设备投影图像中显示投影设备的表面上每个第二参考点的校正信息，例如，图中显示第二参考点e点的校正信息为：向x轴的正方向移动2cm，向y轴的正方向移动2cm，向z轴的正方向移动5cm。其它第二参考点类同e点，此处不再一一列举。本文中，将投影设备自身图像的投影图像定义为设备投影图像。这样，用户就可以通过投影屏幕更加清楚直观的获取到投影设备的校正情况，更加快速精确的完成对投影设备的校正。

本发明实施例提供的生成投影设备的校正信息的方法，通过获取投影屏幕上的第一参考点的第一坐标和投影设备的表面上的第二参考点的第二坐标，并根据获取到的第一坐标和第二坐标以及投影设备与投影屏幕的标准位置关系，生成投影设备的校正信息，由于在生成投影设备的校正信息时，参考了投影设备与投影屏幕的标准位置关系，生成的该校正信息的精确度更高，根据该校正信息对投影设备进行校正之后，投影设备与投影屏幕的实际相对位置被调整至标准相对位置，之后采用该投影设备投影至投影屏幕上的任意一幅投影图像，不仅会完整的显示在投影屏幕上，并且具有良好的亮度和清晰度，无需再针对每一幅投影图像进行调整，投影图像的校正效率更高，校正效果更佳。并且，该方法中，可以将校正信息显示在投影屏幕上，用户可以根据投影屏幕上显示的校正信息，更佳快速准确的将投影设备与投影屏幕的实际相对位置调整至标准相对位置，进一步提高了校正效率。

与上述生成投影设备的校正信息的方法相对应，本发明实施例还公开了一种生成投影设备的校正信息的装置。

参见图4，图4示出的是本发明实施例提供的一种生成投影设备的校正信息的装置的结构框图。结合图4可知，该装置包括：坐标获取模块401，用于获取投影屏幕上至少三个第一参考点的第一坐标和投影设备的表面上至少三个第二参考点的第二坐标；标准坐标生成模块402，用于根据投影屏幕与投影设备的标准位置关系和所述第一坐标，生成每个所述第二参考点的标准坐标；校正信息生成模块403，用于根据所述第二坐标和所述标准坐标，生成所述投影设备的校正信息。

进一步，标准坐标生成模块402具体用于：根据下述关系式，计算生成每个第二参考点的标准坐标；其中，(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)表示三个第一参考点的第一坐标，(x,y,z)表示任意一个第二参考点的标准坐标，r1表示该第二参考点至第一参考点(x1,y1,z1)的标准距离，r2表示该第二参考点至第一参考点(x2,y2,z2)的标准距离，r3表示该第二参考点至第一参考点(x3,y3,z3)的标准距离。

进一步，校正信息生成模块403具体用于：根据下述关系式，计算生成每个第二参考点的校正信息；其中，(xt,yt,zt)表示任意一个第二参考点的校正信息，(x,y,z)表示该第二参考点的标准坐标，(x0,y0,z0)表示该第二参考点的第二坐标。

进一步，坐标获取模块401具体用于：建立坐标系o-xyz，投影屏幕位于所述坐标系o-xyz的yz平面上，投影设备位于所述坐标系o-xyz的xz平面上；获取投影屏幕上至少三个第一参考点在所述坐标系o-xyz中的第一坐标和投影设备的表面上至少三个第二参考点在所述坐标系o-xyz中的第二坐标。

进一步，该装置还包括：投影模块404，用于将校正信息投影至投影屏幕上，在所述投影屏幕上显示所述校正信息。

采用本发明实施例提供的生成投影设备的校正信息的装置，可以实施上述生成投影设备的校正信息的方法中的各步骤，生成精确度较高的校正信息，根据该校正信息对投影设备进行校正后，采用该投影设备投影至投影屏幕上的任意一幅图像均能够清晰完整的显示在投影屏幕上，无需再针对每一幅投影图像进行调整，投影图像的校正效率更高。

具体实现中，本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的生成投影设备的校正信息的方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-onlymemory，简称：rom)或随机存储记忆体(英文：randomaccessmemory，简称：ram)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中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，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、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或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于生成投影设备的校正信息的装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。