自适应投影演示装置的制作方法

本发明涉及一种自适应投影演示装置，用于科技馆光学技术展品的展出，属于光学科普教育领域。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，各种类型的媒体技术应运而生，其中可视化技术、虚拟现实技术的推广，以投影光学为核心技术的各种投影设备在我们的生活中起着重要的角色。伴随着投影机性能的不断提升以及计算机技术的飞速发展，投影技术被更广泛应用于展览展示、教育培训、科学研究、文化娱乐、军事仿真等领域。

在日常生活中，大多数科技馆所使用的传统投影机可以提供特定范围可伸缩的投影图像来适应各种不同尺寸的投影显示区域。近年来，投影机在显示流明、像素质量、制造成本等多个方面有突破进展，但传统投影机在使用前需要人工进行调节使画面与投影幕相吻合，并且无法在可任意移的物体表面上投影，这大大局限了投影机的使用人群和适用范围。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种新的投影演示装置，此装置能够“自动适应被投影表面状态”，能够将图像准确地投影到可任意移动的物体表面。这将会打破传统投影机所带来的局限性。

一种自适应投影演示装置的原理应用到光学三维测量技术。光学三维测量是指运用光学方法获取三维物体表面各点空间坐标的方法和技术，是在现代光学的基础上，将光电子学和计算机图像及信号处理等多学科融合在一起的一种先进测量技术。光学三维形貌测量技术按测量原理可以分为摄影测量方法、结构光技术和光学干涉方法。本发明应用到面结构光技术的基本原理，但在具体实施上做了新的调整。

其中，面结构光技术的基本原理如下：面结构光系统由投影仪和数码相机组成。投影仪将光栅条纹投射到被测物体表面。受物体高度的调制,光栅条纹发生形变,这种变形条纹可解释为相位和振幅均被调制的空间载波信号。数码相机采集到变形条纹图像并且对其进行解调可以得到包含高度信息的相位变化，再根据三角法原理计算出高度，最后形成物体的三维立体图像。

一种自适应投影演示装置，包括投影仪，控制主机，一个物体（含四个光电传感器），如图2所示。其中，投影仪2放置在展台1的上方，一个物体3放置在展品台上，一个物体如图3所示，其内部四个角预埋4个光电传感器31、32、33、34，控制主机4放置在展台内部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是投影仪将光栅条纹投射到一个物体表面，如图4所示，一个物体预埋光电传感器放置于投影范围内45，参考光栅条纹46，受物体高度的调制,光栅条纹发生形变47,这种变形条纹可解释为相位和振幅均被调制的空间载波信号，通过内置控制芯片将物体的方位、倾角等信息传递给控制主机，结合图像处理算法，控制投影机的投影面积、投影方向等参数，使其完成自适应投影，如图1所示。

附图说明

图1 为自适应投影演示装置系统原理图。

图2为自适应投影演示装置效果示意图。

其中，1是展箱，2是投影仪，3是一个物体，4是控制主机, 5是控制按钮。

图3一个物体（含四个光电传感器）。

其中，31、32、33、34是光电传感器。

图4 被测物体条形图。

其中，45是一个物体，46是参考光栅条纹图，47是物体表面条纹图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施详细描述本发明。

实施方案：本发明自适应投影演示装置包括展箱1、投影仪2、一个物体3、控制主机4、电源连接线5。

如图2所示，其中：

1是展箱，采用铝制材料，台面由玻璃制成；

2是投影仪，根据需求选择合适高度；

3是一个物体，内含光电传感器；

4是控制主机，根据需求选择合适配置；

5是控制按钮，线由保护膜包裹，采用金属不锈钢机械控制带环形LED指示灯220V开关。

如图3所示，一个物体，采用塑料材质，长宽高为20cm*15cm*3cm。其中，31、32、33、34是光电传感器。

如图4所示，45是一个物体，46是参考光栅条纹图，47是物体表面条纹图。

具体实施案例，本发明自适应投影演示装置水平放置于展台平面上，投影仪垂直放置在展台正上方，通过投影仪将光栅条纹投影到展台平面上。当观众移动物体，并按下控制按钮5之后，投影仪将光栅条纹投射到物体所在的展台上。在一个投影期间6s时间内，光栅明条纹的宽度满足()cm，其中（t=0、1、2、3、4、5、6s）,随着每一秒t的增加，光栅明条纹的宽度逐渐变窄。当完成这一周期投影周期后，改变光栅投影方向，与之前投影成90度的方向再次投影光栅，同样是6s的投影时间及不断变换的光栅明条纹宽度。经两次投影后，最终由物体上的光电传感器收到被调制的空间载波信号后，通过内置芯片将新的坐标位置传递给控制主机，经控制主机数据处理后再次通过投影仪将画面投影到物体上，达到演示自适应投影技术的目的。