投影仪自动识别画面遮挡并避让的方法与流程

本发明涉及投影设备，特别是指一种投影仪自动识别画面遮挡并避让的方法。

背景技术：

1、随着投影技术的发展，投影已经逐渐成为了一种应用广泛的多媒体显示手段。

2、在实际使用中，常会因为障碍物的遮挡，或者是目标投影区域存在脏污等情况，导致投影仪所投影的图像显示于障碍物或脏污上，造成较差的视觉效果。因此，现有的投影仪都会提供四点修正的功能，让用户能够手动调节投影画面，以得到较好的视觉效果。但是，让用户手动操作的体验感较差，市面上已经研发有自动避障的技术，主要依赖于特征算法，过程中的准确度无法保证，并且由于应用了双目相机、3d相机、tof传感器等配件，硬件成本较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种投影仪自动识别画面遮挡并避让的方法，以低成本的方式实现投影仪快速、准确地自动识别投影画面的遮挡并调整投影画面进行避让。

2、为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

3、一种投影仪自动识别画面遮挡并避让的方法，包括以下步骤：

4、步骤一、使用投影仪投射预设的第一画面；

5、步骤二、对第一画面进行梯形校正，获取其梯校偏移量，由此计算梯校变换矩阵m1；

6、步骤三、使用摄像头拍照投影画面得到第二画面，获取第二画面中投影画面轮廓的四个角点坐标；

7、步骤四、利用第一画面的轮廓与第二画面的投影画面轮廓计算透视变换矩阵m2，并使用透视变换矩阵m2对第二画面中的投影画面进行透视变换得到第三画面；

8、步骤五、将第三画面输入预先训练好的神经网络进行处理，获取最大无障碍物可投影区域及其最大内接矩形；

9、步骤六、对最大内接矩形的四个角点坐标用梯校变换矩阵m1得到四个最终角点坐标；

10、步骤七、根据四个最终角点坐标与第一画面的四个角点坐标的偏移量计算最终偏移值，用最终偏移值调整投影画面，完成自动避障。

11、所述步骤一、二中，第一画面的轮廓作为第一四边形，第一四边形的四个角点坐标为(0,0)、(w,0)、(w,h)、(0,h)，其中w、h分别为第一四边形的宽、高；通过获取投影仪的内部参数得到第一四边形的四个角点坐标的梯校偏移量(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)、(x4,y4)，由此计算得到第一四边形的四个梯校偏移坐标为(x1,y1)、(w+x2,y2)、(w+x3,h+y3)、(x4,h+y4)，并根据第一四边形的四个角点坐标和四个梯校偏移坐标计算解出

12、

13、将z归一化，得到变化后的图像像素点的坐标(x,y,z)对应的二维平面坐标(x’,y’)：

14、

15、其中，x、y分别表示第一四边形的四个角点坐标的列、行坐标的四维行向量，x’、y’分别表示第一四边形的四个梯校偏移坐标的列、行坐标的四维行向量，n00、n01、n10、n11、n20、n21表示旋转缩放的系数，n02、n12、n22表示平移量，为梯校变换矩阵m1。

16、优选地，所述步骤三、四中，使用轮廓检测获取第二画面中投影画面的轮廓作为第二四边形，计算得到第二四边形的四个角点坐标；根据第二四边形的四个角点坐标和第一四边形的四个角点坐标，计算解出：

17、

18、将t归一化，得到变化后的图像像素点的坐标(u,v,t)对应的二维平面坐标(u’,v’)：

19、

20、其中，u、v分别表示第二四边形的四点列、行坐标的四维行向量，u’、v’分别表示第一四边形的四点列、行坐标的四维行向量，m00、m01、m10、m11、m20、m21表示旋转缩放的系数，m02、m12、m22表示平移量，为透视变换矩阵m2；再对第二画面使用m2进行透视变换得到第三画面，第三画面的轮廓作为第三四边形。

21、优选地，所述步骤三中，采用canny边缘检测算法对第二画面进行轮廓扫描。

22、优选地，所述步骤五中，将第三画面输入预先训练好的神经网络进行处理，神经网络将第三画面分割出障碍物区域和最大无障碍物可投影区域，计算最大无障碍物可投影区域内的最大内接矩形，获取第四四边形。

23、优选地，所述步骤六、七中，获取第四四边形的四个角点坐标；对第四四边形使用梯校变换矩阵m1进行透视变换获得第五四边形；根据第五四边形的四个角点坐标相对于第一四边形的四个角点坐标计算得到最终偏移值，将最终偏移值输入投影仪，完成自动避障。

24、采用上述技术方案后，本发明具有以下技术效果：

25、①通过较低的成本(仅需给投影仪配备一颗普通的摄像头)快速地对投影区域内的障碍物进行识别并调整投影画面以实现避让，同时使用神经网络能够应对多种情况，相比仅使用图像算法具有更好的鲁棒性；

26、②针对后续使用过程中可能出现的无法识别的情况能够做到快速优化，将障碍物加入神经网络中训练以得到可以识别的新障碍物，抗干扰性能强。

技术特征：

1.一种投影仪自动识别画面遮挡并避让的方法，其特征在于包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的投影仪自动识别画面遮挡并避让的方法，其特征在于：

3.如权利要求2所述的投影仪自动识别画面遮挡并避让的方法，其特征在于：

4.如权利要求3所述的投影仪自动识别画面遮挡并避让的方法，其特征在于：

5.如权利要求3所述的投影仪自动识别画面遮挡并避让的方法，其特征在于：

6.如权利要求5所述的投影仪自动识别画面遮挡并避让的方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开一种投影仪自动识别画面遮挡并避让的方法，包括：投射预设的第一画面，并进行梯形校正，获取其梯校偏移量，由此计算梯校变换矩阵；摄像头拍照得到第二画面，获取第二画面中投影画面轮廓的四个角点坐标；利用第一画面与第二画面计算透视变换矩阵，并使用透视变换矩阵对第二画面中的投影画面进行透视变换得到第三画面；将第三画面输入预先训练好的神经网络进行处理，获取最大无障碍物可投影区域及其最大内接矩形；对最大内接矩形的四个角点坐标用梯校变换矩阵得到四个最终角点坐标；根据四个最终角点坐标与第一画面的四个角点坐标的偏移量计算最终偏移值，用最终偏移值调整投影画面，完成自动避障。本发明可低成本地实现投影仪自动避障。

技术研发人员：张发俊,李玉平,荣天琪,黄成林
受保护的技术使用者：漳州万利达科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14