CN107270810A - 多方位投影的投影仪标定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于光学测量技术领域，提供了一种多方位投影的投影仪标定方法，包括：步骤S1，利用投影仪依次在标靶周围预置的N个指定方位投射预置的标定图案到标靶平面，在每个指定方位用相机采集标靶信息图；步骤S2，处理各个指定方位下采集的标靶信息图，计算得到标靶特征点的精确相位值，进而得到投影仪图像坐标系中与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标；步骤S3，利用得到投影仪图像坐标系下的亚像素坐标和已知的标靶特征点的三维世界坐标X对所述投影仪进行标定，求得初始标定参数；步骤S4，利用光束平差法对所述初始标定参数和所述三维世界坐标X进行优化，得到最终标定参数。本发明提供的标定方法使最终的标定结果更加精确。

Description

多方位投影的投影仪标定方法及装置

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，尤其涉及一种多方位投影的投影仪标定方法及装置。

背景技术

三维成像***的标定技术在三维成像中是非常关键一步，其中，三维数字成像中的投影仪标定技术是一种用于估计三维成像***中投影仪的固定内部参数的方法，投影仪标定技术为三维成像技术提供重要的三维成像条件，更优的标定技术和方法能为三维成像提供更好的成像条件。

目前，三维成像***可分为两类，一类是由单相机、单投影仪组成的三维成像***，另一类是由双相机、单投影仪组成的***。第一类***结构简单、测量速度快、测量效率高，但其成像***必须涉及到相机和投影仪的标定。相机的标定技术已经发展的比较成熟，但是投影仪却不然，最大的困难是投影仪不是成像设备，因而不能采集图像，那么如何精确获取特征点在投影仪图像坐标系下的坐标是要解决的一大难题。

目前常用相位法对投影仪进行标定，这种相位法具体为：投射相位编码图到标靶平面，利用相位解调技术求出标靶特征点的相位，进而求得对应投影仪图像坐标系下的坐标。这种方法考虑了非线性畸变，同时也不需要利用相机的标定结果；但是，一方面，该方法存在特征点图像提取不准确的问题；另一方面，标靶特征点的三维世界坐标X是作为已知量输入的，它与其真实坐标之间的偏差(由于标靶不是理想平面、三维点印制误差等多种因素导致)会引入***误差，降低标定结果的可靠性。

发明内容

本发明提供一种多方位投影的投影仪标定方法及装置，旨在解决利用相位法进行标定时存在的特征点图像提取不准确、标靶特征点的三维世界坐标与真实值之间有偏差从而引入***误差的问题，使得标定结果更加精确。

本发明提供了一种多方位投影的投影仪标定方法，所述投影仪标定方法应用于投影仪标定***，所述投影仪标定***包括：投影仪、相机和标靶，所述相机位于所述标靶上方，并且相机的光轴和标靶所在平面垂直；所述投影仪标定方法包括：

步骤S1，利用所述投影仪依次在标靶周围预置的N个指定方位投射预置的标定图案到标靶平面，在每个指定方位用所述相机采集标靶信息图；

步骤S2，对每个指定方位下的标靶信息图进行特征点提取得到标靶特征点在相机图像坐标系下的位置，利用相位解调技术得到标靶信息图的相位分布，结合标靶特征点的位置和标靶信息图的相位分布，并经过亚像素插值计算得到标靶特征点的精确相位及基于所述标靶特征点的精确相位得到投影仪图像坐标系中与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i，i＝1,2,......N；

步骤S3，利用得到的投影仪图像坐标系下亚像素坐标x_i和已知的标靶特征点的三维世界坐标X对所述投影仪进行标定，求得初始标定参数，i＝1,2,......N；

所述初始标定参数包括：由投影仪与标靶组成的N个外参Θ₁、Θ₂......Θ_N，和投影仪内部参数θ；

步骤S4，利用光束平差法对所述初始标定参数和所述三维世界坐标X进行优化，得到最终标定参数。

进一步地，所述预置的N个指定方位需要满足：所述投影仪在所述预置的N个指定方位投射的标定图案在标靶平面聚焦。

进一步地，所述预置的标定图案包括：若干幅正弦周期相移图和若干幅格雷码图；所述标靶信息图包括：若干幅含有标靶信息的相移图和若干幅含有标靶信息的格雷码图。

进一步地，所述基于所述标靶特征点的精确相位得到投影仪图像坐标系中与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i，包括：

根据投影仪图像坐标系下的标靶特征点的亚像素坐标与相位的映射关系，即利用以下公式计算得到与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i；

其中，代表所述标靶特征点的精确相位，T代表相位周期宽度，i＝1,2,......N。

进一步地，所述步骤S4中，所述光束平差法具体为：假设每个指定方位下的标靶特征点有M个，通过最小化目标函数对所述初始标定参数和标靶特征点的三维世界坐标X_j,j＝1,2...，M进行优化，得到最终标定参数；

所述目标函数为：

其中，x_ij代表第i个方位下标靶信息图中的第j个标靶特征点经过图像处理得到的亚像素坐标，代表根据标定模型计算得到的第i个方位下标靶信息图中的第j个标靶特征点的坐标，τ＝{θ,Θ_i,X_j}为待优化的参数向量，其中，θ代表投影仪内部参数，Θ_i代表投影仪与标靶组成的外参，i＝1,2,......N。

本发明还提供了一种多方位投影的投影仪标定装置，所述投影仪标定装置应用于投影仪标定***，所述投影仪标定***包括：投影仪、相机和标靶，所述相机位于所述标靶上方，并且相机的光轴和标靶所在平面垂直；所述投影仪标定装置包括：

投影采集模块，用于利用所述投影仪依次在标靶周围预置的N个指定方位投射预置的标定图案到标靶平面，在每个指定方位用所述相机采集标靶信息图；

特征点信息获取模块，用于对每个指定方位下的标靶信息图进行特征点提取得到标靶特征点在相机图像坐标系下的位置，利用相位解调技术得到标靶信息图的相位分布，结合标靶特征点的位置和标靶信息图的相位分布，并经过亚像素插值计算得到标靶特征点的精确相位及基于所述标靶特征点的精确相位得到投影仪图像坐标系中与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i，i＝1,2,......N；

初始标定模块，用于利用得到的投影仪图像坐标系下亚像素坐标x_i和已知的标靶特征点的三维世界坐标X对所述投影仪进行标定，求得初始标定参数，i＝1,2,......N；

所述初始标定参数包括：由投影仪与标靶组成的N个外参Θ₁、Θ₂......Θ_N，和投影仪内部参数θ；

优化模块，用于利用光束平差法对所述初始标定参数和所述三维世界坐标X进行优化，得到最终标定参数。

进一步地，所述预置的N个指定方位需要满足：所述投影仪在所述预置的N个指定方位投射的标定图案在标靶平面聚焦。

进一步地，所述预置的标定图案包括：若干幅正弦周期相移图和若干幅格雷码图；所述标靶信息图包括：若干幅含有标靶信息的相移图和若干幅含有标靶信息的格雷码图。

进一步地，所述特征点信息获取模块包括：

精确相位确定模块，用于对每个指定方位下的标靶信息图进行特征点提取得到标靶特征点在相机图像坐标系下的位置，利用相位解调技术得到标靶信息图的相位分布，结合标靶特征点的位置和标靶信息图的相位分布，并经过亚像素插值计算得到标靶特征点的精确相位

亚像素确定模块，用于根据投影仪图像坐标系下的标靶特征点的亚像素坐标与相位的映射关系，即利用以下公式计算得到与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i；

其中，代表所述标靶特征点的精确相位，T代表相位周期宽度，i＝1,2,......N。

进一步地，优化模块具体用于：假设每个指定方位下的标靶特征点有M个，通过最小化目标函数对所述初始标定参数和标靶特征点的三维世界坐标X_j,j＝1,2...，M进行优化，得到最终标定参数；

所述目标函数为：

其中，x_ij代表第i个方位下标靶信息图中的第j个标靶特征点经过图像处理得到的亚像素坐标，代表根据标定模型计算得到的第i个方位下标靶信息图中的第j个标靶特征点的坐标，τ＝{θ,Θ_i,X_j}为待优化的参数向量，其中，θ代表投影仪内部参数，Θ_i代表投影仪与标靶组成的外参，i＝1,2,......N。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明提供的一种多方位投影的投影仪标定方法及装置是基于相位法，一方面，通过投影仪分别在N个指定方位进行投射，并且相机光轴垂直于标靶平面来采集标靶信息图的方式，使得特征点图像提取更加准确；另一方面，本发明采用光束平差法，将标靶特征点的三维世界坐标X作为待优化的变量进行了优化，消除了标靶特征点的三维世界坐标X与其真实坐标之间的偏差引入的***误差，将X在光束平差优化的过程中调整为可靠性更高的值，从而使得标定结果更加精确。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种投影仪标定***中的硬件模块示意图；

图2是本发明实施例提供的一种多方位投影的投影仪标定方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的11*9圆形标志点标靶图；

图4是本发明实施例提供的在某个指定方位下标靶特征点在相机图像坐标系下的亚像素坐标图；

图5是本发明实施例提供的在某个指定方位下标靶特征点在投影仪图像坐标系中的亚像素坐标图；

图6是本发明实施例提供的标定模型的原理示意图；

图7是本发明实施例提供的投影仪经初始标定后的重投影误差图；

图8是本发明实施例提供的投影仪经平差优化后的重投影误差图；

图9是本发明实施例提供的一种多方位投影的投影仪标定装置的模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种多方位投影的投影仪标定方法，所述投影仪标定方法应用于投影仪标定***，如图1所示，所述投影仪标定***包括：投影仪1、相机2和标靶3，所述相机2位于所述标靶3上方，并且相机2的光轴和标靶3所在平面垂直。

具体地，在执行标定步骤之前，一方面，需要在标靶平面周围确定N个合适的投影方位，使得在执行标定步骤时，投影仪1分别在预置的N个指定方位投射标定图案；另一方面，需要调节相机2与标靶3的位置关系，使相机光轴与标靶平面垂直，从而保证标靶3在相机2的最佳拍摄位置成像。

更具体地，确定N个指定方位的方法为：在确定第一个指定方位时，调节投影仪1焦距，确保投射的图案能在标靶3平面聚焦，具体的操作步骤为：在标靶3平面上放一张白纸，调节投影仪1的调焦旋钮，使投出的图案投在白纸上能成清晰的图案；另外，要保证标靶能够被投出去的图案全面覆盖。再在标靶平面周围确定剩下N-1个指定方位，在剩下的每个指定方位都需要保证标靶3能够被投出去的图案全面覆盖，并且在投影仪1的景深范围内。其中，N≥3。

更具体地，调节相机2与标靶3的位置关系的方式为：将标靶3平放在实验台上，相机2置于所述标靶3上方，并使相机2光轴垂直于标靶平面摆放，调节相机2的视场、光圈和焦距，使标靶3成像清晰；所述相机2与标靶3的位置关系使提取标靶特征点的相位值更加准确，进而得到与标靶特征点相对应的投影仪图像坐标系下亚像素位置更加准确。

具体地，本发明实施例中，投影仪1采用的是DELL的DLP(Digital LightProcessing，数字光处理技术)，型号M110，标准分辨率1280*800；相机2采用IMAVISION的工业数字摄像机，型号MER-130-30UM，分辨率1280*1024，像素尺寸5.2μm*5.2μm,相机2的镜头采用PENTAX工业镜头，型号C1614-M。

下面具体介绍这种多方位投影的投影仪标定方法，如图2所示，包括：

步骤S1，利用所述投影仪依次在标靶周围预置的N个指定方位投射预置的标定图案到标靶平面，在每个指定方位用所述相机采集标靶信息图；

具体地，所述步骤S1中，所述预置的标定图案包括：若干幅正弦周期相移图和若干幅格雷码图；所述标靶信息图包括：若干幅含有标靶信息的相移图和若干幅含有标靶信息的格雷码图；另外，相机在投影仪只投射均匀光照的时候，采集原标靶图。

具体地，本发明实施例中用的是11*9的圆形标志点标靶，如图3所示，特征点即是圆形图案的圆心，一共99个特征点。

步骤S2，对每个指定方位下的标靶信息图进行特征点提取得到标靶特征点在相机图像坐标系下的位置，利用相位解调技术得到标靶信息图的相位分布，结合标靶特征点的位置和标靶信息图的相位分布，并经过亚像素插值计算得到标靶特征点的精确相位及基于所述标靶特征点的精确相位得到投影仪图像坐标系中与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i，i＝1,2,......N；

具体地，在所述N个指定方位投射和采集完成后，处理每个指定方位下的标靶信息图，具体地，处理分为三部分：一是经过特征点提取得到标靶特征点在相机图像坐标系下的位置，如图4所示，为得到的在某个指定方位下标靶特征点在相机图像坐标系下的位置；二是利用相位解调技术得到标靶信息图的相位分布；三是结合标靶特征点的位置和标靶信息图的相位分布，并经过亚像素插值计算得到标靶特征点的精确相位然后，根据得到的精确相位并结合投影仪图像坐标系下的标靶特征点的亚像素坐标与相位的映射关系，即结合公式计算得到投影仪图像坐标系中与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i，i＝1,2,......N，如图5所示；其中，T代表相位周期宽度(单位：像素)。

步骤S3，根据标定模型，利用得到的投影仪图像坐标系下亚像素坐标x_i和已知的标靶特征点的三维世界坐标X对所述投影仪进行标定，求得初始标定参数，i＝1,2,......N；

所述初始标定参数包括：由投影仪与标靶组成的N个外参Θ₁、Θ₂......Θ_N，和投影仪内部参数θ。

具体地，本发明实施例提供的标定模型的原理图如图6所示，标定后的重投影误差如图7所示；重投影误差的分布和标准差是评价标定结果的重要标准，一般地，特征点的重投影误差集中围绕在原点附近，并且重投影误差的标准差越小标定结果越准确。

步骤S4，利用光束平差法对所述初始标定参数和所述三维世界坐标X进行优化，得到最终标定参数。

具体地，所述步骤S4中，所述光束平差法具体为：假设每个指定方位下的标靶特征点有M个，通过最小化目标函数对所述初始标定参数和标靶特征点的三维世界坐标X_j,j＝1,2...，M进行优化，得到最终标定参数；

所述目标函数为：

其中，x_ij代表第i个方位下标靶信息图中的第j个标靶特征点经过图像处理得到的亚像素坐标，代表根据标定模型计算得到的第i个方位下标靶信息图中的第j个标靶特征点的坐标，τ＝{θ,Θ_i,X_j}为待优化的参数向量，其中，θ代表投影仪内部参数，Θ_i代表投影仪与标靶组成的外参，i＝1,2,......N。

具体地，与一般标定的优化目标函数相比，光束平差法的优化方法区别在于将标靶特征点的三维世界坐标X_j,j＝1,2...，M作为待优化的变量，来消除误差带来的不利影响，将X在光束平差优化的过程中调整为可靠性更高的值，从而使标定结果更加精确；标定后的重投影误差如图8所示，与图7相比有所提升。

本发明实施例中，经过多方位投影采集、图像处理、初始标定、平差优化之后，其重投影误差(Reprojector Error)分布如图8所示，水平和竖直方向的标准偏差分别是0.02541pixel和0.01926pixel；而只经过初始标定，水平和竖直方向的标准偏差分别是0.11119pixel和0.08406pixel，如图7所示；由此可见提高的标定精确度可达77％。

下面再介绍一种多方位投影的投影仪标定装置，所述投影仪标定装置应用于投影仪标定***，所述投影仪标定***包括：投影仪、相机和标靶，所述相机位于所述标靶上方，并且相机的光轴和标靶所在平面垂直；

如图9所示，所述投影仪标定装置包括：

投影采集模块1，用于利用所述投影仪依次在标靶周围预置的N个指定方位投射预置的标定图案到标靶平面，在每个指定方位用所述相机采集标靶信息图；

具体地，所述投影采集模块1中，所述预置的N个指定方位需要满足：所述投影仪在所述预置的N个指定方位投射的标定图案在标靶平面聚焦。

具体地，所述投影采集模块1中，所述预置的标定图案包括：若干幅正弦周期相移图和若干幅格雷码图；所述标靶信息图包括：若干幅含有标靶信息的相移图和若干幅含有标靶信息的格雷码图；另外，相机在投影仪只投射均匀光照的时候，采集原标靶图。

特征点信息获取模块2，用于对每个指定方位下的标靶信息图进行特征点提取得到标靶特征点在相机图像坐标系下的位置，利用相位解调技术得到标靶信息图的相位分布，结合标靶特征点的位置和标靶信息图的相位分布，并经过亚像素插值计算得到标靶特征点的精确相位及基于所述标靶特征点的精确相位得到投影仪图像坐标系中与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i，i＝1,2,......N；

具体地，所述特征点信息获取模块2具体包括：精确相位确定模块，用于对每个指定方位下的标靶信息图进行特征点提取得到标靶特征点在相机图像坐标系下的位置，利用相位解调技术得到标靶信息图的相位分布，结合标靶特征点的位置和标靶信息图的相位分布，并经过亚像素插值计算得到标靶特征点的精确相位还包括亚像素确定模块，用于根据投影仪图像坐标系下的标靶特征点的亚像素坐标与相位的映射关系，即利用以下公式计算得到与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i；

其中，代表所述标靶特征点的精确相位，T代表相位周期宽度(单位：像素)，i＝1,2,......N。

初始标定模块3，用于利用得到的投影仪图像坐标系下亚像素坐标x_i和已知的标靶特征点的三维世界坐标X对所述投影仪进行标定，求得初始标定参数，i＝1,2,......N；

所述初始标定参数包括：由投影仪与标靶组成的N个外参Θ₁、Θ₂......Θ_N，和投影仪内部参数θ；

优化模块4，用于利用光束平差法对所述初始标定参数和所述三维世界坐标X进行优化，得到最终标定参数。

具体地，所述优化模块4具体用于：假设每个指定方位下的标靶特征点有M个，通过最小化目标函数对所述初始标定参数和标靶特征点的三维世界坐标X_j,j＝1,2...，M进行优化，得到最终标定参数；

所述目标函数为：

其中，x_ij代表第i个方位下标靶信息图中的第j个标靶特征点经过图像处理得到的亚像素坐标，代表根据标定模型计算得到的第i个方位下标靶信息图中的第j个标靶特征点的坐标，τ＝{θ,Θ_i,X_j}为待优化的参数向量，其中，θ代表投影仪内部参数，Θ_i代表投影仪与标靶组成的外参，i＝1,2,......N。

本发明提供的一种多方位投影的投影仪标定方法及装置是基于相位法，但优于一般的相位法，一方面，解决了特征点图像提取不准确的问题；另一方面，解决了标靶特征点三维世界坐标与真实值之间有偏差的问题，与一般标定的优化目标函数相比，光束平差法的优化方法区别在于将标靶特征点的三维世界坐标X_j,j＝1,2...，M作为待优化的变量，消除了误差带来的不利影响，将X在光束平差优化的过程中调整为可靠性更高的值，最后使标定结果更加精确。

上述实施例方法中的全部或部分步骤是通过程序来控制相关硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多方位投影的投影仪标定方法，其特征在于，所述投影仪标定方法应用于投影仪标定***，所述投影仪标定***包括：投影仪、相机和标靶，所述相机位于所述标靶上方，并且相机的光轴和标靶所在平面垂直；所述投影仪标定方法包括：

步骤S1，利用所述投影仪依次在标靶周围预置的N个指定方位投射预置的标定图案到标靶平面，在每个指定方位用所述相机采集标靶信息图；

步骤S2，对每个指定方位下的标靶信息图进行特征点提取得到标靶特征点在相机图像坐标系下的位置，利用相位解调技术得到标靶信息图的相位分布，结合标靶特征点的位置和标靶信息图的相位分布，并经过亚像素插值计算得到标靶特征点的精确相位及基于所述标靶特征点的精确相位得到投影仪图像坐标系中与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i，i＝1,2,......N；

步骤S3，利用得到的投影仪图像坐标系下亚像素坐标x_i和已知的标靶特征点的三维世界坐标X对所述投影仪进行标定，求得初始标定参数，i＝1,2,......N；

所述初始标定参数包括：由投影仪与标靶组成的N个外参Θ₁、Θ₂......Θ_N，和投影仪内部参数θ；

步骤S4，利用光束平差法对所述初始标定参数和所述三维世界坐标X进行优化，得到最终标定参数。

2.如权利要求1所述的投影仪标定方法，其特征在于，所述预置的N个指定方位需要满足：所述投影仪在所述预置的N个指定方位投射的标定图案在标靶平面聚焦。

3.如权利要求1所述的投影仪标定方法，其特征在于，所述预置的标定图案包括：若干幅正弦周期相移图和若干幅格雷码图；所述标靶信息图包括：若干幅含有标靶信息的相移图和若干幅含有标靶信息的格雷码图。

4.如权利要求1所述的投影仪标定方法，其特征在于，所述基于所述标靶特征点的精确相位得到投影仪图像坐标系中与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i，包括：

根据投影仪图像坐标系下的标靶特征点的亚像素坐标与相位的映射关系，即利用以下公式计算得到与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i；

其中，代表所述标靶特征点的精确相位，T代表相位周期宽度，i＝1,2,......N。

5.如权利要求1所述的投影仪标定方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述光束平差法具体为：假设每个指定方位下的标靶特征点有M个，通过最小化目标函数对所述初始标定参数和标靶特征点的三维世界坐标X_j,j＝1,2...，M进行优化，得到最终标定参数；

所述目标函数为：

其中，x_ij代表第i个方位下标靶信息图中的第j个标靶特征点经过图像处理得到的亚像素坐标，代表根据标定模型计算得到的第i个方位下标靶信息图中的第j个标靶特征点的坐标，τ＝{θ,Θ_i,X_j}为待优化的参数向量，其中，θ代表投影仪内部参数，Θ_i代表投影仪与标靶组成的外参，i＝1,2,......N。

6.一种多方位投影的投影仪标定装置，其特征在于，所述投影仪标定装置应用于投影仪标定***，所述投影仪标定***包括：投影仪、相机和标靶，所述相机位于所述标靶上方，并且相机的光轴和标靶所在平面垂直；所述投影仪标定装置包括：

投影采集模块，用于利用所述投影仪依次在标靶周围预置的N个指定方位投射预置的标定图案到标靶平面，在每个指定方位用所述相机采集标靶信息图；

特征点信息获取模块，用于对每个指定方位下的标靶信息图进行特征点提取得到标靶特征点在相机图像坐标系下的位置，利用相位解调技术得到标靶信息图的相位分布，结合标靶特征点的位置和标靶信息图的相位分布，并经过亚像素插值计算得到标靶特征点的精确相位及基于所述标靶特征点的精确相位得到投影仪图像坐标系中与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i，i＝1,2,......N；

初始标定模块，用于利用得到的投影仪图像坐标系下亚像素坐标x_i和已知的标靶特征点的三维世界坐标X对所述投影仪进行标定，求得初始标定参数，i＝1,2,......N；

所述初始标定参数包括：由投影仪与标靶组成的N个外参Θ₁、Θ₂......Θ_N，和投影仪内部参数θ；

优化模块，用于利用光束平差法对所述初始标定参数和所述三维世界坐标X进行优化，得到最终标定参数。

7.如权利要求6所述的投影仪标定装置，其特征在于，所述预置的N个指定方位需要满足：所述投影仪在所述预置的N个指定方位投射的标定图案在标靶平面聚焦。

8.如权利要求6所述的投影仪标定装置，其特征在于，所述预置的标定图案包括：若干幅正弦周期相移图和若干幅格雷码图；所述标靶信息图包括：若干幅含有标靶信息的相移图和若干幅含有标靶信息的格雷码图。

9.如权利要求6所述的投影仪标定装置，其特征在于，所述特征点信息获取模块包括：

精确相位确定模块，用于对每个指定方位下的标靶信息图进行特征点提取得到标靶特征点在相机图像坐标系下的位置，利用相位解调技术得到标靶信息图的相位分布，结合标靶特征点的位置和标靶信息图的相位分布，并经过亚像素插值计算得到标靶特征点的精确相位

亚像素确定模块，用于根据投影仪图像坐标系下的标靶特征点的亚像素坐标与相位的映射关系，即利用以下公式计算得到与所述标靶特征点相对应的亚像素坐标x_i；

其中，代表所述标靶特征点的精确相位，T代表相位周期宽度，i＝1,2,......N。

10.如权利要求6所述的投影仪标定装置，其特征在于，优化模块具体用于：假设每个指定方位下的标靶特征点有M个，通过最小化目标函数对所述初始标定参数和标靶特征点的三维世界坐标X_j,j＝1,2...，M进行优化，得到最终标定参数；

所述目标函数为：

其中，x_ij代表第i个方位下标靶信息图中的第j个标靶特征点经过图像处理得到的亚像素坐标，代表根据标定模型计算得到的第i个方位下标靶信息图中的第j个标靶特征点的坐标，τ＝{θ,Θ_i,X_j}为待优化的参数向量，其中，θ代表投影仪内部参数，Θ_i代表投影仪与标靶组成的外参，i＝1,2,......N。