CN117570853A - 计算投影界面内四点坐标的方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明属于投影设备技术领域，公开了计算投影界面内四点坐标的方法，包括以下步骤：S1、测量并计算投影界面内预设的四点与投影仪之间的相对位置关系；S2、建立几何坐标点，根据坐标点得到投影平面的平面方程；S3、计算投影仪的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，并对投影仪进行调整；S4、再次测量预设点的位置信息；本发明利用翻滚角、偏航角度和俯仰角计算投影界面内四点坐标的方法可以自动、快速且准确地计算出投影界面内四点的坐标，无需额外的测量设备或手动测量操作。通过这种方法，可以大大提高投影效果的准确性，同时减少人工操作的成本和误差，此外，该方法还可以广泛应用于各种类型的投影仪设备中，具有广泛的应用前景和市场潜力。

Description

计算投影界面内四点坐标的方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及一种计算方法，特别涉及计算投影界面内四点坐标的方法、装置、设备及存储介质，属于投影设备技术领域。

背景技术

投影仪是一种可以将图像或视频投射到幕布上的设备，可以通过不同的接口同计算机、VCD、DVD、BD、游戏机、DV等相连接播放相应的视频信号。投影仪广泛应用于家庭、办公室、学校和娱乐场所，根据工作方式不同，有CRT、LCD、DLP、3LCD等不同类型。在投影仪使用过程中，为了实现精确的投影效果，需要了解投影仪的投射角度和位置，传统的投影仪角度测量方法通常需要额外的测量设备或手动测量，操作繁琐且精度不高。

例如CN201910393297.5《投影***、投影装置以及其显示影像的校正方法》和CN201510830311.5《 一种梯形校正方法和投影机》所公开的技术，在测量过程中需要使用额外的摄像机对投影平面进行画面采集，根据采集画面调整投影仪的角度，增加了测量成本以及测量的复杂程度；

又例如CN202010028698.3《一种基于多重测量的光栅三维扫描方法及***》和CN201811295846.7《投影仪校正***、方法及投影仪》所公开的技术，通过多个图像采集设备配合采集图像，在测量前需要花费较多的时间安装和校正设备，导致测量效率降低，且对操作人员的操作水平要求较高。

为此，提出计算投影界面内四点坐标的方法、装置、设备及存储介质。

发明内容

有鉴于此，本发明提供计算投影界面内四点坐标的方法、装置、设备及存储介质，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题之一，至少提供一种有益的选择。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：计算投影界面内四点坐标的方法，包括以下步骤：

S1、测量并计算投影界面内预设的四点与投影仪之间的相对位置关系；

S2、建立几何坐标点，根据坐标点得到投影平面的平面方程；

S3、计算投影仪的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，并对投影仪进行调整；

S4、再次测量预设点的位置信息；

S5、利用3D旋转矩阵构建第一象限；

S6、计算第一象限的四个坐标点的坐标。

进一步优选的：在所述S1中，在投影界面内均匀设置四个预设点，并在预设点位置上安装飞行时间传感器，通过投射时间和光速计算每个传感器测量的距离和其对应的角度。

进一步优选的：在所述S2中，根据每个飞行时间传感器测量的距离和其对应的角度，重建投影界面内的几何坐标点，通过拟合这些几何坐标点，得到投影平面的平面方程。

进一步优选的：在所述S3中，根据几何三角关系和矩阵变换，计算出投影仪的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，根据计算出的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，对投影仪进行相应的调整，确保投影效果的准确性。

进一步优选的：在所述S5中，定义3D旋转矩阵，并根据矩阵位移和缩放来构建第一象限。

进一步优选的：在所述S6中，根据视场角和偏转角度，通过矩阵的左乘和右乘的变换关系，代入翻滚角，偏航角度和俯仰角来计算第一象限的四个坐标点的坐标。

另外，本发明还提供了计算投影界面内四点坐标的装置，包括投影组件，所述投影组件包括控制器、电动伸缩支架、旋转台、支撑座、驱动电机和投影仪主体；

所述电动伸缩支架安装于所述控制器的下表面，所述旋转台安装于所述控制器的上表面，所述支撑座固定连接于所述旋转台的上表面，所述驱动电机安装于所述支撑座的一侧，所述投影仪主体转动连接于所述支撑座的内侧壁。

进一步优选的：所述投影组件的前方设置有屏幕组件，所述屏幕组件包括收纳盒、固定板、幕布、弹性夹和飞行时间传感器；

所述收纳盒的外侧壁对称固定连接有两个固定板，所述收纳盒的底部设置有幕布，所述幕布的两侧对称设置有四个弹性夹，所述弹性夹的内侧壁安装有飞行时间传感器。

另外，本发明还提供了计算投影界面内四点坐标的设备，包括至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，所述存储器用于存储可执行程序代码；

所述处理器用于读取所述存储器中存储的计算机程序指令以执行计算投影界面内四点坐标的方法。

另外，本发明还提供了计算投影界面内四点坐标的存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器运行时，执行计算投影界面内四点坐标的方法。

本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

本发明利用翻滚角、偏航角度和俯仰角计算投影界面内四点坐标的方法可以自动、快速且准确地计算出投影界面内四点的坐标，无需额外的测量设备或手动测量操作。通过这种方法，可以大大提高投影效果的准确性，提高视觉效果，更好地规划空间，使得投影仪可以投射到最需要的地方，从而优化空间利用率，同时减少人工操作的成本和误差，此外，该方法还可以广泛应用于各种类型的投影仪设备中，具有广泛的应用前景和市场潜力。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或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申请的一些实施例，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为本发明的计算方法流程图；

图2为本发明的计算装置一视角结构图；

图3为本发明的计算装置另一视角结构图；

图4为本发明的A处放大结构图；

图5为本发明的投影组件结构图；

图6为本发明的电动伸缩支架结构图；

图7为本发明的计算设备结构图。

附图标记：10、投影组件；11、控制器；12、电动伸缩支架；13、旋转台；14、支撑座；15、驱动电机；16、投影仪主体；20、屏幕组件；21、收纳盒；22、固定板；23、幕布；24、弹性夹；25、飞行时间传感器。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例一

如图1-6所示，本发明实施例提供了计算投影界面内四点坐标的方法，包括以下步骤：

S1、测量并计算投影界面内预设的四点与投影仪之间的相对位置关系；

S2、建立几何坐标点，根据坐标点得到投影平面的平面方程；

S3、计算投影仪的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，并对投影仪进行调整；

S4、再次测量预设点的位置信息；

S5、利用3D旋转矩阵构建第一象限；

S6、计算第一象限的四个坐标点的坐标。

本实施例中，具体的：在S1中，在投影界面内均匀设置四个预设点，并在预设点位置上安装飞行时间传感器25，通过投射时间和光速计算每个传感器测量的距离和其对应的角度，将投影仪放置在适当的位置，并打开投影仪，在每个预设点上安装飞行时间传感器25，并将其与投影仪连接，根据光速和时间差计算出每个预设点与TOF传感器之间的距离，通过计算投影仪与每个预设点之间的连线与投影界面之间的夹角，可以计算出每个预设点相对于投影仪的角度。

本实施例中，具体的：在S2中，根据每个飞行时间传感器25测量的距离和其对应的角度，重建投影界面内的几何坐标点，通过拟合这些几何坐标点，得到投影平面的平面方程，计算出这四个点相对于投影仪的位置向量，利用向量之间的点积和叉积来计算出投影平面的法向量，利用法向量和平面上的任意一点来确定投影平面的方程。

本实施例中，具体的：在S3中，根据几何三角关系和矩阵变换，计算出投影仪的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，根据计算出的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，对投影仪进行相应的调整，确保投影效果的准确性，将每个点的位置向量进行旋转矩阵变换，得到旋转后的位置向量，比较旋转后的位置向量与原始位置向量的差异，就可以计算出翻滚角、偏航角度和俯仰角度。

本实施例中，具体的：在S5中，定义3D旋转矩阵，并根据矩阵位移和缩放来构建第一象限，创建一个包含四个点的集合，每个点都在第一象限的不同位置。

本实施例中，具体的：在S6中，根据视场角和偏转角度，通过矩阵的左乘和右乘的变换关系，代入翻滚角，偏航角度和俯仰角来计算第一象限的四个坐标点的坐标，先将角度转换为弧度，再根据矩阵的左乘和右乘的变换关系，构建旋转矩阵，将这个旋转矩阵左乘或右乘第一象限的四个坐标点，得到新的坐标点。

实施例二

如图1-6所示，本发明实施例提供了计算投影界面内四点坐标的方法，包括以下步骤：

S1、测量并计算投影界面内预设的四点与投影仪之间的相对位置关系；

S2、建立几何坐标点，根据坐标点得到投影平面的平面方程；

S3、计算投影仪的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，并对投影仪进行调整；

S4、再次测量预设点的位置信息；

S5、利用3D旋转矩阵构建第一象限；

S6、计算第一象限的四个坐标点的坐标。

本实施例中，具体的：在S1中，在投影界面内均匀设置四个预设点，并在预设点位置上安装飞行时间传感器25，通过投射时间和光速计算每个传感器测量的距离和其对应的角度，根据测量或图像处理得到的数据，计算出每个点相对于投影仪的位置向量（vx, vy,vz），对于每个点，vx = x - Tx，vy = y - Ty，vz = z - Tz，其中(Tx, Ty, Tz)是投影仪的位置坐标，(x, y, z)是每个点的位置坐标，根据位置向量得到预设点与投影仪之间的相对位置关系。

本实施例中，具体的：在S2中，根据每个飞行时间传感器25测量的距离和其对应的角度，重建投影界面内的几何坐标点，通过拟合这些几何坐标点，得到投影平面的平面方程，计算出这四个点相对于投影仪的位置向量，利用向量之间的点积和叉积来计算出投影平面的法向量，利用法向量和平面上的任意一点来确定投影平面的方程。

本实施例中，具体的：在S3中，根据几何三角关系和矩阵变换，计算出投影仪的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，根据计算出的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，对投影仪进行相应的调整，确保投影效果的准确性，通过投影仪外部的驱动机构调整投影仪的水平和垂直角度。

本实施例中，具体的：在S5中，定义3D旋转矩阵，并根据矩阵位移和缩放来构建第一象限，创建一个包含四个点的集合，每个点都在第一象限的不同位置。

本实施例中，具体的：在S6中，根据视场角和偏转角度，通过矩阵的左乘和右乘的变换关系，代入翻滚角，偏航角度和俯仰角来计算第一象限的四个坐标点的坐标。

另外，本发明还提供了计算投影界面内四点坐标的装置，包括投影组件10，投影组件10包括控制器11、电动伸缩支架12、旋转台13、支撑座14、驱动电机15和投影仪主体16；

电动伸缩支架12安装于控制器11的下表面，旋转台13安装于控制器11的上表面，支撑座14固定连接于旋转台13的上表面，驱动电机15安装于支撑座14的一侧，投影仪主体16转动连接于支撑座14的内侧壁，控制器11内安装有处理模块、存储模块、控制模块和通信模块，通过处理模块对角度、坐标和方程进行处理，最终计算出投影平面内四点坐标，投影仪主体16的底部设置有旋转台13和支撑座14，二者均安装有电机，通过电机带动投影仪主体16水平或垂直旋转，从而改变投影仪主体16的朝向，提高视觉效果。

本实施例中，具体的：投影组件10的前方设置有屏幕组件20，屏幕组件20包括收纳盒21、固定板22、幕布23、弹性夹24和飞行时间传感器25；

收纳盒21的外侧壁对称固定连接有两个固定板22，收纳盒21的底部设置有幕布23，幕布23的两侧对称设置有四个弹性夹24，弹性夹24的内侧壁安装有飞行时间传感器25，收纳盒21内设置有电机和收卷棍，用于收纳幕布23，飞行时间传感器25与弹性夹24固定，方便将飞行时间传感器25安装于幕布23上。

另外，本发明还提供了计算投影界面内四点坐标的设备，包括至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，存储器用于存储可执行程序代码；

处理器用于读取存储器中存储的计算机程序指令以执行计算投影界面内四点坐标的方法。

另外，本发明还提供了计算投影界面内四点坐标的存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，当计算机程序被处理器运行时，执行计算投影界面内四点坐标的方法。

本发明在工作时：在投影界面内均匀设置四个预设点，并在预设点位置上安装飞行时间传感器25，通过投射时间和光速计算每个传感器测量的距离和其对应的角度，根据每个飞行时间传感器25测量的距离和其对应的角度，重建投影界面内的几何坐标点，通过拟合这些几何坐标点，得到投影平面的平面方程，根据几何三角关系和矩阵变换，计算出投影仪的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，根据计算出的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，对投影仪进行相应的调整，确保投影效果的准确性，定义3D旋转矩阵，并根据矩阵位移和缩放来构建第一象限，根据视场角和偏转角度，通过矩阵的左乘和右乘的变换关系，代入翻滚角，偏航角度和俯仰角来计算第一象限的四个坐标点的坐标，利用翻滚角、偏航角度和俯仰角计算投影界面内四点坐标的方法可以自动、快速且准确地计算出投影界面内四点的坐标，无需额外的测量设备或手动测量操作。通过这种方法，可以大大提高投影效果的准确性，提高视觉效果，更好地规划空间，使得投影仪可以投射到最需要的地方，从而优化空间利用率，同时减少人工操作的成本和误差，此外，该方法还可以广泛应用于各种类型的投影仪设备中，具有广泛的应用前景和市场潜力。

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，可轻易想到其各种变化或替换，这些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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.计算投影界面内四点坐标的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、测量并计算投影界面内预设的四点与投影仪之间的相对位置关系；

S2、建立几何坐标点，根据坐标点得到投影平面的平面方程；

S3、计算投影仪的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，并对投影仪进行调整；

S4、再次测量预设点的位置信息；

S5、利用3D旋转矩阵构建第一象限；

S6、计算第一象限的四个坐标点的坐标。

2.根据权利要求1所述的计算投影界面内四点坐标的方法，其特征在于：在所述S1中，在投影界面内均匀设置四个预设点，并在预设点位置上安装飞行时间传感器，通过投射时间和光速计算每个传感器测量的距离和其对应的角度。

3.根据权利要求1所述的计算投影界面内四点坐标的方法，其特征在于：在所述S2中，根据每个飞行时间传感器测量的距离和其对应的角度，重建投影界面内的几何坐标点，通过拟合这些几何坐标点，得到投影平面的平面方程。

4.根据权利要求1所述的计算投影界面内四点坐标的方法，其特征在于：在所述S3中，根据几何三角关系和矩阵变换，计算出投影仪的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，根据计算出的翻滚角、偏航角度和俯仰角度，对投影仪进行相应的调整。

5.根据权利要求1所述的计算投影界面内四点坐标的方法，其特征在于：在所述S5中，定义3D旋转矩阵，并根据矩阵位移和缩放来构建第一象限。

6.根据权利要求1所述的计算投影界面内四点坐标的方法，其特征在于：在所述S6中，根据视场角和偏转角度，通过矩阵的左乘和右乘的变换关系，代入翻滚角，偏航角度和俯仰角来计算第一象限的四个坐标点的坐标。

7.根据权利要求1-6任一项所述的应用计算投影界面内四点坐标方法的装置，包括投影组件（10），其特征在于：所述投影组件（10）包括控制器（11）、电动伸缩支架（12）、旋转台（13）、支撑座（14）、驱动电机（15）和投影仪主体（16）；

所述电动伸缩支架（12）安装于所述控制器（11）的下表面，所述旋转台（13）安装于所述控制器（11）的上表面，所述支撑座（14）固定连接于所述旋转台（13）的上表面，所述驱动电机（15）安装于所述支撑座（14）的一侧，所述投影仪主体（16）转动连接于所述支撑座（14）的内侧壁。

8.根据权利要求7所述的应用计算投影界面内四点坐标方法的装置，其特征在于：所述投影组件（10）的前方设置有屏幕组件（20），所述屏幕组件（20）包括收纳盒（21）、固定板（22）、幕布（23）、弹性夹（24）和飞行时间传感器（25）；

所述收纳盒（21）的外侧壁对称固定连接有两个固定板（22），所述收纳盒（21）的底部设置有幕布（23），所述幕布（23）的两侧对称设置有四个弹性夹（24），所述弹性夹（24）的内侧壁安装有飞行时间传感器（25）。

9.根据权利要求1-6任一项所述的应用计算投影界面内四点坐标方法的设备，包括至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，其特征在于：所述存储器用于存储可执行程序代码；

所述处理器用于读取所述存储器中存储的计算机程序指令以执行权利要求1-6任意一项所述的计算投影界面内四点坐标的方法。

10.根据权利要求1-6任一项所述的应用计算投影界面内四点坐标方法的存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器运行时，执行权利要求1-6任一项所述的计算投影界面内四点坐标的方法。