智能投影系统几何校正与交互技术的研究
发布时间：2021-01-20 22:00
近年来,随着处理器芯片、光电子技术的高速发展,在可视化显示、人工智能、人机交互等技术的推动下,智能投影系统日渐普及。传统投影机作为一种单纯的显示设备,以往主要应用于工业、商业、教育等行业中;而智能投影系统,集成了性能更强的处理器芯片和光电子系统,再加上感知、通信、交互等功能,其应用领域大大超过了传统投影机,有望成为合适的普适显示设备。本文从普适显示中最关键的“可视化”和“交互”技术出发,研究了智能投影系统的几何校正和交互技术,包括投影系统自动标定方法、静态及动态投影几何校正方法、基于光学传感器的投影几何校正方法,并在上述基础上,探索并开发了若干交互式投影应用。本文的主要研究内容和贡献包括:1、研究了一种基于格雷码结构光的投影系统标定方法。该方法在棋盘格标定板投射互补格雷码结构光序列,采用创新的格雷码提取和解码算法,能够准确计算出棋盘格标定板角点在投影机像平面内的对应点的2D坐标,从而为投影机的标定提供了精确的3D-2D对应点集。在此基础上,实现了摄像机、投影机的内外参数的几何标定。该方法的最大特点是能够同时标定摄像机和投影机的内外参数,且投影机的标定精度不受摄像机的标定精度误差影响,具...
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
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圖ｆ??５?壽??图２．１：未来办公室构想图［１］??觉的投影几何校正方法；Ｐｉｎｈａｎｅｚ在２００１年提出的Ｅｖｅｒｙｗｈｅｒｅ?Ｄｉｓｐｌａｙｓ１２４１则进一??步考虑了大范围的普适显示需求，利用可旋转反射镜片实现了单台投影机多投??影面的投影应用，并且提出了借助摄像机进行投影交互的方案；Ｓｕｋｔｈａｎｋａｒ等人??在２００２年设计并实现的基于投影的智能演示系统［２５］开始采用计算机视觉手段（平??面间的单应）来实现投影几何校正和交互，并应用在投影演示场景。总的来说，??那段时期及更早前的智能投影系统受限于硬件设备、理论准备、实践经验等因??素，还相对初级。??随着硬件设备的发展，理论和经验的积累，越来越多智能投影系统被设计和??开发出来。系统中，除了最为常见的摄像机和计算机，更多外设和传感器逐渐被??集成到系统中（如射频感应设备、重力传感器、红外传感器、深度传感器、体感??传感器等），功能也越来越丰富。??Ｒａｓｋａｒ等人在２００３前后年设计并实现了一套能够自动感知投影表面几何形态??的智能投影系统ｉＬａｍｐｓ?［力。该智能投影系统在几何校正方面考虑的是让投影画??面像墙纸一样能“贴合”在非平面上
现实体验的智能投影系统。该系统由多个单元构成，每个单元均包含一台深度摄??像机、一台大视角投影机和一台ＰＣ机，可以部署在室内的多个位置，形成分布??的可伸缩系统以适应不同大小的场景（图２．５）。这个系统既能自动生成室内表面的??几何信息，还能在室内投射无缝的内容达到增强现实的效果。通过分布式的框??架，采用基于光流法的粒子跟踪算法２８］，可以捕捉和分析用户的动作，与投影??内容产生互动。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多通道视景仿真投影系统交互式几何校正技术[J]. 孙芳. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(09)
[2]多投影显示系统结构光几何校正算法[J]. 肖朝,杨红雨,梁海军,季玉龙,李新胜. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(06)
[3]基于光照强度的PIN光电二极管响应时间分析[J]. 初宁,曹立军,黄威. 传感技术学报. 2013(01)
[4]针对多投影仪显示墙画面校正的图像对准技术[J]. 张军,王邦平,李晓峰. 中国图象图形学报. 2011(02)
[5]基于数码相机参数还原的多屏拼接几何校正技术[J]. 黄淼,周志光,陶煜波,林海. 计算机辅助设计与图形学学报. 2010(10)
[6]一种实用的多投影仪显示墙色彩校正方法[J]. 张军,王邦平,易成,李晓峰,李辉. 计算机应用. 2009(04)
[7]多投影显示墙的几何校正[J]. 王修晖,杨海波,林海. 计算机辅助设计与图形学学报. 2008(06)
[8]面向多投影显示墙的画面校正技术[J]. 王修晖,华炜,林海,鲍虎军. 软件学报. 2007(11)
[9]普适计算模式下的人机交互[J]. 徐光祐,陶霖密,史元春,张翔. 计算机学报. 2007(07)
[10]面向多投影显示墙的手势交互系统设计与实现[J]. 王修晖,华炜,鲍虎军. 计算机辅助设计与图形学学报. 2007(03)
博士论文
[1]基于投影图像自适应校正方法的智能投影系统研究[D]. 朱博.浙江大学 2013
硕士论文
[1]多投影仪拼接显示系统[D]. 黄淼.浙江大学 2010
本文编号：2989863
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１：未来办公室构想图［１］??１２４１一??
圖ｆ??５?壽??图２．１：未来办公室构想图［１］??觉的投影几何校正方法；Ｐｉｎｈａｎｅｚ在２００１年提出的Ｅｖｅｒｙｗｈｅｒｅ?Ｄｉｓｐｌａｙｓ１２４１则进一??步考虑了大范围的普适显示需求，利用可旋转反射镜片实现了单台投影机多投??影面的投影应用，并且提出了借助摄像机进行投影交互的方案；Ｓｕｋｔｈａｎｋａｒ等人??在２００２年设计并实现的基于投影的智能演示系统［２５］开始采用计算机视觉手段（平??面间的单应）来实现投影几何校正和交互，并应用在投影演示场景。总的来说，??那段时期及更早前的智能投影系统受限于硬件设备、理论准备、实践经验等因??素，还相对初级。??随着硬件设备的发展，理论和经验的积累，越来越多智能投影系统被设计和??开发出来。系统中，除了最为常见的摄像机和计算机，更多外设和传感器逐渐被??集成到系统中（如射频感应设备、重力传感器、红外传感器、深度传感器、体感??传感器等），功能也越来越丰富。??Ｒａｓｋａｒ等人在２００３前后年设计并实现了一套能够自动感知投影表面几何形态??的智能投影系统ｉＬａｍｐｓ?［力。该智能投影系统在几何校正方面考虑的是让投影画??面像墙纸一样能“贴合”在非平面上
现实体验的智能投影系统。该系统由多个单元构成，每个单元均包含一台深度摄??像机、一台大视角投影机和一台ＰＣ机，可以部署在室内的多个位置，形成分布??的可伸缩系统以适应不同大小的场景（图２．５）。这个系统既能自动生成室内表面的??几何信息，还能在室内投射无缝的内容达到增强现实的效果。通过分布式的框??架，采用基于光流法的粒子跟踪算法２８］，可以捕捉和分析用户的动作，与投影??内容产生互动。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]多通道视景仿真投影系统交互式几何校正技术[J]. 孙芳. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(09)
[2]多投影显示系统结构光几何校正算法[J]. 肖朝,杨红雨,梁海军,季玉龙,李新胜. 计算机辅助设计与图形学学报. 2013(06)
[3]基于光照强度的PIN光电二极管响应时间分析[J]. 初宁,曹立军,黄威. 传感技术学报. 2013(01)
[4]针对多投影仪显示墙画面校正的图像对准技术[J]. 张军,王邦平,李晓峰. 中国图象图形学报. 2011(02)
[5]基于数码相机参数还原的多屏拼接几何校正技术[J]. 黄淼,周志光,陶煜波,林海. 计算机辅助设计与图形学学报. 2010(10)
[6]一种实用的多投影仪显示墙色彩校正方法[J]. 张军,王邦平,易成,李晓峰,李辉. 计算机应用. 2009(04)
[7]多投影显示墙的几何校正[J]. 王修晖,杨海波,林海. 计算机辅助设计与图形学学报. 2008(06)
[8]面向多投影显示墙的画面校正技术[J]. 王修晖,华炜,林海,鲍虎军. 软件学报. 2007(11)
[9]普适计算模式下的人机交互[J]. 徐光祐,陶霖密,史元春,张翔. 计算机学报. 2007(07)
[10]面向多投影显示墙的手势交互系统设计与实现[J]. 王修晖,华炜,鲍虎军. 计算机辅助设计与图形学学报. 2007(03)
博士论文
[1]基于投影图像自适应校正方法的智能投影系统研究[D]. 朱博.浙江大学 2013
硕士论文
[1]多投影仪拼接显示系统[D]. 黄淼.浙江大学 2010
本文编号：2989863
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