一种智能旋转式投影仪及其自动校正方法技术

本发明专利技术公开了一种智能旋转式投影仪及其自动校正方法，包括中央处理器、摄像头、遮光罩和投影镜头，所述摄像头、球形旋转接头与中央处理器组成投影镜头的自动旋转装置，所述激光测距传感器、自动焦距环、自动光圈环与中央处理器组成投影镜头的自动调焦调光装置。本发明专利技术通过激光测距传感器、自动焦距环、自动光圈环与中央处理器自动调节投影镜头的焦距和光圈；通过摄像头、小滚轮、球形旋转接头与中央处理器组成投影镜头的自动旋转装置自动调节投影镜头方位，实现光学梯形校正，因此，发明专利技术提供的自动校正方法具有高清晰度、高精度、高速度的特点。

Intelligent rotary projector and automatic correcting method thereof

The invention discloses an intelligent rotary projector and automatic calibration method, including central processor, camera, lens hood and a projection lens, automatic rotating device and the camera, spherical rotating joint and the central processing unit of the projection lens, automatic focusing light adjusting device of the laser ranging sensor, automatic focus, automatic aperture ring ring with the central processor consists of a projection lens. The invention of the laser ranging sensor, automatic focus, automatic aperture ring ring and the central processor to automatically adjust the projection lens focal length and aperture; projection lens range automatic adjustment automatic rotating device through the camera, small spherical roller, rotary joint and the central processor consists of a projection lens, optical trapezoidal correction, therefore, the invention provides automatic correction the method has high resolution, high accuracy and high speed characteristics.

【技术实现步骤摘要】
一种智能旋转式投影仪及其自动校正方法
本专利技术属于机器视觉及自动化
，尤其涉及一种智能旋转式投影仪及其自动校正方法。
技术介绍
当今社会，投影仪已被广泛应用于教学、商务、娱乐等领域。现阶段通用的投影仪存在有以下缺点：1、为了保证投影效果，投影仪的摆放方向需尽可能垂直于投影屏幕，否则将产生梯形画面，尽管可以采用数字梯形校正的方法对投影前的图像进行形状调整和补偿，但在图像精度要求较高的应用中，图像经校正后，画面中的一些线条及字符边缘会出现毛刺和不平滑现象，导致图像稍有失真，如CAD、Matlab、ProtelDXP等图形的显示；2、当投影仪失焦时，需要手动调节焦距环进行对焦，此方法不仅调节精度有限，而且操作受到投影仪放置空间的影响。因此，如何有效解决以上问题是投影仪产业的技术难题。机器视觉是一项融合了数字图像处理、机械、控制、计算机软硬件等技术的综合技术，它是20世纪70年代在遥感图像处理和医学图像处理技术成功应用的基础上逐渐兴起的，是图像处理的一个分支学科。应用机器视觉进行检测与校正的最大优点是具有实时性、鲁棒性、可靠性、准确性等特点。因此，利用机器视觉进行投影图像的校正是一种非常有效的途径。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种对图像采集、识别与处理后，自动实现光学梯形校正，并自动调节焦距和光圈的智能投影仪及其自动校正方法。本专利技术所采用技术方案是：一种智能旋转式投影仪，其特征在于：包括中央处理器、摄像头、遮光罩和投影镜头，所述遮光罩内有球形旋转接头，所述球形旋转接头的一端通过小滚轮与遮光罩相连接，另一端设有投影镜头，所述投影镜头设有自动焦距环和自动光圈环；所述摄像头下方设有一激光测距传感器，所述摄像头、球形旋转接头与中央处理器组成投影镜头的自动旋转装置，所述激光测距传感器、自动焦距环、自动光圈环与中央处理器组成投影镜头的自动调焦调光装置。所述小滚轮为8个，且按滚动方向分为上-下、左-右、左上-右下、右上-左下4组。本专利技术智能旋转式投影仪采用的自动校正方法，包括以下步骤：1)由激光测距传感器测量投影仪与屏幕之间的距离；2)通过中央处理器控制自动焦距环和自动光圈环自动调节焦距和光圈；3)摄像头拍摄屏幕图像，并将图像传输至中央处理器；4)中央处理器进行图像识别与处理；5)中央处理器根据步骤4）的结果，控制小滚轮及球形旋转接头的转动，从而调节镜头方位，实现光学梯形校正。步骤4）的具体内容如下：对摄像头传输过来的屏幕图像，首先进行阈值二值化处理，得到二值化图像；接着采用直方图均衡化方法对二值化图像进行处理，得到对比度增强的图像，使边缘更加清晰化；然后使用Sobel算子对增强后的二值化图像进行边缘检测；接着使用Radon变换提取边框轮廓，从而得到屏幕图像的轮廓；再对屏幕图像的轮廓进行归一化，最后使用相似度算法计算出该轮廓与矩形的相似度值。步骤5）的具体内容如下：通过滚动方向为上-下、左-右、左上-右下、右上-左下的4组滚轮带动球形旋转接头调节投影镜头方位，调节后再次通过循环步骤4的检测，使得屏幕轮廓图像在每组方向上都取得与矩形相似度的最大值，重复以上的调节和检测，当屏幕图像的轮廓与矩形的相似度大于95%，光学梯形校正完毕。本专利技术通过激光测距传感器、自动焦距环、自动光圈环与中央处理器自动调节投影镜头的焦距和光圈；通过摄像头、小滚轮、球形旋转接头与中央处理器组成投影镜头的自动旋转装置自动调节投影镜头方位，实现光学梯形校正，因此，专利技术提供的自动校正方法具有高清晰度、高精度、高速度的特点。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的正面示意图；图3为本专利技术的工作流程图；图中：1、激光测距传感器；2、摄像头；3、投影镜头；4、遮光罩；5、中央处理器；6、球形旋转接头；7、外壳；8、小滚轮；9、自动焦距环；10、自动光圈环。具体实施方式下面结合附图对专利技术进行详细说明，但是本专利技术不仅限于以下具体实施方式。从图1、2可知，本专利技术为一种智能旋转式投影仪自动校正装置，包括中央处理器、摄像头、遮光罩和投影镜头，所述遮光罩内有球形旋转接头，所述球形旋转接头的一端通过8个小滚轮与遮光罩相连接，另一端设有投影镜头，其中8个小滚轮按滚动方向分为上-下、左-右、左上-右下、右上-左下4组。所述投影镜头设有自动焦距环和自动光圈环；所述摄像头下方设有一激光测距传感器，所述摄像头、球形旋转接头与中央处理器组成投影镜头的自动旋转装置，所述激光测距传感器、自动焦距环、自动光圈环与中央处理器组成投影镜头的自动调焦调光装置。从图3本专利技术的工作流程图可知，本专利技术的使用过程如下：1、激光测距传感器测量投影仪与屏幕之间的距离；2、中央处理器控制自动焦距环和自动光圈环自动调节焦距和光圈；3、摄像头获取屏幕图像，并将图像传输至中央处理器；4、对摄像头传输过来的屏幕图像，首先进行阈值二值化处理，得到二值化图像；接着采用直方图均衡化方法对二值化图像进行处理，得到对比度增强的图像，使边缘更加清晰化；然后使用Sobel算子对增强后的二值化图像进行边缘检测；接着使用Radon变换提取边框轮廓，从而得到屏幕图像的轮廓；再对屏幕图像的轮廓进行归一化，最后使用相似度算法计算出该轮廓与矩形的相似度值；5、中央处理器根据步骤4的结果，通过滚动方向为上-下、左-右、左上-右下、右上-左下的4组滚轮带动球形旋转接头调节投影镜头方位，调节后再次通过循环步骤4的检测，使得屏幕轮廓图像在每组方向上都取得与矩形相似度的最大值，重复以上的调节和检测，当屏幕图像的轮廓与矩形的相似度大于95%，光学梯形校正完毕。本专利技术所述的实例，仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行的描述，并非对本专利技术构思和范围进行限定，在不脱离本专利技术设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本专利技术的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本专利技术的保护范围，本专利技术请求保护的
技术实现思路
，已经全部记载在权利要求书中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能旋转式投影仪，其特征在于：包括中央处理器、摄像头、遮光罩和投影镜头，所述遮光罩内有球形旋转接头，所述球形旋转接头的一端通过小滚轮与遮光罩相连接，另一端设有投影镜头，所述投影镜头设有自动焦距环和自动光圈环；所述摄像头下方设有一激光测距传感器，所述摄像头、球形旋转接头与中央处理器组成投影镜头的自动旋转装置，所述激光测距传感器、自动焦距环、自动光圈环与中央处理器组成投影镜头的自动调焦调光装置。

【技术特征摘要】
1.一种智能旋转式投影仪，其特征在于：包括中央处理器、摄像头、遮光罩和投影镜头，所述遮光罩内有球形旋转接头，所述球形旋转接头的一端通过小滚轮与遮光罩相连接，另一端设有投影镜头，所述投影镜头设有自动焦距环和自动光圈环；所述摄像头下方设有一激光测距传感器，所述摄像头、球形旋转接头与中央处理器组成投影镜头的自动旋转装置，所述激光测距传感器、自动焦距环、自动光圈环与中央处理器组成投影镜头的自动调焦调光装置。2.根据权利要求1所述的智能旋转式投影仪，其特征在于：所述小滚轮为8个，且按滚动方向分为上-下、左-右、左上-右下、右上-左下4组。3.一种智能旋转式自动投影仪的自动校正方法，其特征在于包括如下步骤：1)由激光测距传感器测量投影仪与屏幕之间的距离；2)通过中央处理器控制自动焦距环和自动光圈环自动调节焦距和光圈；3)摄像头拍摄屏幕图像，并将图像传输至中央处理器；4)中央处理器进行图像识别与处理；5)中央处理器根据步骤4）的结果，控...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂兵，雷霜霜，何伟，谢辅友，周承乐，向旺，吴健辉，张勇，李文滔，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43