近年來,隨著處理器芯片、光電子技術(shù)的高速發(fā)展,在可視化顯示、人工智能、人機(jī)交互等技術(shù)的推動(dòng)下,智能投影系統(tǒng)日漸普及。傳統(tǒng)投影機(jī)作為一種單純的顯示設(shè)備,以往主要應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、教育等行業(yè)中;而智能投影系統(tǒng),集成了性能更強(qiáng)的處理器芯片和光電子系統(tǒng),再加上感知、通信、交互等功能,其應(yīng)用領(lǐng)域大大超過了傳統(tǒng)投影機(jī),有望成為合適的普適顯示設(shè)備。本文從普適顯示中最關(guān)鍵的“可視化”和“交互”技術(shù)出發(fā),研究了智能投影系統(tǒng)的幾何校正和交互技術(shù),包括投影系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)定方法、靜態(tài)及動(dòng)態(tài)投影幾何校正方法、基于光學(xué)傳感器的投影幾何校正方法,并在上述基礎(chǔ)上,探索并開發(fā)了若干交互式投影應(yīng)用。本文的主要研究內(nèi)容和貢獻(xiàn)包括:1、研究了一種基于格雷碼結(jié)構(gòu)光的投影系統(tǒng)標(biāo)定方法。該方法在棋盤格標(biāo)定板投射互補(bǔ)格雷碼結(jié)構(gòu)光序列,采用創(chuàng)新的格雷碼提取和解碼算法,能夠準(zhǔn)確計(jì)算出棋盤格標(biāo)定板角點(diǎn)在投影機(jī)像平面內(nèi)的對應(yīng)點(diǎn)的2D坐標(biāo),從而為投影機(jī)的標(biāo)定提供了精確的3D-2D對應(yīng)點(diǎn)集。在此基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了攝像機(jī)、投影機(jī)的內(nèi)外參數(shù)的幾何標(biāo)定。該方法的最大特點(diǎn)是能夠同時(shí)標(biāo)定攝像機(jī)和投影機(jī)的內(nèi)外參數(shù),且投影機(jī)的標(biāo)定精度不受攝像機(jī)的標(biāo)定精度誤差影響,具... 

【文章來源】：上海大學(xué)上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１：未來辦公室構(gòu)想圖［１］??１２４１一??

圖ｆ??５?壽??圖２．１：未來辦公室構(gòu)想圖［１］??覺的投影幾何校正方法；Ｐｉｎｈａｎｅｚ在２００１年提出的Ｅｖｅｒｙｗｈｅｒｅ?Ｄｉｓｐｌａｙｓ１２４１則進(jìn)一??步考慮了大范圍的普適顯示需求，利用可旋轉(zhuǎn)反射鏡片實(shí)現(xiàn)了單臺(tái)投影機(jī)多投??影面的投影應(yīng)用，并且提出了借助攝像機(jī)進(jìn)行投影交互的方案；Ｓｕｋｔｈａｎｋａｒ等人??在２００２年設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的基于投影的智能演示系統(tǒng)［２５］開始采用計(jì)算機(jī)視覺手段（平??面間的單應(yīng)）來實(shí)現(xiàn)投影幾何校正和交互，并應(yīng)用在投影演示場景�？偟膩碚f，??那段時(shí)期及更早前的智能投影系統(tǒng)受限于硬件設(shè)備、理論準(zhǔn)備、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等因??素，還相對初級。??隨著硬件設(shè)備的發(fā)展，理論和經(jīng)驗(yàn)的積累，越來越多智能投影系統(tǒng)被設(shè)計(jì)和??開發(fā)出來。系統(tǒng)中，除了最為常見的攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)，更多外設(shè)和傳感器逐漸被??集成到系統(tǒng)中（如射頻感應(yīng)設(shè)備、重力傳感器、紅外傳感器、深度傳感器、體感??傳感器等），功能也越來越豐富。??Ｒａｓｋａｒ等人在２００３前后年設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套能夠自動(dòng)感知投影表面幾何形態(tài)??的智能投影系統(tǒng)ｉＬａｍｐｓ?［力。該智能投影系統(tǒng)在幾何校正方面考慮的是讓投影畫??面像墻紙一樣能“貼合”在非平面上

現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的智能投影系統(tǒng)。該系統(tǒng)由多個(gè)單元構(gòu)成，每個(gè)單元均包含一臺(tái)深度攝??像機(jī)、一臺(tái)大視角投影機(jī)和一臺(tái)ＰＣ機(jī)，可以部署在室內(nèi)的多個(gè)位置，形成分布??的可伸縮系統(tǒng)以適應(yīng)不同大小的場景（圖２．５）。這個(gè)系統(tǒng)既能自動(dòng)生成室內(nèi)表面的??幾何信息，還能在室內(nèi)投射無縫的內(nèi)容達(dá)到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的效果。通過分布式的框??架，采用基于光流法的粒子跟蹤算法２８］，可以捕捉和分析用戶的動(dòng)作，與投影??內(nèi)容產(chǎn)生互動(dòng)。??１０??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]多投影顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)光幾何校正算法[J]. 肖朝,楊紅雨,梁海軍,季玉龍,李新勝.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[3]基于光照強(qiáng)度的PIN光電二極管響應(yīng)時(shí)間分析[J]. 初寧,曹立軍,黃威.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(01)
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[5]基于數(shù)碼相機(jī)參數(shù)還原的多屏拼接幾何校正技術(shù)[J]. 黃淼,周志光,陶煜波,林海.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2010(10)
[6]一種實(shí)用的多投影儀顯示墻色彩校正方法[J]. 張軍,王邦平,易成,李曉峰,李輝.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2009(04)
[7]多投影顯示墻的幾何校正[J]. 王修暉,楊海波,林海.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2008(06)
[8]面向多投影顯示墻的畫面校正技術(shù)[J]. 王修暉,華煒,林海,鮑虎軍.  軟件學(xué)報(bào). 2007(11)
[9]普適計(jì)算模式下的人機(jī)交互[J]. 徐光祐,陶霖密,史元春,張翔.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2007(07)
[10]面向多投影顯示墻的手勢交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 王修暉,華煒,鮑虎軍.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2007(03)

博士論文
[1]基于投影圖像自適應(yīng)校正方法的智能投影系統(tǒng)研究[D]. 朱博.浙江大學(xué) 2013

碩士論文
[1]多投影儀拼接顯示系統(tǒng)[D]. 黃淼.浙江大學(xué) 2010



本文編號：2989863