專利名稱：一種基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正方法，具體涉及一種虛擬現(xiàn)實和影視娛樂領域的基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正方法，屬于計算機網(wǎng)絡集群和大屏幕拼接顯示技術領域。
背景技術：
多通道投影通常有兩種實現(xiàn)方法，硬件實現(xiàn)方法和軟件實現(xiàn)方法。硬件實現(xiàn)方法速度快但價格昂貴，且靈活性不足，很難在原系統(tǒng)基礎上根據(jù)具體需求進行二次開發(fā)；軟件實現(xiàn)方法利用消費級PC組成計算機集群網(wǎng)絡，價格低廉，通過軟件實現(xiàn)多通道投影的拼接校正與融合，靈活性高，可以很容易的根據(jù)具體需求進行各種二次開發(fā)實踐；由于多通道投影系統(tǒng)的特殊性，控制臺一般距投影屏幕的距離較遠，幾何校正過程通常需要至少兩人參與，其中一人在控制臺操作校正軟件，另一人站于投影屏幕前觀察校正效果并告知另一人需要進行調(diào)整的通道、插值點、以及插值點的移動方向，兩人通常由于缺乏默契而導致誤操作，校正過程費時費力，用戶體驗較差。目前的智能移動終端如Android智能手機、Android平板電腦、iPhone, iPad等大都配置了 600MHz以上的CPU，512M以上的RAM，以及3. 5英寸800*480分辨率以上電容式觸摸屏，并配備有WIFI無線模塊以及可擴展存儲的SD卡，并支持豐富的第三方軟件安裝，給用戶帶來了很好的使用體驗，Android系統(tǒng)和iOS系統(tǒng)提供了供開發(fā)者進行應用程序開發(fā)所需的豐富的接口和開發(fā)工具，這些軟硬件條件給我們基于智能移動終端進行工程應用提供了可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正方法，以解決現(xiàn)有的多通道投影幾何校正過程需要多人同時操作，誤操作多，費時費力，用戶體驗差等問題。本發(fā)明一種基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正方法，包括如下步驟(一)啟動系統(tǒng)中的所有設備，包括投影機、計算機網(wǎng)絡集群中的主控機和受控機、無線路由器以及智能移動終端，將智能移動終端通過WIFI和無線路由器接入計算機集群網(wǎng)絡；( 二)用戶手持智能移動終端站在拼接屏幕的前方，打開智能移動終端中的幾何校正輔助軟件，軟件初始化過程中檢測移動終端是否能與計算機集群網(wǎng)絡中的計算機進行正常通信，開始幾何校正過程；(三)運行各受控機上的幾何校正軟件，在投影幕上顯示個投影通道內(nèi)的插值點、 輔助線和輔助校正幾何圖案(可以是數(shù)字、圖形等)，用戶通過觀察投影屏幕上相鄰投影通道重疊區(qū)域內(nèi)的插值點、輔助線以及輔助校正幾何圖案的對齊情況確定要進行校正的投影通道，并在智能移動終端的幾何校正輔助軟件界面進行選擇，同時在輔助軟件界面顯示該投影通道的所有插值點；(四)用戶通過智能移動終端選擇該通道內(nèi)需要調(diào)整的插值點，通過觸控上下左右四個按鈕調(diào)整被選取插值點的屏幕坐標與另一投影通道的插值點重合，按下確認按鈕后由受控機進行投影面的重新計算并保存計算結果；如果校正效果未達到要求而需要進行更為精細的幾何校正，可以通過增加通道內(nèi)插值點的數(shù)量來實現(xiàn)微調(diào)，即幾何校正結果的精細度是與通道內(nèi)插值點成正相關的；(五)其他拼接處的幾何校正過程通過重復步驟(三)和步驟(四)來完成，直到所有幾何校正完成后，用戶手動退出智能移動終端和受控機的幾何校正軟件。其中，所述的智能移動終端為目前主流配置的Andro i d智能手機、Andro i d平板電腦、iPhone, iPad等具備WIFI無線模塊支持安裝第三方應用軟件的移動終端。其中，所述的無線路由器提供至少主控機和受控機數(shù)量總和的LAN接口，主控機和受控機通過這些接口進行互聯(lián)，智能移動終端通過WIFI接入計算機集群網(wǎng)絡與集群網(wǎng)絡中的計算機互聯(lián)。其中，所述的安裝于智能移動終端上的幾何校正軟件起到輔助進行幾何校正的作用，提供直觀人性化的用戶界面，投影面的重新計算由集群中的受控機完成。其中，所述的智能移動終端上的幾何校正軟件功能包括投影通道的選擇、插值點的顯示與選擇、插值點的上下左右移動、增加插值點、應用與撤銷插值點移動等功能。其中，所述用戶在智能移動終端上通過觸控移動插值點的過程，同時在大屏幕上實時更新新的插值點的位置，實時性達到所見即所得的效果。其中，所述的拼接屏幕可以是平面幕、環(huán)幕、球面幕中的任一種。其中，所述的整個幾何校正過程由一個用戶手持智能移動終端站于拼接屏幕的前方即可完成。本發(fā)明一種基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正方法，其優(yōu)點及功效在于通過使用智能移動終端通過WIFI接入計算機集群網(wǎng)絡進行輔助幾何校正，使得整個幾何校正過程由一個用戶手持智能移動終端站于拼接屏幕的前方即可完成，方便快捷；安裝于智能移動終端中的幾何校正軟件具有人性化的用戶界面，操作簡單，并通過增加觸感反饋提供良好的用戶體驗。整個方案的核心技術采用軟件實現(xiàn)，智能移動終端和無線路由器為日常所用，不需購置特殊的硬件設備，因此在提供良好的用戶體驗的同時并沒有增加整個系統(tǒng)的成本。


圖1是本發(fā)明所提出的基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正系統(tǒng)的系統(tǒng)組成示意圖。圖2是本發(fā)明所提出的安裝于智能移動終端的幾何校正軟件用戶界面示意圖。圖3是本發(fā)明所提出的基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正流程圖。圖4是本發(fā)明中開發(fā)的安裝于智能移動終端的幾何校正軟件流程圖。圖5是本發(fā)明中開發(fā)的安裝于各受控機的幾何校正軟件流程圖。圖1中具體標號如下
1、2、3計算機集群網(wǎng)絡中的受控機(圖中只畫出了三臺，隨通道數(shù)增加)4主控機5、6、7投影儀(圖中只畫出了三臺，隨通道數(shù)增加，如需支持立體模式，則數(shù)量加倍)8無線路由器9智能移動終端10智能移動終端通過WIFI接入計算機集群網(wǎng)絡11大屏幕12主控機和受控機通過網(wǎng)線接入計算機集群網(wǎng)絡13、14、15 連接線圖2中具體標號如下A選擇要進行調(diào)整的通道數(shù)B插值點的顯示選擇區(qū)域C插值點的移動方向鍵D應用本次移動E撤銷本次移動F增加通道內(nèi)的插值點
具體實施例方式
下面結合附圖，對本發(fā)明的技術方案做進一步的說明。如圖1所示，發(fā)明方法中使用的硬件設備包括智能移動終端9、計算機(其中包括計算機集群網(wǎng)絡中的受控機1、2、3，以及主控機4)、投影儀5、6、7、無線路由器8、大屏幕 11等，受控機1、2、3通過連接線13、14、15與投影儀5、6、7相連；。整個系統(tǒng)使用智能移動終端作為前臺用戶接口，將用戶交互產(chǎn)生的幾何校正數(shù)據(jù)實時傳送到集群中的計算機進行投影面的重新計算并在大屏幕上實時顯示。無線路由器既要通過LAN接口將主控機和受控機互聯(lián)，滿足它們之間實時快速信息交換的需求，又要通過無線網(wǎng)絡滿足幾何校正時移動終端通過WIFI接入計算機集群網(wǎng)絡的需求。如果需要支持被動立體模式，需要偏振光片、 被動立體顯示屏幕和被動立體眼鏡等設備，此時系統(tǒng)中的投影機數(shù)量也加倍，對應于左右眼的兩幅圖像經(jīng)過偏振光片的過濾，通過被動立體屏幕反射之后，再經(jīng)過被動立體眼鏡中左右眼的偏振光片選擇對應的圖像，使左右眼分別看到與之對應的圖像，從而實現(xiàn)立體功能。發(fā)明方法中使用的軟件平臺包括操作系統(tǒng)(Windows或者Linux操作系統(tǒng))、網(wǎng)卡以及顯卡對應的驅(qū)動程序等已有通用軟件技術平臺和基于OpenGL自主開發(fā)的安裝于每臺受控機上的幾何校正軟件、基于Android或iOS自主開發(fā)的安裝于智能移動終端上的多通道投影幾何校正輔助軟件。發(fā)明方法中，系統(tǒng)運行的操作方法如下首先啟動系統(tǒng)中的所有設備，包括投影機、計算機網(wǎng)絡集群中的主控機和受控機、無線路由器以及智能移動終端，運行各臺受控機上的幾何校正程序，將智能移動終端通過WIFI和無線路由器接入計算機集群網(wǎng)絡；然后由用戶手持智能移動終端站于拼接屏幕的前方，打開智能移動終端中的幾何校正軟件，軟件初始化過程中檢測移動終端是否能與計算機集群網(wǎng)絡中的計算機進行正常通信，開始幾何校正過程；用戶然后通過觀察投影屏幕上的插值點以及輔助線的對齊情況確定要進行校正的投影通道，并在智能移動終端的幾何校正輔助軟件界面進行選擇，同時在輔助軟件界面顯示該投影通道的全部插值點；用戶通過智能移動終端選擇該通道內(nèi)需要調(diào)整的插值點， 通過觸控上下左右四個按鈕調(diào)整插值點的屏幕坐標與另一投影通道的插值點重合，按下確認按鈕后由受控機進行投影面的重新計算并保存計算結果；如果校正效果未達到要求而需要進行更為精細的幾何校正，可以通過增加通道內(nèi)的插值點數(shù)量來實現(xiàn)微調(diào)；其他投影通道的幾何校正過程通過重復上述步驟來完成，直到所有通道幾何校正完成后，用戶手動退出智能移動終端和受控機的幾何校正軟件。圖1是基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正系統(tǒng)的系統(tǒng)組成示意圖。 圖中受控機1、2、3和主控機4通過網(wǎng)線連接到無線路由器8，組成一個計算機集群網(wǎng)絡，智能移動終端9通過WIFI接入集群網(wǎng)絡10。操作者通過智能移動終端幾何校正軟件來實現(xiàn)通道的選取、插值點的選取和移動等操作，并將插值點調(diào)整的結果傳送到受控機，在大屏幕上實時更新顯示，然后由受控機進行投影面的重新計算，完成一次幾何校正過程。圖2是安裝于智能移動終端的幾何校正軟件用戶界面示意圖。圖示為三通道的投影系統(tǒng)幾何校正用戶界面，可以方便的擴展到N個通道；用戶每次只能選擇一個通道進行操作A，用戶通過觸控來選擇要調(diào)整的插值點，被選擇的插值點以另外一種顏色標記顯示 B，通過觸控方向鍵C來移動插值點，同時移動終端開啟觸感反饋，提示用戶插值點的移動已經(jīng)生效；點擊確定按鈕D后由該通道對應的受控機對投影面進行重新計算，如需對投影面進行更加精細的調(diào)整，通過觸控左邊的按鈕F增加通道內(nèi)的插值點數(shù)量，如對本次調(diào)整的結果不滿意可以通過觸控撤銷按鈕E撤銷本次移動。圖3是本發(fā)明所提出的基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正流程圖。 系統(tǒng)運行時，首先啟動系統(tǒng)中的所有設備，包括投影機、計算機網(wǎng)絡集群中的主控機和受控機、無線路由器以及智能移動終端，運行各臺受控機上的幾何校正程序，將智能移動終端通過WIFI和無線路由器接入計算機集群網(wǎng)絡；然后由用戶手持智能移動終端站于拼接屏幕的前方，打開智能移動終端中的幾何校正輔助軟件，軟件初始化過程中檢測移動終端是否能與計算機集群網(wǎng)絡中的計算機進行正常通信，開始幾何校正過程；用戶然后通過觀察投影屏幕上的插值點以及輔助線的對齊情況確定要進行校正的投影通道，并在智能移動終端的幾何校正輔助軟件界面進行選擇，同時在輔助軟件界面顯示該投影通道的全部插值點； 用戶通過智能移動終端選擇該通道內(nèi)需要調(diào)整的插值點，通過觸控上下左右四個按鈕調(diào)整插值點的屏幕坐標與另一投影通道的插值點重合，按下確認按鈕后由受控機進行投影面的重新計算并保存計算結果；如果校正效果未達到要求而需要進行更為精細的幾何校正，可以通過增加通道內(nèi)插值點的數(shù)量來實現(xiàn)微調(diào)；其他拼接處的幾何校正過程通過重復上述步驟來完成，直到所有幾何校正完成后，退出智能移動終端和受控機的幾何校正軟件。圖4是本發(fā)明中開發(fā)的安裝于智能移動終端的幾何校正軟件流程圖。軟件流程描述如下(1)使用者首先通過本軟件選取待調(diào)整的投影通道，然后會在軟件界面顯示通道內(nèi)所有的插值點、輔助線和輔助幾何圖案；(2)使用者根據(jù)相鄰通道插值點、輔助線和輔助幾何圖案的對齊情況選取待調(diào)整的插值點，同時將被選取插值點的編號通過網(wǎng)絡發(fā)送給受控機；C3)用戶通過操作移動按鈕移動被選取插值點的位置，同時將插值點的位移數(shù)據(jù)發(fā)送給受控機，在受控機上實時更新顯示；(4)直到插值點位移調(diào)整結束，向受控機發(fā)送計算新投影面的指令；(5)檢查校正精細程度是否滿足要求，如果滿足，則選取下一個通道進行校正，如果不滿足，則增加通道內(nèi)的插值點的數(shù)目，重復過程(2)、(3)和；重復上述過程，直到所有通道校正完畢退出軟件。圖5是本發(fā)明中開發(fā)的安裝于各受控機的幾何校正軟件流程圖。軟件流程描述如下(1)接收智能移動終端發(fā)來的被選取插值點的編號數(shù)據(jù)，高亮顯示被選取插值點；(2) 接收智能移動終端傳回的插值點的位移數(shù)據(jù)，并實時更新插值點的位置；(3)如果收到計算新投影面的指令，則根據(jù)通道內(nèi)所有插值點的當前坐標值計算新投影面，并將計算結果保存到本地；重復以上過程直到該通道校正完畢。本發(fā)明通過智能移動終端實現(xiàn)了交互式的多通道投影幾何校正，通過使用智能移動終端通過WIFI接入計算機集群網(wǎng)絡進行輔助幾何校正，使得整個幾何校正過程由一個用戶手持智能移動終端站于拼接屏幕的前方即可完成，方便快捷；安裝于智能移動終端中的幾何校正軟件具有人性化的用戶界面，操作簡單，并通過觸感反饋等智能終端的特性提供良好的用戶體驗。整個方案的核心技術采用軟件實現(xiàn)，智能移動終端和無線路由器為日常所用，不需購置特殊的硬件設備，因此在提供良好的用戶體驗的同時并沒有增加整個系統(tǒng)的成本。
權利要求
1.一種基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正方法，其特征在于該方法包括如下步驟(一)啟動系統(tǒng)中的所有設備，包括投影機、計算機網(wǎng)絡集群中的主控機和受控機、無線路由器以及智能移動終端，將智能移動終端通過WIFI和無線路由器接入計算機網(wǎng)絡；(二)用戶手持智能移動終端站于拼接屏幕的前方，打開智能移動終端中的幾何校正輔助軟件，軟件初始化過程中檢測移動終端是否能與計算機集群網(wǎng)絡中的計算機進行正常通信，開始幾何校正過程；(三)運行各受控機上的幾何校正軟件，在投影幕上顯示個投影通道內(nèi)的插值點、輔助線和輔助校正幾何圖案，用戶通過觀察投影屏幕上相鄰投影通道重疊區(qū)域內(nèi)的插值點、輔助線以及輔助校正幾何圖案的對齊情況確定要進行校正的投影通道，并在智能移動終端的幾何校正輔助軟件界面進行選擇，同時在輔助軟件界面顯示該投影通道的所有插值點；(四)用戶通過智能移動終端選擇該通道內(nèi)需要調(diào)整的插值點，通過觸控上下左右四個按鈕調(diào)整插值點的屏幕坐標與另一投影面相應的插值點重合，按下確認按鈕后由受控機進行投影面的重新計算并保存計算結果；如果校正效果未達到要求而需要進行更為精細的幾何校正，可以通過增加通道內(nèi)插值點的數(shù)量來實現(xiàn)微調(diào)，即幾何校正結果的精細度是與通道內(nèi)插值點成正相關的；(五)其他拼接處的幾何校正過程通過重復步驟(三)和步驟(四)來完成，直到所有幾何校正完成后，用戶手動退出運行于智能移動終端和受控機的幾何校正軟件。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正方法，其特征在于在多通道投影幾何校正中使用智能移動終端來輔助幾何校正，所述的智能移動終端為目前主流配置的Android智能手機、Android平板電腦、iPhone、iPad等具備WIFI無線模塊且支持安裝第三方應用軟件的移動終端。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正方法，其特征在于所述的無線路由器提供至少主控機和受控機數(shù)量總和的LAN接口，主控機和受控機通過這些接口進行互聯(lián)，智能移動終端通過WIFI接入計算機集群網(wǎng)絡與集群計算機互聯(lián)。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正方法，其特征在于所述的拼接屏幕是平面幕、環(huán)幕、球面幕中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于智能移動終端的交互式多通道投影幾何校正方法(一)啟動系統(tǒng)中的設備，將智能移動終端接入計算機網(wǎng)絡；(二)用戶手持智能移動終端站于拼接屏幕前，開始幾何校正；(三)運行各受控機上的幾何校正程序，用戶通過觀察投影屏幕上相鄰投影通道重疊區(qū)域內(nèi)的插值點、輔助線以及輔助幾何圖案的對齊情況確定要進行校正的投影通道，并在智能移動終端的幾何校正輔助軟件界面選擇，同時在輔助軟件界面顯示該投影通道的全部插值點；(四)用戶通過智能移動終端選擇該通道內(nèi)需要進行調(diào)整的插值點，調(diào)整被選取插值點的屏幕坐標與另一投影通道的對應插值點重合，由受控機進行投影面的重新計算并保存計算結果；(五)其他通道的幾何校正過程通過重復步驟(三)和步驟(四)來完成。
文檔編號G06F3/14GK102291553SQ20111017507
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權日2011年6月27日
發(fā)明者薛俊杰, 談敦銘, 趙罡 申請人:北京航空航天大學