得出其他各像素的坐標(biāo)；將該屏幕用紅色分成若干個(gè)大小為m' Xn'的矩形區(qū)域，其中m' = log2m，n' = log2n。然后每個(gè)矩形區(qū)域用二進(jìn)制編碼(就是用綠色和藍(lán)色表示O和I)，每個(gè)矩形區(qū)域得到唯一的二進(jìn)制編碼序列。整個(gè)屏幕如圖1所示。
[0036]2)粗定位步驟，利用工業(yè)攝像頭進(jìn)行攝影測(cè)量，得到工業(yè)攝像頭正對(duì)的待測(cè)點(diǎn)所在的一矩形區(qū)域在屏幕上的位置，每個(gè)矩形區(qū)域都是像素的集合，首先利用粗定位確定像素集合在屏幕上的位置，再確定集合中每個(gè)像素在屏幕上的位置，就可以得到待測(cè)點(diǎn)附近各像素的坐標(biāo)。這種方法再確定位置的時(shí)候同時(shí)也確定了攝像頭相當(dāng)于屏幕的角度，更高的精度的角度結(jié)算需要攝像頭的像素解析。
[0037]因?yàn)榫幋a技術(shù)本身就是在不斷進(jìn)步的，而且可以配合屏幕各個(gè)像素的顯示灰度，這樣在實(shí)際使用中根據(jù)實(shí)際情況可以引入更加高效的編碼規(guī)則，但是原理和方法都是和上述一致的。
[0038]3)精確定位步驟，利用工業(yè)攝像頭本身的像素來(lái)結(jié)算出更精確的位置，測(cè)量待測(cè)點(diǎn)距離其附近各像素的相對(duì)位置，計(jì)算得出該待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)。
[0039]攝像頭已經(jīng)用屏幕上顯示的編碼圖案確定了攝像頭看到的每一個(gè)像素距離原點(diǎn)的位置，這個(gè)過(guò)程相當(dāng)于屏幕像素級(jí)別的絕對(duì)位置定位，也就是把攝像頭看到的像素集合的每個(gè)像素距離原點(diǎn)的位置都知道了。下面是要結(jié)算精確的位置了。也就是攝像頭和這些看到的已知像素的明確精細(xì)的關(guān)系。
[0040]屏幕的像素一般可以達(dá)到1920*1080個(gè)像素，假設(shè)使用攝像頭看了 24*24個(gè)像素，然后識(shí)別了這些像素距離原點(diǎn)的位置，進(jìn)而再分辨像素集合內(nèi)的單個(gè)像素就可以知道攝像頭看到的每個(gè)像素距離原點(diǎn)的位置。攝像頭本身現(xiàn)在也可以達(dá)到1920*1080個(gè)像素，再利用攝像頭本身的像素來(lái)結(jié)算出更精確的位置。
[0041]如圖2所示，圓區(qū)域認(rèn)為是攝像頭視場(chǎng)中看到的像素，即攝像頭視場(chǎng)1，十字認(rèn)為是攝像頭視場(chǎng)中心位置，物理上可以用攝像頭物理分辨率中心位置的確定像素。如圖2所示，攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)落在一個(gè)屏幕像素2內(nèi)部(同理落在相鄰像素中間的的區(qū)域也是同樣可以結(jié)算的)。通常像素塊可以理解為0.28*0.28mm，有更精細(xì)的或者稍微粗糙點(diǎn)的，我們認(rèn)為同時(shí)看到30個(gè)像素，就是8.4mm，攝像頭是1920*1080分辨率，按照1080計(jì)算就是攝像頭的單個(gè)像素就是0.0078mm，用到1/10亞像素算法，就可以達(dá)到0.0078mm的分辨率。考慮到攝像頭使用鏡頭的畸變，我們只使用視場(chǎng)中間的影像。由于屏幕像素距離原點(diǎn)位置確定，現(xiàn)在視場(chǎng)中心點(diǎn)3相對(duì)于屏幕指定像素(中間方塊)的位置可以結(jié)算到0.0078mm的分辨率，這樣兩者結(jié)合攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)3距離原點(diǎn)的位置就準(zhǔn)確確定了。
[0042]至此，工業(yè)攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)3相對(duì)于屏幕的位置可以在0.0Olmm的精度級(jí)別平面兩個(gè)維度確定下來(lái)。
[0043]上述的2)粗定位步驟中，還可以利用工業(yè)攝像頭攝影測(cè)量得到待測(cè)點(diǎn)所在的一矩形區(qū)域及其相鄰的任兩個(gè)矩形區(qū)域的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該待測(cè)點(diǎn)所在的矩形區(qū)域是正立還是倒立的判斷。由于每個(gè)矩形區(qū)域的編碼唯一，通過(guò)周圍的矩形區(qū)域的排布可以知道該矩形區(qū)域的當(dāng)前方向。比較優(yōu)選的，屏幕編碼時(shí)，二進(jìn)制編碼按照順序編好，只要判斷編好是否相鄰即可。
[0044]本實(shí)施例還公開(kāi)了一種利用上述攝影測(cè)量方法測(cè)量角位移的方法，取當(dāng)前攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)3作為待測(cè)點(diǎn)，該方法的其中一種方案是將液晶顯示器4用可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)垂直固定在待測(cè)裝置5上，如圖3所示，該方案所述的方法包括:液晶顯示器4固定在待測(cè)裝置5的旋轉(zhuǎn)端6跟隨旋轉(zhuǎn)端一起旋轉(zhuǎn)，利用所述攝影測(cè)量方法至少測(cè)得初始位置處的攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)3坐標(biāo)、最終位置處的攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)3坐標(biāo)、及初始位置與最終位置之間的任意一攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)3的坐標(biāo)，計(jì)算得出角位移；其中所述液晶顯示器4的屏幕平面與旋轉(zhuǎn)端6的旋轉(zhuǎn)中心軸8垂直，工業(yè)攝像頭7安裝在正對(duì)液晶顯示器4位置上且相對(duì)旋轉(zhuǎn)端6的旋轉(zhuǎn)中心軸8偏心設(shè)置。
[0045]工業(yè)攝像頭與液晶顯示器的安裝方法為:將液晶顯示器4用可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)垂直固定在待測(cè)裝置5的旋轉(zhuǎn)端6，可以用導(dǎo)電滑環(huán)供電顯示編碼圖案。把工業(yè)攝像頭7安裝在旋轉(zhuǎn)投影區(qū)域盡量大直徑的位置上。用百分表放置在工業(yè)攝像頭7安裝位置對(duì)屏幕表面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)檢驗(yàn)，然后調(diào)節(jié)到屏幕回轉(zhuǎn)跳動(dòng)盡量小，固定屏幕調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，這時(shí)候工業(yè)攝像頭7相對(duì)于屏幕旋轉(zhuǎn)的垂直和距離狀態(tài)符合測(cè)量要求。
[0046]工業(yè)攝像頭7的視場(chǎng)中心點(diǎn)3在待測(cè)裝置5轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中做的是圓周運(yùn)動(dòng)，做多位置的測(cè)量，至少測(cè)量出上述所述的三個(gè)點(diǎn)，利用這三個(gè)點(diǎn)可以計(jì)算出圓心，計(jì)算圓心后，可以確定張角，得出角位移。
[0047]實(shí)施例2
[0048]與實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例公開(kāi)測(cè)量角位移的方法的另一種方案，將工業(yè)攝像頭7固定在待測(cè)裝置5上，如圖4所示。該方案所述的方法包括:工業(yè)攝像頭7固定在待測(cè)裝置5的旋轉(zhuǎn)端6跟隨旋轉(zhuǎn)端6 —起旋轉(zhuǎn)，利用所述攝影測(cè)量方法至少測(cè)得初始位置處的攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)3坐標(biāo)、最終位置處的攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)3坐標(biāo)、及初始位置與最終位置之間的任意一攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)3的坐標(biāo)，計(jì)算得出角位移；其中所述工業(yè)攝像頭7相對(duì)旋轉(zhuǎn)端6的旋轉(zhuǎn)中心軸8偏心設(shè)置，液晶顯示器4安裝在正對(duì)工業(yè)攝像頭7的位置上且其屏幕平面與旋轉(zhuǎn)端6的旋轉(zhuǎn)中心軸8垂直。所述液晶顯示器4通過(guò)導(dǎo)電滑環(huán)供電顯示編碼圖案。
[0049]當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液晶顯示器的攝影測(cè)量方法，用于測(cè)量液晶顯示器上待測(cè)點(diǎn)的二維空間坐標(biāo)，該待測(cè)點(diǎn)位于工業(yè)攝像頭的攝像頭視場(chǎng)內(nèi)，其特征在于，所述攝影測(cè)量方法包括以下步驟: 顯示編碼圖案的步驟，包括: 1)取像幅大小為HiXn液晶顯示器屏幕的某一像素作為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立二維坐標(biāo)系，得出其他各像素的坐標(biāo)； 2)將該屏幕用第一顏色分成若干個(gè)大小為m'Xn'的矩形區(qū)域，其中m' = log2m，n' = log2n ； 3)每個(gè)矩形區(qū)域用二進(jìn)制編碼，每個(gè)矩形區(qū)域得到唯一的二進(jìn)制編碼序列，該二進(jìn)制編碼通過(guò)采用將第二顏色和第三顏色組合排列，其中第二顏色和第三顏色分別表示O和I ; 粗定位步驟，利用工業(yè)攝像頭進(jìn)行攝影測(cè)量，得到待測(cè)點(diǎn)所在的一矩形區(qū)域在屏幕上的位置，進(jìn)而得到待測(cè)點(diǎn)附近各像素的坐標(biāo)； 精確定位步驟，利用工業(yè)攝像頭本身的像素來(lái)結(jié)算出更精確的位置，測(cè)量待測(cè)點(diǎn)距離其附近各像素的相對(duì)位置，計(jì)算得出該待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述液晶顯示器的攝影測(cè)量方法，其特征在于:所述第一種顏色、第二種顏色、第三種顏色各不相同，它們分別為紅、綠、藍(lán)中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述液晶顯示器的攝影測(cè)量方法，其特征在于:所述粗定位步驟中，還包括利用工業(yè)攝像頭攝影測(cè)量得到待測(cè)點(diǎn)所在的一矩形區(qū)域及其相鄰的任兩個(gè)矩形區(qū)域的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該待測(cè)點(diǎn)所在的矩形區(qū)域是正立或是倒立的判斷。
4.應(yīng)用權(quán)利要求1?3任一所述的攝影測(cè)量方法測(cè)量角位移的方法，其特征在于:該測(cè)量角位移的方法包括:液晶顯示器固定在待測(cè)裝置的旋轉(zhuǎn)端跟隨旋轉(zhuǎn)端一起旋轉(zhuǎn)，利用所述攝影測(cè)量方法至少測(cè)得初始位置處的攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)坐標(biāo)、最終位置處的攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)坐標(biāo)、及初始位置與最終位置之間的任意一攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算得出角位移；其中所述液晶顯示器的屏幕平面與旋轉(zhuǎn)端的旋轉(zhuǎn)中心軸垂直，工業(yè)攝像頭安裝在正對(duì)液晶顯示器位置上且相對(duì)旋轉(zhuǎn)端的旋轉(zhuǎn)中心軸偏心設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述測(cè)量角位移的方法，其特征在于:所述液晶顯示器通過(guò)導(dǎo)電滑環(huán)供電顯示編碼圖案。
6.應(yīng)用權(quán)利要求1?5任一所述的攝影測(cè)量方法測(cè)量角位移的方法，其特征在于:該測(cè)量角位移的方法包括:工業(yè)攝像頭固定在待測(cè)裝置的旋轉(zhuǎn)端跟隨旋轉(zhuǎn)端一起旋轉(zhuǎn)，利用所述攝影測(cè)量方法至少測(cè)得初始位置處的攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)坐標(biāo)、最終位置處的攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)坐標(biāo)、及初始位置與最終位置之間的任意一攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算得出角位移；其中所述工業(yè)攝像頭相對(duì)旋轉(zhuǎn)端的旋轉(zhuǎn)中心軸偏心設(shè)置，液晶顯示器安裝在正對(duì)工業(yè)攝像頭的位置上且其屏幕平面與旋轉(zhuǎn)端的旋轉(zhuǎn)中心軸垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述測(cè)量角位移的方法，其特征在于:所述液晶顯示器通過(guò)導(dǎo)電滑環(huán)供電顯示編碼圖案。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種液晶顯示器的攝影測(cè)量方法，用于測(cè)量液晶顯示器上待測(cè)點(diǎn)的二維空間坐標(biāo)，分別通過(guò)顯示編碼圖案的步驟、粗定位步驟、精確定位步驟，可以得出待測(cè)點(diǎn)在整個(gè)液晶顯示器屏幕的位置。利用工業(yè)攝像頭、液晶顯示器結(jié)合該攝影測(cè)量方法，至少測(cè)得初始位置處的攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)坐標(biāo)、最終位置處的攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)坐標(biāo)、及初始位置與最終位置之間的任意一攝像頭視場(chǎng)中心點(diǎn)的坐標(biāo)，計(jì)算得出角位移。利用該測(cè)量角位移的方法，不僅成本低，而且在安裝上有優(yōu)勢(shì)，同時(shí)為非接觸測(cè)量，可以去掉聯(lián)軸器對(duì)測(cè)量精度的損失，有效提高測(cè)量精度。
【IPC分類】G01B11-26, G01C11-00, G01B11-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104596413
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410821389
【發(fā)明人】于天舒
【申請(qǐng)人】于天舒
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日