本發(fā)明屬于機器視覺及自動化技術領域，尤其涉及一種智能旋轉式投影儀及其自動校正方法。

背景技術：

當今社會，投影儀已被廣泛應用于教學、商務、娛樂等領域。現(xiàn)階段通用的投影儀存在有以下缺點：1、為了保證投影效果，投影儀的擺放方向需盡可能垂直于投影屏幕，否則將產(chǎn)生梯形畫面，盡管可以采用數(shù)字梯形校正的方法對投影前的圖像進行形狀調整和補償，但在圖像精度要求較高的應用中，圖像經(jīng)校正后，畫面中的一些線條及字符邊緣會出現(xiàn)毛刺和不平滑現(xiàn)象，導致圖像稍有失真，如CAD、Matlab、Protel DXP等圖形的顯示；2、當投影儀失焦時，需要手動調節(jié)焦距環(huán)進行對焦，此方法不僅調節(jié)精度有限，而且操作受到投影儀放置空間的影響。因此，如何有效解決以上問題是投影儀產(chǎn)業(yè)的技術難題。

機器視覺是一項融合了數(shù)字圖像處理、機械、控制、計算機軟硬件等技術的綜合技術，它是20世紀70年代在遙感圖像處理和醫(yī)學圖像處理技術成功應用的基礎上逐漸興起的，是圖像處理的一個分支學科。應用機器視覺進行檢測與校正的最大優(yōu)點是具有實時性、魯棒性、可靠性、準確性等特點。因此，利用機器視覺進行投影圖像的校正是一種非常有效的途徑。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種對圖像采集、識別與處理后，自動實現(xiàn)光學梯形校正，并自動調節(jié)焦距和光圈的智能投影儀及其自動校正方法。

本發(fā)明所采用技術方案是：一種智能旋轉式投影儀，其特征在于：包括中央處理器、攝像頭、遮光罩和投影鏡頭，所述遮光罩內有球形旋轉接頭，所述球形旋轉接頭的一端通過小滾輪與遮光罩相連接，另一端設有投影鏡頭，所述投影鏡頭設有自動焦距環(huán)和自動光圈環(huán)；所述攝像頭下方設有一激光測距傳感器，所述攝像頭、球形旋轉接頭與中央處理器組成投影鏡頭的自動旋轉裝置，所述激光測距傳感器、自動焦距環(huán)、自動光圈環(huán)與中央處理器組成投影鏡頭的自動調焦調光裝置。

所述小滾輪為8個，且按滾動方向分為上-下、左-右、左上-右下、右上-左下4組。

本發(fā)明智能旋轉式投影儀采用的自動校正方法，包括以下步驟：

1)由激光測距傳感器測量投影儀與屏幕之間的距離；

2)通過中央處理器控制自動焦距環(huán)和自動光圈環(huán)自動調節(jié)焦距和光圈；

3)攝像頭拍攝屏幕圖像，并將圖像傳輸至中央處理器；

4)中央處理器進行圖像識別與處理；

5)中央處理器根據(jù)步驟4）的結果，控制小滾輪及球形旋轉接頭的轉動，從而調節(jié)鏡頭方位，實現(xiàn)光學梯形校正。

步驟4）的具體內容如下：對攝像頭傳輸過來的屏幕圖像，首先進行閾值二值化處理，得到二值化圖像；接著采用直方圖均衡化方法對二值化圖像進行處理，得到對比度增強的圖像，使邊緣更加清晰化；然后使用Sobel算子對增強后的二值化圖像進行邊緣檢測；接著使用Radon變換提取邊框輪廓，從而得到屏幕圖像的輪廓；再對屏幕圖像的輪廓進行歸一化，最后使用相似度算法計算出該輪廓與矩形的相似度值。

步驟5）的具體內容如下：通過滾動方向為上-下、左-右、左上-右下、右上-左下的4組滾輪帶動球形旋轉接頭調節(jié)投影鏡頭方位，調節(jié)后再次通過循環(huán)步驟4的檢測，使得屏幕輪廓圖像在每組方向上都取得與矩形相似度的最大值，重復以上的調節(jié)和檢測，當屏幕圖像的輪廓與矩形的相似度大于95%，光學梯形校正完畢。

本發(fā)明通過激光測距傳感器、自動焦距環(huán)、自動光圈環(huán)與中央處理器自動調節(jié)投影鏡頭的焦距和光圈；通過攝像頭、小滾輪、球形旋轉接頭與中央處理器組成投影鏡頭的自動旋轉裝置自動調節(jié)投影鏡頭方位，實現(xiàn)光學梯形校正，因此，發(fā)明提供的自動校正方法具有高清晰度、高精度、高速度的特點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的正面示意圖；

圖3為本發(fā)明的工作流程圖；

圖中：1、激光測距傳感器；2、攝像頭；3、投影鏡頭；4、遮光罩；5、中央處理器；6、球形旋轉接頭；7、外殼；8、小滾輪；9、自動焦距環(huán)；10、自動光圈環(huán)。

具體實施方式

下面結合附圖對發(fā)明進行詳細說明，但是本發(fā)明不僅限于以下具體實施方式。

從圖1、2可知，本發(fā)明為一種智能旋轉式投影儀自動校正裝置，包括中央處理器、攝像頭、遮光罩和投影鏡頭，所述遮光罩內有球形旋轉接頭，所述球形旋轉接頭的一端通過8個小滾輪與遮光罩相連接，另一端設有投影鏡頭，其中8個小滾輪按滾動方向分為上-下、左-右、左上-右下、右上-左下4組。所述投影鏡頭設有自動焦距環(huán)和自動光圈環(huán)；所述攝像頭下方設有一激光測距傳感器，所述攝像頭、球形旋轉接頭與中央處理器組成投影鏡頭的自動旋轉裝置，所述激光測距傳感器、自動焦距環(huán)、自動光圈環(huán)與中央處理器組成投影鏡頭的自動調焦調光裝置。

從圖3本發(fā)明的工作流程圖可知，本發(fā)明的使用過程如下：1、激光測距傳感器測量投影儀與屏幕之間的距離；

2、中央處理器控制自動焦距環(huán)和自動光圈環(huán)自動調節(jié)焦距和光圈；

3、攝像頭獲取屏幕圖像，并將圖像傳輸至中央處理器；

4、對攝像頭傳輸過來的屏幕圖像，首先進行閾值二值化處理，得到二值化圖像；接著采用直方圖均衡化方法對二值化圖像進行處理，得到對比度增強的圖像，使邊緣更加清晰化；然后使用Sobel算子對增強后的二值化圖像進行邊緣檢測；接著使用Radon變換提取邊框輪廓，從而得到屏幕圖像的輪廓；再對屏幕圖像的輪廓進行歸一化，最后使用相似度算法計算出該輪廓與矩形的相似度值；

5、中央處理器根據(jù)步驟4的結果，通過滾動方向為上-下、左-右、左上-右下、右上-左下的4組滾輪帶動球形旋轉接頭調節(jié)投影鏡頭方位，調節(jié)后再次通過循環(huán)步驟4的檢測，使得屏幕輪廓圖像在每組方向上都取得與矩形相似度的最大值，重復以上的調節(jié)和檢測，當屏幕圖像的輪廓與矩形的相似度大于95%，光學梯形校正完畢。

本發(fā)明所述的實例，僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行的描述，并非對本發(fā)明構思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計思想的前提下，本領域中工程技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變型和改進，均應落入本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術內容，已經(jīng)全部記載在權利要求書中。