CN102622131B - 电子设备和定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子设备和定位方法，该电子设备包括：操作面；第一光源，用于发射光线，形成第一照射区域；第二光源，用于发射光线，形成第二照射区域；第一反光部件，用于对第一光源发射的光线进行反射；第二反光部件，用于对第二光源发射的光线进行反射；图像采集单元，用于采集第一图像和第二图像，其中，第一图像是第一光源开启且第二光源关闭时，操作体进入操作区域后图像采集单元采集的图像，所述第二图像是第二光源开启且第一光源关闭时，操作体进入操作区域后图像采集单元采集的图像；处理单元，用于根据第一图像和第二图像，确定操作体在操作区域中的位置。本发明采用一个图像采集单元就可以完成操作体的定位，节约了成本。

Description

电子设备和定位方法

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种电子设备和定位方法。

背景技术

基于摄像头的触摸屏系统，主要由触摸屏、摄像头和计算装置三部分组成。目前，市场主流的触摸屏系统都是由两个或两个以上的摄像头从不同视角指向触摸屏，以采集用户的手指在触摸屏上的图像，然后由计算装置根据两个或两个以上的摄像头采集到的图像，计算出手指在触摸屏上的坐标位置，最后将其转化为相应的指令加以执行，从而完成人机交互操作。上述触摸屏系统需要两个或两个以上的摄像头组件，成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电子设备和定位方法，采用一个图像采集单元就可以完成操作体的定位，节约了成本。

为解决上述问题，本发明提供一种电子设备，包括：一操作面；第一光源，设置于所述操作面上，用于发射光线，形成第一照射区域；第二光源，设置于所述操作面上，用于发射光线，形成第二照射区域；第一反光部件，设置于所述操作面上，且位于所述第一照射区域内并朝向所述第一光源，用于对所述第一光源发射的光线进行反射；第二反光部件，设置于所述操作面上，且位于所述第二照射区域内并朝向所述第二光源，用于对所述第二光源发射的光线进行反射；图像采集单元，设置于所述操作面上，且朝向所述第一照射区域和所述第二照射区域，所述第一反光部件和所述第二发光部件设置于所述图像采集单元的采集区域中，所述第一光源发射的光线经过所述第一反光部件反射后进入所述图像采集单元，所述第二光源发射的光线经过所述第二反光部件反射后进入所述图像采集单元，所述第一照射区域、所述第二照射区域与所述图像采集单元的采集区域的重合区域形成一操作区域；所述图像采集单元用于采集第一图像和第二图像，其中，所述第一图像是所述第一光源开启且所述第二光源关闭时，用于操作所述电子设备的操作体进入所述操作区域后所述图像采集单元采集的图像，所述第二图像是所述第二光源开启且所述第一光源关闭时，所述操作体进入所述操作区域后所述图像采集单元采集的图像；处理单元，用于根据所述第一图像和所述第二图像，确定所述操作体在所述操作区域中的位置。

优选的，所述电子设备还包括：光源控制单元，用于以预设周期间隔产生第一控制信号和第二控制信号，其中，所述第一控制信号用于控制所述第一光源开启，控制所述第二光源关闭，所述第二控制信号用于控制所述第二光源开启，控制所述第一光源关闭。

优选的，所述操作面具有第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘，所述第一边缘和所述第三边缘相对，所述第二边缘和所述第四边缘相对，其中，所述第一光源设置于所述第一边缘和所述第四边缘相交的顶点处，所述第二光源设置于所述第一边缘和所述第二边缘相交的顶点处，所述图像采集单元设置于所述第一光源附近，所述第一反光部件为逆反射部件，所述第二反光部件为镜面反射部件，所述第一反光部件设置于所述第二边缘和所述第三边缘上，所述第二反光部件设置于所述第三边缘上，在所述第三边缘上所述第一反光部件和所述第二反光部件并列设置。

优选的，所述电子设备还包括：执行单元，用于根据所述处理单元确定的所述操作体在所述操作区域中的位置，执行相应的指令。

优选的，所述操作面为所述电子设备的触摸屏或所述电子设备的键盘。

本发明还提供一种定位方法，应用于一电子设备，所述电子设备具有一操作面，并且包括：第一光源，设置于所述操作面上，用于发射光线，形成第一照射区域；第二光源，设置于所述操作面上，用于发射光线，形成第二照射区域；第一反光部件，设置于所述操作面上，且位于所述第一照射区域内并朝向所述第一光源，用于对所述第一光源发射的光线进行反射；第二反光部件，设置于所述操作面上，且位于所述第二照射区域内并朝向所述第二光源，用于对所述第二光源发射的光线进行反射；图像采集单元，设置于所述操作面上，且朝向所述第一照射区域和所述第二照射区域，所述第一反光部件和所述第二发光部件设置于所述图像采集单元的采集区域中，所述第一光源发射的光线经过所述第一反光部件反射后进入所述图像采集单元，所述第二光源发射的光线经过所述第二反光部件反射后进入所述图像采集单元，所述第一照射区域、所述第二照射区域与所述图像采集单元的采集区域的重合区域形成一操作区域；处理单元，与所述图像采集单元连接；所述定位方法包括：采集第一图像和第二图像，其中，所述第一图像是所述第一光源开启且所述第二光源关闭时，用于操作所述电子设备的操作体进入所述操作区域后所述图像采集单元采集的图像，所述第二图像是所述第二光源开启且所述第一光源关闭时，所述操作体进入所述操作区域后所述图像采集单元采集的图像；根据所述第一图像和所述第二图像，确定所述操作体在所述操作区域中的位置。

优选的，所述采集第一图像和第二图像具体为：接收第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号是以预设周期间隔产生的；接收到所述第一控制信号时，控制所述第一光源开启，控制所述第二光源关闭，并采集所述第一图像；接收到所述第二控制信号时，控制所述第二光源开启，控制所述第一光源关闭，并采集所述第二图像；

优选的，所述根据所述第一图像和所述第二图像，确定所述操作体在所述操作区域中的位置具体为：根据所述第一图像和所述第二图像，确定所述操作体在图像坐标系中的坐标位置；根据所述操作体在所述图像坐标系中的坐标位置以及所述图像采集单元的成像平面与所述操作面平面之间的映射关系，确定所述操作体在所述操作区域中的位置。

优选的，所述根据所述操作体在所述图像坐标系中的坐标位置以及所述图像采集单元的成像平面与所述操作面平面之间的映射关系，确定所述操作体在所述操作区域中的位置，之前还包括：确定所述图像采集单元的成像平面与所述操作面平面之间的映射关系。

优选的，所述确定所述操作体在所述操作区域中的位置之后还包括：根据所述操作体在所述操作区域中的位置，执行相应的指令。

本发明具有以下有益效果：仅使用一个图像采集单元就可以确定操作体在操作区域中的位置，节省了系统的成本。

附图说明

图1为本发明实施例的电子设备的一结构示意图；

图2为本发明实施例的逆反射部件的逆反射原理示意图；

图3为本发明实施例的摄像头成像平面的图像上的两种直角坐标系的示意图；

图4为本发明实施例的物理世界坐标系的示意图；

图5为本发明实施例的摄像头坐标系的示意图；

图6为本发明实施例的摄像头成像几何关系的示意图；

图7和图9为本发明实施例的成像原理示意图；

图8、图10和图11为本发明实施例的单点触摸的定位方法示意图；

图12至图15为本发明实施例的多点触摸的定位方法示意图。

图16是本发明实施例的定位方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种电子设备和定位方法，在电子设备上设置一个图像采集单元、两个光源以及与所述两个光源配合的反光部件，通过控制两个光源交替开启，并控制图像采集单元分别采集两个光源交替开启时形成的两帧操作体投影图，根据所述两帧操作体投影图定位出操作体的坐标位置。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

请参考图1，本发明实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：操作面101、第一光源102、第二光源103、第一反光部件104、第二反光部件105、图像采集单元106和处理单元107。

其中，所述第一光源102设置于所述操作面101上，用于发射光线，形成第一照射区域。所述第二光源103设置于所述操作面101上，用于发射光线，形成第二照射区域。所述第一光源102和所述第二光源103可以是发光二极管(LED)或激光二极管等。所述操作面101具有四个边缘，分别为第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘，其中，所述第一光源102设置于所述第一边缘(即所述操作面101的上边缘)和所述第四边缘(即所述操作面101的左边缘)相交的顶点处，所述第二光源103设置于所述第一边缘和所述第二边缘(即所述操作面101的右边缘)相交的顶点处。

所述第一反光部件104设置于所述操作面101上，且位于所述第一照射区域内并朝向所述第一光源102，用于对所述第一光源102发射的光线进行反射。图1中，所述第一反光部件104设置于所述操作面101的第二边缘(即所述操作面101的右边缘)和第三边缘上。所述第一反光部件104为一逆反射部件。为了方便理解，下面简单介绍下逆反射的原理。图2是逆反射部件的逆反射原理示意图，图中201为光源，光源201发射的光线入射到逆反射部件202上，经过所述逆反射部件202反射后得到的反射光线沿着入射光线的原路返回。

所述第二反光部件105设置于所述操作面101上，且位于所述第二照射区域内并朝向所述第二光源103，用于对所述第二光源103发射的光线进行反射。图1中，所述第二反光部件105设置于所述操作面101的第三边缘上，所述第二反光部件105为一镜面反射部件，所谓镜面反射是指入射光线和反射光线分别位于反射面法线两侧，且反射角和入射角相同。

所述图像采集单元106设置于所述操作面101上，且朝向所述第一照射区域和所述第二照射区域，图1中，所述图像采集单元106设置于所述第一光源102附近，当然，也可以设置于所述第二光源103附近。所述图像采集单元106可以是各种类型的图像采集器件，如光学传感器、照相机、摄像头等。所述第一反光部件104和所述第二发光部件105设置于所述图像采集单元106的采集区域中，所述第一光源102发射的光线经过所述第一反光部件104反射后进入所述图像采集单元106，所述第二光源103发射的光线经过所述第二反光部件105反射后进入所述图像采集单元106，所述第一照射区域、所述第二照射区域与所述图像采集单元106的采集区域的重合区域形成一操作区域。所述图像采集单元106用于采集第一图像和第二图像，其中，所述第一图像是所述第一光源102开启且所述第二光源103关闭时，用于操作所述电子设备的操作体(用户的手指或触摸感应笔等)进入所述操作区域后所述图像采集单元106采集的图像，所述第二图像是所述第二光源103开启且所述第一光源102关闭时，所述操作体进入所述操作区域后所述图像采集单元106采集的图像。需要说明的是，所述图像采集单元106是以预设频率连续采集图像的，例如，在一分钟之内可以采集60帧图像，从而能够识别出所述操作体在所述操作区域中的连续运动轨迹。

所述处理单元107用于根据所述第一图像和所述第二图像，确定所述操作体在所述操作区域中的位置。

借助于上述电子设备，仅使用一个图像采集单元就可以确定操作体在操作区域中的位置，节省了系统的成本。

下面对图1中的所述第一光源102、所述第二光源103、所述第一反光部件104、所述第二反光部件105以及所述图像采集单的工作原理进行详细说明。

当所述第一光源102开启且所述第二光源103关闭时，所述第一光源102发射的光线照射到所述第一反光部件104上，经过所述第一反光部件104的逆反射，至少部分光线进入所述图像采集单元106，在所述图像采集单元106的成像平面上成像为一亮条。当操作体进入所述操作区域中时，会阻挡部分光线被所述图像采集单元106采集，由此所述图像采集单元106的成像平面上形成的亮条中带有一阴影，所述带阴影的亮条图像即是所述第一图像。

当所述第二光源103开启且所述第一光源102关闭时，所述第二光源103发射的光线照射到所述第二反光部件105上，经过所述第二反光部件105的反射，至少部分光线进入所述图像采集单元106，在所述图像采集单元106的成像平面上成像为一亮条。当操作体进入所述操作区域中时，会阻挡部分光线被所述图像采集单元106采集，由此所述图像采集单元106的成像平面上形成的亮条中带有一阴影，所述带阴影的亮条图像即是所述第二图像。

所述处理单元107对两个带阴影的亮条图像进行处理，根据亮条图像中的阴影，确定所述操作体在所述操作区域中的位置，所述操作体的具体定位方法将在下面的内容中进行详细描述。

上述实施例中，为了使得所述第一光源102发射的光线经过所述第一反光部件104反射后进入所述图像采集单元106，至少需要在所述操作面101的第二边缘和第三边缘上设置所述逆反射部件。当然，也可以在其他的边缘上设置所述逆反射部件，其并不影响所述图像采集单元106对所述操作体的图像的采集。另外，为了使得所述第二光源103发射的光线经过所述第二反光部件105反射后进入所述图像采集单元106，至少需要在所述操作面101的第三边缘上设置所述镜面反射部件。同样的，也可以在其他的边缘上设置所述镜面反射部件，其并不影响所述图像采集单元106对所述操作体的图像的采集。需要注意的是，当所述操作面101的一个边缘上既设置逆反射部件又设置镜面反射部件时，所述逆反射部件和所述镜面反射部件并列设置，至于哪一部件位于外侧，哪一部件位于内侧，则不做限制。

从图1中可以看出，所述第一光源102、所述第二光源103和所述图像采集单元106均设置于所述操作面101的上边缘上，可选择的，所述第一光源102、所述第二光源103和所述图像采集单元106也可以设置于所述操作面101的其他边缘上，此时，所述第一反光部件104和所述第二反光部件105的设置位置也需要进行相应的调整。举例来说，可以将所述第一光源102、所述第二光源103和所述图像采集单元106设置于所述操作面101的下边缘上，所述第一光源102设置于所述操作面101的下边缘和左边缘相交的顶点处，所述第二光源设置于所述操作面101的下边缘和右边缘相交的顶点处，所述图像采集单元106设置于所述第一光源102附近，此时，所述第一反光部件104至少需要设置于所述操作面101的上边缘和右边缘上，所述第二反光部件105至少需要设置于所述操作面101的上边缘上。

为了能够采集到所述第一光源102开启且所述第二光源103关闭时所述操作体进入所述操作区域后的第一图像，以及所述第二光源103开启且所述第一光源102关闭时所述操作体进入所述操作区域后的第二图像，所述电子设备还可以需要包括：一光源控制单元(图未示)，用于以预设周期间隔产生第一控制信号和第二控制信号，其中，所述第一控制信号用于控制所述第一光源102开启，控制所述第二光源103关闭，所述第二控制信号用于控制所述第二光源103开启，控制所述第一光源103关闭。

当确定了所述操作体在所述操作区域中的位置后，所述电子设备还可以根据确定的位置，执行相应的操作。此时，所述电子设备还包括：执行单元(图未示)，用于根据所述处理单元107确定的所述操作体在所述操作区域中的位置，执行相应的指令。

上述实施例中，所述操作面101可以是所述电子设备的触摸屏，当用户的手指或其他操作体进入触摸屏的操作区域时(可接触所述触摸屏，也可以不接触所述触摸屏)，所述图像采集单元106采集所述第一光源102开启且所述第二光源103关闭时所述操作体形成的第一图像，以及所述第二光源103开启且所述第一光源102关闭时所述操作体形成的第二图像，所述处理单元103根据所述第一图像和所述第二图像确定出所述操作体在所述操作区域中的位置。

另外，所述电子设备可以为一笔记本电脑，所述操作面101是笔记本电脑的键盘，所述键盘具有四个边缘，分别为第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘，所述第一边缘是所述键盘与笔记本电脑屏幕交界的边缘，所述第一边缘与所述第三边缘相对，所述第二边缘与所述第四边缘相对。所述第一光源102设置于所述第一边缘和所述第四边缘相交的顶点处，所述第二光源103设置于所述第一边缘和所述第二边缘相交的顶点处，所述图像采集单元106设置于所述第一光源102附近，所述第一光源102、所述第二光源103和所述图像采集单元106均设置成具有一定的高度。另外，所述第二边缘、第三边缘和所述第四边缘上设置有具有一定高度的边框，以使得设置于其上的第一反光部件104和所述第二反光部件105能够与所述第一光源102和所述第二光源103相对接，具体的，所述第一反光部件104至少设置于所述第二边缘和所述第三边缘的边框上，所述第二反光部件105至少设置于所述第三边缘的边框上，在所述第三边缘的边框上，所述第一反光部件104和所述第二反光部件105并列设置。所述第一光源102的第一照射区域、所述第二光源103的第二照射区域以及所述图像采集单元106的采集区域形成的操作区域，位于所述键盘的上部。所述操作区域类似于一触摸屏，操作体可以在所述操作区域中对电子设备的显示单元上的光标进行移动、点击等操作。当用户的手指或其他操作体进入所述操作区域时，所述图像采集单元106采集所述第一光源102开启且所述第二光源103关闭时所述操作体形成的第一图像，以及所述第二光源103开启且所述第一光源102关闭时所述操作体形成的第二图像，所述处理单元103根据所述第一图像和所述第二图像确定出所述操作体在所述操作区域中的位置。需要说明的是，用户可以用一个手指在所述操作面101对应的操作区域中执行单点触摸操作，也可以用多个手指在所述操作区域中执行多点触摸操作，例如，当用户用两个手指执行两点触摸操作时，所述图像采集单元106的成像平面上形成的亮条中带有两个阴影，所述两个阴影的位置可以分别确定，即用户的两个手指在所述操作区域中的位置均可以分别确定。

以所述电子设备的操作面为一触摸屏为例，对用于操作所述电子设备的操作体的定位方法进行详细说明。

所述电子设备包括一触摸屏、一摄像头、第一光源、第二光源以及设置于所述触摸屏的边缘上的反光部件，其中，第一光源、第二光源分别设置于所述触摸屏的上边缘的两个顶点处，第一光源设置于上边缘的左端，第二光源设置于上边缘的右端，摄像头设置于第一光源附近，其中，摄像头的光轴与触摸屏的表面平行，并与触摸屏的左上角与右下角上的对角线重合。反光部件包括逆反射光条和反射光条，逆反射光条设置于触摸屏右边缘和下边缘上，反射光条设置于触摸屏下边缘上。

(1)在对操作体进行定位之前，首先需要对摄像头进行标定，以确定摄像头的成像平面与触摸屏平面之间的映射关系。摄像头的标定原理和标定方法如下所示：

如图3所示，需要在摄像头成像平面的图像上定义两种直角坐标系，其中，u，v坐标系是以图像像素为单位的图像坐标系，x，y坐标系是以毫米为单位的图像坐标系，图3中，O为u，v坐标系的原点，O₁为x，y坐标系的原点，x，y坐标系的原点O₁定义在摄像头光轴与图像平面的交点上，即图像中心点上。设O₁在u，v坐标系中的坐标为(u₀，v₀)，假设每一个像素在x轴与y轴方向上的物理尺寸为dx，dy，则图像中任意一个像素在两个坐标系下的坐标存在如下关系：

$u=\frac{x}{\mathrm{dx}}+u_0$

$v=\frac{y}{\mathrm{dy}}+v_0$

将上述坐标关系使用齐次坐标和矩阵形式表示如下：

$\left(\begin{array}{c}u\\ v\\ 1\end{array}\right)=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{\mathrm{dx}}& 0& u_0\\ 0& \frac{1}{\mathrm{dy}}& v_0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ 1\end{array}\right]$

如图4所示为物理世界坐标系的示意图，如图5所示为摄像头坐标系的示意图，图4和图5中，摄像头位于触摸屏的左下角顶点处。

如图6所示，根据摄像头成像几何关系，空间中的某一点P在物理世界坐标系与摄像头坐标系下的齐次坐标如果分别是(X_w，Y_w，Z_w，1)和(X_c，Y_c，Z_c，1)，于是存在如下关系：

$\left(\begin{array}{c}{X}_c\\ Y_c\\ Z_c\\ 1\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}R& t\\ 0& 1\end{array}\right)\left[\begin{array}{c}{X}_w\\ Y_w\\ Z_w\\ 1\end{array}\right]$

其中，R是3×3旋转矩阵，t是三维平移向量。

根据摄像头的针孔成像模型，空间点P与其投影点p’的坐标存在以下关系：

$x=\frac{{\mathrm{fX}}_c}{Z_c},y=\frac{{\mathrm{fY}}_c}{Z_c}$

其中(x，y)为p’点的图像坐标，f是摄像头的焦距，(X_c，Y_c，Z_c)为空间P在摄像头坐标系下的坐标。

上述关系表示成齐次坐标与矩阵形式如下：

$Z_c\left(\begin{array}{c}x\\ y\\ 1\end{array}\right)=\left[\begin{array}{cccc}f& 0& 0& 0\\ 0& f& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\end{array}\right]\left(\begin{array}{c}{X}_c\\ Y_c\\ Z_c\\ 1\end{array}\right)$

最后得到以物理世界坐标系表示的P点与其投影点p’的图像坐标系中的坐标(u，v)之间的关系：

$Z_c\left(\begin{array}{c}u\\ v\\ 1\end{array}\right)=\begin{array}{c}\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{\mathrm{dx}}& 0& u_0\\ 0& \frac{1}{\mathrm{dy}}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\end{array}\left[\begin{array}{cccc}f& 0& 0& 0\\ 0& f& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}R& t\\ 0& 1\end{array}\right]\left(\begin{array}{c}{X}_w\\ Y_w\\ Z_w\\ 1\end{array}\right)=\left[\begin{array}{cccc}{m}_{11}& m_{12}& m_{13}& m_{14}\\ m_{21}& m_{22}& m_{23}& m_{24}\\ m_{31}& m_{32}& m_{33}& m_{34}\end{array}\right]\left(\begin{array}{c}{X}_w\\ Y_w\\ Z_w\\ 1\end{array}\right)$

$M=\left[\begin{array}{cccc}{m}_{11}& m_{12}& m_{13}& m_{14}\\ m_{21}& m_{22}& m_{23}& m_{24}\\ m_{31}& m_{32}& m_{33}& m_{34}\end{array}\right]$

其中，M是投影矩阵，通过摄像头标定方法来确定M的参数。

根据理论推导可知，由空间6个以上已知点与它们的投影图像点坐标，可以求出M矩阵。因此，可以在触摸屏上取6个以上的特殊点，如几个角点，每边的中点等，它们的坐标是已知的，把手指分别点在这些点上，每个就在成像平面上形成相应的图像，根据图像手指检测算法，找出它们的图像坐标，根据上述投影矩阵关系求出M。

完成摄像头标定后，则可以进行操作体的定位。

(2)操作体的定位方法如下所示：

控制第一光源和第二光源交替开启和关闭，并控制摄像头采集第一光源开启且第二光源关闭时操作体进入操作区域形成的第一图像(请参考图7和图8)，以及第二光源开启且第一光源关闭时操作体进入操作区域形成的第二图像(请参考图9和图10)，图中，P1是第一光源开启时操作体的投影点，P2是第二光源开启时操作体的投影点。

请参考图8、图10和图11，根据所述第一图像和所述第二图像，能够计算出操作体在图像平面中的位置，得出其在图像坐标系中的坐标(u，v)，最后，根据操作体在图像坐标系中的坐标以及摄像头的成像平面与触摸屏平面之间的映射关系，计算W1和W2。

可以根据下述方法，计算操作体在触摸屏上的坐标：

设d＝d₁+d₂，已知w₁+d+w₂＝W；

可得：d＝W-w₁-w₂，其中，W是触摸屏宽度；

根据相似三角形原理可可以得到： 其中，H是触摸屏的高度；

从而推出： $\frac{d_2}{w_1+d}=\frac{d_1}{w_2+d}=\frac{d_1+d_2}{w_1+d+w_2+d}=\frac{d}{W+d}$

得到： $d_1=\frac{d(w_2+d)}{W+d},$ $d_2=\frac{d(w_1+d)}{W+d};$

最后计算出操作体的坐标：x＝w₁+d₁， $y=\frac{\mathrm{dH}}{W+d}.$

(3)上述实施例中，是对单点触摸的定位，对多点触摸的定位的方法如下所示：

请参考图12至图14，图12是位于左侧的第一光源开启时，两个手指的投影点p1L和p2L的投影示意图，图13是位于右侧的第二光源开启时，两个手指的投影点p1R和p2R的投影示意图，可以依据上述相同的方法，分别计算出两个手指的坐标位置(x1，y1)和(x2，y2)。

请参考图15，当位于左侧的第一光源开启时，两个手指的投影点为p1L和p2L，当位于右侧的第二光源开启时，两个手指的投影点重合，该种情况下，仍可以依据上述相同的方法，分别计算出两个手指的坐标位置(x1，y1)和(x2，y2)。

同样的，当用户用多个手指执行多点触摸时，在两次投影图像可以分别出各个手指的投影点的情况下，也可以实现多点的定位。

请参考图16，图16是上述实施例中的操作体的定位方法的一完整流程示意图，假设所述操作体为用户的手指，所述定位方法为：首先获取摄像头采集的第一图像和第二图像，其中，第一图像是第一光源开启第二光源关闭时手指在操作区域中形成的图像，第二图像是第二光源开启第一光源关闭时手指在操作区域中形成的图像；然后，分别检测所述第一图像和所述第二图像中的手指，并计算手指在图像中的坐标位置；随后，根据摄像头标定过程中得到的摄像头的成像平面与触摸屏平面之间的映射关系，对手指在图像中的坐标位置执行射影变换，得到手指在操作区域中的坐标位置。

本发明还提供一种定位方法，应用于上述实施例中的电子设备，所述电子设备具有一操作面，并且包括：第一光源，设置于所述操作面上，用于发射光线，形成第一照射区域；第二光源，设置于所述操作面上，用于发射光线，形成第二照射区域；第一反光部件，设置于所述操作面上，且位于所述第一照射区域内并朝向所述第一光源，用于对所述第一光源发射的光线进行反射；第二反光部件，设置于所述操作面上，且位于所述第二照射区域内并朝向所述第二光源，用于对所述第二光源发射的光线进行反射；图像采集单元，设置于所述操作面上，且朝向所述第一照射区域和所述第二照射区域，所述第一反光部件和所述第二发光部件设置于所述图像采集单元的采集区域中，所述第一光源发射的光线经过所述第一反光部件反射后进入所述图像采集单元，所述第二光源发射的光线经过所述第二反光部件反射后进入所述图像采集单元，所述第一照射区域、所述第二照射区域与所述图像采集单元的采集区域的重合区域形成一操作区域；处理单元，与所述图像采集单元连接；

所述定位方法包括：

步骤一，采集第一图像和第二图像，其中，所述第一图像是所述第一光源开启且所述第二光源关闭时，用于操作所述电子设备的操作体进入所述操作区域后所述图像采集单元采集的图像，所述第二图像是所述第二光源开启且所述第一光源关闭时，所述操作体进入所述操作区域后所述图像采集单元采集的图像；

步骤二，根据所述第一图像和所述第二图像，确定所述操作体在所述操作区域中的位置。

优选的，所述采集第一图像和第二图像具体为：接收第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号是以预设周期间隔产生的；接收到所述第一控制信号时，控制所述第一光源开启，控制所述第二光源关闭，并采集所述第一图像；接收到所述第二控制信号时，控制所述第二光源开启，控制所述第一光源关闭，并采集所述第二图像；

优选的，所述根据所述第一图像和所述第二图像，确定所述操作体在所述操作区域中的位置具体为：根据所述第一图像和所述第二图像，确定所述操作体在图像坐标系中的坐标位置；根据所述操作体在所述图像坐标系中的坐标位置以及所述图像采集单元的成像平面与所述操作面平面之间的映射关系，确定所述操作体在所述操作区域中的位置。

优选的，所述根据所述操作体在所述图像坐标系中的坐标位置以及所述图像采集单元的成像平面与所述操作面平面之间的映射关系，确定所述操作体在所述操作区域中的位置，之前还包括：确定所述图像采集单元的成像平面与所述操作面平面之间的映射关系。

优选的，所述确定所述操作体在所述操作区域中的位置之后还包括：根据所述操作体在所述操作区域中的位置，执行相应的指令。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子设备，具有一操作面，其特征在于，包括：

第一光源，设置于所述操作面上，用于发射光线，形成第一照射区域；

第二光源，设置于所述操作面上，用于发射光线，形成第二照射区域；

第一反光部件，设置于所述操作面上，且位于所述第一照射区域内并朝向所述第一光源，用于对所述第一光源发射的光线进行反射；

第二反光部件，设置于所述操作面上，且位于所述第二照射区域内并朝向所述第二光源，用于对所述第二光源发射的光线进行反射；

图像采集单元，设置于所述操作面上，且朝向所述第一照射区域和所述第二照射区域，所述第一反光部件和所述第二反光部件设置于所述图像采集单元的采集区域中，所述第一光源发射的光线经过所述第一反光部件反射后进入所述图像采集单元，所述第二光源发射的光线经过所述第二反光部件反射后进入所述图像采集单元，所述第一照射区域、所述第二照射区域与所述图像采集单元的采集区域的重合区域形成一操作区域；所述图像采集单元用于采集第一图像和第二图像，其中，所述第一图像是所述第一光源开启且所述第二光源关闭时，用于操作所述电子设备的操作体进入所述操作区域后所述图像采集单元采集的图像，所述第二图像是所述第二光源开启且所述第一光源关闭时，所述操作体进入所述操作区域后所述图像采集单元采集的图像；所述图像采集单元为一个光学传感器、一个照相机或一个摄像头；

处理单元，用于根据所述第一图像和所述第二图像，确定所述操作体在所述操作区域中的位置。

2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，还包括：

光源控制单元，用于以预设周期间隔产生第一控制信号和第二控制信号，其中，所述第一控制信号用于控制所述第一光源开启，控制所述第二光源关闭，所述第二控制信号用于控制所述第二光源开启，控制所述第一光源关闭。

3.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述操作面具有第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘，所述第一边缘和所述第三边缘相对，所述第二边缘和所述第四边缘相对，其中，所述第一光源设置于所述第一边缘和所述第四边缘相交的顶点处，所述第二光源设置于所述第一边缘和所述第二边缘相交的顶点处，所述图像采集单元设置于所述第一光源附近，所述第一反光部件为逆反射部件，所述第二反光部件为镜面反射部件，所述第一反光部件设置于所述第二边缘和所述第三边缘上，所述第二反光部件设置于所述第三边缘上，在所述第三边缘上所述第一反光部件和所述第二反光部件并列设置。

4.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，还包括：

执行单元，用于根据所述处理单元确定的所述操作体在所述操作区域中的位置，执行相应的指令。

5.如权利要求1至4任一项所述的电子设备，其特征在于，所述操作面为所述电子设备的触摸屏或所述电子设备的键盘。

6.一种定位方法，应用于一电子设备，其特征在于，所述电子设备具有一操作面，并且包括：

第一光源，设置于所述操作面上，用于发射光线，形成第一照射区域；

第二光源，设置于所述操作面上，用于发射光线，形成第二照射区域；

第一反光部件，设置于所述操作面上，且位于所述第一照射区域内并朝向所述第一光源，用于对所述第一光源发射的光线进行反射；

第二反光部件，设置于所述操作面上，且位于所述第二照射区域内并朝向所述第二光源，用于对所述第二光源发射的光线进行反射；

图像采集单元，设置于所述操作面上，且朝向所述第一照射区域和所述第二照射区域，所述第一反光部件和所述第二反光部件设置于所述图像采集单元的采集区域中，所述第一光源发射的光线经过所述第一反光部件反射后进入所述图像采集单元，所述第二光源发射的光线经过所述第二反光部件反射后进入所述图像采集单元，所述第一照射区域、所述第二照射区域与所述图像采集单元的采集区域的重合区域形成一操作区域；所述图像采集单元为一个光学传感器、一个照相机或一个摄像头；

处理单元，与所述图像采集单元连接；

所述定位方法包括：

采集第一图像和第二图像，其中，所述第一图像是所述第一光源开启且所述第二光源关闭时，用于操作所述电子设备的操作体进入所述操作区域后所述图像采集单元采集的图像，所述第二图像是所述第二光源开启且所述第一光源关闭时，所述操作体进入所述操作区域后所述图像采集单元采集的图像；

根据所述第一图像和所述第二图像，确定所述操作体在所述操作区域中的位置。

7.如权利要求6所述的定位方法，其特征在于，所述采集第一图像和第二图像具体为：

接收第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号是以预设周期间隔产生的；

接收到所述第一控制信号时，控制所述第一光源开启，控制所述第二光源关闭，并采集所述第一图像；

接收到所述第二控制信号时，控制所述第二光源开启，控制所述第一光源关闭，并采集所述第二图像。

8.如权利要求6所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述第一图像和所述第二图像，确定所述操作体在所述操作区域中的位置具体为：

根据所述第一图像和所述第二图像，确定所述操作体在图像坐标系中的坐标位置；

根据所述操作体在所述图像坐标系中的坐标位置以及所述图像采集单元的成像平面与所述操作面平面之间的映射关系，确定所述操作体在所述操作区域中的位置。

9.如权利要求8所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述操作体在所述图像坐标系中的坐标位置以及所述图像采集单元的成像平面与所述操作面平面之间的映射关系，确定所述操作体在所述操作区域中的位置，之前还包括：

确定所述图像采集单元的成像平面与所述操作面平面之间的映射关系。

10.如权利要求6所述的定位方法，其特征在于，所述确定所述操作体在所述操作区域中的位置之后还包括：

根据所述操作体在所述操作区域中的位置，执行相应的指令。