CN103064565A - 一种定位方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

在本发明实施例中通过在投影仪或者是包含投影仪的电子设备中设置两个或者两个以上的图像采集装置来获取第一图像和第二图像，并获得所述投影区域的第三图像，然后获取所述第一光斑点对应的第一光斑点图像在所述第三图像中的第一图像位置坐标，从而根据图像位置坐标及投影位置坐标间的对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影位置坐标为第一投影坐标位置，从而解决了现有技术中单个图像采集装置的拍摄角度有限，从而导致电子设备的交互范围受限的技术问题，进而增加了投影交互设备中的视角范围，提高了投影交互设备的交互能力。

Description

一种定位方法及电子设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种定位方法及电子设备。

背景技术

随着电子技术的不断进步，因此现有技术中出现了各种人机交互的设备，比如说现有技术中用户可以使用激光笔对投影仪投影在投影屏幕上的画面进行随心所欲的操作，也就是说用户可以在使用激光笔达到鼠标的控制效果，从而用户可以对电子设备进行远程的操控。

但是，本申请发明人在实施本发明的过程中发现现有技术中存在如下技术问题或缺陷：

现有技术中的投影交互都是通过设置在投影仪上的单个图像采集装置来采集投影区域内的图像，然后解析确定该图像中的光斑点，最后确定该光斑点的位置，但是，现有技术中单个图像采集装置的拍摄角度有限，从而导致电子设备的交互范围受限，并且电子设备的定位能力也较低的技术问题。

另外，现有技术中的采用广角摄像头进行角度的扩展，但是广角摄像头拍摄边缘会出现图像的畸变，因此，会使得激光笔在投影区域中的定位准确性低，并且定位的效率也较低。

发明内容

本发明提供了一种定位方法及电子设备，用以解决现有技术中通过投影仪进行人机交互时，单个图像采集装置的拍摄角度有限，从而导致电子设备的交互范围受限，并且电子设备的定位能力也较低的技术问题，其具体技术方案如下：

一种定位的方法，应用于一电子设备，所述电子设备至少包括第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，在所述投影摄像头将第一投影内容投影在一投影区域上，且有第一光斑点投射到的所述投影区域中时，通过所述第一图像采集装置采集获得所述投影区域中的第一区域的第一图像，通过所述第二图像采集装置采集获得所述投影区域中的第二区域的第二图像，其中，所述第一区域与所述第二区域一起所覆盖的区域为所述投影区域，所述方法包括：

基于所述第一图像和所述第二图像，获得所述投影区域的第三图像；

获取所述第一光斑点对应的第一光斑点图像在所述第三图像中的第一图像位置坐标；

根据图像位置坐标及投影位置坐标间的对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影位置坐标为第一投影坐标位置。

一种定位的方法，应用于一电子设备，所述电子设备至少包括第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，在所述投影摄像头将第一投影内容投影在一投影区域上，且有第一光斑点投射到的所述投影区域中时，通过所述第一图像采集装置采集获得所述投影区域中的第一区域的第一图像，通过所述第二图像采集装置采集获得所述投影区域中的第二区域的第二图像，其中，所述第一区域与所述第二区域一起所覆盖的区域为所述投影区域，所述方法包括：

判断所述第一光斑点对应的第一光斑点图像是在所述第一图像中还是在所述第二图像中；

当所述第一光斑点图像在所述第一图像中时，获得所述第一光斑点在所述第一图像中的第一图像坐标系中的第一图像位置坐标；

基于所述第一图像坐标系与所述投影区域的投影坐标系间的第一对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影坐标为第一投影坐标位置。

一种电子设备，所述电子设备至少包括第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，在所述投影摄像头将第一投影内容投影在一投影区域上，且有第一光斑点投射到的所述投影区域中时，通过所述第一图像采集装置采集获得所述投影区域中的第一区域的第一图像，通过所述第二图像采集装置采集获得所述投影区域中的第二区域的第二图像，其中，所述第一区域与所述第二区域一起所覆盖的区域为所述投影区域，所述电子设备还包括：

图像生成单元，用于基于所述第一图像和所述第二图像，获得所述投影区域的第三图像；

获取单元，用于获取所述第一光斑点对应的第一光斑点图像在所述第三图像中的第一图像位置坐标；

确定单元，用于根据图像位置坐标及投影位置坐标间的对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影位置坐标为第一投影坐标位置。

一种电子设备，所述电子设备至少包括第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，在所述投影摄像头将第一投影内容投影在一投影区域上，且有第一光斑点投射到的所述投影区域中时，通过所述第一图像采集装置采集获得所述投影区域中的第一区域的第一图像，通过所述第二图像采集装置采集获得所述投影区域中的第二区域的第二图像，其中，所述第一区域与所述第二区域一起所覆盖的区域为所述投影区域，所述电子设备还包括：

判断单元，用于判断所述第一光斑点的第一光斑点图像是在所述第一图像中还是在所述第二图像中；

获得单元，用于当所述第一光斑点图像在所述第一图像中时，获得所述第一光斑点在所述第一图像中的第一图像坐标系中的第一图像位置坐标；

确定单元，用于基于所述第一图像坐标系与所述投影区域的投影坐标系间的第一对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影坐标为第一投影坐标位置。

本发明提供的一个或者多个实施例至少存在如下技术效果或优点：

在本发明实施例中通过在投影仪或者是包含投影仪的电子设备中设置两个或者两个以上的图像采集装置来扩展单个图像采集装置的视角范围（包括水平以及垂直方向上的视角范围），从而解决了现有技术中单个图像采集装置的拍摄角度有限，从而导致电子设备的交互范围受限的技术问题，进而增加了投影交互设备中的视角范围，提高了投影交互设备的交互能力。

在本发明实施例中通过在本发明实施例中通过在投影仪或者是包含投影仪的电子设备中设置两个或者两个以上的图像采集装置来扩展单个图像采集装置的视角范围，并且精确的计算了图像采集装置所带来的图像坐标差值，从而有效的解决现有技术中采用广角摄像头进行角度的扩展，但是广角摄像头拍摄边缘会出现图像的畸变，因此，会使得激光笔在投影区域中的定位准确性低，并且定位的效率也较低的技术问题，进而提高了多个图像采集装置对光斑点的定位准确度，提高了投影交互设备的交互能力。

附图说明

图1所示为本发明实施例中摄像头视场角示意图；

图2所示为本发明实施例中摄像头组合后的视场角示意图；

图3所示为本发明实施例中一种定位的方法流程图；

图4所示为本发明实施例中第一光斑点在第一图像中的示意图；

图5所示为本发明实施例中第一光斑点在第二图像中的示意图；

图6所示为本发明实施例中第一光斑点在第一图像与第二图像的重叠区域中的示意图；

图7a所示为本发明实施例中第一光斑点在第一图像第一区域中的示意图；

图7b所示为本发明实施例中第一光斑点在第二图像第二区域中的示意图；

图7c所示为本发明实施例中第一光斑点在第三图像第三区域中的示意图；

图7d所示为本发明实施例中第一光斑点在第一图像与第二图像重叠区域中的示意图；

图7e所示为本发明实施例中第一光斑点在第二图像与第三图像重叠区域中的示意图；

图8a所示为本发明实施例中4个图像组合后图像的示意图；

图8b所示为本发明实施例中第一光斑点在第一图像中的示意图；

图8c所示为本发明实施例中第一光斑点在第二图像中的示意图；

图8d所示为本发明实施例中第一光斑点在第三图像中的示意图；

图8e所示为本发明实施例中第一光斑点在第四图像中的示意图；

图8f所示为本发明实施例中第一光斑点在4图像重叠区域中的示意图；

图9所示为本发明实施例中一种电子设备的具体结构示意图；

图10所示为本发明实施例中另一种定位方法的流程图；

图11所示为本发明实施例中一种电子设备的具体结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种定位方法及装置，用以解决现有技术中通过投影仪进行人机交互时，单个投影摄像头的拍摄角度有限，从而导致电子设备的交互范围受限，并且电子设备的处理能力也较低的技术问题。

首先需要说明的是该投影仪包括了第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，该投影摄像头能够将投影仪中的第一投影内容投影在一投影区域上，并且在有第一光斑点投射到该投影区域中时，通过第一图像采集装置采集获得投影区域中第一区域的第一图像，通过第二图像采集装置采集获得投影区域中的第二区域的第二图像，其中，第一区域与第二区域一起覆盖的区域为投影区域，然后该投影仪中的第一图像采集装置以及第二图像采集装置将同时采集第一区域对应的第一图像以及第二区域对应的第二图像，然后根据第一图像以及第二图像生成第三图像，然后该投影仪将确定出在第一光斑点对应的第一光斑点图像在第三图像中的第一图像位置坐标，最后根据该图像位置坐标以及投影位置坐标间的对应关系，确定与第一图像位置坐标对应的投影位置坐标为第一投影坐标位置。

其中，需要说明的是，在本发明实施例中该第一图像采集装置（即第一摄像头）与第二图像采集装置（即第二摄像头）为相同型号的摄像头，该第一图像以及第二图像能够完整的包含投影屏幕上的投影图像。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体技术特征只是对本发明技术方案的详细说明，而并不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。

首先需要说明是现有技术中通过投影仪实现人机交互的过程主要是通过投影仪上的一个摄像头，该摄像头能够采集投影仪投影出的投影画面（如图1所示），在该种情况下摄像头能够拍摄到投影屏幕上的AB区域，当用户在AB区域内使用激光笔进行操作时，则该投影仪将通过图像处理得到光斑点的图像位置，从而根据该图像位置就可以确定光斑点对应在投影屏幕上的坐标位置，进而就可以实现人机交互。

但是当投影仪的投影区域增大时比如说由AB增加到AD时（如图3所示），若还是使用一个摄像头来进行光斑点的定位，则该投影仪将不能够获取BD区域内的图像，若是用户将激光笔移动至BD区域中时，则该投影仪将无法识别并且定位到BD区域内的光斑点。

因此，为了解决现有技术中投影仪中摄像头拍摄区域受限的问题，在本发明实施例中当投影仪的投影内容较宽时，该投影仪中的两个摄像头将同时启动（如图2所示），编号1的摄像头就能够拍摄到AB区域内的投影图像，编号2的摄像头能够拍摄到CD区域内的图像，其中AB和CD存在有重叠区域，此时，该投影仪就能够获取到AD区域内的图像，也就是编号1摄像头与编号2的摄像头能够组成一拍摄区域为AD的摄像头，从而就能够弥补一个摄像头的缺陷。

下面详细介绍多个摄像头进行定位的方法，如图3所示为本发明实施例中一种定位方法流程图，该方法包括：

步骤301，基于第一图像和第二图像，获得投影区域的第三图像。

首先来讲，该方法应用在一电子设备中，该电子设备具体可以是投影仪或者是带投影功能的其他电子设备，在本发明实施例中以投影仪进行举例说明，在该投影仪中包括了第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，该投影摄像头能够将第一投影内容投影在一投影区域上，然后该第一图像采集装置能够采集投影区域上第一区域对应的第一图像，该第二图像采集装置能够采集投影区域上第二区域对应的第二图像，该第一图像与第二图像能够包含所有的投影区域。

当用户将第一投影内容投影到投影区域中时，该投影仪就能够通过第一图像采集装置以及第二图像采集装置采集得到包含第一图像以及第二图像的第三图像。

在获取到第三图像之后，该投影仪将执行步骤302。

步骤302，获取第一光斑点对应的第一光斑点图像在第三图像中的第一图像位置坐标。

当用户通过激光笔在第三图像上移动或者是操作时，此时该投影仪将分析该第三图像，并且在第三图像中解析出第一光斑点对应的第一光斑点图像在第三图像中的第一图像位置坐标，该坐标是该光斑点在第三图像中的坐标。

在获取到该坐标之后，该投影仪将执行步骤303。

步骤303，根据图像位置坐标以及投影位置坐标间的对应关系，确定与第一图像位置坐标对应的投影位置坐标为第一投影坐标位置。

在本发明实施例中在执行步骤101之前，首先在该投影仪中需要设定一预设规则，只有通过该预设规则才能够将第三图像中的第一图像位置坐标转换为投影区域中的第一投影坐标位置。

具体来讲，在本发明实施例中该第一图像采集装置以及第二图像采集装置为相同型号的图像采集装置，也就是说该第一图像采集装置以及第二图像采集的分辨率相同、拍摄角度相同，比如在本发明实施例中使用两个型号完全相同的摄像头来进行拍摄，该摄像头的分辨率为M*N，该投影仪中的投影摄像头的分辨率为A*B，然后需要在第一图像以及第二图像组成的第三图像中确定4个标定点（X₁,Y₁）、（X₂,Y₂）、（X₃,Y₃）、（X₄,Y₄），该四个标定点可以是第三图像中的4个顶点或者是其他位置上的点，然后该投影仪还将在投影摄像头对应的图像中去确定出4个标定点，该4个标定点为（a₁,b₁）、（a₂,b₂）、（a₃,b₃）、（a₄,b₄），然后该投影仪会将第三图像中的4个标定点以及投影图像中的4个标定点代入到该投影仪预存的运算公式中，在本发明实施例中该运算公式为：投影变换矩阵： $\left[\begin{array}{c}{X}_u\\ Y_u\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{m}_0& m_1& m_2\\ m_3& m_4& m_5\\ m_6& m_7& 1\end{array}\right]*\left[\begin{array}{c}{X}_v\\ Y_v\\ 1\end{array}\right],$ 该投影变换矩阵中的（X_u,Y_u）为所述投影图像中相对于投影坐标原点的投影坐标，（X_v,Y_v）为所述第三图像中相对于图像坐标原点的图像坐标，m₀~m₇为投影变换矩阵中的8个常数。

具体来讲就是将第三图像中的4个标定点代入到投影变换矩阵的右边，将投影图像中的4个标定点代入到投影变换矩阵的左边，从而根据该8个坐标就能够对应的得到关于m₀~m₇的8个函数等式，最后根据该8个函数等式就能够得到m₀~m₇这8个自由度常数。

为了提高对光标点的定位准确性，因此，在本发明实施例中需要对定位的误差进行处理，其具体的操作过程如下：

首先在获取到m₀~m₇这8个常数之后，该投影仪将得到该投影变换矩阵的未知参数，从而根据该未知参数就能够确定出该第三图像中的坐标与投影区域中坐标间的对应关系，但是，由于是通过图像采集装置来采集光标点的位置，因此，通过第三图像中的坐标来运算得到的投影坐标与实际投影区域中光斑点的坐标会存在一定的偏移量，从而该偏移量将直接影响到光斑点定位的准确性。

因此，在本发明实施例中会将投影图像中的4个标定点代入到该投影变换矩阵，具体来讲就是将（X₁₀,Y₁₀）、（X₂₀,Y₂₀）、（X₃₀,Y₃₀）、（X₄₀,Y₄₀）代入到投影变换矩阵中得到该4个标定点对应在第三图像中的4对理论标定图像坐标（X`<sub>10</sub>,Y`₁₀）、（X`<sub>20</sub>,Y`₂₀）、（X`<sub>30</sub>,Y`₃₀）、（X`<sub>40</sub>,Y`₄₀），然后根据4个实际标定图像坐标以及理论标定图像坐标就可以得到理论标定坐标与实际标定坐标之间的差值，即（X₁₀-X`<sub>10</sub>，Y<sub>10</sub>-Y`₁₀）、（X₂₀-X`<sub>20</sub>，Y<sub>20</sub>-Y`₂₀）、（X₃₀-X`<sub>30</sub>，Y<sub>30</sub>-Y`₃₀）、（X₄₀-X`<sub>40</sub>，Y<sub>40</sub>-Y`₄₀）其实在每个坐标中的偏移量都是相同的，因此，在本发明实施例以一确定值来说明，即（X_a,Y_a），在通过投影变换矩阵将第三图像中坐标点转换为投影区域理论坐标点之后，该投影仪会在该理论坐标点上加上该偏移量，从而能够更加精确的确定出第三图像的坐标点在投影区域中对应的坐标点。

由于在本发明实施例中，该第三图像为第一图像与第二图像组合成的图像，因此，在第三图像中就包含了两个坐标系，进而对光标点的定位需要转换到同一坐标系中进行处理。

在本发明实施例中当获得第三图像，并且在第三图像中存在有第一光斑点时，该投影仪会首先去确定出该第一光斑点对应的第一光斑点图像在第一图像中还是在第二图像中（如图4所示），在图4中，该第一光斑点对应的第一光斑点图像在第一图像中的第一区域时，该第一光斑点对应的坐标将可以直接确定，也就是该坐标为相对于第一图像中左下角坐标原点的坐标，即第一图像坐标（X₁,Y₁），在得到该光标点的坐标之后，通过投影变换矩阵得到该光标点在投影区域的理论坐标（X`<sub>1</sub>,Y`₁），在得到该理论坐标之后，该投影会将该理论坐标值加上偏移量就得到本该光斑点在投影区域中的实际坐标，即（X`<sub>1</sub>+X<sub>a</sub>,Y`₁+Y_a）。该实际坐标排除了由于摄像头自身原因造成的图像偏移。使得投影仪的定位更加准确，并且也提升了投影仪的定位范围。

如图5所示，当第一光斑点在第二图像中时，该投影仪首先将确定该第一光斑点在第二图像中的坐标位置，此时，该投影仪将首先获取到该第一光斑点相对于第二图像坐标系中第二区域的坐标位置，即第二图像坐标（X₂,Y₂），然后由于最后代入投影变换矩阵的坐标要一个统一的坐标系，因此，需要将该第二图像坐标系中的坐标转换为第一图像中的坐标，由于第二图像坐标系与第一图像坐标系的Y轴是未发生改变的，因此，在本发明实施例中只需要在横坐标上加上M/2，然后得到该第一光斑点相对于第一图像坐标系中的第一光斑点坐标的第三图像坐标（X₂+M/2,Y₂），其中该M/2表征该图像采集装置的分辨率横坐标值的一半，通过该方式的坐标转换可以将第二图像中的坐标与第一图像中的坐标进行相互转换，实现了两图像坐标系的统一。

在得到第二图像中的坐标之后，该投影仪会将该第一光斑点坐标（X₂+M/2,Y₂）代入投影变换矩阵中，从而根据该投影变换矩阵能够将得到该第一光斑点在投影区域中的坐标，经过投影变换矩阵得到的坐标为（X`<sub>2</sub>,Y`₂），该坐标（X`<sub>2</sub>,Y`₂）为投影区域中的理论坐标值，要得到该光斑点的实际坐标，需要在该坐标上加上横坐标的偏移量X_a,然后得到该第一光斑点在投影区域中的实际坐标位置（X`<sub>2</sub>+X<sub>a</sub>,Y`₂+Y_a），最后该投影仪将根据该第一光斑点的实际坐标位置进行对应的响应。

进一步，如图6所示，当该第一光斑点的位置在第一图像与第二图像的重叠区域，即第三区域时，首先该投影仪会得到第一图像与第二图像组成的第三图像，然后该投影仪将确定该第一光斑点所在的位置，当该第一光斑点存在与第一图像与第二图像的重叠区域时，该第一光斑点的图像坐标需要根据第一图像的第一坐标系以及第二图像的第二坐标系来确定，具体来讲，首先该投影仪将获取该第一光斑点在第一图像中的第四图像坐标（X₃,Y₃），以及第一光斑点在第二图像内的第五图像坐标（X₄,Y₃），然后将第四图像坐标中的第四横坐标以及第五图像坐标中的第五横坐标以及M/2相加并除以2得到该第一光斑点在重叠区域中的横坐标，当然该第一光斑点在重叠区域中的纵坐标值与第四图像坐标以及第五图像坐标中的纵坐标都相同，最后得到该第一光斑的第六图像坐标（（X₃+X₄+M/2）/2,Y₃），该第六图像坐标就是相对于第一图像坐标系中的坐标。然后将该第六图像坐标（（X₃+X₄+M/2）/2,Y₃）代入到投影变换矩阵中，从而得到该第一光斑点在投影区域中的理论坐标值，然后在得到该理论坐标值（X`<sub>3</sub>,Y`₃），然后在该理论坐标值上加上对应的偏移量就可以得到该第一光斑点在投影区域的实际坐标位置（X`<sub>3</sub>+X<sub>a</sub>,Y`₃+Y_a）。

在本发明实施例中通过多个图像采集装置来实现对投影交互界面的交互区域扩展，并且在多个图像采集装置中确定出该光斑点的坐标，并且将该光斑点在图像中的坐标转换为投影区域中的实际坐标，进而实现了对交互界面的扩展，从而解决了现有技术中单个图像采集装置的拍摄角度有限，从而导致电子设备的交互范围受限，并且电子设备的定位能力也较低的技术问题，并且实现了对投影交互界面的扩展，并且也提高了电子设备（投影仪）的定位能力，提高了投影仪的使用效率。

上述实施例只是说明了在投影仪中设置两个图像采集装置进行第一光斑点定位的方法，本发明所提供的技术方案还能够用于在投影仪中设置3个或者3个以上的图像采集装置的情况，具体方式如下：

当该投影仪中设置有3个图像采集装置时，该图像采集装置即为摄像头，也就是说该投影区域的图像由第一图像、第二图像以及第三图像组成的第四图像，该第四图像中包含了整个投影区域，如图7a示。

当该第一光斑点在第四图像的第一区域中时，则该投影仪将直接定位该第一光斑点，也就是说该第一光斑点在第一区域中的坐标可以直接代入到投影变换矩阵中，该坐标为（X_M1,Y_M1），然后该坐标可以直接代入到投影变换矩阵中，并得到该第一光斑点在投影区域中理论坐标值（X`<sub>M1</sub>,Y`_M1），然后在该坐标值上加上偏移量就可以定位出该第一光斑点在第一区域中的实际坐标位置（X`<sub>M1</sub>+X<sub>a</sub>,Y`_M1+Y_a），从而投影仪将根据该第一光斑点在第一区域中的实际坐标位置进行响应。

当该第一光斑点在第四图像中的第二区域中时(如图7b所示)，该投影仪将首先确定该第一光斑点相对于第二图像坐标系的图像坐标（X_M2,Y_M2），然后再将该坐标转换为相对于第一图像坐标系的坐标位置，该坐标位置需要在第二图像坐标系的基础上加上M/2，即该坐标为（X_M2+M/2,Y_M2），然后将该坐标代入到投影变换矩阵中，从而得到该坐标在投影区域中的理论坐标位置（X`<sub>M2</sub>,Y`_M2），最后在该理论坐标位置中加上偏移量就可以得到该第一光斑点在第四图像中的实际坐标位置（X`<sub>M2</sub>+X<sub>a</sub>,Y`_M2+Y_a），从而投影仪能够根据该实际坐标位置进行响应。

当该第一光斑点在第三区域中时(如图7c所示)，首先该投影仪将确定该第一光斑点相对于第三图像坐标系坐标（X_M3,Y_M3），然后将第一光斑点在第三图像中的坐标转换相对于第一图像坐标系的坐标，由于该第四图像是由第一图像、第二图像以及第三图像组成，因此，该第一光斑点的坐标相对于第一图像坐标系的坐标为（X_M3+M/2,Y_M3），然后将该坐标代入到投影变换矩阵中，得到该第一光斑点的理论坐标（X`<sub>M3</sub>,Y`_M3），在第一光斑点的理论坐标上加上偏移量得到该第一光斑点在投影区域中的实际坐标（X`<sub>M3</sub>+X<sub>a</sub>,Y`_M3+Y_a）。

当该第一光斑点在第一图像与第二图像的重叠区域中时（如图7d所示），首先该投影仪将获取第一光斑点相对于第一图像坐标系中的坐标（X_M40,Y_M40），以及该第一光斑点相对于第二图像坐标系中的坐标（X_M41,Y_M40），然后将该光斑点相对于第一图像坐标中的横坐标与相对于第二图像坐标系中的横坐标与M/2相加，并取其平均数就可以得到该第一光斑点在第四图像中的坐标位置，即（（X_M40+X_M41+M/2）/2，Y_M40），在得到该坐标之后，同样的将该坐标代入到投影变换矩阵中，最后根据该投影变换矩阵的运算就可以得到该第一光斑点在投影区域中的理论坐标（X`<sub>M4</sub>,Y`_M4），然后在该理论坐标中加上横坐标以及纵坐标的偏移量之后，该投影仪将得到该第一光斑点在投影区域中的实际坐标位置（X`<sub>M4</sub>+X<sub>a</sub>,Y`_M4+Y_a）。

当该第一光斑点在第四图像的第五区域中时（如图7e所示），该第五区域为第二图像与第三图像的重叠图像，因此该投影仪将首先获取该第一光斑点相对于第二图像中的图像坐标，然后再获取该第一光斑点相对于第三图像中的图像坐标（X_M51,Y_M50），然后根据在第四区域中的同样的运算方式，该第五区域中的图像坐标为（（（X_M50+X_M51+M/2）+（X_M51+M/2）+M/2）/3，Y_M50），然后该图像坐标代入到投影变换矩阵中，从而根据该投影变换矩阵就能够得到第一光斑点在第五区域中的理论坐标位置（X`<sub>M5</sub>Y`_M5），然后在该理论坐标值上加上对应的横坐标以及纵坐标的偏移量，进而得到该第一光斑点在投影区域中的实际坐标位置（X`<sub>M5</sub>+X<sub>a</sub>,Y`_M5+Y_a）。

通过上述实施例的描述，本发明的技术方案除了能够运用到包含两个或者三个图像采集装置的投影仪中之外，本发明实施例可以应用到包含3个以上图像采集装置的投影仪中，其具体的坐标运算方式如下：

具体来讲，该坐标运算的方式为应用到水平方向上的扩展，若该投影仪扩展到n个摄像头时，则投影画面的分割线以及重叠区域就为n-1个，当在第一区域中的坐标为（X_n1,Y_n1），在后面区域中的坐标之后横坐标需要进行运算，而纵坐标将不会做改变，因此，后面区域中的横坐标的统一运算公式为（X_n1+（n-1）*M/2,Y_n1），当该第一光斑点在重叠区域中时，该投影仪将确定该第一光斑点所在两个图像对应坐标系中的坐标，如（X_n2,Y_n2）、（X_n3,Y_n2），然后在该坐标的基础上，该重叠区域中该第一光斑点的坐标就为（【X_n2+（n-1）*（X_n3+M/2）】/n，Y_n2），然后将该得到的坐标代入到投影变换矩阵中，从而通过该投影变换矩阵就能够得到该第一光斑点在投影区域中的理论坐标，然后在该理论坐标中加入对应的坐标偏移量就可以得到该第一光斑点在投影区域中的实际坐标。最后该投影仪将根据该实际坐标进行对应的响应。

当然，本发明实施例还可以用于在竖向的扩展（如图8a所示），在该图像中包括了第一图像、第二图像、第三图像以及第四图像，其中第一图像与第二图像之间是水平方向上的扩展，而第一图像与第三图像之间实现的竖直方向上的扩展，同样的第二图像与第四图像也是在竖直方向上的扩展。

当第一光斑点在第一图像的第一区域中时（如图8b所示），则该投影仪将直接得到该第一光斑点的坐标（X,Y）；

当该第一光斑点在第二图像的第二区域中时（如图8c所示），该坐标确定的方式与水平方向上的坐标确定方式相同，即该坐标为（X+M/2,Y）；

当该第一光斑点在第三图像的第三区域中时（如图8d所示），则该坐标为竖直方向上的扩展，相对于第一图像来讲，该扩展横坐标将不会发生改变，而纵坐标将发生对应改变，即该坐标为（X,Y+N/2）；

当该第一光斑点在第四图像的第四区域中时（如图8e所示），则该坐标相对于第一图像坐标系来讲，该坐标为（X+M/2,Y+N/2）；

当第一光斑点在第一图像与第二图像的重叠区域或者是在第三图像与第四图像的重叠区域中时，该第一光斑点的坐标位置确定方式与前面描述的方式相同，因此，在此不再赘述。

当第一光斑点在第一图像与第三图像的重叠区域中时，重叠区域为竖直方向上的重叠区域，因此，该投影仪将获取该第一光斑点相对于第一图像坐标系的坐标（X`,Y`）以及第一光斑点相对于第三图像坐标系的坐标（X`,Y``），在第一图像中的横坐标与第三图像中的横坐标相同，然后根据该第一图像中的坐标与第三图像中的坐标得到该第一光斑点的图像坐标（（X`+X`）/2，（Y`+Y``+N/2）/2），当然该第一光斑点在第二图像与第四图像的重叠区域中时与在第一图像与第三图像重叠区域的坐标确定方式相同，在此不做赘述。

当该第一光斑点在第一图像、第二图像、第三图像以及第四图像的重叠区域中时（如图8f），该投影仪将获取该第一光斑点在第一图像坐标系中的坐标（X,Y），相对于第二图像坐标系中的坐标（X+M/2,Y），相对于第三图像坐标系中的坐标（X,Y+N/2），相对于第四图像坐标系中的坐标（X+M/2,Y+N2），然后根据该4个坐标就能够得到该重叠区域中的坐标（（X+X+M/2+X+X+M/2）/4，（Y+Y+N/2+Y+Y+N/2）/4），最后将该重叠区域中的坐标代入到投影变换矩阵中得到该坐标在投影区域中的理论坐标值，然后在该理论坐标值上加上横坐标偏移量以及纵坐标偏移量就得到该坐标在投影区域中的实际坐标，该投影仪就能够根据该实际坐标进行响应。

当然，本发明实施例只是提供了一种具体的实施例方式，本发明的技术方案还可以应用到投影仪中通过其他方式组合的摄像头，由于确定坐标以及运算的方式相同，在此不做赘述。

本发明实施例中通过在投影仪中设置多个摄像头俩扩展投影仪的交互范围，并且在该扩展的交互范围内确定出投射到投影区域中的第一光斑点的坐标，从而解决了现有技术中在投影仪中设置单个图像采集装置的拍摄角度有限，从而导致电子设备的交互范围受限，并且电子设备的定位能力也较低的技术问题，进而实现了对投影交互界面的扩展，并且也提高了电子设备（投影仪）的定位能力，提高了投影仪的使用效率。

对应本发明实施例中的一种定位方法，本发明实施例中还提供了一种电子设备，其中该电子设备至少包括第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，在所述投影摄像头将第一投影内容投影在一投影区域上，且有第一光斑点投射到的所述投影区域中时，通过所述第一图像采集装置采集获得所述投影区域中的第一区域的第一图像，通过所述第二图像采集装置采集获得所述投影区域中的第二区域的第二图像，其中，所述第一区域与所述第二区域一起所覆盖的区域为所述投影区域，如图9所示为本发明实施例中一种电子设备的具体结构示意图，该电子设备还包括：

图像生成单元901，用于基于所述第一图像和所述第二图像，获得所述投影区域的第三图像；

获取单元902，用于获取所述第一光斑点对应的第一光斑点图像在所述第三图像中的第一图像位置坐标；

确定单元903，用于根据图像位置坐标及投影位置坐标间的对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影位置坐标为第一投影坐标位置。

其中，该确定单元903具体用于根据所述第一图像位置坐标，并通过投影变换矩阵： $\left[\begin{array}{c}{X}_u\\ Y_u\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{m}_0& m_1& m_2\\ m_3& m_4& m_5\\ m_6& m_7& 1\end{array}\right]*\left[\begin{array}{c}{X}_v\\ Y_v\\ 1\end{array}\right],$ 获取与所述第一图像位置坐标对应的投影位置坐标为第一投影坐标位置，其中，（X_u,Y_u）为所述投影图像中相对于投影坐标原点的投影坐标，（X_v,Y_v）为所述第三图像中相对于图像坐标原点的图像坐标，m₀~m₇为投影变换矩阵中的8个常数。

另外，本发明实施例中还提供了一种定位的方法，如图10所示为本发明实施例中另一种定位方法流程图，首先该方法应用于一电子设备，所述电子设备至少包括第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，在所述投影摄像头将第一投影内容投影在一投影区域上，且有第一光斑点投射到的所述投影区域中时，通过所述第一图像采集装置采集获得所述投影区域中的第一区域的第一图像，通过所述第二图像采集装置采集获得所述投影区域中的第二区域的第二图像，其中，所述第一区域与所述第二区域一起所覆盖的区域为所述投影区域，所述方法包括：

步骤111，判断所述第一光斑点的第一光斑点图像是在所述第一图像中还是在所述第二图像中；

步骤112，当所述第一光斑点图像在所述第一图像中时，获得所述第一光斑点在所述第一图像中的第一图像坐标系中的第一图像位置坐标；

步骤113，基于所述第一图像坐标系与所述投影区域的投影坐标系间的第一对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影坐标为第一投影坐标位置。

其中，在首先是确定该第一光斑点在第一图像中还是第二图像中，当该第一光斑点在第一图像中时，则根据第一对应关系中的第一图像坐标系与投影区域的投影区域图像的投影图像坐标系间的第一子对应关系，确定与第一图像位置坐标对应的投影图像坐标为第一投影图像坐标位置；

基于第一对应关系中的投影图像坐标系与投影坐标系间的第二子对应关系，确定与所述第一投影图像坐标位置对应的投影坐标为第一投影坐标位置。

当第一光斑点图像在第二图像中时，获得第一光斑点在所述第二图像中的第二图像坐标系中的第二图像位置坐标；

根据第二图像坐标系与投影区域的投影坐标间的第二对应关系，确定与第二图像位置坐标对应的投影坐标为第二投影坐标位置。

基于所述第二对应关系中的所述第二图像坐标系与投影区域的投影区域图像的投影图像坐标系间的第三子对应关系，确定与所述第二图像位置坐标对应的投影图像坐标为第二投影图像坐标位置；

基于所述第二对应关系中的所述投影图像坐标系与所述投影坐标系间的第二子对应关系，确定与所述第二投影图像坐标位置对应的投影坐标为第二投影坐标位置。

简单的来说，在该方法实施例中，首先将确定第一光斑点在第一图像中还是第二图像中，当该第一光斑点在第一图像中时，则该电子设备（投影仪）将确定出该第一光斑点在第一图像中的坐标，然后根据预存的第一图像中的坐标与投影图像中的坐标对应关系，得到该第一光斑点在第一图像中坐标对应在投影图像中的坐标。

当该第一光斑点在第二图像中时，则该电子设备（投影仪）将确定出该第一光斑点相对于第一图像坐标系的坐标，也就是说在第二图像中的坐标需要转换为基于第一图像坐标的坐标，从而得到该统一坐标系后的坐标，在得到该第一光斑点相对于第一图像坐标系的坐标之后，将根据预存的第一光斑点在第二图像中的坐标与投影图像中坐标的关系得到该第一光斑点的理论坐标，最后在该理论坐标上加上横坐标以及纵坐标的偏移量就能够得到该第一光斑点在投影图像中的实际坐标，从而该投影仪就能够根据该实际坐标做出对应的响应。

对本发明实施例中另一种定位的方法，本发明实施例还提供了另一种电子设备，该电子设备至少包括第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，在所述投影摄像头将第一投影内容投影在一投影区域上，且有第一光斑点投射到的所述投影区域中时，通过所述第一图像采集装置采集获得所述投影区域中的第一区域的第一图像，通过所述第二图像采集装置采集获得所述投影区域中的第二区域的第二图像，其中，所述第一区域与所述第二区域一起所覆盖的区域为所述投影区域，如图11所示该电子设备还包括：

判断单元121，用于判断所述第一光斑点的第一光斑点图像是在所述第一图像中还是在所述第二图像中；

获得单元122，用于当所述第一光斑点图像在所述第一图像中时，获得所述第一光斑点在所述第一图像中的第一图像坐标系中的第一图像位置坐标；

确定单元123，用于基于所述第一图像坐标系与所述投影区域的投影坐标系间的第一对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影坐标为第一投影坐标位置。

其中，该获得单元122还用于在第一光斑点图像在图像中时，获得第一光斑点在第二图像中的第二图像坐标系中的第二图像位置坐标，该确定单元123还用于根据第二图像坐标系与投影区域的投影坐标间的第二对应关系，确定与第二图像位置坐标对应的投影坐标为第二投影坐标位置。

本发明提供的一个或者多个实施例至少存在如下技术效果或优点：

在本发明实施例中通过在投影仪或者是包含投影仪的电子设备中设置两个或者两个以上的图像采集装置来扩展单个图像采集装置的视角范围（包括水平以及垂直方向上的视角范围），从而解决了现有技术中单个图像采集装置的拍摄角度有限，从而导致电子设备的交互范围受限的技术问题，进而增加了投影交互设备中的视角范围，提高了投影交互设备的交互能力。

在本发明实施例中通过在本发明实施例中通过在投影仪或者是包含投影仪的电子设备中设置两个或者两个以上的图像采集装置来扩展单个图像采集装置的视角范围，并且精确的计算了图像采集装置所带来的图像坐标差值，从而有效的解决现有技术中采用广角摄像头进行角度的扩展，但是广角摄像头拍摄边缘会出现图像的畸变，因此，会使得激光笔在投影区域中的定位准确性低，并且定位的效率也较低的技术问题，进而提高了多个图像采集装置对光斑点的定位准确度，提高了投影交互设备的交互能力。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种定位的方法，应用于一电子设备，所述电子设备至少包括第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，在所述投影摄像头将第一投影内容投影在一投影区域上，且有第一光斑点投射到的所述投影区域中时，通过所述第一图像采集装置采集获得所述投影区域中的第一区域的第一图像，通过所述第二图像采集装置采集获得所述投影区域中的第二区域的第二图像，其中，所述第一区域与所述第二区域一起所覆盖的区域为所述投影区域，其特征在于，所述方法包括：

基于所述第一图像和所述第二图像，获得所述投影区域的第三图像；

获取所述第一光斑点对应的第一光斑点图像在所述第三图像中的第一图像位置坐标；

根据图像位置坐标及投影位置坐标间的对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影位置坐标为第一投影坐标位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据图像位置坐标及投影位置坐标间的对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影位置坐标为第一投影坐标位置，具体为：

根据所述第一图像位置坐标，并通过投影变换矩阵： $\left[\begin{array}{c}{X}_u\\ Y_u\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{m}_0& m_1& m_2\\ m_3& m_4& m_5\\ m_6& m_7& 1\end{array}\right]*\left[\begin{array}{c}{X}_v\\ Y_v\\ 1\end{array}\right],$ 获取与所述第一图像位置坐标对应的投影位置坐标为第一投影坐标位置，其中，（X_u,Y_u）为所述投影图像中相对于投影坐标原点的投影坐标，（X_v,Y_v）为所述第三图像中相对于图像坐标原点的图像坐标，m₀~m₇为投影变换矩阵中的8个常数。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述获取所述第一光斑点对应的第一光斑点图像在所述第三图像中的第一图像位置坐标之前，所述方法还包括：

获取所述投影区域的4个投影标定坐标以及所述第三图像中的4个图像标定坐标；

根据所述4个投影标定坐标、所述4个图像标定坐标以及所述投影变换矩阵，获得所述m₀~m₇中的8个常数的值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根据所述4个投影标定坐标、所述4个图像标定坐标以及所述投影变换矩阵，获得所述m₀~m₇中的8个常数的值之后，所述方法还包括：

解析所述第三图像，并获取所述4个投影标定坐标在所述第三图像中的4个实际标定图像坐标；

通过所述投影变换矩阵，获取所述4个投影标定坐标在所述第三图像中对应的4个理论标定图像坐标；

获取所述4个实际标定图像坐标与所述4个理论标定图像坐标之间的横坐标差值以及纵坐标差值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述第一光斑点未处于所述第一图像与所述第二图像的重叠图像中时，所述获取所述第一光斑点对应的第一光斑点图像在所述第三图像中的第一图像位置坐标，具体包括：

解析所述第三图像，确定所述第一光斑点在所述第三图像中的所述第一图像内或者所述第二图像内，并生成一检测结果；

当所述检测结果表征所述第一光斑点在所述第一图像内时，则获取所述第一光斑点在所述第一图像中的第一图像坐标（X₁,Y₁），并将所述第一图像坐标作为所述第一光斑点对应的所述第一图像位置坐标；

当所述检测结果表征所述第一光斑点在所述第二图像内时，则获取所述第一光斑点在所述第二图像中的第二图像坐标（X₂,Y₂），并在所述第二图像坐标的横坐标值上加上M/2，得到第三图像坐标（X₂+M/2,Y₂），所述第三图像坐标即为所述第一光斑点对应的所述第一图像位置坐标，其中，M为第一图像或第二图像的像素值。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述第三图像中的第一图像与第二图像存在重叠图像时，并且所述检测结果表征所述第一光标图像在所述重叠图像中时，所述获取所述第一光斑点对应的第一光斑点图像在所述第三图像中的第一图像位置坐标，具体为：

获取所述第一光斑点在所述第一图像内的第四图像坐标（X₃,Y₃）以及所述第一光斑点在所述第二图像内的第五图像坐标（X₄,Y₃），将所述第四图像坐标中的第四横坐标以及所述第五图像坐标中的第五横坐标以及M/2相加除以2，得到第六图像坐标（（X₃+X₄+M/2）/2,Y₃），所述第六图像坐标即为所述第一光斑点对应的所述第一图像位置坐标。

7.如权利要求3~6任一权项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一图像位置坐标，并通过投影变换矩阵，获取与所述第一图像位置坐标对应的投影位置坐标为第一投影坐标位置，具体包括：

根据所述第一图像位置坐标，并通过所述投影变换矩阵，获取与所述第一图像位置坐标对应的第一理论投影坐标；

在所述第一理论投影坐标中加上所述横坐标差值以及纵坐标差值，获得所述第一投影坐标位置。

8.一种定位的方法，应用于一电子设备，所述电子设备至少包括第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，在所述投影摄像头将第一投影内容投影在一投影区域上，且有第一光斑点投射到的所述投影区域中时，通过所述第一图像采集装置采集获得所述投影区域中的第一区域的第一图像，通过所述第二图像采集装置采集获得所述投影区域中的第二区域的第二图像，其中，所述第一区域与所述第二区域一起所覆盖的区域为所述投影区域，其特征在于，所述方法包括：

判断所述第一光斑点对应的第一光斑点图像是在所述第一图像中还是在所述第二图像中；

当所述第一光斑点图像在所述第一图像中时，获得所述第一光斑点在所述第一图像中的第一图像坐标系中的第一图像位置坐标；

基于所述第一图像坐标系与所述投影区域的投影坐标系间的第一对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影坐标为第一投影坐标位置。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备至少包括第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，在所述投影摄像头将第一投影内容投影在一投影区域上，且有第一光斑点投射到的所述投影区域中时，通过所述第一图像采集装置采集获得所述投影区域中的第一区域的第一图像，通过所述第二图像采集装置采集获得所述投影区域中的第二区域的第二图像，其中，所述第一区域与所述第二区域一起所覆盖的区域为所述投影区域，所述电子设备还包括：

图像生成单元，用于基于所述第一图像和所述第二图像，获得所述投影区域的第三图像；

获取单元，用于获取所述第一光斑点对应的第一光斑点图像在所述第三图像中的第一图像位置坐标；

确定单元，用于根据图像位置坐标及投影位置坐标间的对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影位置坐标为第一投影坐标位置。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备至少包括第一图像采集装置、第二图像采集装置以及一投影摄像头，在所述投影摄像头将第一投影内容投影在一投影区域上，且有第一光斑点投射到的所述投影区域中时，通过所述第一图像采集装置采集获得所述投影区域中的第一区域的第一图像，通过所述第二图像采集装置采集获得所述投影区域中的第二区域的第二图像，其中，所述第一区域与所述第二区域一起所覆盖的区域为所述投影区域，所述电子设备还包括：

判断单元，用于判断所述第一光斑点的第一光斑点图像是在所述第一图像中还是在所述第二图像中；

获得单元，用于当所述第一光斑点图像在所述第一图像中时，获得所述第一光斑点在所述第一图像中的第一图像坐标系中的第一图像位置坐标；

确定单元，用于基于所述第一图像坐标系与所述投影区域的投影坐标系间的第一对应关系，确定与所述第一图像位置坐标对应的投影坐标为第一投影坐标位置。

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