CN111267015B - 加工定位方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种加工定位方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：于待加工物体选择多个定位基准；采用结构光测量方法获取多个定位基准基于第一坐标系的多个第一坐标；基于投影系统获取多个定位基准基于第二坐标系的多个第二坐标；将多个第一坐标输入投影系统结合多个第二坐标进行坐标系拟合，确定第一坐标系和第二坐标系的转换关系；根据基于第一坐标系的加工信息，结合第一坐标系和第二坐标系的转换关系，利用投影系统将加工信息投影至待加工物体的表面得到投影位置。本发明实施例解决了航天制造领域由于检测手段和定位手段不匹配导致的精度差错误率高的问题，达到了加工装配过程中定位更快速、精确度更高的效果。

Description

加工定位方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及航空制造技术领域，尤其涉及一种加工定位方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在飞机装配中，存在大量手工制孔、紧固件连接工作，由于手工操作精度限制、工人熟练程度、现场环境影响等因素，常出现紧固件孔划线定位不准、制孔刀具选用错误、紧固件牌号或长度选择错误等问题，对孔和紧固件安装位置(边距、间距等)的质量检测也缺乏精度更高、效率更高的手段(目前现场通过手工测量方式进行)。采用三维投影辅助技术，能将位置信息投影至装配工件本身，但该系统测量方法精度低，而航空产品精度要求高，因此其无法满足精度要求，实现加工、装配的准确定位。

发明内容

本发明实施例提供一种加工定位方法、装置、设备及存储介质，以实现加工前的加工位置精准定位。

第一方面，本发明实施例提供了一种加工定位方法，包括：

于待加工物体选择多个定位基准；

采用结构光测量方法获取所述多个定位基准基于第一坐标系的多个第一坐标；

基于投影系统获取所述多个定位基准基于第二坐标系的多个第二坐标；

将所述多个第一坐标输入所述投影系统结合所述多个第二坐标进行坐标系拟合，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系；

根据基于所述第一坐标系的加工信息，结合所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，利用投影系统将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种加工定位装置，该装置包括：

第一坐标系建立模块，用于于待加工物体选择多个定位基准；

第一坐标确定模块，用于采用结构光测量方法获取所述多个定位基准的基于第一坐标系的多个第一坐标；

第二坐标确定模块，用于基于投影系统获取所述多个定位基准基于第二坐标系的多个第二坐标；

拟合模块，用于将所述多个第一坐标输入所述投影系统结合所述多个第二坐标进行坐标系拟合，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系；

投影模块，用于根据基于所述第一坐标系的加工信息，结合所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，利用投影系统将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置。

第三方面，本发明实施例还提供了一种加工定位设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如前述的加工定位方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被执行时实现如上述的加工定位方法。

本发明实施例中，通过合适的定位基准结合结构光测量方法确定了待加工物体上定位基准的第一坐标，结合投影系统中对应的第二坐标，实现了坐标系统的拟合确定了第一坐标系和第二坐标系的关系，建立投影系统和待加工物体的实际位置间的关系，进而可以将加工信息通过投影系统更精确的投影到待加工物体的表面，解决了航天制造领域由于检测手段和定位手段不匹配导致的精度差错误率高的问题，达到了加工装配过程中定位快速、精确度更高的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中的加工定位方法的流程图；

图2是本发明实施例二中的加工定位方法的流程图；

图3是本发明实施例三中的加工定位装置的结构示意图；

图4是本发明实施例四种的加工定位设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一坐标系称为第二坐标系，且类似地，可将第二坐标系称为第一坐标系。第一坐标系和第二坐标系两者都是坐标系，但其不是同一坐标系，对应的，当第一坐标系称为第二坐标系时第一坐标也应称为第二坐标，第二坐标系称为第一坐标系时第二坐标也应称为第一坐标。术语“第一”、“第二”等不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的加工定位方法流程图，本实施例可适用于飞机部件的加工情况，具体包括如下步骤：

步骤110、于待加工物体选择多个定位基准。

在加工过程中，需要被定位进行加工如打孔等操作的部件就是待加工物体，在利用激光投影技术找到相应的加工位置之前，需要建立连接待加工物体和投影系统之间的信息通道，具体的，就是确定投影系统采用的坐标系和用于测量待加工物体的实际位置的坐标系之间的关系，只有两个坐标系之间的关系确定了才能保障投影系统的精确度。

通常情况下我们会在待加工物体上选择一些点进行测量，来建立待加工物体和投影系统之间的信息通道。这些点需要能够确定待加工物体和坐标系在多个自由度上的关系，我们称这些点为定位基准，而只有合适的定位基准才能更大程度上避免测量误差，合适的定位基准需要遵循一定的原则，具体包括：合适的基准点数量，基准点选择过少时确定的位置关系参考元素较少容易出现偏差，基准点选择过多时将计算过程复杂化了，通常情况下只需选择至少四个基准点建立定位基准就可以得到较为精确的位置关系，一般选择六到八个较为稳妥；建立基准点应选择尽量靠近待投影区域的边缘位置，这是考虑到每次加工时需要定位的区域可能并非是整个待加工物体，而通过整个待加工物体选择的基准点确定位置关系时，不需要的区域较多会导致精度变低；基准点应选择结构中较为准确的部位，因为如果基准点选择的部位过于模糊不准确很容易造成数据错误，如选择某一平面上非边角的一点作为基准点，其选择范围较大且相邻的点与基准点区分不明显很容易出现错误。当定位基准确定之后就可以根据选择的多个定位基准确定位置关系。

总结上述，即，于待加工物体选择多个定位基准包括：根据所述待加工物体的尺寸、形状选择位于待加工物体上结构准确部位的至少四个基准点作为定位基准，所述至少四个基准点靠近待投影区域的边缘。

步骤120、采用结构光测量方法获取所述多个定位基准的基于第一坐标系的多个第一坐标。

当定位基准选择完毕后，就可以获取定位基准的实际位置，即对待加工物体进行测量，本实施例中选择世界坐标系作为第一坐标系，第一坐标系用于通过坐标值表示待加工物体的实际位置、形状等信息。

结构光测量系统是一组由结构光投射设备和摄像头组成的系统结构。用结构光投射设备投射特定的光信息到物体表面及背景后，由摄像头采集。根据物体造成的光信号的变化来计算物体的位置和深度等信息，进而复原整个三维空间。这种测量方法精度很高，能够满足航空产品的精度要求，因此可以采用结构光测量方法作为三维投影技术的测量手段从而进一步提高航空产品元件的加工精度。

进一步的，具体测量过程可以包括：

在所述至少四个基准点上贴上反光靶标，反光靶标用于精确的定位基准点。示例性的，可以选择六个结构刚度最好(不容易随加工过程发生变形、位移)，误差环节少的结构点，在这六个结构点上贴上专用的反光靶标，反光靶标用于为投影系统和结构光测量系统测量定位基准时提供定位依据。

投射结构光到所述待加工物体表面，采集关于所述至少四个基准点的图像。

基于用于描述所述待加工物体实际位置的第一坐标系，根据关于所述至少四个基准点的图像求得每个基准点在所述第一坐标系下的第一坐标。

具体的，结构光投射到待加工物体表面后会出现不同的表现特征，当结构光投射到待加工物体便面后可以通过摄像头采集到包含所有定位基准的图像，对这些图像通过滤噪、图像处理等步骤可以提取到定位基准形成的像素坐标，再通过模式识别判断物体表面形状，利用结构光投射设备和摄像头在空间中的位置等参数，利用三角法测量原理可以基于第一坐标系直接求出定位基准在第一坐标系下的坐标值，也就是第一坐标。

步骤130、基于投影系统获取所述多个定位基准基于第二坐标系的多个第二坐标。

每一个投影系统都有自己的坐标系，投影系统的坐标系能够实现三维投影至指定的空间位置。

前述已经提到，投影系统的坐标系和世界坐标系通常情况下是不统一的，而为了保障能够根据加工信息和待加工物体的位置进行准确加工我们需要确定投影系统和世界坐标系间的转换关系，具体就是通过定位基准在世界坐标系的位置和投影坐标系的位置进行转换计算，而步骤120已经通过结构光测量系统获取了定位基准在世界坐标系下的精确位置，此时需要进一步获取定位基准在投影坐标系下的精确位置即可建立两个坐标系间的联系。

具体的，在定位基准上安装上反光靶标后，投影系统发出激光束不断的扫描待加工物体，而反光靶标和待加工物体对激光束的反射效果不同，因此可以通过激光束精确定位到安装了反光靶标的多个基准点，根据投影系统内部的处理算法可以得到这些基准点在投影系统的坐标系中的坐标值，此处将投影系统的坐标系称为第二坐标系，对应的，基准点在投影系统的坐标系中的坐标值就是第二坐标。

根据步骤110中选择的定位基准在待加工物体上的位置，可以在投影系统中确定与实际待加工物体上定位基准对应的第二坐标，如实际待加工物体为长方体，定位基准为其八个顶点，则在第二坐标系中通过反光靶标找到对应的八个顶点，确定这八个顶点在第二坐标系中的八个第二坐标。

步骤140、将所述多个第一坐标输入所述投影系统结合所述多个第二坐标进行坐标系拟合，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系。

将步骤120得到的多个第一坐标全部输入投影和系统后，可以确定每个定位基准对应的所述第一坐标和第二坐标之间的关系，即根据定位基准找到每个基准点对应的第一坐标和第二坐标，根据所述多个定位基准对应的多个第一坐标和多个第二坐标之间的关系采用坐标系拟合算法，可以得到拟合好的坐标系统，拟合好的坐标系统中第一坐标系和第二坐标系的对应转换关系是确定的，即每个第一坐标系下的坐标值都有也只有一个对应的第二坐标系下的坐标值。

步骤150、根据基于所述第一坐标系的加工信息，结合所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，利用投影系统将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置。

坐标系统拟合完成后可以将加工信息输入投影系统，加工信息通常情况都是基于世界坐标系也就是第一坐标系的，投影系统根据加工信息进行投影需要先根据坐标系转换关系得到第二坐标系能够识别的第二坐标才能进行精确的投影。

具体的，投影过程包括：获取加工信息，根据所述加工信息确定其对应所述第一坐标系下的加工坐标；根据所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，得到所述加工坐标对应所述第二坐标系下的投影坐标；根据所述投影坐标采用激光轨迹的形式，将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置。

本实施例的技术方案，通过合适的定位基准结合结构光测量方法确定了待加工物体上定位基准的第一坐标，结合投影系统中对应的第二坐标，实现了坐标系统的拟合确定了第一坐标系和第二坐标系的关系，建立投影系统和待加工物体的实际位置间的关系，进而可以将加工信息通过投影系统更精确的投影到待加工物体的表面，解决了航天制造领域由于检测手段和定位手段不匹配导致的精度差错误率高的问题，达到了加工装配过程中定位快速、精确度更高的效果。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的加工定位方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，进一步增加了步骤210：

步骤110、于待加工物体选择多个定位基准。

步骤120、采用结构光测量方法获取所述多个定位基准的基于第一坐标系的多个第一坐标。

步骤130、基于投影系统获取所述多个定位基准基于第二坐标系的多个第二坐标。

步骤140、将所述多个第一坐标输入所述投影系统结合所述多个第二坐标进行坐标系拟合，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系。

步骤150、根据基于所述第一坐标系的加工信息，结合所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，利用投影系统将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置。

步骤210、基于所述投影系统按预设的时间间隔监测所述多个第二坐标的变化，根据所述多个第二坐标的变化调整所述投影位置。

在实际使用过程中，随着加工的进行待加工物体的位置和形状都会出现一定程度的改变，这些改变有些是为了方便加工进行对待加工物体进行的位置调整，有些是由于加工造成的待加工物体变形导致，此时基于之前的第一坐标系和第二坐标系间的转换关系继续进行待投影明显是不合理的，因此需要再次获取待加工物体的实际位置更新坐标系转换关系，这种在待加工物体的位置变化通常在加工间隔期间进行较为适用。在加工的过程中存在待加工物体因加工的进行位置和形状实时发生改变的情况，此时需要及时调整投影位置避免加工出错，而此时继续采用结构光测量在输入到投影系统进行调整虽然有效但精确度可能不够，因此替代实施例中可以选择激光投影设备本身的激光点反馈测量手段进行待加工位置的实时追踪。

激光反馈效应是指经外部物体反射或散射后的一部分光，反馈进入激光器谐振腔内，与腔内增益介质相互作用，引起激光器输出功率发生变化的现象，目前激光反馈在角度、位移等物理量以及物体的三维形貌的测量上有一定的应用基础，采用激光点反馈测量能够快速检测出待加工区域的位置变化从而调整投影器投影至正确的待加工位置，即实现投影位置跟踪投影。

一般情况下，考虑到加工过程中的待加工物体可能发生的位置、形状或其他变化，所述投影系统按预设的时间间隔监测所述多个第二坐标的变化，根据所述多个第二坐标的变化调整所述投影位置。这里所指的多个第二坐标指的是多个定位基准对应的多个第二坐标，其发生变化时可以判断待加工物体的位置或形状发生了改变，此时需要调整第一坐标系和第二坐标系的转换关系，进而实现投影位置的调整。此处提到的预设的时间间隔可以根据具体情况自行设置，例如每五秒监测一次。

替代实施例中，在短时间的加工进行过程中和/或待加工物体通常不会发生较大的位置、形状变化的情况下可以不调整第一坐标系和第二坐标系的转换关系，可以根据激光投影设备本身的激光点反馈测量手段进行待加工位置的实时追踪；在短时间的加工结束后和/或待加工物体发生了较大的位置、形状变化的情况下，利用重新测量更新定位基准的第二坐标调整第一坐标系和第二坐标系的转换关系进而调整投影位置。

本实施例的技术方案，解决了航天制造领域由于检测手段和定位手段不匹配导致的精度差错误率高的问题，达到了加工装配过程中定位更快速、精确度更高的效果，并且按照预定的时间间隔监测定位基准的位置变换进行投影个位置调整，以及通过激光点反馈测量技术检测待加工区域的变化，调整投影位置实现投影位置实时跟踪保证了加工的精确度，降低了废品率。

实施例三

图3所示为本发明实施例三提供的加工定位装置的结构示意图，本实施例可适用于飞机部件的加工情况情况，该加工定位装置的具体结构如下：

定位基准选择模块310，用于于待加工物体选择多个定位基准。

在加工过程中，需要被定位进行加工如打孔等操作的部件就是待加工物体，在利用激光投影技术找到相应的加工位置之前，需要建立连接待加工物体和投影系统之间的信息通道，具体的，就是确定投影系统采用的坐标系和用于测量待加工物体的实际位置的坐标系之间的关系，只有两个坐标系之间的关系确定了才能保障投影系统的精确度。

通常情况下我们会在待加工物体上选择一些点进行测量，来作为待加工物体和投影系统之间的信息通道。这些点需要能够确定待加工物体和坐标系在多个自由度上的关系，我们称这些点为定位基准，而只有合适的定位基准才能避免测量误差，合适的定位基准需要遵循一定的原则，具体包括：合适的基准点数量，基准点选择过少时确定的位置关系参考元素较少容易出现偏差，基准点选择过多时将过程复杂化了，通常情况下只需选择至少四个基准点建立定位基准就可以得到较为精确的位置关系；建立基准点应选择尽量靠近待投影区域的边缘位置，这是考虑到每次加工时需要定位的区域可能并非是整个待加工物体，而通过整个待加工物体选择的基准点确定位置关系时，不需要的区域较多会导致精度变低；基准点应选择结构中较为准确的部位，因为如果基准点选择的部位过于模糊不准确很容易造成数据错误，如选择某一平面上非边角的一点作为基准点，其选择范围较大且相邻的点与基准点区分不明显很容易出现错误。当定位基准确定之后就可以根据选择的多个定位基准确定位置关系。

总结上述，即，于待加工物体选择多个定位基准包括：根据所述待加工物体的尺寸、形状选择位于待加工物体上结构准确部位的至少四个基准点作为定位基准，所述至少四个基准点靠近待投影区域的边缘。

第一坐标确定模块320，用于采用结构光测量方法获取所述多个定位基准的基于第一坐标系的多个第一坐标。

当定位基准选择完毕后，就可以获取定位基准的实际位置，即对待加工物体进行测量，本实施例中选择世界坐标系作为第一坐标系，第一坐标系用于通过坐标值表示待加工物体的实际位置、形状等信息。

结构光测量系统是一组由结构光投射设备和摄像头组成的系统结构。用结构光投射设备投射特定的光信息到物体表面及背景后，由摄像头采集。根据物体造成的光信号的变化来计算物体的位置和深度等信息，进而复原整个三维空间。这种测量方法精度很高，能够满足航空产品的精度要求，因此可以采用结构光测量方法作为三维投影技术的测量手段从而进一步提高航空产品元件的加工精度。

进一步的，第一坐标确定模块320可以包括：

反光靶标贴定单元，用于在所述至少四个基准点上贴上反光靶标，反光靶标用于精确的定位基准点。示例性的，可以选择六个结构刚度最好(不容易随加工过程发生变形、位移)，误差环节少的结构点，在这六个结构点上贴上专用的反光靶标，反光靶标用于为投影系统和结构光测量系统测量定位基准时提供定位依据。

结构光投射单元，用于投射结构光到所述待加工物体表面，采集关于所述至少四个基准点的图像。

第一坐标计算单元，用于基于用于描述所述待加工物体实际位置的第一坐标系，根据关于所述至少四个基准点的图像求得每个基准点在所述第一坐标系下的第一坐标。

具体的，结构光投射到待加工物体表面后会出现不同的表现特征，当结构光投射到待加工物体便面后可以通过摄像头采集到包含所有定位基准的图像，对这些图像通过滤噪、图像处理等步骤可以提取到定位基准形成的像素坐标，再通过模式识别判断物体表面形状，利用结构光投射设备和摄像头在空间中的位置等参数，利用三角法测量原理可以基于第一坐标系直接求出定位基准在第一坐标系下的坐标值，也就是第一坐标。

第二坐标确定模块330，用于基于投影系统获取所述多个定位基准基于第二坐标系的多个第二坐标。

每一个投影系统都有自己的坐标系，投影系统的坐标系能够实现三维投影至指定的空间位置。

前述已经提到，投影系统的坐标系和世界坐标系通常情况下是不统一的，而为了保障能够根据加工信息和待加工物体的位置进行准确加工我们需要确定投影系统和世界坐标系间的转换关系，具体就是通过定位基准在世界坐标系的位置和投影坐标系的位置进行转换计算，而第一坐标确定模块320已经通过结构光测量系统获取了定位基准在世界坐标系下的精确位置，此时需要进一步获取定位基准在投影坐标系下的精确位置即可建立两个坐标系间的联系。

具体的，在定位基准上安装上反光靶标后，投影系统发出激光束不断的扫描待加工物体，而反光靶标和待加工物体对激光束的反射效果不同，因此可以通过激光束精确定位到安装了反光靶标的多个基准点，根据投影系统内部的处理算法可以得到这些基准点在投影系统的坐标系中的坐标值，此处将投影系统的坐标系称为第二坐标系，对应的，基准点在投影系统的坐标系中的坐标值就是第二坐标。

根据定位基准选择模块310中选择的定位基准在待加工物体上的位置，可以在投影系统中确定与实际待加工物体上定位基准对应的第二坐标，如实际待加工物体为长方体，定位基准为其八个顶点，则在第二坐标系中通过反光靶标找到对应的八个顶点，确定这八个顶点在第二坐标系中的八个第二坐标。

拟合模块340，用于将所述多个第一坐标输入所述投影系统结合所述多个第二坐标进行坐标系拟合，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系。

将第一坐标确定模块320得到的多个第一坐标全部输入投影和系统后，可以确定每个定位基准对应的所述第一坐标和第二坐标之间的关系，即根据定位基准找到每个基准点对应的第一坐标和第二坐标，根据所述多个定位基准对应的多个第一坐标和多个第二坐标之间的关系采用坐标系拟合算法，可以得到拟合好的坐标系统，拟合好的坐标系统中第一坐标系和第二坐标系的对应转换关系是确定的，即每个第一坐标系下的坐标值都有也只有一个对应的第二坐标系下的坐标值。

投影模块350，用于根据基于所述第一坐标系的加工信息，结合所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，利用投影系统将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置。

坐标系统拟合完成后可以将加工信息输入投影系统，加工信息通常情况都是基于世界坐标系也就是第一坐标系的，投影系统根据加工信息进行投影需要先根据坐标系转换关系得到第二坐标系能够识别的第二坐标才能进行精确的投影。

具体的，投影模块350包括：

加工信息获取单元，用于获取加工信息，根据所述加工信息确定其对应所述第一坐标系下的加工坐标。

投影坐标确定单元，用于根据所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，得到所述加工坐标对应所述第二坐标系下的投影坐标。

激光投影单元，用于根据所述投影坐标采用激光轨迹的形式，将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置。

优选的，另一实施例中提供的加工定位装置还包括：

跟踪模块，用于基于所述投影系统按预设的时间间隔监测所述多个第二坐标的变化，根据所述多个第二坐标的变化调整所述投影位置。

本实施例的技术方案，通过合适的定位基准结合结构光测量方法确定了待加工物体上定位基准的第一坐标，结合投影系统中对应的第二坐标，实现了坐标系统的拟合确定了第一坐标系和第二坐标系的关系，建立投影系统和待加工物体的实际位置间的关系，进而可以将加工信息通过投影系统更精确的投影到待加工物体的表面，解决了航天制造领域由于检测手段和定位手段不匹配导致的精度差错误率高的问题，达到了加工装配过程中定位快速、精确度更高的效果。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种加工定位设备400的结构示意图，如图4所示，该种加工定位设备包括存储器410、处理器420，加工定位设备中处理器420的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器420为例；加工定位设备中的存储器410、处理器420可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器410作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的加工定位方法对应的程序指令/模块(例如，加工定位装置中的定位基准选择模块310、第一坐标确定模块320、第二坐标确定模块330、拟合模块340、投影模块350、)。处理器420通过运行存储在存储器410中的软件程序、指令以及模块，从而执行加工定位设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的加工定位方法。

其中，所述处理器420用于运行存储在存储器410中的计算机可执行程序，以实现如下步骤：S1、于待加工物体选择多个定位基准；S2、采用结构光测量方法获取所述多个定位基准的基于第一坐标系的多个第一坐标；S3、基于投影系统获取所述多个定位基准基于第二坐标系的多个第二坐标；S4、将所述多个第一坐标输入所述投影系统结合所述多个第二坐标进行坐标系拟合，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系；S5、根据基于所述第一坐标系的加工信息，结合所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，利用投影系统将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置。

当然,本发明实施例所提供的一种加工定位设备,该加工定位设备不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明实施例任意实施例所提供的加工定位方法中的相关操作。

存储器410可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器410可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器410可进一步包括相对于处理器420远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至加工定位设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

进一步的，替代实施例提供的加工定位设备中还可以包括执行器，具体的，执行器包括摄像头和投影仪，摄像头可以和投影仪配合实现结构光测量，投影仪还可以通过投影定位待加工位置，进一步的，执行器还可以包括用于贴反光靶标的机器。

上述设备可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

本发明实施例六还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的加工定位方法：

于待加工物体选择多个定位基准；

采用结构光测量方法获取所述多个定位基准基于第一坐标系的多个第一坐标；

基于投影系统获取所述多个定位基准基于第二坐标系的多个第二坐标；

将所述多个第一坐标输入所述投影系统结合所述多个第二坐标进行坐标系拟合，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系；

根据基于所述第一坐标系的加工信息，结合所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，利用投影系统将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种加工定位方法，其特征在于，包括：

于待加工物体选择多个定位基准；

采用结构光测量方法获取所述多个定位基准基于第一坐标系的多个第一坐标；

基于投影系统获取所述多个定位基准基于第二坐标系的多个第二坐标；

将所述多个第一坐标输入所述投影系统结合所述多个第二坐标进行坐标系拟合，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系；

根据基于所述第一坐标系的加工信息，结合所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，利用投影系统将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置；

基于所述投影系统按预设的时间间隔通过激光点反馈监测所述多个第二坐标的变化，根据所述多个第二坐标的变化调整所述投影位置；

所述于待加工物体选择多个定位基准包括：

根据所述待加工物体的尺寸、形状选择位于待加工物体上结构准确部位的至少四个基准点作为定位基准，所述至少四个基准点靠近待投影区域的边缘；

所述采用结构光测量方法获取所述多个定位基准基于第一坐标系的多个第一坐标包括：

在所述至少四个基准点上贴上反光靶标；

投射结构光到所述待加工物体表面，采集关于所述至少四个基准点的图像；

基于用于描述所述待加工物体实际位置的第一坐标系，根据关于所述至少四个基准点的图像求得每个基准点在所述第一坐标系下的第一坐标。

2.根据权利要求1所述的加工定位方法，其特征在于，所述将所述多个第一坐标输入所述投影系统结合所述多个第二坐标进行坐标系拟合，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系包括：

确定每个定位基准对应的第一坐标和第二坐标；

根据所述多个定位基准对应的所述多个第一坐标和多个第二坐标之间的关系采用坐标系拟合算法，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系。

3.根据权利要求1所述的加工定位方法，其特征在于，所述根据基于所述第一坐标系的加工信息，结合所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，利用投影系统将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置包括：

获取加工信息，根据所述加工信息确定其对应所述第一坐标系下的加工坐标；

根据所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，得到所述加工坐标对应所述第二坐标系下的投影坐标；

根据所述投影坐标采用激光轨迹的形式，将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置。

4.一种加工定位装置，其特征在于，包括：

定位基准选择模块，用于于待加工物体选择多个定位基准；

第一坐标确定模块，用于采用结构光测量方法获取所述多个定位基准的基于第一坐标系的多个第一坐标；

第二坐标确定模块，用于基于投影系统获取所述多个定位基准基于第二坐标系的多个第二坐标；

拟合模块，用于将所述多个第一坐标输入所述投影系统结合所述多个第二坐标进行坐标系拟合，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系；

投影模块，用于根据基于所述第一坐标系的加工信息，结合所述第一坐标系和所述第二坐标系的转换关系，利用投影系统将所述加工信息投影至所述待加工物体的表面得到投影位置；

跟踪模块，用于基于所述投影系统按预设的时间间隔监测通过激光点反馈所述多个第二坐标的变化，根据所述多个第二坐标的变化调整所述投影位置。

5.一种加工定位设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在处理器运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-3任意一项所述的加工定位方法。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被执行时实现如权利要求1-3任意一项所述的加工定位方法。

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