CN112258578A - 一种坐标原点测量方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种坐标原点测量方法，可以包括：获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合、第二图像集合和第三图像集合；根据所述第一图像集合确定所述第一轴的第一方向向量，根据所述第二图像集合确定所述第二轴的第二方向向量，以及根据所述第三图像集合确定所述第三轴的第三方向向量；根据所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和预设距离值，确定所述机床的坐标原点；所述预设距离值为所述第一位置与所述坐标原点的距离值。实施本发明实施例，能够便捷有效地测量并确定机床的原点。

Description

一种坐标原点测量方法以及装置

技术领域

本申请涉及机床测量领域，尤其涉及一种坐标原点测量方法以及装置。

背景技术

随着对机床加工精度要求的提高，高效精准加工，降低机床加工误差是人们孜孜不倦追求的目标。然而，在实际加工过程中，确定机床的原点是建立机床坐标系的基础，也极大影响着机床后续加工精度和效率；特别地，在五轴机床中，精度是其良好工作的基础，机床的精度在很大程度上决定了加工出来的产品精细化程度。而机床坐标原点准确的测量是保证其精度的一个重要环节。

在进行机床加工之前，确定机床的原点，并可以依据机床的原点建立机床坐标系，降低机床加工的误差，提高工件的合格率。以对精度要求较高的五轴机床为例，目前针对五轴机床各轴机械参数及原点的测量设备主要包括激光跟随仪、激光干涉仪、球杆仪、五轴机床旋转轴误差分析仪、球盘、平面光栅、回转轴校正仪等。但是现有的测量设备及其方法一般对传感器的精度要求较高，还对检测环境要求较高；而且在测量过程中需要反复调整测量仪器与机床的相对位置。

因此，如何便捷有效地测量并确定机床的原点，是本申请亟需解决的问题。

发明内容

本申请提供一种坐标原点测量方法，能够便捷有效地测量并确定机床的原点。

第一方面，本发明实施例提供了一种坐标原点测量方法，应用于机床，可以包括：

获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合、第二图像集合和第三图像集合；所述第一图像集合为所述标定块围绕所述第一轴旋转过程中多张第一图像的集合；所述第二图像集合为所述标定块沿第二轴平移过程中多张第二图像的集合；所述第三图像集合为所述标定块沿第三轴平移过程中多张第三图像的集合；

根据所述第一图像集合确定所述第一轴的第一方向向量，根据所述第二图像集合确定所述第二轴的第二方向向量，以及根据所述第三图像集合确定所述第三轴的第三方向向量；

根据所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和预设距离值，确定所述机床的坐标原点；所述预设距离值为所述第一位置与所述坐标原点的距离值。

本发明实施例中，先将标定块固定在第一轴（如本发明实施例中五轴机床的x轴，该x轴可以围绕x轴轴线进行360度旋转）的固定位置，并对使用的图像采集装置（本发明实施例以相机为例进行说明）进行标定，以获取相机对应的成像模型的内参和畸变参数。以第一轴为旋转轴，记录固定在第一轴上的标定块在不同旋转角度的图像。通过对标定块上选定的特征点在旋转过程中形成的圆形轨迹进行拟合，进一步确定每一个特征点对应的圆形运动轨迹的圆心；对多个圆心进行拟合确定第一轴的方向向量。在沿着第二轴（如y轴）方向和第三轴（如z轴）方向移动标定块，并拍摄一定数量的图像；对多张图像中标定块的位置进行坐标计算，从而分别确定第二轴的方向向量和第三轴的方向向量。在确认三个轴的方向向量后，可以确定第一轴的固定位置；并根据预设的距离参数和参考第一方向向量的方向，在第一轴上确定机床原点。区别于现有技术，使用设备测量时对传感器、检测环境要求较高，并且需要反复调整测量仪器与机床的相对位置。相比于现有技术，本发明实施例在测量过程中使用标定块，并利用相机对标定块进行拍摄，使用相关图像处理算法推算出五轴机床坐标原点的位置。

在一种可能的实现方式中，所述获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合、第二图像集合和第三图像集合之前，还包括：对图像采集装置进行标定，确定所述图像采集装置对应的成像模型的内参和畸变参数；所述内参和畸变参数用于将所述图像采集装置的拍摄图像转换成所述第一图像集合、所述第二图像集合或所述第三图像集合。

在一种可能的实现方式中，所述标定块包括多个特征点；所述第一轴为x轴；所述获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合，包括：在360度旋转所述x轴的过程中，拍摄所述多张第一图像；所述多张第一图像包括多张所述标定块位于不同旋转角度时的图像。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一图像集合确定所述第一轴的第一方向向量，包括：根据所述多张第一图像，确定所述多个特征点的圆形运动轨迹；通过拟合所述多个特征点的圆形运动轨迹，分别确定多个所述圆形运动轨迹的圆心；所述圆心分布在所述第一方向向量上；根据多个所述圆心确定所述第一方向向量。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第二图像集合确定所述第二轴的第二方向向量，包括：计算所述标定块在所述多张第二图像中每一张第二图像的不同位置的坐标；根据所述每一张第二图像的不同位置的坐标，确定所述第二方向向量。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第三图像集合确定所述第三轴的第三方向向量，包括：计算所述标定块在所述多张第三图像中每一张第三图像的不同位置的坐标；根据所述每一张第三图像的不同位置的坐标，确定所述第三方向向量。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和预设距离值，确定所述机床的坐标原点，包括：根据所述第二方向向量和所述第三方向向量，确定第一平面；将所述第一平面与所述第一方向向量的交点确定为所述第一位置；沿着所述第一方向向量的反方向，将与所述第一位置相差预设距离值的位置，确定为所述机床的坐标原点。

第二方面，本发明实施例提供了一种坐标原点测量装置，应用于机床，可以包括：

获取单元，用于获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合、第二图像集合和第三图像集合；所述第一图像集合为所述标定块围绕所述第一轴旋转过程中多张第一图像的集合；所述第二图像集合为所述标定块沿第二轴平移过程中多张第二图像的集合；所述第三图像集合为所述标定块沿第三轴平移过程中多张第三图像的集合；

向量单元，用于根据所述第一图像集合确定所述第一轴的第一方向向量，根据所述第二图像集合确定所述第二轴的第二方向向量，以及根据所述第三图像集合确定所述第三轴的第三方向向量；

原点单元，用于根据所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和预设距离值，确定所述机床的坐标原点；所述预设距离值为所述第一位置与所述坐标原点的距离值。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：标定单元，用于在获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合、第二图像集合和第三图像集合之前，对图像采集装置进行标定，确定所述图像采集装置对应的成像模型的内参和畸变参数；所述内参和畸变参数用于将所述图像采集装置的拍摄图像转换成所述第一图像集合、所述第二图像集合或所述第三图像集合。

在一种可能的实现方式中，所述标定块包括多个特征点；所述第一轴为x轴；所述获取单元，具体用于：在360度旋转所述x轴的过程中，拍摄所述多张第一图像；所述多张第一图像包括多张所述标定块位于不同旋转角度时的图像。

在一种可能的实现方式中，所述向量单元，具体用于：根据所述多张第一图像，确定所述多个特征点的圆形运动轨迹；通过拟合所述多个特征点的圆形运动轨迹，分别确定多个所述圆形运动轨迹的圆心；所述圆心分布在所述第一方向向量上；根据多个所述圆心确定所述第一方向向量。

在一种可能的实现方式中，所述向量单元，具体用于：计算所述标定块在所述多张第二图像中每一张第二图像的不同位置的坐标；根据所述每一张第二图像的不同位置的坐标，确定所述第二方向向量。

在一种可能的实现方式中，所述向量单元，具体用于：计算所述标定块在所述多张第三图像中每一张第三图像的不同位置的坐标；根据所述每一张第三图像的不同位置的坐标，确定所述第三方向向量。

在一种可能的实现方式中，所述原点单元，具体用于：根据所述第二方向向量和所述第三方向向量，确定第一平面；将所述第一平面与所述第一方向向量的交点确定为所述第一位置；沿着所述第一方向向量的反方向，将与所述第一位置相差预设距离值的位置，确定为所述机床的坐标原点。

第三方面，本发明实施例提供了一种坐标原点测量设备，可以包括处理器、输入设备、输出设备和存储器。该处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接。其中，存储器用于存储计算机程序，该计算机程序包括程序指令；该处理器被配置用于调用该程序指令，执行如本发明实施例第一方面所述的步骤指令。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中，该计算机可读存储介质，存储用于电子数据交换的计算机程序；前述计算机程序使得计算机执行如本发明实施例第一方面所描述的部分或者全部步骤。

第五方面，本发明实施例提供了一种计算机程序产品，其中，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如本发明实施例第一方面中所描述的部分或者全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明实施例提供的一种坐标原点测量方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种标定块固定位置的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种确定第一方向向量的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种确定第二方向向量的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种确定第三方向向量的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种根据方向向量和预设距离确定原点的方式示意图；

图7是本发明实施例提供的一种坐标原点测量装置；

图8是本发明实施例提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

首先，对本发明实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。

（1）数控机床（Computer numerical control，CNC），是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种坐标原点测量方法的流程示意图；如图1所示，该方法实施例以应用该坐标原点测量方法的五轴机床为执行主体为例，从五轴机床该侧进行说明，具体可以包括步骤S101-步骤S104；可选的步骤可以包括步骤S101。需要说明的是，本发明实施例中的五轴机床以机床x轴可以进行360度旋转为例。本发明实施例中机床的x轴，y轴和z轴以具体机床结构为准，后续提及的x轴、y轴以及z轴都是本发明实施例中提及的机床x轴，y轴和z轴，与实际坐标系的xyz轴可能存在不一致。

步骤S101：对图像采集装置进行标定，确定所述图像采集装置对应的成像模型的内参和畸变参数。

具体地，在机床原点测量开始之前，先对预备使用的图像采集装置（相机或者摄像头模型）进行标定，以确定该相机对应的成像模型涉及的内参以及畸变参数；确定的模型内参和畸变参数，用于将相机获取的成像图像转换成像素图像。在后续的图像处理中，结合成像模型的参数和像素图像中原点位置，确定成像图中原点的三维坐标。

步骤S102：获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合、第二图像集合和第三图像集合。

具体地，通过该相机拍摄固定在轴上的标定块在不同运动情况下的多张图像；其中，同一运动情况下的多张运动图像为一个图像集合；例如，用于确定第一轴方向向量的图像集合为第一图像集合；用于确定第二轴方向向量的图像集合为第二图像集合；用于确定第三轴方向向量的图像集合为第三图像集合。其中，标定块可以固定在第一轴的第一位置处。可选地，标定块还可以固定在第二轴或者第三轴上；本发明实施例对此不作限定。

可选地，设置标定块在五轴机床的x轴上某一个位置；其中，标定块放置的位置是固定的，可以使用凹槽或其他夹具来保证位置的固定。

在一种可能的实现方式中，所述标定块包括多个特征点；所述第一轴为x轴；所述获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合，包括：在360度旋转所述x轴的过程中，拍摄所述多张第一图像；所述多张第一图像包括多张所述标定块位于不同旋转角度时的图像。多张图像可以包括每个角度一张图像，或者每个角度多张图像用于修正误差。请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种标定块固定位置的示意图；如图2所示，五轴机床的x轴为第一轴，正方体为标定块，该标定块在第一位置处固定。图中所示的标定块所处的旋转角度只是360度旋转角度中的一个示例角度展示。控制x轴进行360度旋转；在旋转过程中对标定块在不同旋转角度时的位置进行拍摄，获取多张第一图像。

步骤S103：根据所述第一图像集合确定所述第一轴的第一方向向量，根据所述第二图像集合确定所述第二轴的第二方向向量，以及根据所述第三图像集合确定所述第三轴的第三方向向量。

具体地，结合第一图像集合中特征点位置移动情况，确定特征点的移动轨迹；在获取多个特征点的移动轨迹之后，确定轨迹中心并拟合出第一方向向量。同理，根据第二图像集合中特征点位置移动情况，确定特征点移动轨迹以拟合出第二方向向量；根据第三图像集合中特征点位置移动情况，确定出特征点移动轨迹以拟合出第三方向向量。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一图像集合确定所述第一轴的第一方向向量，包括：根据所述多张第一图像，确定所述多个特征点的圆形运动轨迹；通过拟合所述多个特征点的圆形运动轨迹，分别确定多个所述圆形运动轨迹的圆心；所述圆心分布在所述第一方向向量上；根据多个所述圆心确定所述第一方向向量。例如，请参见图3，图3是本发明实施例提供的一种确定第一方向向量的示意图；如图3所示，以x轴为第一轴且标定块围绕x轴进行360度旋转为例，选取标定块上的三个顶点（如图中所示的A、B和C点）在旋转过程中的轨迹进行说明。标定块上的A点绕着x轴的轴线进行旋转形成一个封闭的圆形轨迹A’，根据圆形轨迹A’确定其圆心a。同理，可以从轨迹B’确定圆心b，轨迹C’确定圆心c。由于标定块的立体结构，可以得到不在同一个平面的多个圆心；通过对多个圆心（如图中所示的a、b、c）的拟合计算，确定x轴轴线。根据预设的机床x轴的移动方向，确定x轴的正方向，从而确定x轴方向向量（即第一方向向量）。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第二图像集合确定所述第二轴的第二方向向量，包括：计算所述标定块在所述多张第二图像中每一张第二图像的不同位置的坐标；根据所述每一张第二图像的不同位置的坐标，确定所述第二方向向量。例如，请参见图4，图4是本发明实施例提供的一种确定第二方向向量的示意图；如图4所示，以z轴为第二轴，标定块固定在x轴（第一轴）上，确定第二方向向量（即y轴方向向量）。第一位置Ⅰ可以是标定块在x轴上初始位置或者在z轴方向上某一位置的坐标。第二位置Ⅱ可以是标定块在z轴方向上不同于第一位置Ⅰ的位置；第一位置Ⅲ可以是标定块在z轴方向上不同于前两者的位置。根据前述的三个位置分别确定每一个位置上的第一位置坐标；根据三个位置的坐标（或者更多位置的坐标），以及预设的z轴方向，确定第二方向向量。

可选地，在确定第一轴方向向量的过程中，针对多张第一图像中多个特征点中每一个特征点所形成一条圆形轨迹，可以用最小二乘法对各个圆进行拟合，以得到多个圆心；并对多个圆心进行拟合，以得到中心轴，即第一轴方向向量。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第三图像集合确定所述第三轴的第三方向向量，包括：计算所述标定块在所述多张第三图像中每一张第三图像的不同位置的坐标；根据所述每一张第三图像的不同位置的坐标，确定所述第三方向向量。请参见图5，图5是本发明实施例提供的一种确定第三方向向量的示意图；如图5所示，以标定块固定在x轴上，沿着y轴（对应第三轴）移动，确定第三方向向量。第一位置Ⅳ是y轴上的一个位置，第一位置Ⅴ是y轴上的区别于前述位置的其他位置，第一位置Ⅵ是y轴上的另一个位置，不同于前述两个位置。通过对三个位置的坐标计算，或者通过更多y轴上不同位置的坐标计算，以及预设的y轴方向，确定y轴的方向向量，即第三方向向量。

步骤S104：根据所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和预设距离值，确定所述机床的坐标原点。

具体地，根据第一方向向量、第二方向向量和第三方向向量确定前述标定块所在的第一位置；根据第一方向向量和该第一位置，在距离第一位置预设距离值的位置确定为机床的坐标原点。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和预设距离值，确定所述机床的坐标原点，包括：根据所述第二方向向量和所述第三方向向量，确定第一平面；将所述第一平面与所述第一方向向量的交点确定为所述第一位置；沿着所述第一方向向量的反方向，将与所述第一位置相差预设距离值的位置，确定为所述机床的坐标原点。例如，请参见图6，图6是本发明实施例提供的一种根据方向向量和预设距离确定原点的方式示意图；如图6所示，根据前述确定的z轴方向向量和y轴方向向量，确定了第一平面（即图中平面yO’z），x轴的方向向量穿过该平面yO’z，与该平面yO’z的交点为标定块固定在x轴上的第一位置（此处以O’为表示）。以x轴方向向量的为x轴方向正向。在x轴的负向上，距离O’的距离为d（即预设的原点与标定块之间的距离）的位置确定为机床原点。

本发明实施例中，先将标定块固定在第一轴（如x轴）的固定位置，并对使用的相机进行标定，以获取相机对应的成像模型的内参和畸变参数。以第一轴为旋转轴，记录固定在第一轴上的标定块在不同旋转角度的图像。通过对标定块上选定的特征点在旋转过程中形成的圆形轨迹进行拟合，进一步确定每一个特征点对应的圆形运动轨迹的圆心；对多个圆心进行拟合确定第一轴的方向向量。在沿着第二轴（如y轴）方向和第三轴（如x轴）方向移动标定块，并拍摄一定数量的图像；对多张图像中标定块的位置进行坐标计算，从而分别确定第二轴的方向向量和第三轴的方向向量。在确认三个轴的方向向量后，可以确定第一轴的固定位置；并根据预设的距离参数和参考第一方向向量的方向，在第一轴上确定机床原点。区别于现有技术，使用设备测量时对传感器、检测环境要求较高，并且需要反复调整测量仪器与机床的相对位置。相比于现有技术，本发明实施例在测量过程中使用标定块，并利用相机对标定块进行拍摄，使用相关图像处理算法推算出五轴机床坐标原点的位置。

上面详细说明了本发明实施例涉及的方法实施例，下面对向涉及的一种装置实施例进行描述。

请参见图7，图7是本发明实施例提供的一种坐标原点测量装置；如图7所示，该坐标原点测量装置70可以包括获取单元701、向量单元702、原点单元703和标定单元704。可选的单元还可以包括标定单元704。

获取单元701，用于获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合、第二图像集合和第三图像集合；所述第一图像集合为所述标定块围绕所述第一轴旋转过程中多张第一图像的集合；所述第二图像集合为所述标定块沿第二轴平移过程中多张第二图像的集合；所述第三图像集合为所述标定块沿第三轴平移过程中多张第三图像的集合；

向量单元702，用于根据所述第一图像集合确定所述第一轴的第一方向向量，根据所述第二图像集合确定所述第二轴的第二方向向量，以及根据所述第三图像集合确定所述第三轴的第三方向向量；

原点单元703，用于根据所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和预设距离值，确定所述机床的坐标原点；所述预设距离值为所述第一位置与所述坐标原点的距离值。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：标定单元704，用于在获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合、第二图像集合和第三图像集合之前，对图像采集装置进行标定，确定所述图像采集装置对应的成像模型的内参和畸变参数；所述内参和畸变参数用于将所述图像采集装置的拍摄图像转换成所述第一图像集合、所述第二图像集合或所述第三图像集合。

在一种可能的实现方式中，所述标定块包括多个特征点；所述第一轴为x轴；所述获取单元701，具体用于：在360度旋转所述x轴的过程中，拍摄所述多张第一图像；所述多张第一图像包括多张所述标定块位于不同旋转角度时的图像。

在一种可能的实现方式中，所述向量单元702，具体用于：根据所述多张第一图像，确定所述多个特征点的圆形运动轨迹；通过拟合所述多个特征点的圆形运动轨迹，分别确定多个所述圆形运动轨迹的圆心；所述圆心分布在所述第一方向向量上；根据多个所述圆心确定所述第一方向向量。

在一种可能的实现方式中，所述向量单元702，具体用于：计算所述标定块在所述多张第二图像中每一张第二图像的不同位置的坐标；根据所述每一张第二图像的不同位置的坐标，确定所述第二方向向量。

在一种可能的实现方式中，所述向量单元702，具体用于：计算所述标定块在所述多张第三图像中每一张第三图像的不同位置的坐标；根据所述每一张第三图像的不同位置的坐标，确定所述第三方向向量。

在一种可能的实现方式中，所述原点单元703，具体用于：根据所述第二方向向量和所述第三方向向量，确定第一平面；将所述第一平面与所述第一方向向量的交点确定为所述第一位置；沿着所述第一方向向量的反方向，将与所述第一位置相差预设距离值的位置，确定为所述机床的坐标原点。

需要说明的是，本发明装置实施例中所描述坐标原点测量装置70的各功能单元的功能，可参见上述图1-图6所述的方法实施例中柱体工件的分中的相关描述，此处不再赘述。

请参见图8，图8是本发明实施例提供的一种设备的结构示意图。前述装置可以以图8中的结构来实现，该设备8可以包括至少一个存储部件801、至少一个通信部件802、至少一个处理部件803。此外，该设备还可以包括天线、电源等通用部件，在此不再详述。

存储部件801，可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(可以包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。

通信部件802，可以是用于与其他设备或通信网络通信，如升级服务器、密钥服务器、车载内部的设备等。

处理部件803，可以是通用中央处理器(CPU)，微处理器，特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制以上方案程序执行的集成电路。

图8所示的设备为坐标原点测量装置80时，处理部件803用于获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合、第二图像集合和第三图像集合；所述第一图像集合为所述标定块围绕所述第一轴旋转过程中多张第一图像的集合；所述第二图像集合为所述标定块沿第二轴平移过程中多张第二图像的集合；所述第三图像集合为所述标定块沿第三轴平移过程中多张第三图像的集合；根据所述第一图像集合确定所述第一轴的第一方向向量，根据所述第二图像集合确定所述第二轴的第二方向向量，以及根据所述第三图像集合确定所述第三轴的第三方向向量；根据所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和预设距离值，确定所述机床的坐标原点；所述预设距离值为所述第一位置与所述坐标原点的距离值。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，该计算机可读存储介质可存储有程序，该程序执行时可以包括上述方法实施例中记载的任意一种的部分或全部步骤。

本发明实施例还提供一种计算机程序或者计算机程序产品，该计算机程序可以包括指令，当该计算机程序被计算机执行时，使得计算机可以执行包括上述方法实施例中记载的任意一种的部分或全部步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可能可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述装置实施例的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，可以包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。其中，而前述的存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、只读存储器(Read-Only Memory，缩写：ROM)或者随机存取存储器(Random Access Memory，缩写：RAM)等各种可以存储程序代码的介质。以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种坐标原点测量方法，应用于机床，其特征在于，包括：

获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合、第二图像集合和第三图像集合；所述第一图像集合为所述标定块围绕所述第一轴旋转过程中多张第一图像的集合；所述第二图像集合为所述标定块沿第二轴平移过程中多张第二图像的集合；所述第三图像集合为所述标定块沿第三轴平移过程中多张第三图像的集合；

根据所述第一图像集合确定所述第一轴的第一方向向量，根据所述第二图像集合确定所述第二轴的第二方向向量，以及根据所述第三图像集合确定所述第三轴的第三方向向量；

根据所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和预设距离值，确定所述机床的坐标原点；所述预设距离值为所述第一位置与所述坐标原点的距离值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合、第二图像集合和第三图像集合之前，还包括：

对图像采集装置进行标定，确定所述图像采集装置对应的成像模型的内参和畸变参数；所述内参和畸变参数用于将所述图像采集装置的拍摄图像转换成所述第一图像集合、所述第二图像集合或所述第三图像集合。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述标定块包括多个特征点；所述第一轴为x轴；所述获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合，包括：

在360度旋转所述x轴的过程中，拍摄所述多张第一图像；所述多张第一图像包括多张所述标定块位于不同旋转角度时的图像。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一图像集合确定所述第一轴的第一方向向量，包括：

根据所述多张第一图像，确定所述多个特征点的圆形运动轨迹；

通过拟合所述多个特征点的圆形运动轨迹，分别确定多个所述圆形运动轨迹的圆心；所述圆心分布在所述第一方向向量上；

根据多个所述圆心确定所述第一方向向量。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二图像集合确定所述第二轴的第二方向向量，包括：

计算所述标定块在所述多张第二图像中每一张第二图像的不同位置的坐标；

根据所述每一张第二图像的不同位置的坐标，确定所述第二方向向量。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三图像集合确定所述第三轴的第三方向向量，包括：

计算所述标定块在所述多张第三图像中每一张第三图像的不同位置的坐标；

根据所述每一张第三图像的不同位置的坐标，确定所述第三方向向量。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和预设距离值，确定所述机床的坐标原点，包括：

根据所述第二方向向量和所述第三方向向量，确定第一平面；

将所述第一平面与所述第一方向向量的交点确定为所述第一位置；

沿着所述第一方向向量的反方向，将与所述第一位置相差预设距离值的位置，确定为所述机床的坐标原点。

8.一种坐标原点测量装置，应用于机床，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取固定在第一轴上第一位置处标定块移动的第一图像集合、第二图像集合和第三图像集合；所述第一图像集合为所述标定块围绕所述第一轴旋转过程中多张第一图像的集合；所述第二图像集合为所述标定块沿第二轴平移过程中多张第二图像的集合；所述第三图像集合为所述标定块沿第三轴平移过程中多张第三图像的集合；

向量单元，用于根据所述第一图像集合确定所述第一轴的第一方向向量，根据所述第二图像集合确定所述第二轴的第二方向向量，以及根据所述第三图像集合确定所述第三轴的第三方向向量；

原点单元，用于根据所述第一方向向量、所述第二方向向量、所述第三方向向量和预设距离值，确定所述机床的坐标原点；所述预设距离值为所述第一位置与所述坐标原点的距离值。

9.一种计算机程序产品，其特征在于，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行权利要求1-7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

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