移动焊接机器人主要用于在狭小的船舱格子间作业,在焊接初始定位时主要依靠人工完成。但有时工人很难进入纵向空间狭小的格子间,且提起机器人需要克服机器人本身的重力和底座磁吸附力。为此,本文根据格子间的焊接作业环境和机器人的机构特点设计了一套在未知环境下可使机器人自动找到初始起焊点的控制系统,主要围绕软件实现的控制过程展开研究和论述。本文首先介绍了机器人系统的组成,其中控制系统基于PC104总线开发,使用了运动控制、数据采集等板卡完成控制的实现;使用了单目视觉传感器和超声波传感器作为采集外界环境信息的元件,把其安装在特定的位置以实现与机构控制的同步。图像处理部分基于OpenCV计算机开源视觉库开发,结合焊接机器人的工作特点,对其进行了镜头畸变的校正。角度调整阶段利用超声波传感器的工作特性,将机器人旋转扫描壁面得到的位姿信息,使用最小二乘法拟合出在整个扫描过程中垂直于壁面的时间点,匀速返程以调整机器人的角度。建立了机器人边距调整的数学模型,在保持机器人与目标钢板角度不变的前提下调整边距。最后对采集到的图像,使用改进后的中值滤波和Hilditch细化算法提取出激光线的中心线。遍历图像获得端点的图像坐标;通过快速霍夫变换获得两条线段的起始和终止位置,从而求得中心线折点的坐标。通过测量获得机器处于不同位姿时与之对应的特征点坐标,并把测量结果运用在实际的焊枪偏差调整控制中。经过多次实验,机器人均调整到了理想的焊接位姿,表明了本文中设计开发的控制系统对复杂的船舱格子间工作环境具有良好的自适应性。