作为激光加工的关键技术之一，视觉定位系统能自动定位加工物件，纠正物件到正确加工位置。相较与之前的手动定位方式，视觉定位方式精度更高，速度更快。然而关于激光加工中的视觉定位系统的研究相对较少。本论文针对激光加工中视觉定位系统中的重点和难点，构建了系统框架，并提出一种能针对多种定位标志，抗旋转、精度高、速度快的新的定位算法，并在自主开发的视觉定位软件中得到应用。全文主要包括以下几个方面的内容：(1)由视觉系统（光学照明、光学成像以及图像采集），结合图像处理及识别技术建立视觉定位系统框架，实现了图像自动采集，自动定位的目的。(2)对激光加工及定位系统两者的特殊性进行了分析，提出了新的标定方法。主要研究了像素转换当量的求取方法，并基于霍夫变换，通过田字中心法统一了激光加工运动坐标系（物理坐标系）和像素坐标系，精度完全能满足系统要求。(3)对图像预处理中的去噪算法和阈值分割技术进行了分析，提出一种改进中值滤波法对图像进行去噪，并用迭代选择阈值法对图像进行阈值分割，改善了图像质量。(4)针对视觉定位系统的特点，提出一种基于Hausdorff距离的抗旋转快速匹配定位算法，本算法定位速度快，抗噪声能力强，精度高，而且在有旋转的情况下，也能达到很好的效果。(5)并自主开发了视觉定位软件，包含多个功能模块，操作简单，功能齐全，界面直观友好。本论文最后进行了仿真实验及误差分析，并对本论文的下一步研究提出了建议。