对于具有非结构化特征的遥控焊接环境,如何将远端未知环境变成相对已知环境是遥控焊接任务实现的关键技术之一。本文从应用角度出发,基于Java&Java3D建立了一套面向遥控焊接的虚拟环境操控平台。在此平台上,利用本实验室已经研制的双目立体视觉系统与结构光传感器,完成了远端环境特征信息的提取,然后在研制的虚拟环境操控平台中实现了远端环境模型的建模工作。在虚拟环境操控平台中,将远端弧焊机器人工作环境分解为宏观环境模型和小范围焊缝模型。宏观环境模型定义为基本组成单元在远端的位置和姿态,本文通过现有的双目立体视觉系统来获取远端环境典型特征点的三维信息;小范围焊缝模型定义为一条空间曲线,通过控制结构光传感器运动,来获取焊缝的三维信息。宏观环境模型是遥控焊接机器人运动控制的一种空间约束,并为结构光传感器的运动提供向导,小范围焊缝模型的检测与精确定义将最终决定遥控焊接的质量和可靠程度。本文通过实验验证了基于虚拟环境操控平台进行远端环境建模的可行性,分析了传感器标定等建模精度的影响因素与建模误差之间的关系。在立体视觉传感系统获得三维信息的基础上,利用Java3D建模技术,分别对工作台、薄板正弦曲线焊缝工件进行建模实验,完成了虚拟环境中宏观环境模型的建立,并根据误差建立了安全虚拟厚度和虚拟向导,完成了对机器人运动的空间约束;通过结构光传感器获得三维信息,编程实现对薄板正弦曲线焊缝模型的建立。实验结果表明遥控焊接虚拟环境建模实验系统达到了较高的建模精度,可以满足基于虚拟环境的遥控焊接的焊接准备工作需要,为进一步在此平台上开展任务规划、图形仿真、虚拟示教等研究工作奠定了坚实的基础。