随着汽车行业的不断发展,汽车制造企业对白车身的焊接精度要求越来越高,传统测量技术具有柔性低、离线测量时间长和成本高等缺点,难以满足现代汽车行业自动化生产的需求。基于机器视觉的在线测量技术具有柔性高、精度高、检测速度快以及可实时在线测量等优点,广泛应用于汽车自动化检测。然而,在工程实践中,基于机器视觉的在线测量系统依然存在视觉传感内外参数标定过程复杂、停线时间长、被测特征类型无法确定以及位置参数拟合计算精度低等问题。针对以上存在的问题,本文主要研究内容如下:(1)以某企业焊装生产线在线测量系统的线结构光视觉传感器为研究对象,介绍测量原理,提出测量位姿要求;采用基于自由移动的平面靶标标定方法分别标定视觉传感器的内外参数,并采用亚像素级角点提取方法提取棋盘格靶标的角点,并剔除伪角点,提高角点的定位精度。(2)在视觉传感器已标定的基础上,研究圆孔、棱边和平面特征类型的匹配方法:圆孔特征打光图像采用基于边缘特征的图像匹配方法,计算边缘点的Hausdorff距离作为匹配策略;圆孔、棱边和平面特征的光刀图像采用基于灰度的图像匹配方法,通过计算被测图像与模板图像之间的归一化互相关系数作为匹配策略,并采用金字塔搜索策略提高匹配效率。(3)在完成特征类型匹配后,研究圆孔、棱边和平面特征在车身坐标系下的位置参数和偏移量的计算方法。计算像素坐标系下圆孔打光图像的孔心二维坐标和光刀图像中的光刀与圆孔相交弦的中点的Z坐标得到圆孔的位置参数;计算像素坐标系下棱边光刀图像中的特征点的坐标得到棱边的位置参数;利用三角测距原理,计算在摄像机坐标系下特征点的法向偏移量得到平面的位置参数。结合摄像机内参数和坐标转换矩阵以及预先制作的模板特征的参数,得到特征在车身坐标系下的参数和偏移量。(4)将以上研究的在线测量方法应用于某企业白车身焊装生产线的在线测量系统,对白车身几何特征位置参数进行在线测量静态实验和半动态实验,验证在线测量方法的正确性。