作为工业工艺中非常重要的一部分,焊接技术是工业化发展程度的重要标志,而使用机器人提高焊接生产效率也是未来的趋势。通过机器视觉实现机器人智能焊缝引导的方式被广泛关注,结构光视觉应用于焊缝定位有非接触、检测速度快等特点。根据实际研究发现目前基于视觉的焊缝检测系统存在实时性低、适用性不足等缺陷,特别是在对不锈钢焊缝进行测量时,由于焊材表面光滑程度高镜面反射效应严重,使得焊缝特征提取与定位精度不足,焊接效果不稳定。鉴于此,本文对不锈钢直角焊缝视觉定位方法进行研究,开发结构光视觉传感器和相关焊缝定位系统。本文对基于线结构光的焊缝定位技术发展现状进行研究,以及对焊缝图像处理方法研究成果进行剖析,针对不锈钢直角焊缝视觉定位存在的问题,首先依据三角测量原理选取最优测量方式,基于线结构光视觉设计焊缝定位传感器,并完成视觉系统关键设备选型,完成设备构建工作;使用Zhang氏标定法求解相机参数,通过减少高光区域干扰及矫正后二次优化的方式减小了标定误差,将标定精度提升一倍;使用一种快速有效的结构光标定方法完成光平面求解,提升了标定过程的鲁棒性;在完成视觉标定参数求解后,使用Eye in Hand方式计算出机器人手眼关系矩阵。分析了不锈钢直角焊缝结构光图像特征,并使用边缘保留效果好的双边滤波抑制激光光斑噪声,使用灰度直方图阈值法对结构光条纹进行提取,并在此基础上提出了针对焊缝图像结构光条纹的形态优化和反射噪点剔除的方法,完成了预处理过程;使用快速ZS算法对结构光条纹进行骨架提取,并提出了结构光线条判定算法实现了稳定的Hough中心直线拟合效果;通过先验知识对焊缝特征点进行识别定位,实验验证焊缝定位精度0.22mm,本文研究的针对不锈钢直角焊缝进行视觉定位的方法稳定有效,精度满足实际焊接要求。为实现视觉算法集成功能,基于Qt5和Open CV2视觉算法库开发了结构光视觉系统软件。