现代工业生产越来越智能化,而焊接在制造业中的占比也非常之大,为了保证焊接作业时管道焊缝有较高的合格率,实现管道焊缝缺陷的智能化识别尤为重要,本文设计了一套基于单相机的多位置管道焊缝三维表面缺陷识别系统,对管道焊缝进行三维重建,能够识别管道焊缝表面缺陷并找到缺陷所处位置,实现了自动化识别焊缝表面缺陷。本文介绍了相机成像原理单目视觉系统的搭建和相机的标定。成像原理具体包括:射影几何、坐标变换和针孔模型;单目视觉系统的搭建包括:单目视觉系统的设计、相机的选型和相机畸变模型;相机的标定包括:标定的原理和标定实验及结果。管道焊缝三维重建。介绍三维重建各个步骤的原理及所用的方法,具体包括:稀疏点云重建、稠密点云重建以及泊松表面重建的原理;利用多视角管道焊缝表面缺陷识别实验平台进行多视角图像的采集,对采集到的图像按照Sf M、PMVS2、泊松表面重建的过程进行重建工作,得到完整的管道焊缝三维模型。管道焊缝表面缺陷识别。完成三维点云的预处理和缺陷识别工作,首先是对采集到的管道焊缝稠密点云进行噪声去除和光顺处理,其次计算点云中每个点的主曲率k1、k2,高斯曲率K和平均曲率H的大小。根据实验数据得知K的取值在-3e-06至3e-06之间的为合格点云,在该取值之外的为缺陷点云;且K=0、H=0,K＞0、H＞0和K＞0、H＜0处也为缺陷点云。设计了管道焊缝三维视觉识别软件。详细介绍了本课题设计的管道焊缝三维表面缺陷识别软件,具体功能包括:图像采集,相机标定,点云重建和缺陷识别;并通过实验验证了各个功能的实际效果:将实际采样数据和识别结果进行计算对比,得到缺陷识别的准确率。实验结果表明,本课题设计的软硬件系统和相关算法,可以实现对管道焊缝焊瘤、焊穿、气孔、焊偏的表面缺陷识别,且识别准确率达96.23%。