随着我国工业自动化焊接技术的飞速发展,大量的焊接机器人已经广泛应用于各种不同类型焊缝的焊接。目前,现有技术在焊缝形状比较明显、位置固定时的识别效果较好,但对形状细小,背景复杂的细管套管类焊缝的自动化焊接技术还难以实现,其主要原因之一是对细管套管焊缝的识别与定位仍然难以实现。本文主要针对细管套管焊缝的焊接问题,在图像处理技术、视觉测量技术上展开研究,主要研究内容如下:首先,本文介绍并总结了自动化焊接系统、焊缝识别技术、三维测量技术的发展现状,在此基础上分析了现有技术在细管套管焊缝检测问题上的不足。然后,针对焊缝所处的复杂环境,通过焊缝所在区域的颜色特征提出图像分割的方法,并比较了不同颜色空间下对区域分割的效果和特点;又在图像分割后的二值图像上结合形态学操作和图像的基本运算方法,确定了焊缝潜在区域,并根据焊缝的位置和形状特点在二维图像上实现了细管套管焊缝的识别。另外,为了使得焊缝识别方法具有更高的鲁棒性,本文在图像预处理方法上也进行了部分研究,在识别焊缝前,对不同光照条件下的图像进行不同的预处理,提高了待识别图像的质量。再次,本文针对实际的焊接环境,选用双目视觉测量进行焊缝的定位,并通过张正友标法对双目相机标定;介绍了双目视觉测量模型和常用的图像特征匹配方法,比较了不同特征匹配方法应用于套管焊缝特征匹配的效果,确定了使用简单特征和极线约束匹配的方法对焊缝进行匹配。最后,通过双目视觉测量模型对焊缝进行定位实验,对定位进行了仿真实验。本文研究了对细管套管焊缝的视觉识别和定位方法,开发了对该类焊缝识别与定位的软件。实验表明,该系统能够满足机械手对细管套管焊缝进行气焊时的视觉定位要求。