机器人焊接中的工件与焊缝的定位、跟踪控制是智能化自主机器人焊接的重要问题。本文基于线激光传感器,将焊缝的定位、识别、跟踪整合作为多功能、全流程的机器人焊接视觉系统。建立了基于矩阵转换形式的测量原理。根据激光转换矩阵和手眼矩阵实现二维图像到三维坐标的转换,完成立体测量重建过程。开发了自动化标定软件,通过简单的平面标定板即可完成标定。利用基于Hessian矩阵的Steger方法提取图像线特征及其方向信息。针对不同接头形貌,设计形貌模型,将接头形貌分成若干子区,在各子区内利用提取的方向信息过滤方向性噪声,并使用随机抽样一致算法进行形貌直线的拟合,提取到的焊缝中心点用于焊接跟踪。算法在各种焊接图像噪声,如亮斑、反光、飞溅等干扰下仍能稳定识别出接头形貌与焊缝中心点。基于三维点云数据,使用KD树背景模型对点云数据进行背景减除,利用工件夹角信息的分步拟合平面模型分割出工件点云,进而识别焊缝以及焊接起始点,引导机器人进行焊缝定位。针对典型焊缝,如T型角接和V型对接等,进行焊缝引导跟踪实验。设计了精度验证实验,使用理想示教轨迹与跟踪轨迹比较,得到轨迹偏差曲线以及全过程的平均偏差。实验结果表明,焊缝跟踪平均误差为0.528)8)。焊缝成形良好。本套系统能满足于实际机器人焊接生产的要求。