螺旋管焊缝跟踪系统能够在螺旋管生产中提高效率、优化质量、改善劳动条件。受泰安钢铁科技有限公司委托,本课题旨在研制出一套具有自主知识产权的基于激光视觉传感的螺旋管焊缝跟踪系统。通过分析系统的原理,结合国内外研究现状,本文设计出符合企业实际情况和要求的焊缝跟踪系统硬件结构,并且购买了各种必要的硬件设备。本文重点研究了焊缝识别算法和激光三维视觉模型的标定。在焊缝识别算法方面,本文结合前人算法的优点,提出了一种快速有效的OSTU图像分割法。随后利用平均加权质心法、形态学滤波以及斜率分析法提取出了焊缝特征点。所使用的软件开发工具为Visual C++和OpenCV.在激光三维视觉模型标定方面,本文采用了一种简单有效的激光三维视觉标定模型,并且提出采用基于RANSAC算法的SVD法求解该模型。在此基础上,又提出采用BP神经网络法求解激光三维视觉模型。所使用的运算软件为MATLAB,最终的模型效果都较好,完全可以用来求取焊缝特征点的世界坐标,获取焊缝特征信息。本文根据焊接现场的实际情况,最后还设计了上位机软件系统的总体框架。使用Visual C++软件完成了系统界面的初步编写。除此之外,本文还详细讨论了上位机与下位机的串行通信。上位机采用Visual C++的MSComm控件编写通信程序,下位机则采用S7-200的自由口通信方式。