为提高三维纺织复合材料预制件缝合机器人的灵活性和智能性,本文应用结构光视觉跟踪技术设计了缝合机器人视觉跟踪系统。该系统包括视觉传感系统、图像处理系统、偏差识别与控制系统和执行机构。视觉传感系统采用主动光视觉法,激光作为辅助光源照射在接缝前方,CCD摄像机接收从工件表面反射的激光带图像,经过量化处理变成数字图像存储在计算机内存中。针对纺织复合材料图像噪声的特点,设计了一套行之有效的图像预处理方法。采用图像灰度化、对比度增强、中值滤波、二值化、开启运算对纺织复合材料激光图像进行预处理,基本消除了由毛刺和花节引起的噪声。试验表明预处理后的缝合物激光线宽度不均匀、非连续,不能直接进行特征点提取。本系统采用数学形态学的细化算法提取激光线中心线。由于激光中心线曲折且非连续,斜率分析等一般的方法不再适用的特点,本文采用纵坐标比较法快速检测接缝特征点位置。根据透镜成像原理和三角原理,计算特征点左右和垂直方向的偏移量,即缝针相对与基准缝合位置的偏移量,并转化成控制量输出给执行机构。执行机构引导单面缝纫机运动,实现了对缝合物接缝的自动跟踪。本系统软件基于Visual C++6.0平台开发,精度高,性能稳定。经试验和分析,验证了图像处理算法和控制算法的有效性。整个过程所需时间少于250ms,在1秒钟时间内可大约提取出4副基本准确处理的接缝实时图像,可以满足机器人缝合系统实时性的要求。