随着石油、天然气及石油化工行业的高速发展，管道建设处于发展的高峰期，管道自动焊接技术得到了大力发展，而自动焊接技术在工业自动化中有很好的应用前景。其中焊缝位置和焊接参数是影响管道焊接质量的重要因素，通过获取裂缝信息来控制焊接部件，对其进行自动引导焊接，可大大降低劳动强度并提高焊接质量。在此应用背景下，本文主要研究汽车尾气排放的焊接管道的焊缝识别与定位设计的实现方法，包括对管道焊裂缝图像数据的采集、前期滤波预处理、中期裂缝信息裁减拼接以及后期提取关键相对坐标信息。该系统主要以FPGA为核心，利用Verilog编写的高速接口控制器来控制CMOS图像传感器，获取管道焊接处的焊缝信息；依据摄像头的视场角与钢管道镜头距离之间的几何关系，对每张采集到的图像进行裁剪拼接，组成一张完整焊缝信息图；并利用迭代算法将图像信息二值化，同时对图像中的最大连通域进行标记与提取；获取焊缝有效区域后，采用边缘Canny算子提取焊缝轮廓信息；针对轮廓坐标提取其中心线为焊缝轨迹信息，利用Hough算子优化焊缝坐标信息；采用高精度超声波测距模块检测钢管焊缝左右两节管道与摄像头的相对位置，结合它与摄像头的视场角之间的关系最终来实现焊缝信息的准确定位。本文充分利用了FPGA高速处理的性能，直接将采集的图像数据存储到外置SRAM，在不占用处理器的资源的同时提高了数据采集的速度，实现了对焊缝有效区域信息的裁剪、拼接，组成一幅平面钢管侧面图，用于数据处理，通过像素密度参数将图像中的尺寸与实际尺寸联系起来，提高了焊缝识别的精度。