随着新一代的卫星平台对推进系统管路的生产周期、焊接质量有了更高的要求,对焊接设备的自动化程度的要求不断提高,在传统的卫星推进系统中,很多管路焊接工作基本由工人来进行手动的焊接,这就无法保证质量和生产时间,并且在可靠性方面也很难满足要求,精度依赖于操作者的经验。为解决上述问题,需要研制能够自动定位焊缝、自动点固和自动完成钨极对中的基于双目立体视觉的自动焊接作业平台,进而实现卫星推进系统中大量焊缝的由视觉机器人进行操作的自动焊接。本文在这一实际项目的背景下,最终完成了基于双目立体视觉和激光测距的焊缝位置坐标识别算法的设计,本项目的研究对于提高焊接工作的生产效率和缩短工作周期有重要的意义。本文对双目立体视觉、焊接机器人的国内外现状进行了分析,根据系统的总体设计指标和设计原则对相关硬件进行了硬件选型和安装等工作,在这个基础上搭建了视觉系统的模拟环境。了解了相机成像坐标系之间的转换关系和成像模型的建立,也了解了双目立体视觉系统的成像模型。最后研究了单目相机标定、双目相机标定和校正、机械臂手眼标定这三种标定及双目校正的算法原理,并完成了系统的所有标定和校正工作。在图像预处理的基础上研究并设计了确定钛合金导管区域的算法。研究了图形特征提取和立体匹配的算法原理,并对SIFT算法、SURF算法、ORB算法与RANSAC算法分别结合起来进行了相关的实验,最后实验验证了所设计算法的可靠性。另外计算了导管的两种姿态,包括共面旋转和平面旋转,旋转完成后,研究设计了计算导管焊缝坐标的算法,最后实验验证了这种算法的可行性和鲁棒性。最后把系统的各个模块整合在一起,完成了视觉系统和机械臂控制系统软件的设计和编写,设计完成后,进行了相关的实验,完成了双目相机图像采集、焊钳电机控制、机械臂驱动控制、激光测距以及导管姿态估计和焊缝位置识别等功能,通过整个系统的精度分析可知系统具有很好的稳定性以及可行性。