随着计算机科学、图像处理、光电技术、模式识别技术与理论的迅速发展，机器视觉的实际研究与应用日益得到重视与瞩目，并不断在许多领域取得初步性的成果。本文以实现焊接自动化为目的，研究了机器视觉焊缝自动跟踪，提出了一种新的基于视觉跟踪的实现方法和系统，该系统结构简单，精确度及智能化程度高。本文首先阐述了具有焊缝自动跟踪视觉的焊接系统的结构，该系统包含视觉传感系统、图像处理及焊缝偏差识别系统、模糊控制器以及执行机构。该系统采用线结构光作辅助光源照射焊接电弧前方一定距离内的待焊焊缝，配合滤波片和减光片进行滤光，获取了清晰的焊缝图像。文中还建立了线结构光传感器的跟踪模型及其标定方法。在焊缝结构光图像处理方面，提出了一套针对焊缝的有效的快速的图像处理及识别方法：在图像滤波方法中，根据系统实时性及保留线结构光边缘的要求，研究了改进的快速的中值滤波方法；对焊缝图像的二值化进行了研究，并提出了一种自适应的阈值分割方法；提出一种基于互相关的焊缝识别方法。实验表明，采用互相关算法，通过计算焊接图像与参考图像的相对位置来进行焊缝定位可以取得很好的效果，优于基于边缘识别的焊缝识别方法，适用于焊接自动化。分析焊接系统的焊接控制过程，可知焊接过程是一个高度非线性、强耦合及时变性的复杂过程，难以建立起精确的数学模型。为此，把模糊控制引入到焊缝自动跟踪中，提出了适用于该视觉跟踪系统的Fuzzy-P控制器，对斜线、折线和S形曲线进行了跟踪。最后通过整个系统的实验，分析了误差及其产生的原因。