精确、可靠、高处理速率的焊缝跟踪传感器是焊缝跟踪研究的主要内容。结构光视觉传感器由于具有信息量大、精度高和适应性广等特点而受到广泛的关注。目前国内市场中成型的结构光型视觉传感器多为价格昂贵的进口产品,大部分应用对象为焊接机器人系统,对于在纵缝焊接专机的应用研究较少且存在以下缺点:1、只能对理想直线焊缝进行较好的跟踪；2、每次跟踪前需要获取焊枪对应位置的图像参考点；3、焊缝末段处由于传感器超出视野而无法完成对该段的跟踪。　　 针对纵缝焊接专机,课题研究了基于结构光视觉传感的焊缝跟踪系统,对其中视觉传感系统的设计、标定、高效的图像特征提取算法以及基于视觉传感器的纵缝焊接专机焊缝跟踪系统控制方法进行了深入研究。　　 首先对结构光视觉传感器系统进行研究,在分析各结构参数对结构光视觉传感器性能影响的基础上,设计一种结构小巧紧凑的单反射镜式结构光视觉传感器；根据立体模板图像利用非线性优化方法对本论文传感器中CCD摄像机内外参数进行标定,并在此基础上使用多组非共线点集进行结构光方程标定,实现二维图像像素坐标到三维空间坐标的转化；通过对本论文传感器采集的焊缝图像进行分析,提出基于自适应阈值分割和重心法的激光条纹位置提取方法,并利用分类器将激光条纹与焊接飞溅分离,最后提出基于模板匹配的焊缝特征提取方法获取图像中焊缝轮廓。　　 其次在结构光视觉传感器系统研究的基础上,进一步研究其在纵缝焊接专机焊缝跟踪系统中的应用方式,内容如下:安装结构光视觉传感器,使其与专机系统构成“基于全位姿闭环的轨迹跟踪”控制结构,根据结构光视觉传感器检测的焊缝轨迹信息,对焊枪运动轨迹的在线规划,实现焊枪运行轨迹对实际焊缝轨迹的逼近。　　 最后对本论文的焊缝跟踪系统,进行非起弧与起弧条件下的焊缝跟踪试验。实验结果表明本论文设计的焊缝跟踪系统实现对直线及曲线焊缝的焊缝跟踪,实现横摆、摆幅自适应和焊接质量控制等扩展功能,适用于工业现场的焊接制造。