随着电子计算机科学(包括大规模集成电路、应用软件、计算方法)、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。本文以湖大三佳模具公司焊接机器人为研究对象,实现其焊接自动化为目的,重点研究了机器视觉实现焊缝自动跟踪,在已实现焊接机器人电弧跟踪的基础上,提出了一种新型的基于视觉跟踪的实现方法,该方法结构简单,精确度及智能化程度高。 本文首先阐述了该焊接机器人的系统结构,设计了焊接机器人和示教盒的串行通信结构。在获取有关焊缝图像方面,根据结构光三角测量原理,我们采用线结构光视觉传感器获取汽车覆盖件模具焊缝图像,并根据摄像机成像原理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,提出了一套针对该焊缝的有效的快速的图像处理及识别过程,在图像滤波方法中,根据系统实时性要求,采用LOG及中值滤波相结合的方法,并提出了改进的快速的中值滤波方法。在边缘检测及直线提取中,我们采用了Roberts和Hough变换较好的处理方法,最后提取焊缝信息直线后,可以方便地求出焊缝中心位置坐标。 在整个系统的过程控制分析中,由于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,为此我们把模糊控制引入到焊缝自动跟踪中,提出了应用于该视觉跟踪的Fuzzy-P控制器,最后通过整个系统的实验分析了误差及其产生的原因。