现代化焊接生产对产品质量要求越来越高,如何保证焊接质量和提高自动化水平是摆在人们面前的一项重大课题。激光视觉焊缝跟踪作为一项行之有效的技术在焊接质量控制方面发挥了积极作用。但随着科技的发展,寻求更优的视觉监测技术成为可能,基于激光结构光的视觉传感方式因其具有信息量大、精度高、适用性广、抗干扰性好等独特优点成为当前研究的热点。目前国外有实力的公司已经开发出了成套的机器视觉系统并用于焊接生产,国内虽然也进行了积极的探索但仍然停留在实验室研究阶段。因此围绕机器视觉技术,对焊缝跟踪和质量控制进行研究,具有重要的实际工程意义。众所周知,焊接中伴随着很强的弧光、飞溅、烟雾、杂散光等噪声干扰和高温、电磁等恶劣环境,给图像获取和图像处理带来了很大困难。为达到可靠跟踪的目的,本文构建了基于TMS320DM643 DSP的焊缝跟踪系统,首先从源头入手分析了焊接的光谱特点和影响成像质量的主要因素,深入研究了传感器的基础光路并对相关参数进行了优化,设计出了成像品质较高、体积紧凑的视觉传感器。其次,为进一步提高传感器获取图像的质量,添加了相应的滤光片和减光片,提高了其抗弧光和杂散光干扰的能力。图像处理方面,本文以典型的V坡口焊缝为例,在前人大量研究工作的基础上提出了新的细化方法;对中值滤波和阈值分割进行了改进,减少了中值排序时间;通过自动阈值分割提高了系统适应复杂多变焊接环境的能力;结合V坡口图像的特点巧妙利用点与直线的关系实现了特征点的可靠提取。与此同时,本文对图像处理算法进行了推广,使得这些算法只需经过稍微修改即可用于对接等焊缝形式,扩大了系统的适用范围。为提高算法的实时性,本文采取了编译器优化和软件流水的方法,实现了文件级和程序级优化。通过大量实验证明,本文建立的焊缝跟踪系统较为合理,文中采取的处理算法具有较好的稳定性和实时性、较高的可靠性、较强的抗干扰性,在实际生产中有一定的应用价值,也为进一步研究提供了参考。