激光焊接是一种灵活的加工方法，广泛应用于现代加工业。现代高端的激光焊接设备一般采用机器视觉技术测量工件的焊接位置，为激光焊接设备的运动提供定位参数，实现高精度激光焊接。但是，现有视觉定位算法已无法满足激光焊接产品的质量与生产效率的要求。本文研究一种新的视觉引导的定位方法，并应用于一种机械零件焊接系统，对激光焊接设备改进具有重要意义。本文主要工作：（1）分析了机器视觉检测与定位系统的研究状况和现代激光焊接中视觉引导系统存在的问题，提出一种基于与模板匹配的定位方法，该方法是通过对目标图像进行二次定位即粗定位和细定位。（2）结合激光焊接系统的功能和目标，设计一种与激光焊头同轴式安装的视觉引导系统。研究影响整个系统精度的原因，利用误差分析的原理使用标定圆柱的圆心作为运动坐标系的标定原点进行图像目标中心位置的坐标转换，对视觉引导的定位焊接系统进行了坐标转换。（3）从提高图像检测质量和处理速度的角度考虑，研究各种检测目标图像边缘的算法，通过对比各种算法对目标图像边缘检测获得的特征效果，选用Canny算子。综合基于链码的特征提取和局部边缘匹配的方法，研究首先对目标图像进行基于模板匹配的粗定位和细定位，其次进行基于最小二乘法的亚像素定位的方法。