激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、热影响区范围小、焊接热变形小、焊缝的深宽比大和易实现自动控制等诸多优点，现已逐渐广泛应用于机械制造、航空航天、汽车工业、造船工业、粉末冶金、生物医学、微电子行业等领域。对接拼缝的激光焊接所允许的间隙宽度和错边量均很小，为保证焊接质量，焊接激光束的焦点必须准确地沿着拼缝中心轨迹运动，同时激光束焦点距拼缝表面保持合适的离焦量，激光束方向必须按照拼缝局部表面的法矢进行调整。因此，要保证对接拼缝的激光焊接质量，必须进行拼缝的焊前测量以及焊接过程中的拼缝跟踪。对于微细、错边量小的复杂三维激光焊接拼缝测量，现有的视觉传感器方法不能稳定、可靠地提取出拼缝的中心位置、拼缝宽度等信息。为此，本文提出了基于微景深的激光焊接对接拼缝测量方法。该方法采用高倍光学放大镜头、工业CCD相机和LED外部照明装置，以光学成像光轴与被测表面法矢呈一定角度、检测装置安装在十字滑台的方式，组成了对接拼缝的非接触测量与跟踪系统，既解决了显微放大时景深小、测量范围小的问题，又解决了狭窄拼缝高光学放大倍数拼缝检测与在线实时跟踪的难题。本文根据基于微景深的激光焊接对接拼缝测量系统的特点，提出了视觉检测系统的非线性模型以及系统参数的标定方法。针对所提出的拼缝测量方法采集到的拼缝微景深图像，提出了合理高效的数字图像处理算法，能快速精确地提取出拼缝图像中的清晰带、清晰带中心线、拼缝中心和拼缝宽度等拼缝信息。根据视觉检测系统的非线性模型，能快速地从图像上的二维拼缝信息提取出拼缝的三维信息。实验表明，本系统可快速准确地提取出拼缝中心坐标、拼缝宽度以及拼缝局部表面法矢。满足了激光焊接拼缝的测量和跟踪要求。