本文主要介绍了基于双目视觉的焊缝轨迹跟踪视觉伺服控制系统,包括系统软硬件构成,铝合金自动焊双目视觉熔池监控传感器制造,双目立体视觉系统标定,基于线状特征的焊逢匹配方法和焊缝跟踪视觉控制方法及实验结果。以SAF公司的爬行自动焊接小车为移动平台,以自制十字滑块为主要偏差调整部件,制造了铝合金自动焊双目视觉熔池监控传感器,组建了用于空间曲线的焊缝跟踪的硬件系统。在用本文方法对双目视觉传感器标定后,通过该硬件系统配合用自主开发的图像匹配和控制软件最终实现对焊缝的跟踪。首先根据各标定方法的特点,提出了基于平面标靶的约简标定方法。本方法使用平面标靶,其模型包含径向畸变和切向畸变。算法选取图像中心附近畸变小的点代入求解初始值,然后选取所有的点全面考虑各参数的非线性最小化,使计算精度提高。经过算法的公式推导后,优化目标函数已经简化为最小二乘法标准型,使得图像标定初始值计算过程大为简化,减少了计算过程中的舍入误差,提高了标定精度和计算速度。其次,在对焊缝进行图形处理,提取焊缝边缘特征后。在分析焊缝的特征后,从广义拐点不变量和交比不变原理入手,提出了基于线状特征的焊缝匹配方法。和传统方法比较后,证明了该方法在焊缝匹配上的优越性。焊缝平面上平均匹配误差为1.4mm,焊缝高度上平均匹配误差为0.9mm。最后,运用本文的以上方法设计了跟踪实验。实验通过匹配两幅图象把焊缝恢复到三维世界坐标系下,使用三次多项式插值方法生成机构运动速度和加速度都平滑的机器控制指令,对曲线焊缝进行了跟踪。结果显示本系统能够跟踪曲线焊缝,跟踪精度达到预期目标。