首先，本文介绍了焊缝跟踪一般所用的传感器及其工作原理，在此基础上提出了视觉传感技术，并着重介绍了激光结构光式焊缝跟踪系统。同时针对视觉传感方法，介绍了数字图像处理中的中值滤波、增强、二值化、边缘提取等手段，以及数学形态学的基本知识。

在文章的最后介绍了焊缝跟踪的经典控制方法和智能控制方法，同时分析和讨论了边缘跟踪和切向预估两种典型算法，在总结上述方法的基础上提出了切向跟踪、法向靠近的算法。

本论文研究内容

主要包括以下三部分：

(1)结构光式激光视觉传感器的焊缝跟踪系统

由以上内容可以清晰的知道，虽然电弧传感跟踪在工业应用最为广泛，但基于视觉传感的焊缝跟踪是未来的发展方向。而计算机技术和图像处理技术的不断发展，又使得其实时性容易满足，因而是一种很有前途的传感方法。目前国内外已掀起了视觉传感焊缝跟踪的高潮。为此，将首先对国内外焊缝跟踪系统视觉传感技术、图像处理技术和控制技术的研究现状分别做一一介绍，在此基础上总结出一套较为先进的焊缝跟踪系统的实施方案，为进一步加强焊缝跟踪系统研制提供依据。

(2)焊缝的图像处理与分析   

基于视觉的焊缝跟踪最关键的是焊缝的图像处理，所以这一部分是本论文的重点研究内容。

在初步跟踪阶段要用到图像预处理，包括：滤波去噪、图像二值化、图像边缘提取等，这为后来的特征提取做铺垫。而这一系列过程中的每个步骤都有不同的算法，针对这种情况，本论文通过分析比较找出一套切实可行的处理算法步骤 ，在分析过程中详细介绍了一些常见的算子算法，并列出了其优缺点及适用范围。

(3)焊缝跟踪控制技术及跟踪算法

此部分首先对经典控制方法和智能控制方法作简单的介绍，然后根据文献对边缘跟踪算法和切向预估算法两种典型跟踪算法做一一介绍，并仔细分析它们的算法特点和针对的解决问题。在此基础上着重研究了切向跟踪、法向靠近算法。  

本文主要针对组成焊缝跟踪系统的传感器和信息处理两方面问题的研究，涉及到传感器的选择，跟踪算法的实现，以及数字图像处理学和数学形态学在图像处理中的应用。