焊接螺柱在汽车制造领域有着广泛的应用,轿车车内各个部件、仪表、内饰以及发动机、车灯等主要依靠焊接螺柱在车身上进行安装和定位,焊接螺柱在每辆汽车上的数量可多达几百个。焊接螺柱焊接后的位置和姿态是否符合设计要求决定着后续部件的装配效率及整车质量,随着我国汽车产业的快速发展,传统的测量手段效率低、精度差,已经不能满足现代汽车制造业的应用需求。为了实现焊接螺柱位姿参数的在线、非接触、快速、高精度测量,本文基于机器视觉技术开展了相关测量方法的研究。为了实现在线测量焊接螺柱的位姿参数,本文研究了一种基于机器视觉技术的焊接螺柱位姿测量方法,首先通过摄像机获取焊接螺柱图像,然后通过边缘检测、特征提取等技术提取焊接螺柱特征信息,最后通过计算模型实现焊接螺柱的位置偏移量及倾斜角度偏移量的测量。通过测量实验对焊接螺柱位姿测量方法与视觉传感器测量模型进行了验证,实验结果验证了基于单目视觉的测量方案具有很好的准确性和有效性,位置精度和角度精度分别为±0.15mm和±15’,可以很好地满足汽车等制造工业领域在线、柔性、快速、高精度的焊接螺柱位姿参数的测量需要。本文完成的主要工作包括:1、分析了焊接螺柱的特点和测量需求,明确了基于视觉技术的焊接螺柱位姿参数测量系统的设计要求及其研究目的和研究意义。2、基于单目视觉技术和双目立体视觉技术的原理,完成了两种焊接螺柱位姿参数测量方案设计,详细推导并建立了焊接螺柱位姿参数测量数学模型。3、根据视觉测量系统的需求,设计了视觉传感器微控制器,对微控制器系统硬件控制电路和软件控制程序进行了详细的分析和设计。4、研究了焊接螺柱图像的特征提取方法,基于图像处理相关理论,开展了焊接螺柱图像的预处理和特征信息提取技术研究。5、搭建了单目视觉及双目立体立体视觉焊接螺柱位姿测量实验装置,通过实验验证了基于单目视觉测量方案的可行性和测量精度。根据测量结果分析了引起测量误差的因素,讨论了下一步发展的方向。