随着机械加工与制造行业的迅速发展,焊接已被广泛运用于结构件的成型连接中。目前多采用人工方式进行焊接和焊缝质量检测,生产效率低下、产品质量不稳定,已经难以满足工件大规模生产的需求。基于线结构光的三维视觉检测技术,凭借其高精度、高效率和高稳定性等优势,正逐步应用于工业自动化焊接领域。本文针对焊缝特征尺寸视觉检测需求,以多类型坡口焊缝为研究对象,搭建了基于线结构光的焊缝特征尺寸视觉检测系统,并对系统所涉及的关键技术进行了深入研究,主要研究成果如下:面向焊缝几何特征尺寸视觉检测需求,结合系统设计技术指标,制定了基于线结构光的视觉检测系统总体设计方案,并对系统硬件模块、软件架构和图像处理流程进行了设计。在分析线结构光条特性和常用中心提取方法的基础上,提出了一种自适应的光条亚像素中心提取算法,有效解决了光条宽度变化、灰度分布不均匀等问题。并探讨了基于多维度的算法精度评价指标,完成了算法有效性和鲁棒性试验验证。对于坡口光条图像目标提取问题,设计了基于感兴趣区域划分和差异化图像增强的背景过滤算法,光条图像进行区域划分之后,构建差异化卷积核进行增强处理,利用形态学开运算和伪目标去除方法,有效滤除了图像背景噪声,准确提取出完整的坡口光条目标。针对多种类型坡口焊缝特征点提取问题,提出了一种类型识别与角点定位融合算法,定位出坡口角点。依此分段提取光条中心线,利用直线相交法和最小距离法精确提取出对应的坡口特征点,采用基于双参数阈值限制算法实现了多种焊缝的特征点提取。实现了视觉检测系统软件,包括系统参数配置、系统标定、图像处理等模块。开展了系统检测性能测试试验,并对检测精度进行了修正和误差分析。试验结果表明:系统坡口特征尺寸检测误差为0.104mm,焊缝特征尺寸检测误差为0.073mm,单次检测耗时最大为109ms,测量稳定性、重复性精度达到1%,满足实际应用的在线检测要求。