關(guān)鍵詞：三維計(jì)算機(jī)視覺(jué)；焊接；應(yīng)用；發(fā)展 

    焊接過(guò)程是一個(gè)電、光、熱、力等綜合作用下的復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，為實(shí)現(xiàn)焊接生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，科技人員不斷地致力于開(kāi)發(fā)機(jī)械、機(jī)電、電磁、電容、超聲、紅外、光電、激光、視覺(jué)、電弧、光譜等多種形式的弧焊?jìng)鞲衅鳌Ｊ聦?shí)上，人類(lèi)感知外界環(huán)境，80%以上是通過(guò)視覺(jué)得到的。同樣，熟練的焊工主要通過(guò)其視覺(jué)來(lái)從事焊接操作與控制。隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展，借助于CCD攝像機(jī)、紅外攝像儀、X射線探傷儀、高速攝像機(jī)等圖像傳感設(shè)備及智能化的處理方法，許多機(jī)器人及特定的自動(dòng)焊機(jī)也具備了一定的視覺(jué)功能。它們不僅可以模擬熟練焊工的視覺(jué)感知能力，而且可以超越人類(lèi)局限，完成諸如：獲取并處理強(qiáng)弧光及飛濺干擾下的焊縫圖像、實(shí)時(shí)提取焊接熔池特征參數(shù)、預(yù)測(cè)焊縫的組織、結(jié)構(gòu)及性能等工作，實(shí)現(xiàn)在人類(lèi)難以直接作業(yè)的特殊場(chǎng)合（如水下、空間、核輻射環(huán)境等）下的自動(dòng)焊接，確保焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。 

    筆者介紹了三維計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，綜述該技術(shù)在焊接中的典型應(yīng)用實(shí)例，并在此基礎(chǔ)上指出了當(dāng)前存在的問(wèn)題及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。 

1 三維計(jì)算機(jī)視覺(jué) 

    在使用攝像機(jī)對(duì)一個(gè)3D目標(biāo)進(jìn)行攝像得到目標(biāo)的二維圖像的過(guò)程中，丟失了一些形狀信息，同時(shí)另外一些信息以各種各樣的形式，如：陰影、紋理、輪廓、遮擋、光流等信息保留在物體的圖像中，因此通過(guò)物體的圖像、圖像中隱含的線索和其他已知條件、假設(shè)條件可以得到物體的形狀信息和尺寸。三維計(jì)算機(jī)視覺(jué)就是研究由2D圖像恢復(fù)場(chǎng)景目標(biāo)即3D信息的一門(mén)學(xué)科。目前用于三維恢復(fù)的方法主要有：結(jié)構(gòu)光法、立體視覺(jué)法、光流法、光度立體法、陰影法和紋理法。 

    結(jié)構(gòu)光成像和三維恢復(fù) 經(jīng)典的結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)方法是將基準(zhǔn)光柵條紋結(jié)構(gòu)光投影到物體表面，條紋隨著物體表面形狀的變化而發(fā)生畸變，攝像機(jī)攝取物體表面圖像，然后采用計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)，從被物體表面形狀所調(diào)制了的畸變條紋模式中，提取出物體的三維信息。工業(yè)應(yīng)用中很少采用基準(zhǔn)光柵條紋結(jié)構(gòu)光，而是采用一種簡(jiǎn)化的激光掃描照射系統(tǒng)。這種方法的計(jì)算精度高，但價(jià)格昂貴、設(shè)備龐大，限制了其應(yīng)用范圍。 

    立體視覺(jué)方法 屬于雙目或者多目視覺(jué)，采用兩個(gè)或者多個(gè)攝像機(jī)從不同的位置拍攝圖像，通過(guò)三角測(cè)距原理得到物體的三維尺寸。其缺點(diǎn)是設(shè)備安裝復(fù)雜，需要在多幅圖像之間進(jìn)行對(duì)應(yīng)點(diǎn)的匹配。 

    光流法 當(dāng)目標(biāo)在相機(jī)前運(yùn)動(dòng)或相機(jī)在一個(gè)固定的環(huán)境中運(yùn)動(dòng)時(shí)我們都能獲得對(duì)應(yīng)的圖像變化，這些變化可用來(lái)恢復(fù)（獲得）相機(jī)和目標(biāo)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及場(chǎng)景中多個(gè)目標(biāo)間的相互關(guān)系。在具體技術(shù)上就是通過(guò)求解光流方程來(lái)求取表面朝向。要求：（1）圖像要有足夠的采樣密度；（