關鍵詞：三維計算機視覺；焊接；應用；發展 

    焊接過程是一個電、光、熱、力等綜合作用下的復雜的物理化學過程，為實現焊接生產的機械化和自動化，科技人員不斷地致力于開發機械、機電、電磁、電容、超聲、紅外、光電、激光、視覺、電弧、光譜等多種形式的弧焊傳感器。事實上，人類感知外界環境，80%以上是通過視覺得到的。同樣，熟練的焊工主要通過其視覺來從事焊接操作與控制。隨著計算機視覺技術的發展，借助于CCD攝像機、紅外攝像儀、X射線探傷儀、高速攝像機等圖像傳感設備及智能化的處理方法，許多機器人及特定的自動焊機也具備了一定的視覺功能。它們不僅可以模擬熟練焊工的視覺感知能力，而且可以超越人類局限，完成諸如：獲取并處理強弧光及飛濺干擾下的焊縫圖像、實時提取焊接熔池特征參數、預測焊縫的組織、結構及性能等工作，實現在人類難以直接作業的特殊場合（如水下、空間、核輻射環境等）下的自動焊接，確保焊縫質量的穩定性和可靠性。 

    筆者介紹了三維計算機視覺技術，綜述該技術在焊接中的典型應用實例，并在此基礎上指出了當前存在的問題及未來的發展趨勢。 

1 三維計算機視覺 

    在使用攝像機對一個3D目標進行攝像得到目標的二維圖像的過程中，丟失了一些形狀信息，同時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，因此通過物體的圖像、圖像中隱含的線索和其他已知條件、假設條件可以得到物體的形狀信息和尺寸。三維計算機視覺就是研究由2D圖像恢復場景目標即3D信息的一門學科。目前用于三維恢復的方法主要有：結構光法、立體視覺法、光流法、光度立體法、陰影法和紋理法。 

    結構光成像和三維恢復 經典的結構光三維視覺方法是將基準光柵條紋結構光投影到物體表面，條紋隨著物體表面形狀的變化而發生畸變，攝像機攝取物體表面圖像，然后采用計算機圖像技術，從被物體表面形狀所調制了的畸變條紋模式中，提取出物體的三維信息。工業應用中很少采用基準光柵條紋結構光，而是采用一種簡化的激光掃描照射系統。這種方法的計算精度高，但價格昂貴、設備龐大，限制了其應用范圍。 

    立體視覺方法 屬于雙目或者多目視覺，采用兩個或者多個攝像機從不同的位置拍攝圖像，通過三角測距原理得到物體的三維尺寸。其缺點是設備安裝復雜，需要在多幅圖像之間進行對應點的匹配。 

    光流法 當目標在相機前運動或相機在一個固定的環境中運動時我們都能獲得對應的圖像變化，這些變化可用來恢復（獲得）相機和目標間的相對運動以及場景中多個目標間的相互關系。在具體技術上就是通過求解光流方程來求取表面朝向。要求：（1）圖像要有足夠的采樣密度；（