随着智能机器人的飞速发展,焊接机器人开始广泛应用于船舶制造、建筑钢构、航空航天和铁路桥梁等行业中。由于焊接机器人在焊接熔池线上三维重构、视觉识别等方面技术有所不足,无法实现智能化、柔性化和实时控制,不能保证焊接作业的质量。本文从焊接熔池在线三维重构技术研究入手,针对焊接过程中实时强烈的弧光干扰难题,提出一种基于双目结构光的焊接熔池三维重构技术方法,搭建了基于双目结构光视觉识别系统的在线焊接实验平台。论文主要的研究工作包括:（1）针对双目相机标定问题,研究单目相机成像原理和相机畸变因素,建立双目立体视觉成像模型和相机径向切向畸变模型。基于建立的双目立体视觉成像模型,结合对极几何原理,建立对应点匹配关系,得到包含相机内外参数的对极约束方程。分析张正友单目标定法原理,推导双目相机标定算法,进行单双目相机标定实验,得到单双目相机的内参、外参矩阵以及畸变系数。进行重投影误差分析,验证标定结果精度。（2）针对相移条纹展开算法复杂和速度缓慢等问题,分析格雷码图像编码和解码原理,研究相移法基本工作原理和相位展开算法。基于格雷码解码容易且速度快的优势,建立格雷码和相移条纹结合的混合结构光系统,使相移条纹展开算法变得简单而快速。研究正弦光栅生成规律,获得标准正弦光栅图案。采用最大概率校正法,进行周期校正,解决格雷码周期和相位周期错位不重合问题。（3）针对焊接过程中弧光干扰使焊接熔池三维重构困难的问题,分析双目立体视觉系统和格雷码结合相移条纹的混合结构光系统工作原理。建立双目结构光视觉识别系统,研究双目结构光系统测量原理和对应点匹配算法,解决弧光干扰难题,推导焊接熔池三维重构算法。预处理焊接熔池数据,滤除野值并进行数据补偿,减小数据误差对重构实验结果的影响。基于搭建的双目结构光视觉识别采集平台和在线焊接实验平台,进行焊接熔池三维重构实验,分析三维重构模型的偏差,证明基于双目结构光的焊接熔池三维重构技术的可行性。