在工业自动化发展的越来越好的大背景下，计算机领域中机器视觉的发展又使得工业自动化技术如虎添翼。确认，随着自动化技术的高速发展，人们对于机器视觉的认知也进入到更深的层次，即机器视觉并不只是一个在计算机科学领域内的一个学术概念，而是一个能被其他工业领域深刻应用的性的技术[3]。在工业自动化领域加入机器视觉的技术应用，能够极大的提升生产线的自动化水平与程度。由机器视觉技术的特性可知，能够让生产一线的员工远离危险的工作环境，能让大批量的连续生产的效率得到提高，能够将生产线上的生产精度和生产效率提高好几个数量级，同时由于计算机技术在存储和交换信息上的优势，能够在生产作业的同时做到信息的高速收集与实时反馈，起到了信息同步集成的效果。

综上所述，现代工业的发展对自动化技术越来越依赖，同时在自动化流程中加入机器视觉的学习能使得其实现的水平与效率得到大大提高。本文的课题名称为基于视觉的窄间隙坡口识别，即为在传统的窄间隙焊过程之中加入基于机器视觉对其坡口形状进行识别，这样能够精准高效的实现的坡口尺寸识别，而且由于焊接过程的自身特性，在焊接过程中工件往往处于极高温的状态，传统的接触式测量手段显然不可行，红外测距的技术由于红外线对高温非常敏感所以也不可行，所以高效安全的视觉测量手段就成为了不二之选，实现窄间隙焊的坡口的视觉识别技术[4]，成为了窄间隙焊的自动化实现过程中的最关键一步。

1.2窄间隙焊的发展

窄间隙焊这个焊接术语第一次于1963年由美国Battelle研究所提出[5]，随着窄间隙焊接基础被提出以来，其作为一种高效的新型焊接技术得到了广泛应用与关注，总的来说，窄间隙焊接技术具有如下几个特征:①窄间隙焊是基于现有弧焊技术的一种特殊的焊接技术;②窄间隙坡口形状多数为采用I型坡口；③窄间隙焊一般采用多层焊接;④窄间隙焊的多层焊接过程中一般每层焊接中的焊道数量都一样；⑤能够实现全位置焊接。从工艺性能的角度来看，窄间隙焊缝往往具有较好的力学性能。从经济角度来看，窄间隙焊的生产效率高的同时兼顾了较低的生产经济成本。所以综上所述，从窄间隙焊技术的提出到现在，经过长时间的发展已经得到了长足的进步，在各个工业领域的焊接工艺上得到了巨大的发展前景。在各个领域得到深远应用的同时，窄间隙焊也有着以下几个新的发展方向：①在能保证工艺成形的基础之上，开发比传统手段更低的热输入工艺手段；②控制窄间隙焊过程中的飞溅率，在低飞溅率的基础之上就能够更好的实现窄间隙的自动化；③开发具有高度抗干扰能力与高度可靠性的焊接自动跟踪技术，即实现高精度的识别技术。

根据本节的内容可以知道，窄间隙焊接技术在现今有着广泛的应用的同时有着向新方向发展的需要，在这些发展方向中，对焊接过程中的视觉识别的是必不可少的，这种技术既是实现窄间隙焊自动化的关键一步，也是提升整个焊接过程中的操作效率与安全性的必不可少的一步。

1.3机器视觉的发展

机器视觉作为计算机技术近年来出现的一个分支得到了快速的发展，概括的来说，机器视觉本质上是利用视觉传感设备获取被识别区域的视觉传感信息，再将获取到的传感信息用基于视觉智能算法的程序求解，求解得到被识别区域的特征信息之后交由控制端来对现场情况作出准确的判断。同时要指出，一些情况下，人工的判断往往不是十分准确，同时也不是很稳定，另一些情况下，现场环境不适于人工识别，比如高温高压的请款，所以这个时候机器视觉不仅能够避免危险而且还能增加识别效率与保障安全性。在当今阶段，机器视觉在工业技术领域一般有着以下几个方面的应用[6]