曹学鹏，张弓，杨根，吴月玉，陶浩，王传玺

1) 长安大学，西安 710064 2) 广州先进技术研究所，广州 511458 3) 中国科学院大学，北京 100049

随着制造业和工业技术的进步，焊接机器人逐渐替代传统手工焊接，并广泛应用于各种场合，大大提高了制造效率[1].应用于焊接机器人的焊缝跟踪技术可实现焊接的自动化与智能化[2].目前焊缝跟踪技术存在跟踪精度不高，跟踪实时性不强等问题，国内外学者对此开展了研究.

Chang等[3]开发出差分特征点检测算法与折线式路径规划方法，搭建了便携式机器人跟踪焊接系统，成功应用于双壳船壁结构.Zhao等[4]提出基于ERFNet 网络算法的焊缝跟踪系统，解决了强背景噪声下的焊缝特征点提取，实现在线路径规划与偏差实时修正，实验验证误差在0.25 mm 内.Banafian等[5]开发出基于激光和立体视觉结构光的焊缝跟踪系统，利用改进的图像处理方式实现精确跟踪，实验验证误差小于0.4 mm.Zhang等[6]针对复杂二维焊缝进行焊接实验研究，对特征点精确定位后，焊接路径的平均误差为0.387 mm.针对焊接时焊枪与焊缝中心线不对中的情况，Park和Moon[7]提出基于移动平均算法的模块化焊缝跟踪系统，成功应用于海上管道焊接，并控制误差在0.3 mm 内.对于跟踪过程中产生的噪声干扰，Zou等[8]提出基于深度学习的高鲁棒性焊缝检测器，实现了连续强噪声干扰下的高精度焊缝跟踪.

上述研究促进了焊缝跟踪技术的发展，但研究对象大多以二维平面焊缝为主[9−11]，空间焊缝仅面向螺旋线、相贯线等规……