近几年来,随着新一代智能变电站的推广建设,有效地减少了能源的耗费,实现了变电站性能优化。其中,隔离断路器取代传统的断路器加隔离开关的解决方案得到了普遍应用。虽然隔离断路器大幅降低了维修要求,但是仍需安排定期检修。机器人带电作业技术作为设备、电线路检修、测试的发展方向,其中视觉又是机器人自动化运行的核心技术之一。本文首先对智能变电站现场作业环境进行分析,介绍了机器人系统结构,并在此基础之上对视觉系统进行了方案设计。然后分别对视觉系统涉及到的各种标定结束和定位算法进行了研究,通过一系列实验数据分析论证了本文提出定位方案的正确性,并取得了良好的金具装拆效果。主要研究内容如下:首先分析了机器人的作业环境和系统结构,并在此基础之上设计了视觉系统的单目视觉定位方案;根据各项性能指标,确定了机器人视觉系统的硬件构成,分别对工业摄像机、定焦镜头、LED光源以及数字光源控制器进行了选型;对视觉系统中的功能模块、软件架构进行了分析设计,明确了图像处理平台和编程语言。然后,文章对完整的视觉定位过程所涉及到的各项标定技术进行了介绍。分析了摄像机的透视成像模型及其标定原理,并通过实验计算出了本文所用相机的内外参数;简要介绍了库卡提供的针对其工业机械臂工具坐标系的几种标定方案,在此基础之上进行了标定实验;讨论了手眼关系标定的数学模型和标定方法,并进行了手眼关系标定实验,计算出了相机坐标系在工具坐标系中的位姿;根据本项目所涉及的两独立机械臂组成双臂机器人系统的特殊结构,提出了基于机器视觉的双臂机器人基坐标系相对位姿标定算法,并通过实验计算出了拧紧机械臂基坐标系相对于插拔机械臂基坐标系的位姿。再后,进行了视觉定位算法的研究。通过比较当前研究较多的三种基于模型的单目视觉定位算法优缺点,明确了采用依靠一大一小圆形特征对进行定位的单目视觉定位方案;依次介绍了标记点特征提取的图像分割和轮廓提取技术、根据边缘进行椭圆拟合的方法以及金具坐标系的构建方式,其中详细介绍了通过像素坐标系中投影椭圆确定实际特征圆在相机坐标系中位姿的算法原理。最后通过一系列实验验证本文所述视觉系统在高压环境下的抗压抗电磁干扰能力、在不同光照和背景影响下的鲁棒性、以及摄像机不同拍照位置和姿态下的定位精度;另外通过一个完整的视觉引导双臂机器人拆卸金具实验,验证了视觉系统能够保障双臂机器人完成插拔金具的任务。