本文依托国家科技部“十一五”863项目“大型电厂冷凝器水下作业清洗智能机器人”(项目编号2008AA04Z214)，以大唐耒阳火力发电厂凝结水系统为应用环境，结合项目为满足600MW以上发电机组的冷凝器清洗需要，研究清洗移动机器人的视觉定位技术。在简要介绍机器人本体结构设计、机电运动控制系统的基础上，本文着重研究复杂环境下清洗移动机器人视觉定位算法，以实现目标自主定位，提高汽轮机组效率并减少工人劳动强度，实现巨大的社会经济环境效益。本文首先综合分析了多种基于视觉定位技术的移动机器人的工作机理和功能特性，并结合大型冷凝器设备工作环境特点及清洗作业要求，阐明设计研制大型冷凝器智能清洗移动机器人的必要性。其次，简要分析冷凝器在线自动清洗装备的工作原理，介绍由履带轮驱动的清洗移动机器人各运动关节的功能特性，以及高压水喷射清洗装置的工作特点。由于冷凝器工作环境未知、管板脏污管口区域不确定以及被污染管口轮廓特征不完整等问题，需要设计清洗机器人视觉定位方案，以实现视觉引导机器人喷枪对准目标定位。本文对样机视觉子系统进行了改进，采用多角度固定光源照射，以视觉传感器观察设备为主，经过摄像机标定、环境特征匹配确定目标空间位置，配合超声波传感器测距系统和网络通讯系统，远程控制机器人大范围运动至待清洗的冷凝器热交换管板区域。再次，为初步确定脏污管口区域位置，提出一种基于视频图像行列像素值累加统计规律的多管口识别与定位算法；针对不同的定位精度要求，提出一种采样密度可调整的轮廓拟合定位算法，精确定位待清洗管口质心；利用双目视觉计算目标特征点从二维视频图像坐标系变换到三维世界坐标系的变换矩阵，确定管口质心在世界坐标系中的坐标，为清洗喷枪运动轨迹规划和运动误差补偿提供准确位置参数。最后，对本论文的研究工作和成果进行总结，并提出下一步的研究方向。