随着技术的进步,在配电线路带电维护作业中使用机器人代替人进行作业具有重要的现实意义。在室外非结构化作业环境中,机器人视觉系统采集到的图像易受复杂背景、天气和光照等各种环境因素的影响,大大增加了识别和定位作业目标的难度。为了使得机器人能够自主完成带电作业任务,本文结合某配电线路维护机器人的研发项目,研究了作业目标识别和定位方法,论文主要完成以下工作:(1)对配电线路维护机器人的视觉系统进行需求分析,详细描述视觉系统应具备的功能。在此基础上,设计了视觉系统中目标识别与定位子系统、监控子系统和防碰撞检测子系统的技术方案。(2)研究配电线路环境中的图像预处理方法。针对复杂背景下作业目标提取困难的问题,提出了基于颜色直方图和形态学的图像分割方法。针对弱光、局部高光和全局高光的图像,分别采用CLAHE、灰度非线性变换以及同态滤波等方法进行处理,突出了弱光、局部高光和全局高光图像中的作业目标,为提取作业目标奠定了良好的基础。(3)复杂背景下作业目标识别方法研究。为识别跌落式熔断器中的熔丝管,提出了一种基于几何约束的直线拟合法,采用概率Hough变换,并利用直线平行和距离约束等条件,对熔丝管管体进行识别。针对操作环识别困难的问题,利用熔丝管管体和操作环的几何位置关系,提出基于位置和大小约束的椭圆拟合法识别操作环。针对复杂背景中其它物体对熔丝管识别造成的干扰,提出基于熔丝管管体和操作环互相约束的熔丝管识别方法,识别复杂背景中的熔丝管。实验结果表明,所提方法可以识别不同场景中的熔丝管,准确度高,且鲁棒性较好。(4)基于双目视觉的作业目标空间位置测量方法研究。在对双目摄像机进行标定的基础上,利用Bouguet算法对图像进行立体校正。利用熔丝管的几何参数确定匹配窗口的大小,使用极线约束降低匹配维度,再采用归一化的相关系数作为匹配测度函数,对左右图像中的熔丝管进行立体匹配,具有匹配速度快且精度高的优点。最后给出了利用双目立体匹配的视差计算熔丝管空间位置的方法。