由于绝缘子污秽极易对输电线路的稳定运行造成严重影响,因此需要对其进行定期的维护作业。与人工线上绝缘子维护相比,利用具视觉控制能力的输电线机器人则更加安全高效。然而,已有的输电线机器人仍需人工遥控进行线上作业,并且其视觉系统不具有视觉控制功能。与此同时,目前对于绝缘子图像处理算法研究多是基于计算机的,而基于视觉系统嵌入式硬件平台的几乎没有。为满足输电线机器人通过视觉控制辅助实现绝缘子自动维护作业的需求,论文首先分析探讨了输电线机器人的功能结构,并给出了机器人系统总方案设计包括视觉及机械控制子系统的硬件和软件部分的设计。然后,开发实现了绝缘子作业机器人视觉系统嵌入式硬件平台,重点进行了硬件芯片的选型及平台所需外设接口驱动的实现。最后,研究设计了一种绝缘子作业机器人视觉处理算法。该算法主要由在线式绝缘子目标提取算法及空间控制参数获取算法两部分组成。其中,在线式绝缘子目标提取算法参考已有的基于计算机的算法进行研究设计,可用于视觉系统嵌入式硬件平台上完成绝缘子目标的提取;在线式绝缘子空间控制参数获取算法则通过对绝缘子目标成像状态、测距几何模型及坐标基准系的深入分析的基础上给出,可在完成绝缘子目标提取的基础上对绝缘子相对距离及倾斜角度进行测量。实验测试结果表明,所设计的绝缘子作业机器人视觉系统能够安全可靠的运行并顺利实现图像的采集、显示、存储及串口通信基本功能;能够有效的提取绝缘子目标并获取较为正确的距离信息和角度信息。100cm内距离测量误差率基本在3%以内,75°内角度测量误差范围为0.4°~4°,整幅绝缘子图像的硬件处理速度大约为3秒,达到预期的效果和设计要求。