控制棒导向筒开口销是核电站反应堆上部堆内构件的组成部分,长期处于高温、高压、强中子辐照、热载荷以及振动载荷共同作用的环境下,经验反馈表明,随着机组运行时间的增长,开口销可能出现主回路应力腐蚀裂纹等失效模式。大修期间,控制棒导向筒开口销随上部堆内构件组件存放在构件水池中,可从组件下方将超声波探头插入开口销凹槽中实施在役检查。本文以中广核检测技术有限公司承担的“控制棒导向筒开口销在役检查技术研究”项目为背景,开发了一套基于视觉引导的水下移动机器人控制系统,主要研究内容如下:首先,完成了由履带式运动底盘和高精度定位平台组成的水下移动机器人机械结构设计和基于CAN总线的控制系统的硬件设计,并提出了独特的辐射加固策略和水下密封方案;其次,建立了移动机器人的运动学模型,分析了移动机器人的几种运动方式和转弯半径,并进行了运动学实验,为机器人的控制提供了指导;最后,研究了基于视觉引导的水下机器人控制,完成了水下目标识别与定位的上位机和电机伺服系统设计,并对整个控制系统进行了岸上和水下的模拟体测试,机器人各项功能正常,实现了水下超声探头的亚毫米级定位和探头插入开口销功能,验证了系统软、硬件的有效性。