近些年来,无人机技术得到了快速的发展。但是受限于无人机电池续航能力,导致无人机持续作业时间较短,因此设计一款给无人机电池进行充换电的无人机机巢。在无人机机巢内部,利用双目视觉技术并结合工业机器人技术,再通过计算机软件和机器人端口进行通信,进而可以控制机械臂完成无人机电池夹取和更换操作。本文基于此研究目的,设计研发了无人机机巢自动更换电池系统平台。（1）本文首先对系统的背景和现状进行了梳理,介绍了双目立体视觉的关键原理技术,并研究了基于双目视觉技术的机械臂在夹取更换电池系统中的原理及应用。详细描述了双目相机标定的原理,并将双目相机的四种标定方法进行对比分析,选取了最适宜本实验环境的张正友标定法,结合Matlab软件完成了对双目相机进行标定实验。（2）将采集到的无人机电池图像进行预处理操作,将图像进行灰度化处理,并研究了几种消除噪声的滤波处理方法和图像增强方法,选取高斯滤波法和直方图增强法对图像进行去噪处理和增强。研究了Roberts算子、Sobel算子、Canny算子、Laplace算子和Prewitt算子对图像的边缘检测效果,对比分析后最终选定了Canny算子来对无人机电池图像进行边缘检测。紧接着基于改进的SAD立体匹配算法对预处理后的图像进行立体匹配,然后将立体匹配后的图像进行点云三维重构和可视化展示,验证了本文前述算法选取的合理性。（3）使用“眼在手”（Eye-in-Hand）标定方法对机器人进行手眼标定,进而使得机械臂获取到无人机电池的空间位姿信息。利用计算机端和机器人工控机端进行通信,控制机械臂完成了无人机电池的夹取和更换实验,证明了本实验研究系统的实用性和算法的合理性。