凝汽器清洗机器人可以取代人工进行清洗作业,具有劳动效率高、能够适应艰苦环境、能进行极限作业等优点,所以在目前的机器人研究中受到很高的重视。本文针对凝汽器清洗机器人在冷凝管清洗过程中利用坐标输入法来定位冷凝管管口而导致定位不准确的缺陷,深入研究了机器视觉技术的特点和优点,提出了凝汽器水下清洗机器人视觉定位系统的方案,分析了方案的可行性和实施过程中要解决的问题。首先,先综述了水下清洗机器人的概念,以及目前国内外的主要研究现状,并深入分析了目前凝汽器清洗机器人定位的主要缺陷。其次,在介绍了机器视觉定位技术和模式识别的概念后,重点分析了机器视觉定位和模式识别目前在国内外的发展现状,其中着重研究了水的特性对水下成像的影响,并对水下图像识别系统的流程进行分析和研究。最后,对水下图像处理过程中可能遇到的噪声及处理的难点进行了分析和研究。针对水下图像成像过程复杂及成像质量受噪声干扰较大的原因,研究了图像预处理的方法及过程,比较了预处理过程中各个方法的优劣性,并选取适当的方法对图像进行预处理。然后提出了利用OSTU方法确定阈值对预处理后的图像进行二值化处理,在边缘检测和圆心定位过程中,针对传统Canny算子的三个缺点,提出了改进的Canny算子来对预处理后的图像进行边缘检测,同时为了处理的实时性,提出了改进的随机Hough变换并对边缘检测后的图像进行圆心定位来改变传统Hough变换运算速度慢等缺点。实验表明,本文采用的算法能够较好的提取到图像的边缘并对圆心进行较准确的定位。最后利用OpenCV对上述算法进行实现,实验证明,本文采用的方法能实现凝汽器管口的自主定位,解决了凝汽器污垢在线自动化清洗的关键问题。