油田注水工艺是提高油田开发水平,保持油藏能量和油田稳产主要的工艺技术,在国内外得到了广泛的应用。目前新疆石油服务企业在广阔且分散的采油站点主要是通过水罐车运水,并通过向油田注水井口注水的方式来完成注水作业,这种传统的方式效率低,不符合当前新疆油田数字化系统的推广。因此,为实现罐车液料卸载工艺的自动化改进,节省人力物力,首先提出一种新型的类鹤管式罐车液料自动卸载特种作业机械手臂,并针对水罐车灌装口的识别与定位问题,即针对在采油现场空间圆的识别与定位技术进行研究。在油田现场环境中直接识别圆形的方式有比较大的干扰信息,所以,本文对灌装口圆心坐标信息的求取提出了一种复合定位的方式,该方法包括灌装口的识别和灌装口中心坐标的定位。在圆形灌装口的识别中,分别采用基于边缘信息的FFT的相位相关的模板匹配方法与基于级联分类器的灌装口检测方法并分别进行了研究,在灌装口圆心坐标定位中采用基于统计原理的最小二乘圆定位法。最后通过实验验证将这种粗定位的识别技术与精定位的定位方法结合应用在圆形灌装口的识别定位中,取得了良好的定位效果。再根据平行双目立体视觉模型的原理和双目图像中分别测得的灌装口圆心的坐标信息解算到灌装口的三维位置信息,为下位机控制机械结构的运动提供参数。在文章的最后对该课题中涉及的模拟软硬件平台进行设计及其对识别方法的实验验证和定位方法的实验结果进行分析,结果表明本课题涉及的识别定位方法,在摄像机焦距附近一定的范围具有很好的定位效果,对注水工艺的自动化改进具有一定的实践和指导意义,最后对该卸水机械臂的软件系统进行开发与基于PID的逼近的控制方式进行研究。