随着社会经济的发展和科学技术的日益进步,中央空调因为具有节约能源、运行可靠等优点,普及使用率越来越高。中央空调在带给人们生活便利的同时,由于清洁率不足,其风管成为灰尘、病菌等的藏身之处,严重威胁到人体的健康。现阶段,随着重视程度的提高,水平管道清洁机器人的技术相对成熟,但由于垂直管道本身结构特性的限制,相应的清洁机器人的研究尚处于起步阶段。本文以自行设计的一套中央空调垂直通风管道清洁机器人为对象,对机器视觉检测与控制系统进行了研究,简要介绍了该机器人的组成,重点在以下几个方面进行了深入探讨:首先,介绍了清洁机器人机器视觉检测系统的构成和实现,依据机器视觉的性能指标,分析了机器视觉系统的基本功能,主要包括图像预处理和图像匹配两方面。在图像预处理部分先把采集的通风管道内壁图像进行转换,根据通风管道内壁图像的特点和试验的处理效果,经过对比而选择了中值滤波方法来滤除噪声,并选用拉普拉斯算子对图像进行锐化。其次,在图像匹配部分依据图像的基本特征,分析了三种匹配方法。基于颜色特性的图像匹配是利用颜色直方图信息,不考虑颜色的位置信息,计算量大而速度慢,存在对风管内壁的凸起、凹陷和其它附着物不能准确识别的不足;基于直方图特性的匹配只考虑图像的灰度信息,运算速度很快,仍存在着对风管内壁的凸凹部分及附着物无法识别的缺陷;在分析上述两种算法的基础上提出了一种改进的算法,它能够弥补上述算法的不足之处,但需要改进算法来提高计算的快速性。最后,在对清洁机器人机器视觉系统研究的基础上,设计了清洁机器人的控制子系统,它主要包括对机器视觉的检测和机械运动部件的控制。设计的控制器是主从控制系统,它们之间通过总线连接,保证系统控制信号传输的准确性和机器人运行的平稳性。本文探讨了机器视觉在清洁机器人中的应用,在MATLAB中对算法进行验证,然后集成到Visual C++ 6.0中。对CCD摄像机采集的图像从计算的准确性和实时性等方面进行了对比分析,提出了一些实用的方法并通过试验进行了验证,对相关领域的应用具有一定参考价值。