对接装配是大型设备总装工艺的关键环节之一,针对传统大型设备对接过程中间隙较小且导向行程较大的特殊情况,本文旨在采用基于视觉定位的技术,实现自动化对接过程中对接部件之间的精准定位,并以实际工程项目为研究背景,设计了基于视觉定位技术的长距离小间隙特殊情况下的对接方案。论文主要研究内容如下:（1）在深入理解视觉定位理论、熟练掌握视觉测量方法的基础上,统筹设计要求、关键问题及复杂工况,建立对接定位系统的原理图。将位姿测量分别等价为PnP问题和非共面二维视觉问题,并分析位姿变换关系。（2）在对近年来实验或实际中所用靶标总结、分析的基础上,计算不同特征图形在透视投影下的特征点坐标,并结合对接特点,设计一款适用于长距离小间隙下使用的辅助靶标。（3）对得到的二值化靶标图像,针对性改进现有的Harris角点检测算法,并将特征点识别近似看作矩形的识别,确定可组成唯一矩形的一组角点为4个特征点以供后续P4P姿态求解;对得到的对接截面图像,针对摄像机镜头景深造成的图像模糊问题,首先采用模糊对比度增强算法以增加图像边缘的对比度,在此基础上,针对性改进现有Canny算子检测边缘,采用最小二乘法拟合直线并筛选隔板与豁口边缘所代表的直线以供后续危险间距求解。（4）在靶标设计和图像处理的基础上,给出P4P姿态求解方法,推导危险间距求解方法,将非共面平面间的尺寸结合已知条件转化到统一基准下进行计算,解决非共面二维视觉场景下无法有效计算尺寸的问题。（5）采用多次测量、多次调节的视觉定位思路,建立隔板侧面与豁口边沿间距的数学模型,并通过模拟现场对接环境设计不同距离、不同姿态下的误差分析实验,最终确定对接过程中的位姿调节方式。本文为大型设备长距离小间隙的对接装配提供一种行之有效的对接定位方法,对保障对接部件对接过程中的质量可靠性以及生产过程安全性具有重要意义。