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目前，架空输电线路的巡检主要依靠巡检工人携带各种检测设备沿线路徒步或驱车进行检测，效率低、劳动强度大、危险性高。输电线路巡检机器人是一种能够工作在野外架空输电线路环境下协助或代替巡检工人进行线路巡检的特种机器人，能够降低巡检工人的劳动强度和危险性。本文以“863”计划支持项目“超高压输电线路巡检机器人技术与系统”及国家电网支持项目“山区智能巡检装置”和“智能输电线路巡检机器人”为依托，针对巡检机器人在架空输电线路环境下的自主运动控制开展相关研究工作。介绍了巡检机器人的国内外研究现状，并对研究热点问题进行了总结，重点对巡检机器人自主控制技术进行了较为详细的综述。根据架空输电线路的环境特点和巡检机器人的任务需求，介绍了本文研制的巡检机器人的机械系统和控制系统设计，建立了机器人的运动学模型，并对其逆运动学进行了分析。以此为基础，针对巡检机器人的自主障碍物检测和自主越障开展以下四个方面的研究：输电线路障碍物的自主定位与识别；巡检机器人越障路径的自主规划研究；巡检机器人越障中的自主质心调整策略和自主抓线控制方法；巡检机器人实验研究。本研究主要内容包括： ⑴针对巡检机器人自主运动中各阶段对障碍物检测的精度和实时性要求，提出了一种用于线路障碍物定位与识别的多传感器集成结构，并介绍了各阶段的障碍物定位与识别算法。基于单目测距原理对机器人前方障碍物进行了粗定位，并提取了障碍物相对高度、物理宽度、长宽比和图像占空比特征;利用接触传感器、编码器和电机电流传感器的融合对障碍物进行精定位;在确定位姿下提取障碍物图像边缘小波不变矩特征，针对障碍物环境和提取特征的不确定性，研究利用巡检机器人不同阶段提取的障碍物特征对障碍物进行模糊识别的方法。 ⑵根据障碍物定位与识别结果构建障碍物环境，对巡检机器人越障路径规划开展了相关研究。巡检机器人越障路径的自主规划能力是实现机器人自主越障的基础，即在已知或未知的障碍物环境中得到连续、光滑和最短的越障路径。针对本文所设计的输电线巡检机器人结构和期望的评价指标（距离、执行难度），提出了一种基于可视图法的越障路径规划方法。针对越障过程中，巡检机器人手臂连杆易于障碍物侧面发生碰撞的问题，定义了碰撞危险系数指标，提出了一种基于模糊逻辑的手臂避障算法。设计了机器人跨越防振锤和悬垂线夹的仿真和实验，验证了所提越障路径规划方法和手臂避障算法的有效性。 ⑶对巡检机器人越障中的局部自主行为----质心的动态稳定控制和基于视觉的自主抓线控制，开展了相关研究。针对轮臂复合式巡检机器人质心的动态稳定控制，提出了一种质心调整策略，以时间最短为目标规划了机器人关节的运动轨迹，并根据机器人动力学模型设计了一种基于状态反馈的质心调整控制器，解决了以往方法只能保证机器人质心的静态稳定问题，使机器人在运动过程中能够保持机器人质心的动态稳定。针对巡检机器人自主越障时的抓线问题，基于输电导线纹理特征和积分投影方法估计导线的位姿（偏距、偏角），根据位姿偏差设计了自主抓线的仿人智能控制器，利用偏角、偏距和线宽的估计值并结合机器人的倾角信息对机器人进行自主抓线控制，解决了以往算法在导线和背景灰度差异小时无法可靠抓线的问题。 ⑷对所设计的双臂巡检机器人进行了实验室模拟线路环境和现场实际线路环境下的实验研究。在实验室搭建的模拟线路环境下，进行了最大滚动行走角度实验、防振锤自主跨越实验、悬垂线夹自主跨越实验、过耐张线夹和引流线实验等，以验证机器人在模拟线路上的爬坡和越障性能;在实际现场线路环境下，进行了跨越防振锤和悬垂线夹实验等，以验证机器人在实际线路环境中的越障性能。