随着电力行业的蓬勃发展,输电线路巡检是电网安全稳定运行的基本保障。目前很多国家已经根据运行线路的结构特点开展了输电线路巡检机器人的研究,并设计了具有多自由度的不同机构构型的巡检机器人。巡检机器人通过搭载不同巡检设备对输电线路上的各种金具进行巡检。本文以沿架空地线行驶、滚动穿越直线塔和耐张塔并携带两台高清云台摄像机的穿越型巡检机器人为研究对象,对自动巡检过程中的相对杆塔的自主定位方法和PTZ（Pan/Tilt/Zoom,PTZ）云台摄像机控制方法展开研究,主要内容及研究成果如下:（1）基于架空输电线路先验结构化特征和机器人不同越障方式,提出一种穿越型巡检机器人的自主定位方法。该方法结合穿越型巡检机器人里程计和倾角传感器数据实现多传感器信息融合,确定杆塔坐标原点与机器人沿地线行驶任意位置的相对坐标,建立了行走轮里程计误差补偿模型,并通过实验验证了该方法的有效性,提升了机器人的测距和定位精度。（2）提出一种穿越型巡检机器人倾角传感器数据处理方法。定位过程中架空线路存在舞动等影响因素,导致倾角传感器数据采集过程出现抖动和不平稳现象,产生累计误差,致使定位精度降低。采用中值滤波和卡尔曼滤波算法相结合的数据平滑方法,减小了定位解算误差,提高了定位精度。通过实验验证了该方法的有效性。（3）提出一种穿越型巡检机器人PTZ云台摄像机在自主巡检过程中的控制方法。建立了巡检目标与摄像机坐标系之间的坐标转换模型,得到摄像机对巡检目标巡视过程的云台控制参数模型。基于云台摄像机控制参数模型,采用模糊PID控制方法,使摄像机在跟踪目标位置过程中有效调节速度等级和旋转方向。同时,通过采用死区简化由于控制等级有限等限制因素引起的频繁切换过程。通过仿真和实验验证,该控制算法能够降低云台摄像机振荡,使目标跟踪过程维持在一定误差范围内,并简化频繁切换过程。通过实验验证了该方法的正确性。（4）根据巡检作业任务制定了巡检作业流程,开发了自主巡检控制软件,建立了巡检目标数据库,对自主定位和云台摄像机控制进行模块式开发,基于机器人基本运动控制完成自主定位和云台摄像机控制,通过现场实验验证了自主巡检方法有效性。