航空发动机内部的叶片与螺栓等零件处在高温高压及振动的恶劣环境中,易产生疲劳裂纹、凹坑、松动等问题,为此需要对航空发动机内部进行检测。在航空发动机探测手段中,借助具有三维感知能力的蛇形机器人可以实现原位检测而避免拆解发动机,增加探测范围并降低人工成本。为实现快速准确地探测航空发动机内部三维信息,本文采用双目立体视觉技术进行三维定位。标定了蛇形机器人视觉定位系统参数。采用张正友标定法获取了相机内外参数并进行了畸变矫正。为降低同名点搜索范围,使用Bouget算法进行了极线校正。为获取系统与机器人末端转换关系,进行了手眼标定工作。提出了基于双目视觉系统的蛇形臂在航空发动机中的三维定位方案。基于QT框架开发了图像采集、相机标定与极线校正、立体匹配算法及软件界面等程序。针对航空发动机外涵道区域,提出了基于改进SGM算法的三维定位方案。在代价计算阶段将Census变换与AD变换融合,提高了算法在重复纹理和弱纹理区域的匹配精度。提出了基于自适应权重的十字交叉域与扫描线优化的聚合方案,提高了深度不连续区域的匹配能力、降低了误匹配率。改进后的SGM算法匹配精度高且耗时低,符合机器人在航空发动机外涵道区域探测的要求。针对特征稀疏的航空发动机叶片区域,提出了基于结构光与SURF算法的三维定位方案。为增加被测物体表面特征,选取随机点阵结构光对被测物体进行照射。根据实际探测环境分析了最强特征阈值和特征匹配阈值,根据得到的匹配点对进行三维恢复。经过实验验证,算法测量精度高且耗时低,符合机器人在航空发动机内部叶片区域探测的要求。本文设计的基于双目立体视觉技术的三维定位系统,为航空发动机探测蛇形机器人自主导航系统的轨迹规划与避障工作提供了基础。