本发明公开了一种面向仿人钢琴演奏机器人的实时视觉琴键检测与定位方法。首先获得彩图和深度图并预处理；接着对彩图进行背景粗过滤，获得琴面候选区域；之后采用区域生长算法获取白键区域，再提取白键面上下轮廓边界线，获得琴键定位点集合；然后利用白键区域的深度图信息进行白键面拟合，获得定位点对应的点云信息；最后采用点云配准算法获得所有定位点在相机坐标系下的坐标。另外，通过定位检测得到的坐标，基于点云变换矩阵判断琴键位置是否存在异常。本发明方法在不同干扰环境下，仍然能快速检测定位钢琴琴键位置，并且通过定位结果判断琴键是否移动等异常状态，对仿人钢琴演奏机器人的臂爪定位有更好的鲁棒性和安全性。