活塞是汽车发动机的关键部件,目前活塞裙部广泛采用的是中凸变椭圆型面。中凸变椭圆活塞的裙部轮廓型线复杂、测量难度大,现有的测量方法不易完成中凸变椭圆活塞裙部轮廓检测。为了提高活塞裙部轮廓尺寸的检测效率,本文采用基于图像的检测技术实现发动机活塞裙部轮廓的检测,主要工作如下:1)构建了一种基于单目相机的活塞裙部轮廓视觉检测方案,将活塞裙部轮廓检测分为测量高度定位和轮廓边缘坐标检测。根据测量方案搭建了由CCD面阵相机、双远心镜头、平行光源和精密伺服转台等构成的活塞裙部轮廓测量系统的实验平台。2)研究了活塞裙部轮廓的亚像素边缘检测算法和三维重建方法。使用Franklin矩提取被测活塞裙部特征点,通过特征点定位测量高度位置,在指定高度上使用反正切函数拟合水平方向的灰度值,借助标准塞规确定真实边缘与灰度值拟合曲线的位置关系,从而实现亚像素边缘定位。依据测量系统的坐标转换关系,完成了活塞裙部边缘点的三维坐标转换,并建立裙部三维点云模型。3)研究了活塞裙部的轮廓度误差评定方法。根据线轮廓度误差的定义和最小包容原则,使用最小二乘法拟合被测活塞裙部的横、纵截面边缘轮廓,通过计算各测量点与拟合轮廓法向距离的最大、最小值,判断被测活塞裙部的横、纵截面线轮廓度误差。根据面轮廓度误差的定义和最小包容原则,依据活塞设计图纸的尺寸要求建立被测活塞裙部的理论轮廓曲面,计算各测量点到理论轮廓曲面的最大、最小值,从而计算被测活塞裙部的面轮廓度误差。4)验证了本文方法的活塞裙部轮廓检测精度。通过将本文方法的测量结果与使用高精度接触式测量仪器的测量结果进行对比分析,验证了本文方法的边缘检测精度约为1/5pixel,半径测量的标准偏差为0.0078mm。本文方法可以实现图像处理与图像采集同步进行,基本可以保证在图像采集完成后即可提取出全部活塞的裙部边缘轮廓信息,实现活塞裙部轮廓的高效测量。