随着计算机应用技术、图像处理技术、精密测量技术的不断发展,机器视觉技术得到了非常广泛的应用。机器视觉的研究目标是通过采集一幅或多幅图像,再利用计算机技术来感知周围场景的形态、位置等几何信息,是对客观世界的三维感知。将机器视觉技术应用在空间几何尺寸的测量上,就形成了图像测量的概念。图像测量是以机器视觉为理论基础,通过高分辨率摄像头的高速图像采集系统对图像进行处理和高性能计算,从而得出图像中三维景物的实际距离。随着摄像机分辨率、图像采集性能和计算机处理能力的不断提高,基于单目、双目或者多目的视觉设备已经广泛的应用在自动驾驶、人工智能、航空航天等领域。将视觉技术应用到图像测量学科的应用也有很多。但是目前基于图像测量技术的应用都是特定某一测量功能且设备造价不菲,使用起来比较笨拙和繁琐。现阶段,针对日常生活中难以用传统方法测量尺寸且无法借助图像测量技术测量的问题研究甚少。本文采用简单的摄像设备,利用机器视觉技术、图像处理技术实现了单目视觉的平面图像测量和双目立体视觉的三维图像测量。单目视觉图像测量主要研究了通过矫正图像倾斜畸变,自动识别标定参照物后对平面物体进行测量的方法。双目立体视觉的三维测量主要是通过设计可变基线距的双目拍照系统来进行图像采集和测量,主要研究了相机标定、图像匹配中关键点的选取方法和三维测量方法。根据两种不同的测量方法,设计并搭建了一套基于机器视觉的图像测量系统,有一定的实用价值。主要工作如下:1.针对单目视觉采集到的二维图像特点,对传统图像处理方法以及图像倾斜矫正进行了研究。针对两种图像倾斜问题,本文设计了通用的改进的图像矫正策略。针对参照物设置、标定等问题,本文设计了基于Hough变换圆检测自动识别参照物并进行像素/尺度比率标定的方法,提高了图像测量的自动化程度和测量效率。2.针对双目立体视觉三维测量问题,本文设计了通过图像测量系统快速进行相机标定的方法,提高了相机标定的效率;设计了可变基线距的双目拍照系统以满足不同场景的测量需求,提高测量精度;针对传统双目视觉研究中存在的问题进行了分析,对于关键点匹配计算量大、误匹配率高等问题,设计了一种符合图像测量系统人机交互且方便使用的关键点的选取方法;根据双目拍照得到的两张图像和相机焦距、基线距等已知信息,实现了空间中物体尺寸的三维测量。3.设计并搭建了一套基于机器视觉的图像测量系统,单目测量主要功能有单目拍照以及矫正、参照物自动识别并标定、平面尺寸的测量等;双目测量主要的功能有相机自动化标定、双目拍照、图像匹配关键点的快速选取、三维尺寸测量等。除此之外,也设计了本地操作模式,可以对采集过的图像进行测量,方便使用。本文设计的图像倾斜矫正通用方法以及基于Hough变换圆检测自动识别参照物并进行像素/尺度比率标定的单目视觉测量算法,为单目视觉平面测量提供了一种新的思路。设计的基于双目立体视觉图像测量系统中的手动选择测量点、测量点匹配方法,有效的减少了匹配计算量,从而提高了双目视觉图像测量的效率和准确率。本文对单、双目视觉图像测量的研究,促进了图像测量研究方向的发展,使图像测量技术更方便使用,适用于更多的场景。