视觉测量系统具有非接触、高精度、自动化的优势,可以实现三维空间的几何测量,在制造业中的应用越来越广泛。针对大尺寸气缸套工件在线实时测量,传统的单相机视觉测量系统由于视场范围较小,需要多次成像和图像信息融合才能完成大尺寸特征测量,操作复杂,计算繁琐,测量效率低,无法满足高精度快速测量的需求。因此本文提出了一种移动双相机视觉测量系统方案,通过双相机同时对气缸套工件两侧外轮廓进行成像,经图像处理结合双相机标定结果进行尺寸计算,并通过控制相机移动实现全部特征测量。主要研究工作如下:1.设计了包括运动控制系统、视觉成像系统和图像处理系统三部分的移动双相机视觉测量系统。对系统的硬件结构进行设计和选型,保证双相机运动定位的精度和气缸套工件轮廓的成像质量;确立了系统的图像处理流程,实现对工件轮廓的准确定位和尺寸计算。2.建立了单相机成像模型和平行双相机的位姿转换模型,提出了一种基于平行线的双相机转换模型标定方法。采用透明平面棋盘格标定得到单相机内外参数和畸变系数,标定结果重映射误差分别为0.04个像素和0.05个像素,表明单相机的标定方法准确有效;采用自主设计加工的标定板,利用标定板上已知距离的平行线,标定得到双相机之间的转换模型参数。3.为提高图像处理系统边缘定位的精度,研究了图像滤波、图像分割和图像边缘检测算法,通过理论分析和仿真对比选择最优算法;针对传统亚像素边缘定位算法定位精度低、运算复杂的缺点,提出了融合形态学和Zernike矩的亚像素边缘定位改进算法,实验结果表明该算法对边缘的定位精度在0.1个像素以内。4.搭建了移动双相机视觉测量系统试验平台,利用C++设计软件完成数据采集、图像处理程序编写;分别对标准回转体工件和大尺寸气缸套工件进行多次测量实验,测量结果平均误差小于3μm,验证了测量方案可行性及系统建模、标定方法和图像处理算法的有效性。