随着先进制造技术的发展,传统测量技术和测量范围已渐渐不能适应现代机械制造技术的要求,而基于图像的零件几何量测量方法日益引起广大工程技术人员的关注。基于图像的零件几何测量具有非接触、适合测量易变形、微小尺寸和窄缝宽度、液滴直径等传统测量方法难以测量的特殊尺寸的优点,并且在测量效率、测量的方便性等方面具有特别的优势,因而得到了广泛的应用。在硬件配置方面,本文着重介绍了影响到本课题最终测量精度的数字摄像机和照明系统。根据企业和实际工程的需求,研究了图像处理与测量中的图像类型转换、去噪、图像二值化、边缘检测等各种理论和算法,通过实验对比各种算法的效果,提出了适合本课题的图像处理方案,并采用模块化方法对整个测量系统进行功能划分。在图像处理的过程中,本文为了提高测量精度并保证测量速度,根据图像灰度分布理论和图像采样原理,在用传统模板算子确定边缘大致位置的基础上,提出结合局部非极大值抑制技术消除伪边界点,并沿边界点的梯度方向进行高斯曲线插值,将边界点位置定位到了亚象素级。对于所提取到的边界点,采用最小二乘法进行边界特征的拟合,并根据相关理论和标准进行尺寸与公差的测量。基于上述研究,在军工项目和企业需求的支持下,本课题开发设计了基于图像的零件几何量测量系统。该软件系统不仅可以实现常规零件的二维几何量与公差测量,而且可以在软件中集成“宏微双重进给控制系统”,实现薄壁零件安装定位的闭环控制。本课题对测量系统进行了精度测试和分析,对精密量块的测量结果表明,图像测量系统的测量精度达到了微米级;另外,通过测量微电子行业中的芯片引脚宽度作为对系统的适应性测量,其结果证明软件系统具有实用价值和通用性。