在飞机制造中,复杂轮廓表面的加工与测量技术水平已成为一个国家航空科技水平的标志之一。虽然包含自由曲面的飞机零部件与模具的数控加工技术取得了显著进展,但其形状检测和质量保证一直是一个自动化程度很低的过程。本文对飞机零部件的数字化检测技术进行了讨论,提出了在CMM精确控制下的线结构光与计算机视觉相集成检测方案,并对其中的关键技术并进行了深入研究。主要研究内容包括:1.根据飞机零部件的结构和检测要求,构建了多传感器检测规划模型,分配CMM接触式测量、线结构光视觉测量系统和双目视觉测量系统的检测任务,获得完备的零件外形数据。建立复杂形状质量评价方法与指标,将所获测量数据与零件数字化模型进行比较,来完成飞机典型部件与零件的质量检测。2.实现了CCD摄像机、图像采集卡、线结构光激光传感器以及供电电源等设备与计算机系统的连接,编制了获取图像数据的接口程序,实现了摄像机的拍摄参数的配置,图像拍摄模式、帧速率以及图像文件的保存等功能。3.研究了图像处理的算法,包括图像数据的随机噪声的剔除,激光光条图像的分割以及光条中心点的提取。在随机噪声的剔除算法中,使用一种改进的基于5×5滤波窗口的中值滤波技术,大大简化了后续的图像处理过程,并降低了条纹中心提取的误判率,从而提高了测量数据的可靠性。4.在建立的基于小孔成像的摄像机成像数学模型中,考虑了径向畸变误差对测量数据的影响,在此基础上实现了一种基于两步法的摄像机标定方法。该方法只需对标定模板进行一次拍摄,即可获得摄像机内外参数。通过投影面上三个不共线点的坐标来确定结构光平面方程,结合前面获得的标定结果,即可完成线结构激光传感器的标定。5.使用VC+6.0开发了实验系统。通过获取的计算机图像信息得到了测量数据的三维信息,以此验证系统的测量精度。