在制造业朝着自动化发展的环境下,将机器视觉技术引入机械生产,提高生产效率是一种共识。轴类零件作为机械加工领域内应用最广泛的零件,对其进行在线视觉测量技术的研究有着重要的意义。本文研究利用线结构光视觉测量轴径,提出一种基于椭圆二次曲线不变量的轴径视觉测量方法,较为有效地解决了传统线结构光视觉测量轴径时,成像面像素点与摄像机光学中心连线和光平面的交点,不能准确落在被测轴径表面,进而影响轴径测量精度的问题。首先,分析摄像机标定的两步法、基于共面标靶的光平面标定技术、顶尖连线标定技术以及Steger的亚像素光条中心点检测技术,在此基础上,给出本文测量轴径涉及的线结构光光平面方程、顶尖连线方程和光条中心点的检测方法。其次,结合摄像机成像模型,对线结构光和轴表面轮廓相交所形成的光条进行分析,研究建立光条成像的空间斜椭圆锥面方程,通过坐标变换获得像平面上投影椭圆的数学模型,为利用二次曲线不变量测量轴径奠定基础。然后,利用二次曲线不变量研究建立轴径测量模型。研究通过椭圆代数拟合算法和椭圆几何拟合算法获取光条图像中的轴径信息。利用二次曲线不变量,将成像面投影椭圆与图像面拟合椭圆联系起来,建立轴径测量模型,并分析投影椭圆圆心坐标产生畸变误差的原因,提出一种消除椭圆中心投影畸变的方法。最后,构建线结构光视觉测量轴径的实验平台,对本文轴径测量模型的测量精度进行验证,并分析影响测量精度的因素。本文的轴径视觉测量技术有一定理论研究意义,并且在实际工程应用中也具有一定价值。