炮管内壁瑕疵对火炮性能的影响已得到各国的广泛关注。但现有的瑕疵检测技术操作复杂、精度低。因此,研制出一种高精度便捷的炮管内壁瑕疵检测系统,对准确评判火炮性能具有重要意义,也是目前炮管检测技术研究的重点。本文基于图像检测技术和激光位移传感技术,对炮管内壁瑕疵进行高精度检测。依据炮管内壁检测特点及技术指标,设计爬膛机器人结构,使用图像采集系统获取瑕疵图像,对瑕疵实际尺寸进行计算,使用激光位移传感器对瑕疵的深度信息进行采集和计算。本文的主要研究内容及结果如下:（1）基于炮管内壁检测特点和技术指标,设计了爬膛机器人结构以及电机控制模块。爬膛机器人结构包括支撑结构、旋转结构、传动结构,可放入待测炮管内部。根据设计要求对电机进行选型,并通过STM32单片机发送脉冲宽度调制（PWM）波控制电机转动。（2）基于图像检测技术原理设计了瑕疵图像采集系统,实现了炮管内壁瑕疵图像的采集和瑕疵实际面积计算。在照明系统作用下,使用CMOS OV5640相机获取炮管内壁瑕疵图像。通过FPGA对相机进行参数配置,对获取到的瑕疵图像进行处理、缓存及传输,利用Questasim软件进行仿真验证,其验证结果表明图像采集系统能够正常使用。在上位机对瑕疵图像进行灰度化、二值化、形态学滤波操作、边缘检测,设计图像尺寸标定实验,并通过边缘检测方法得到像素当量,之后对瑕疵的实际面积进行计算,结果表明,瑕疵面积的计算误差不超过±1%,满足系统的技术指标。（3）基于激光位移传感技术设计了瑕疵深度信息采集系统,实现了瑕疵深度信息的精确测量。利用基于激光三角法的IL-030激光位移传感器,通过STM32单片机控制,设计放大电路模块、AD模数转换模块、USB转串口模块、电源模块,将瑕疵深度信息传输到上位机并进行处理,设计相应的深度测量实验进行验证,结果表明,瑕疵深度测量系统的绝对误差不超过±0.05mm,其相对误差不超过±1.25%,满足系统设计要求,具有较高的准确性。