微小尺寸的精密工件在航空航天、医疗器械、精密制造等行业中取得了越发广泛的发展和运用。微小工件的表面缺陷可能引起工件使用过程中损坏。但微小孔工件的内壁表面图像检测一直是一个难题。工业内窥镜是常见的解决方案,但其镜头视场范围有限,图像存在失真,不利于图像保存及后期处理,检测效率较低但成本却非常高昂。本文对基于圆锥镜反射的小孔内壁图像检测方法进行研究。该方法的原理是将一只圆锥反射镜放入小孔内腔,使用CCD摄像机获取镜面上的反射图像,运用数字图像处理技术对进行图像处理,从而得到工件内壁的展开图像。使用直动电机带动被测工件平移,获取内壁不同高度位置的图像。本文设计两套反射镜设计结构,分别实现对通孔工件和盲孔工件的内壁图像获取。为了提高系统机械定位精度,本文提出基于圆柱标定物和平面标定物的方法标定系统定位误差。经实验,标定后的图像角点误差可下降约70%。最后,对适用于小孔内壁图像的处理方法进行研究,包括图像预处理、边缘检测、图像展开和图像拼接等,实现小孔内壁矩形展开图像的获取。本课题针对2-5mm直径的小孔工件内壁图像检测问题进行了理论和实验研究,搭建了一台检测样机及相应的标定装置,可获取内壁完整彩色展开图像,确认了基于圆锥镜反射原理的小孔工件内壁图像检测方法的有效性。提出的具体实施方案原理简单,可行性高,获取的图像清晰失真小,分辨力可达10μm。