目前,在高频疲劳裂纹扩展试验(HFFT)中试件的安装定位仍以人工手动安装为主,操作繁琐、精度不高且工作效率低下。因此,本文以机器视觉技术为基础,以虚拟仪器技术为平台,以图像处理技术及模糊PID控制算法为主导方法,提出了一种基于机器视觉的试件安装定位系统,通过该系统实现了试件安装定位的自动化,并对此类基于机器视觉的检测定位方法进行了分析研究。本文主要研究工作如下:(1)根据前期对机器视觉技术、虚拟仪器技术及串口通讯技术的发展现状的调研,提出了基于机器视觉、虚拟仪器和串口通讯相结合的试件安装定位系统的设计方案。(2)综合考虑系统参数匹配、工作效率、测量精度、经济性等方面要求,对测试系统的硬件主要特性进行研究,选定光源、CCD摄像机、光学镜头以及图像采集卡型号等,搭建系统的硬件部分。(3)研究数字图像处理技术的基本原理与实现方法,并基于LabVIEW的IMAQ Vision工具包实现了试件及夹具图像的采集、处理和分析,完成系统标定与孔差距离测量的任务。(4)设计工作台运动直流伺服电机的模糊PID控制算法,编写电机控制程序,通过RS232串口通讯实现电机高精度快速定位。(5)模块化设计系统,使其具有良好的可靠性、维护性和扩展性。进行系统软硬件总体调试和完善,结合所要求实现的各个功能现场调试,完成试件自动安装定位的任务并且实时保存数据和图像。本课题集光、机、电、算为一体,用面阵CCD采集试件与夹具孔差图像,通过图像处理识别圆心坐标及半径,由位置测量算法确定孔差距离,再经模糊PID控制电机运动使孔差不断缩小直至为零,最终实现试件的正确安装定位。