本文针对零件微小结构和复杂轮廓检测困难的现状,结合吉林大学创新基金项目(419070200001)《基于CCD图像的微小零件精密测量系统的研究》和宁波市工业科技攻关项目(2005B100014)《基于机器视觉的微小尺寸测量系统的研究》,从提高机械零件几何量测量精度和效率两方面考虑,深入研究了计算机视觉检测理论和关键技术。本文阐述了视觉检测系统的构成,分析了照明系统中光源的选取和照明方式的选择,研究了摄像机、光学镜头等硬件的特性和选用原则。在深入研究最小二乘支持向量回归机原理和小波理论的基础上,提出基于最小二乘小波支持向量回归机(LS-WSVR)的图像曲线边缘的亚像素检测方法,在零件的一般曲线、圆弧和完整圆结构的检测中取得理想效果。将研究结果应用在零件微小结构和复杂轮廓的检测中,构造了金属夏比冲击试验V型缺口试验件的精密视觉检测系统,对V型缺口部位几何量进行精密检测,构造了平面盘形凸轮的几何量精密视觉检测系统,实验证实了所提出的方法精度高,重复性好。本文解决了夏比缺口试验件定量检测问题和平面盘形凸轮轮廓检测困难的局面,提供了一种微小结构和复杂结构的非接触精密检测方法,对计算机视觉在工业产品检测中的应用将起到推动作用。