通孔薄壁件是现代交通动力系统及航空航天领域中常见的异形结构件,诸如新能源汽车燃料电池电极、发动机缸体和和航天推进器栅极组件等。通孔薄壁件间距是影响的动力系统性能的关键参数,现有的人工测量方法可靠性较差,基于机器视觉的接触式测量方法也存在一致性低、效率不高的问题。本文以航天推进器中的栅极组件为例,提出了一种基于机器视觉的非接触式间距测量方法,针对人工测量和传统视觉测量方法存在的问题,展开通孔薄壁件间距测量方法的研究,具体研究内容如下:（1）建立平面通孔薄壁件与平行光源入射光线夹角和薄壁件间距的数学模型。利用通孔薄壁件的孔径结构特征和光线传播特性,通过通孔投影面积确定薄壁件间距。分析球面薄壁件表面极限测量曲率推导不同曲率半径的球面通孔薄壁件单个孔位的形心位置函数,为后续间距测量方法实现提供理论基础。（2）处理采集到的通孔投影图像,结合灰度值分布情况分析现有的阈值分割方法,使用拉格朗日非线性分解理论对图像直方图进行迭代分解,选择最优阈值,根据最大类间方差优化目标函数,提高通孔投影面积的采集精度。（3）研究通孔投影的最优边界提取算法,提出最小点搜索法用于灰度值多阈值分割改进,与传统的多阈值图像分割算法进行对比。（4）搭建机器视觉的非接触式通孔薄壁件间距检测试验平台,硬件平台包括运动控制模块、机器视觉光学测量模块;基于QT平台开发设计上位机软件,集成视觉处理模块,实现通孔薄壁件间距的自动测量。本文针对离子推力器栅极组件间距测量的实际需求,提出基于机器视觉的薄壁件间距非接触式测量原理,搭建试验平台,试验结果表明,该系统运行稳定,满足离子推力器栅极组件间距测量的精度要求。