双目立体视觉检测具有速度快、非接触、较高精度、操作简单以及自动化程度高等优点,作为一种新的测量手段在许多领域内发挥巨大作用。本文以双目立体视觉技术在工业检测中的应用为研究对象,针对双目立体视觉在管口测量系统中的一些关键性问题进行了研究与探讨。本文的主要研究内容可以概括为以下几个方面:1、全面阐述了双目视觉检测的理论基础、系统构成,并总结了双目视觉检测的主要计算方法。2、对双目视觉传感器的三维测量数学模型以及双目视觉传感器基线距与传感器测量精度的关系进行了深入的分析,并对双目视觉传感器结构配置进行了讨论。3、对摄像机实际投影模型进行了深入的分析,并讨论了基于2D标点参照物的适用于双目视觉检测的参数标定方法。这些标定方法自动估计标定参数的初值,标定精度高、标定效率高,操作简单,解决了工业现场的双目视觉传感器参数的在线标点。4、分析了常用的摄像机标定参照物特征点形式,并给出了棋盘状标定点参照物特征点的“亚像素”图像坐标的自动提取方法。5、全面分析了基于极线约束、“亚像素”精度级的特征点匹配和区域匹配相结合的双目立体视觉中对应点匹配计算方法。6、分析了空间的透视投影数学模型,指出空间圆透视投影为一个圆或者椭圆,在空间圆与摄像机图像平面不平行时,空间圆中心的投影与投影椭圆的中心不一致。讨论了圆孔几何尺寸及其中心的空间坐标的视觉测量可行方案,利用极线约束求出圆边缘的空间三维坐标采用基于空间3D圆拟合求取圆几何参数。同时也总结了基于立体视觉的二次曲线空间圆提取方法。这两种方法解决了圆孔透视投影形状畸变,提高了基于视觉方法的圆几何参数的测量精度。