随着精密制造业的不断发展,精密零件、精密电子等相关产品对于尺寸精度的标准在不断的提升。高精度、全视场、高效率、智能化程度高的尺寸测量已经成为了未来的发展趋势。精密制造业对尺寸测量的需求已由抽检向全检、离线向在线、人工向自动化发展,传统光学测量设备已难以满足需求。一键式测量仪将光、机、电、软、算技术有机的结合,有效解决了一次成像范围与测量精度的矛盾,其大视野、高景深、一次测量多个产品等提高了检测效率与精度,可有效满足精密制造业的需求,提升了尺寸测量的效率和准确性。本文研究如下:(1)一键式测量仪软件的设计。针对一键式测量仪的功能需求,提出了系统的软件架构,并提出软件模块的具体实现方案。整个软件的架构分为核心工具层、业务逻辑层和显示与交互层。整个软件系统基于windows操作系统设计,采用面向对象的C++语言开发,整个交互式设计采用Qt设计框架。实践证明该软件能够实现高效率的人机交互,提升了一键式测量的自动化程度。(2)一键式测量边缘检测算法的研究。首先针对一键式测量仪的特点,进行图像预处理操作(包括图像滤波以及图像边缘提取)。本文对比分析了主流图像预处理的方法,最终选取鲁棒性高的算法,解决了采集图像的噪音干扰,提高了采集图像的质量,为后期的图像处理提供了保障和帮助。接着对比分析了目前主流的亚像素边缘检测算法原理,并分析了其存在的问题,提出了一种分步型的亚像素检测算法,实验证明,该算法比传统方法精度更高、速度更快,能实现更快、更准确的亚像素级别的边缘定位。(3)一键式测量仪中标定的研究。在传统的标定方法上,本文将特征点精度改为亚像素级别,实现了更加准确的相机标定。针对一键式测量仪中直线、圆弧以及基本图元的尺寸计算,本文采用了经典的几何关系计算方法对这些基本图元进行计算。本文所提出的软件和算法成功应用到一键式测量仪中,使整个一键式测量软件的测量精度能达到?3μm,单个物件测量时间在1.2 s以内,测量范围达到了?50 mm,满足一键式测量仪的实际应用需求。