工业“4.0”时代来临,国内制造业亟待突破传统制造技术瓶颈,转向精密、超精密高效智能化制造。在设备加工、检测与使用过程中,对零部件几何误差的高精度、去人工化在线检测需求与日俱增,其中线对线的平行度误差尚未有统一规范化的测量及评定方法。同时,存在设计时未定义基准,但在使用过程中,要求双线平行度误差不超过给定值的情形,此时被测双线互为基准。为解决这一问题,本文针对互为基准双线要素,提出一种平行度误差评定策略与一种评定准确度评价方法,并搭建测量系统,实现被测对象静止或匀速运动状态下的平行度误差高效精密检测。基于新一代产品几何技术规范(Geometrical product Specification,GPS)标准体系进行了平行度评定理论及方法的研究;完成了面向视觉的平行度误差测量方案设计及图像采集系统的搭建;基于MATLAB软件完成了高速可变狭缝(Variable Slit,VS)刀口投影线视觉检测系统的开发;最后测量可变狭缝刀口平行度误差,给出评定实例并对平行度评定理论进行验证。本文主要研究内容如下:(1)分析新一代GPS对几何公差的定义,分别使用最小二乘法与最小区域法建立二维与三维基准拟合与平行度误差评定理论模型。利用MATLAB模拟被测提取要素进行仿真实验,重点比较两方法在拟合与评定过程中的性能,实验结果显示,基于粒子群优化算法的最小区域法同时具有单一要素拟合方面的精确性、互为基准要素评定方面的准确性及一致性等优势。(2)搭建测量系统进行图像采集,采用前向照明与背光照明相结合的照明方式,选用像元尺寸为5.5μm的面阵COMS图像传感器,镜头极限分辨率4.70μm,光学放大倍率M(28)1.252?,使用张正友法标定得像素当量?(28)4.391μm。使用X64Xcelera-CL PX4 Full图像采集卡配合计算机软件完成图像采集。(3)对测量图像进行自适应滤波去噪,灰度变换增强,并提出一种自适应阈值的双峰法对图像进行分割,采用形态学处理方法对无效分割单元进行填充,去除无关信息,最后使用Canny算子在0.04阈值下提取测量图像中刀口投影线位置与形状信息,完成边缘各点由图像坐标系到实际物空间坐标系的映射还原。将上述功能集成为软件系统,提升使用体验与检测效率。(4)测量刀口投影线平行度误差,使用Open CV完成标定与畸变校正,像素当量?(28)4.391μm。测得50mm行程范围内静态平行度误差极限为0.032mm,对应平行度误差改变量为0.016mm,动态平行度误差极限为0.035mm,对应平行度误差改变量为0.017mm;最小区域法平行度误差改变量始终小于最小二乘法。完成测量系统的误差来源分析与不确定度建模,平行度测量结果合成扩展不确定度为UE=0.009,k=3;改变量合成扩展不确定度为U?=0.012mm,k=3。综上,本文提出的平行度评定方法解决了互为基准的被测线要素平行度评定结果不唯一的问题,提出以基准直线度误差作为评定方法准确度的评价依据;测量方法适用于平面内静止及运动的双线平行度检测,对促进方向误差测量及评定规范化、建立统一标准具有参考意义。