随着科技日新月异的发展,在机械制造、电子、汽车和航天航空等工业中,各种复杂的零件在研制和生产过程都需要高精密的三坐标测量机。传统的三坐标测量机只能在操作人员的牵引下完成对被测表面的测量,测量效率已经跟不上科研实验、生产加工的节奏。基于机器视觉的三坐标测量系统将机器视觉技术引入三坐标测量机的测量过程中,通过处理采集到的视场图像,得到测头与被测表面的准确位置,并指导三坐标测量机完成自动测量。该系统将三坐标测量机的高精度特点与机器视觉技术的柔性相结合,可以有效地提高三坐标测量机的工作效率。本文从机器视觉技术出发,详细叙述了机器视觉技术在三坐标测量机柔性测量上的应用,重点研究摄像机定位过程及算法,并通过软件编程,开发出基于机器视觉的坐标定位系统。主要研究内容如下：1、详细地分析了基于机器视觉的三坐标测量系统方案。该方案成功地将机器视觉技术的柔性与三坐标测量机的高精度进行融合,让三坐标测量机同时拥有精度和效率；2、开发了基于机器视觉的CMM测量系统软件。该软件模块完整,性能可靠,界面美观且方便操作,可作为系统工作、系统实验、系统演示及数据处理等功能的工具；3、对摄像机标定技术及定位技术进行研究,提出了以矩形框定位和曲线定位组合的二步定位法,该算法可以大大提高系统的实时性。实现了三坐标测量机自动测量时的路径规划,并通过仿真实验确认了该方法的可行性；4、通过对各种边缘检测算子的分析,提出了改进的Pratt方法对边缘检测算子性能进行评价。该方法原理清楚、操作简单,可以作为对边缘算子性能进行评价的一种参考。5、通过软件的设计与硬件系统的安装与调试,完成了BAYSIDE平台的联机实验与三坐标测量机的定位实验,并通过实验数据显示,该系统的定位精度在±3mm以内,满足三坐标测量机自动定位的精度要求。