机械产品的装配过程中由于机械加工偏差和装配面对准偏差,造成装配面之间几何尺寸信息不匹配,直接影响机械装配效率的提高和安全装配的实现,因此研究一种非接触式的装配面几何尺寸的自动检测方法,对机械零件的装配具有重要的实际意义。光栅投影法是一种基于面型结构光的三维重建方法,本文将该方法扩展应用于装配面的几何尺寸测量中,提出了基于光栅投影的装配面几何尺寸检测方法。本文以固体火箭发动机装配面为研究对象,利用数字光栅投影仪与CCD相机搭建光栅投影三维测量平台,采集云纹图像,对装配面进行三维重建,从而完成装配面的几何尺寸检测。检测内容包括装配面高度、平整度和螺纹孔的孔径和孔间距。本文所做工作如下:在分析常用相位求解方法的基础上,通过对多种相移方法仿真结果的对比,采用精度较高的四步相移法实现装配面主值相位的求解。通过对光路和装配面主值相位分析,研究相移法实际测量过程中出现的相位缺失问题,采用装配面主值相位补偿法补偿缺失相位,从而准确重建装配面相位缺失区域。为了解决装配面主值相位精确展开问题,分析了枝切法、质量图导引法和多频外差法对于装配面主值相位的展开结果,采用多频外差法作为主值相位的展开算法,完成装配面的精确三维重建。通过基于RANSAC和形态学的点云边缘特征点提取算法得到装配面圆类点云边缘特征点,进而得到装配面的螺纹孔几何尺寸信息。通过计算点云坐标偏离基准平面的程度得到装配面表面平整度。以提取的底面为参考平面,点云坐标偏离待拟合平面距离为参考量,得到与参考平面方向一致的装配面零件上平面,计算两平面的距离得到装配面的高度。通过法兰类工件模拟固体火箭发动机装配面,得到测量系统的检测结果:螺纹孔孔径的测量误差小于0.05mm;螺纹孔孔间距的测量误差小于0.08mm;高度的测量误差小于0.05mm;表面平整度的测量误差小于0.05mm。