随着电子工业的飞跃发展,电子行业竞争愈加激烈,加速了产品的更新换代,制造精度要求日益提升,快速精确获取微型电子产品的外观和尺寸数据成为目前测量领域重要的研究内容之一。对于USB Type-C接口(以下简称为USB-C)的针脚平面度而言,当针脚平面度误差超过限定范围将造成短路或开路故障,影响工件功能,所以生产厂商必须研发出具有智能视觉检测系统的生产线,解决手工线效率低、出错率高以及光学影像测量仪(OGP)速度慢,不适用于大规模生产等问题。为了满足现代工业非接触、高精度以及快速对微型物体进行平面度测量的需求,本文采用3D激光测量方法研制基于机器视觉的USB-C平面度检测系统。本论文的主要研究内容及创新点如下:1、为解决企业定下的USB-C针脚平面度测量指标要求,首先介绍检测对象,通过分析检测对象特征,构建系统总体框架,并根据实际需求选择视觉传感器、软件开发平台和图像处理函数库,完成系统可行性分析与图像采集,为后续方法和系统研究奠定基础。2、针对系统误判率高的问题,为提高后期测量的准确性,本文对图像去噪方法进行研究,通过对均值滤波和分数阶积分去噪方法的对比,研究三次样条插值函数的3D激光图像去噪算法,实验验证去噪效果的有效性,满足用户生产需求。3、针对系统精度低的问题,为提高检测精度,首先研究模板匹配技术,通过分析基于灰度的模板匹配技术的优缺点,采用基于几何特征的模板匹配技术,实验验证设计方法的优越性;其次分析常见的边缘特征提取方法,研究改进的Sobel算子的边缘特征提取方法,通过仿真实验对比,并在实践中实验检测验证精确提取边缘,满足用户需求。4、为验证搭建实验平台的可行性和方法的有效性,根据测量原理与需求分析,将确定由特征区域内的特征点构成的特征平面和研究最小二乘法选取参考平面,最后通过开发软件主要模块,实物测量精度可达0.1微米,达到研究的目的,节约人力成本,满足用户要求。本文的创新之处在于研究一种三次样条插值函数的去噪方法和改进sobel算子的图像特征提取方法,并应用于USB-C平面度测量上,满足用户生产需求。本系统为微型物体几何尺寸的三维非接触、高精度、多尺寸测量提供了测量装置系统和相应的测量手段。