压水堆堆芯AFA燃料组件为大亚湾核电站使用的最主要元件。对于燃料组件来说,在堆芯内运行会出现裂纹、磨损、变形、氧化层增厚等各种现象,问题严重时将影响燃料组件完整性及反应堆的安全运行。需要实时对燃料棒检测,确保燃料棒组件的安全运行。本文基于图像处理技术设计了能够实时测量燃料棒直径的检测系统,通过对燃料棒实时检测,得到其边缘信息进而求出直径,从而判断燃料棒的减薄或增厚情况,使得燃料组件更有效地投入到运行中。本文设计了基于图像处理燃料棒直径的精密测量系统。首先,在分析实际燃料棒采集环境的基础上,结合相机、镜头、光源、标定板及燃料棒样品,设计并搭建了燃料棒的硬件测量系统。完成相机标定算法的设计,运用标准的棋盘格对所使用的工业相机进行标定,结合张正友标定法得到相机参数并实现对参数优化及相机畸变校正。然后,对实际燃料棒图像所含的噪声进行了分析。针对图像中存在的噪声运用不同算法进行了去噪处理,但都存在边缘模糊及噪声点去除不干净等缺点。因此本文提出一种改进后的中值滤波结合双边滤波的算法,该方法较好的去除了噪声,同时对边缘有较好保留。由于采集后的图像整体灰度偏暗,选用多尺度Retinex算法对图像进行整体光照增强,并结合多尺度Retinex算法与拉普拉斯算子增强图像的细节部分。针对拍摄过程中燃料棒出现倾斜问题提出Hough变换法,完成对燃料棒图像的倾斜校正。在此基础上,对燃料棒图像进行多种边缘检测算法比较之后,选用Canny算子对光照增强后的燃料棒图像进行边缘点的提取。选用多种亚像素定位算法将提取到的边缘点进行亚像素的精确定位。本文主要对高斯曲线拟合亚像素算法进行了一定的改进,并与其他算法比较,改进后的亚像素算法稳定性和精确性都更高。同时将本文亚像素算法运用于棋盘格角点提取中,结合棋盘格角点间的物理尺寸求得图像像素当量。最后,本文设计了燃料棒直径测量系统的软件部分。从相机的采集、保存、参数调节、标定、图像处理及尺寸测量这几个方面来实现燃料棒的精密测量功能。运用C++与Opencv开源库结合设计了MFC软件测量界面。再对燃料棒直径进行精密测量,将像素当量结合燃料棒的边缘分别得到像素级与亚像素级直径。进行比较后可以明确得到亚像素级边缘直径的结果明显好于像素级边缘直径。同时使用鼠标画线法能够实时选取边缘点得到直径。本文设计的燃料棒直径精密测量系统,分别对燃料棒样品进行不同距离的测量,得到结果的平均误差为9.88μm,基本满足企业的精度要求。