滚动接触疲劳试验是一种模拟轴承、齿轮、轧辊、轮箍等滚动接触零件工况的失效实验,它可以为这些零件的设计、选材、制订冷、热加工工艺提供依据。目前,传统疲劳试验机试件疲劳失效判别主要采用人工停机检测、测量振动信号检测、油样分析检测,以及同时监测试件的摩擦扭矩信号和温度信号来检测等方法。上述方法试验人员需要长时间值守在试验机旁,工作强度大,不但提高了滚动接触疲劳试验的试验成本,而且因为难以捕捉滚子试样初始疲劳,所以对疲劳失效的发生过程无法监测。因此,采用视觉检测代替因此人工停机检测等方法,不仅能够量化疲劳点面积,而且能够捕捉滚子试样的初始疲劳状态,监测疲劳失效的演变过程,最大程度降低实验员的劳动强度。因此,对滚动接触疲劳进行视觉检测和定量分析疲劳数据具有重大意义。本文针对传统滚动接触疲劳失效检测方法的不足,设计了一套适用于滚动接触疲劳试验的在线检测系统并进行了相关实验研究,主要的研究工作如下:（1）构建了滚动接触疲劳试验机的视觉检测系统。针对滚动接触疲劳试验机高速运动、加载产生的振动问题,通过测量分析振动信号,采用主体为支座式的相机安装结构。针对滚子试样装拆对图像采集结构的影响,结合反射定律设计了图像采集方案;针对试验过程中滚子试样一直处于润滑油冷却的实际情况,优化了挡油装置的材料和结构,结合主试样形状特点定制了耐磨性和贴合性较好的挡油元件;（2）研究了滚子试样接触面视觉检测的特征分割算法和疲劳失效判定方法。根据滚子试样图像的直方图分布特征,通过自适应阈值分割、连通域分析、定位最大感兴区域以及最小外接矩形填充等图像处理方法得到了滚子试样接触面图像。根据滚子试样接触面疲劳点的灰度特征和Otsu算法最优阈值的计算方法,提出了一种改进的Otsu算法,用于疲劳点分割阈值的自适应获取。通过定制的透明塑胶标定板,获得线阵相机在固定物距下的面积像素当量。对于单个疲劳点,通过检测面积判断失效,而麻点则采用矩形和圆形同时作为定义区域,分别计算区域内的疲劳点总面积,最终选择两个区域内相比较大的疲劳点总面积来判断麻点失效。（3）完成了整机联调测试工作并验证了滚动接触疲劳视觉检测系统的有效性和准确性。分别对40Cr和渗碳钢两种材料的滚子试样进行滚动接触试验。实验结果表明:本文检测系统对滚子试样的失效判定准确率为100%,对疲劳点的面积检测平均误差为3.16%,满足课题检测误差要求。