凸轮作为一种典型的轴盘类零件,广泛的应用于机械传动部件中。发动机凸轮轴是发动机的关键零件,凸轮轴上盘形凸轮的轮廓误差,直接决定了从动件的运动规律,从而影响发动机的工作性能。现有发动机凸轮轴多采用专用设备对凸轮进行接触式测量,不仅通用性差,并且无法实现凸轮轴的在线智能检测。针对发动机凸轮轴的非接触检测,本文搭建以线激光器、摄像机及计算机组成的线结构光测量系统,根据盘形凸轮的几何特征,提出了一种基于线结构光的盘形凸轮测量方法。为了提高凸轮表面上光条中心点检测精度,本文将模板匹配算法及边缘检测算法相结合,确保在高噪音图像中准确获得光条区域,在确定区域利用Steger算法获得光条中心点像素坐标,该方法不仅具有较好的鲁棒性,并且避免大规模卷积计算,提高光条中心点检测的速度。针对凸轮轴上凸轮镜面反射率高,影响光条中心点检测算法的问题,本文通过分析线激光器发射光束的能量分布,提出一种基于高斯平顶函数的光条图像增强算法,该算法在保证不改变光条灰度分布规律的前提下,改善图像中光条质量,为凸轮测量提供高质量的光条图像。在结构光视觉系统标定中,本文通过移动激光器获得多个平行光平面,并利用平行几何约束对光平面标定过程进行优化,克服只根据光条灰度信息获得光平面方程参数对标定过程无法进行约束的缺陷。由于发动机凸轮轴由多个凸轮组成,为了通过一次装夹,完成多个凸轮的测量,本文提出一种根据线激光器的直线移动距离,解算移动后光平面方程的算法,解决凸轮轴多次装夹所引起的定位误差对凸轮测量精度的影响。在凸轮轮廓点云采集中,本文采用的视觉系统由单激光器与摄像机组成,为了获得凸轮完整轮廓信息,提出按已知角度旋转凸轮,通过凸轮轴轴线方程获得初始位置上全部点云信息的坐标变换方法;针对光平面与被测凸轮轴轴线空间位置很难保证垂直关系的问题,本文将凸轮轮廓点云投影到与轴线垂直的平面,这些投影点可以表征凸轮轮廓的平面几何信息。在盘形凸轮基圆与轮廓误差测量中,根据凸轮轴装夹方式,统一凸轮测量基准与设计基准,并在该过程中获得基圆半径测量值;根据盘形凸轮几何特征,利用凸轮敏感点获得桃尖位置,并搜索基圆边缘区域,获得凸轮升程起始点,建立凸轮升程及回程的轮廓误差。在本文构建的线结构光测量系统上,对汽车发动机凸轮轴进行测量,获得盘形凸轮的基圆半径、桃尖位置、升程和回程的轮廓误差,将测量结果与该凸轮设计值、三坐标测量仪获得的测量值进行对比与分析,验证本文提出测量方法的可行性,并对影响测量精度的因素进行分析。