随着管孔类零件在汽车、航空航天等批量制造行业中的大量使用,对于此类零件的检测提出了高精度、高效率的要求。为了保证设备的可靠运行以及减少因为配合问题带来的危害,管孔类零件的检测非常重要。用光滑规进行检测是检测管孔类零件加工质量的高效的方法,但是,光滑规测量是一种接触型测量,易磨损,这就需要经常对光滑规进行检测。传统的检测光滑规的方法效率不高,测量参数单一,因此,研制一种高效、高精度的光滑极限量规测量仪器就显得极为迫切和必要。本文主要的研究内容包括:(1)研制了基于机器视觉的光滑规外径测量系统。该系统由机械系统、电气系统以及光学系统组成,结合光栅以及Labview软件开发工作台,搭建起一座能实现光滑规检测需要的试验台;通过光栅进行定位和编制Labview程序为工作台进行控制。(2)光滑规外径测量系统运用了机器视觉技术,通过数字图像处理技术对测量所得的数字图像进行处理。对数字图像处理技术中重点的图像的阈值分割设计了一套处理方法,有效地对图像边缘进行提取。(3)对测量系统进行了精确的标定,研究和给出了标定方法和步骤;在专业计量条件下,运用设计的数字图像的处理方法进行实验,初步得到了图像分割时的阈值与光阑以及光强之间的关系。(4)对测量系统进行了误差分析,包括试验台机械部分的误差、图像传感器的成像误差、镜头畸变带来的误差、温度带来的误差、图像系统标定带来的误差、工作台运动带来的误差以及光栅刻划带来的误差等七个可能对系统造成误差的来源,以及这些误差对测量系统造成影响的方面;通过理论分析,给出了这些误差的计算式,并运用误差理论进行了精度综合。通过实验分析和验证,该测量系统具有对光滑规高效、快速测量的特点,可以实现一次测量得到多个测量参数的目的,易于实现光滑规的高精度测量;经测试单次完整的测量时间不大于200秒,测量重复精度不大于1μm。