硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标,一定程度上反映了材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力,随着我国对现代化工业越来越重视,金属材料作为现代化工业中最重要的过渡产品,其硬度的测量方法也越来越重要。布氏硬度测量是使用最为广泛的硬度测量方法之一,传统的布氏硬度测量是操作员使用光学显微镜直接读取数据,既容易导致操作员眼睛疲劳影响测量精度,又降低了测量效率,由于机器视觉测量具有非接触式、可以提高自动化程度、对同一对象进行观察时可以长时间稳定工作等优势,因此,本文以布氏硬度压痕为测量对象,对机器视觉测量技术进行深入研究:(1)针对相机径向畸变中心定位有误差的问题,提出了基于归一化8点算法的相机径向畸变中心校正方法,此方法根据棋盘格和棋盘格图像匹配角点的对应关系找到畸变中心,使用归一化8点算法和最小二乘法确定畸变中心,实现相机径向畸变中心校正,消除了畸变中心对相机标定过程中的影响,提高了相机图像畸变校正的精度;(2)针对边缘检测技术提取压痕边缘轮廓时出现两个边缘轮廓的问题,在分析了布氏硬度压痕金相图、布氏硬度测试原理、布氏硬度值计算公式之后,选择压痕边界部分的边缘轮廓作为压痕的边缘轮廓;针对提取压痕边缘轮廓不完整的问题,提出了基于蚁群算法的边缘检测技术,此技术在传统边缘检测算法的基础上引入蚁群算法,对传统边缘检测算法提取的压痕边缘轮廓进行优化,使得压痕边缘轮廓更加完整,提高了特征提取的准确性;(3)针对当布氏硬度压痕直径超过3mm时,使用相机拍摄压痕只能采集到压痕部分圆弧的问题,在分析了Hough变换圆形检测算法和最小二乘圆形检测算法之后,提出了使用基于最小二乘法的圆弧拟合圆形检测算法获取压痕的尺寸参数;(4)针对本文所研究的布氏硬度压痕这一测量对象,将前面的基于归一化8点算法的相机径向畸变中心校正方法、边缘轮廓的选择、基于蚁群算法的边缘检测技术、基于最小二乘法的圆弧拟合圆形检测算法相结合,提出了基于机器视觉的布氏硬度压痕测量方法。