测量是保证产品精度与质量的重要环节。随着产品质量管理的规范化和法制化,如何应对企业中零件大批量、高精度和多参数的全数检测任务就成了一个亟待解决的难题。而视觉测量作为光、机、电一体化的非接触式测量系统,具有测量速度快、精度高、连续工作和易于实现自动化等优势,已经在多个领域获得了广泛的应用。论文结合国家自然科学基金项目及企业具体的应用需求,针对视觉测量系统的测量精度、测量速度和经济性等应用瓶颈,在嵌入式视觉测量系统的设计和搭建,边缘的快速精确分割、目标直线提取和边缘亚像素定位等图像处理算法的选择和优化,自动化机构设计等方面进行了一定的研究。主要的工作内容包括：1、在明确设计任务和广泛调研的基础上,提出了测量系统的设计要求和设计步骤,并对系统的嵌入式处理平台、光学成像装置、自动化机构和测量流程进行了总体设计。2、基于TI达芬奇系列DSP-DM6437,通过编写I2C读写函数来配置视频解码芯片TVP5150中的寄存器,并通过配置DM6437内部视频处理子系统(VPSS)中的寄存器实现了图像的高速采集和实时显示。相比于PC+数据采集卡平台,降低了系统的硬件成本。3、对DM6437获取的图像进行MATLAB仿真,通过对算法进行对比实验和优化提出并实现了适合DM6437的轴类零件图像处理算法。论文以边缘检测精度和速度为评价标准,通过对比实验,确定采用中值滤波、垂直方向的Sobel算子和8连通边界跟踪算法来获得单像素边缘。为了加快目标直线的提取速度和实现划痕检测,提出了一种基于轴类零件对称特性并进行参数优化的Hough变换算法。为了提高边缘的定位精度,提出了一种基于曲率尺度空间的自适应阈值角点检测算法,确定了目标直线的起点和终点坐标,最终采用最小二乘拟合法实现了零件外径、高度和锥度所对应边缘直线的亚像素定位。4、将上述研究结果应用到射孔弹视觉测量系统中,并对射孔弹的上料、输送、定位和分选机构及其控制流程进行具体的设计,在综合考虑零件定位误差和摄像机畸变误差的基础上,完成了射孔弹视觉测量系统样机的研制。采用样机对φ26.51mm的射孔弹进行测量实验时,系统的硬件分辨率约为0.04mm,但测量结果表明,射孔弹外径、高度和锥度的平均准确度和重复精度均达到了0.016mm、0.034mm和0.013,测量速度约为1.75秒／个。由此可知,系统至少实现了0.5个像素的亚像素定位精度,并且样机的测量精度、速度和经济性均达到任务要求。