齿轮是一种重要的传动零件,在装备制造、仪器仪表、航空航天等领域中被广泛使用。齿轮的加工质量影响着设备的性能、寿命等,当齿轮满足质量要求后,设备得以正常工作,因此,对齿轮的测量具有重要意义。基于机器视觉的测量方法因能解决目前主要方法效率较低、成本较高、并且不利于投入生产线上使用等问题而逐渐成为测量领域中的发展趋势之一。本文针对直齿圆柱齿轮的基本几何参数和单项误差的测量,提出了一种基于机器视觉的测量方法,搭建了齿轮参数测量系统,实现了非接触式测量。本文的研究内容主要有:（1）根据齿轮参数测量需求,完成了测量系统的总体设计以及系统硬件选型和搭建,确定了系统软件开发环境,并完成了镜头畸变矫正和像素当量的标定,分析了不同的误差因素对系统的影响并做出了补偿。（2）为解决手动对焦效率较低的问题,提出了以改进的Brenner函数作为计算图像清晰度的评价函数的方法,实验证明该函数具有较好的单峰性、稳定性等特性。在搜索评价曲线极值时,提出了一种高斯曲线拟合粗调和爬山搜索精调相结合的最佳对焦位置搜索算法,实现自动对焦,该算法有效的解决了传统爬山搜索法易陷入局部极值点的问题。（3）研究了经典的边缘检测算法,并提出了先采用Canny算子对齿轮边缘进行粗提取,再通过Zernike矩优化算法进行亚像素定位的方法,通过实验证明了该方法的有效性。（4）设计了直齿圆柱齿轮的齿顶圆直径、齿根圆直径、齿数等基本几何参数,以及齿廓总偏差、单个齿距偏差等单项误差的测量算法,通过与齿轮测量中心的对比实验验证了本文系统的测量精度,分析测量结果后得到了产生误差的原因。