随着科学技术的日益发展和制造技术的不断提高,一方面,大量出现的复杂形面、薄壁和微小尺度等特征零件难以采用传统的接触式测量方法；另一方面,越来越高的工业产品质量要求及其一致性要求大大增加零件的检测覆盖率,对测量速度提出了更高的要求。传统的接触式测量方法和装备因其与工件接触、测量时间长和人为误差大等局限性而难以满足当前一些产品的检测要求。本文重点研究了机器视觉测量中的图像去噪、边缘检测、图像拼接以及几何量测量等关键技术,开发了一种基于机器视觉的非接触式零件测量系统,其中包括距离、直径、角度、直线度、平行度和圆度等几何量的测量。对于图像去噪,提出了一种自适应混合噪声滤波方法,该方法运用准则对混合噪声进行判别,再根据判别结果采用适用于各单一噪声的滤波器,以滤除零件图像中的混合噪声。对于图像拼接,提出了一种适用于特征稀少零件的精确拼接方法,首先以具有足够特征信息的零件为对象,获取成像系统分别沿X轴和Y轴运动时零件的等距序列图像并预处理,再利用相位相关法求解图像配准参数；然后,采用硬件平台的闭环运动控制保证成像系统运动参数的稳定,把已求得的图像配准参数作为硬件平台的标定配准参数,也即作为特征稀少、较大零件图像拼接时的配准参数依据。对于边缘检测,在单像素宽边缘检测中,引入最大类间方差法自动确定Canny边缘检测中边缘连接的高低阈值，使用Canny方法检测出近似于单像素宽的边缘,后设计细化规则将近似于单像素宽的边缘进步地细化到单像素宽边缘；在亚像素边缘检测中,基于单像素宽边缘,采用二次曲线拟合法将单像素宽边缘定位到更准确的亚像素位置。对于几何量测量,结合零件图像的特点,研究了零件几何要素的构造和接触式测量中各几何量的测量方法,基于最小二乘法构造了直线边缘和圆弧边缘,按照几何量的接触式测量原理进行几何量测量。以量块、环规和角度块高精度测试标准件为测试对象,考察相关研究和测量系统的有效性和测量精度。首先,采集测试对象的单幅图像和拼接图像,然后进行几何量测量与分析,再与测试标准件几何量的标定值相比较。试验结果表明,(1)测量精度：零件位于64mm×48mm区域内,即单幅图像测量情况下,长度、直线度、平行度、直径和圆度的测量精度分别为6μm、10μm、10μm、3μm和3μm；零件超过64mm×48mm区域,即拼接图像测量情况下,长度、直线度、平行度、直径和圆度的测量精度分别为10μm、10μm、7μm、13μm和10μm；角度测量精度为2′。(2)测量效率：不进行图像拼接时测量量块的长度、直线度和平行度以及环规的直径和圆度的时间分别为68s和35s；进行图像拼接时测量量块的长度、直线度和平行度以及环规的直径和圆度的时间分别为84s和53s。所开发的测量系统实现了零件几何量基于机器视觉的非接触快速高精度测量。