随着现代工业的发展,机械零件的尺寸精度也越来越高,零件检测是确保产品质量的重要环节。传统的人工检测方式检测精度和效率都很低,利用图像处理技术对零件检测具有检测精度高、实时性好的优点。本文以圆环零件为研究对象,圆环的最大尺寸不超过50mm,并设计了一套基于图像处理技术的尺寸测量系统,对圆环零件的内外圆直径以及同心度进行检测,并判断圆环零件的尺寸精度是否符合设计需求。主要研究内容如下:（1）提出了尺寸测量系统的设计指标和原则,对尺寸测量系统的硬件部分进行了总体设计。对硬件系统中的相机、镜头及光源进行了选型和设计;构建了软件系统的总体框架,利用C++结合Open CV视觉库和QT对软件系统进行开发,将软件系统分为软件界面模块、系统标定模块、图像预处理模块、尺寸测量模块等四个模块。（2）确定了由图像灰度化、ROI提取、图像滤波、图像阈值分割组成的图像预处理流程。提出了一种基于图像卷积的ROI提取算法,可以去除图像中的无关背景并提取图像的目标区域;对比了常用的四种图像滤波算法,基于噪声去除和边缘保持的要求,确定了中值滤波算法作为本系统的图像滤波算法;采用最大类间方差法对图像进行二值化处理。（3）像素级边缘检测中,研究了典型一阶微分算子、二阶微分算子、Canny算子以及数学形态学方法,验证了数学形态学方法在提取边缘的精细程度以及算法执行效率方面更有优势;确定了采用基于Zernike矩的亚像素边缘检测算法,针对Zernike矩算法在阈值判断时必须反复实验才能确定其相对灰度阈值的缺点,提出一种结合最大类间方差法的改进算法,利用实验验证了传统Zernike矩算法对图像边缘坐标点定位精度均小于0.393pixel,本文中的改进算法对边缘坐标点定位的定位精度均小0.168pixel,以此验证改进算法对亚像素坐标点的定位精度更高。（4）利用测量系统对圆环零件进行参数测量并对系统的测量精度进行分析。首先对同一圆环零件测量50次并分析测量结果,其结果均符合3?误差判别准则,且测量系统的尺寸波动最大误差为0.025mm,验证了系统的测量精度符合要求;其次对三种不同尺寸规格的圆环零件每种各取四个作为检测对象,根据测量的数据结果可知,系统能对圆环零件的尺寸精度是否符合设计需求作出准确的判断,验证了系统的适用性。