硬度作为材料最重要的参数之一,可以在一定程度上反映材料的特征,硬度检测是获知材料该机械性能的一个重要手段,由于其操作简单,便于实施的特点,往往是检验产品质量的一种重要手段。其中布氏硬度作为最早提出来的一种检测硬度方法之一,以其稳定性好的优良特点,得到了极为广泛的使用。而国内的布氏硬度测量仪大多都是通过使用光学刻度显微镜进行测量进而得到硬度值的,这种测量方式一方面工作量很大,测量人员容易疲劳,另一方面会引入人为的测量误差,使测量结果存在较大误差,因此本文根据国内一款计量级显微布氏硬度测量仪,将原有的单次利用显微镜测量的方式改为利用机器视觉测量的方式,确定使用大视野相机作为引导相机和小视野相机作为精确测量相机相配合的测量方案,由大视野相机先获得新增压痕,再由小视野相机进行测量,组成了双相机布氏硬度测量系统。并根据现有的双相机布氏硬度测量仪的功能特点,针对其中的关键技术即大视野相机作为引导相机所承担的功能进行了分析与研究。针对引入的大视野相机在获取到图像之后存在较大畸变的问题,通过对相机的成像过程进行了一定的分析,在研究了经典的Zhang氏标定算法的基础上,提出引入一种优化相机参数的标定算法并对该方法进行了详细地描述,并通过设计合理的实验完成大视野相机标定工作并通过计算投影误差证明了该优化算法的可行性。针对在大视野相机获取到新增压痕图之后,图像质量较差,噪声较为复杂,而且部分压痕较小不易识别,首先通过分析得出压痕圆图像的噪声类型,根据其主要特点提出了一种基于自适应模糊混合噪声的滤波方法,利用该方法对图像进行去噪从而提高图像质量和保留压痕信息,接着提出采用基于MeanShift聚类随机Hough变换算法对新增压痕进行识别并做了原理验证,最后通过实验准确地识别出了新增压痕。针对利用大视野相机将新增压痕识别出来后,小视野相机需要进行精确测量,这其中涉及到的相互转换问题,在分析了一般的坐标转换理论以及利用数学模型建立变换的基础上提出了一种利用仿射变换矩阵直接进行定位的方法,并在此基础上建立了相应的误差补偿数学模型,利用该模型对定位的效果进行修正,最后,通过实验确认了该模型的正确性。最后对于目前改进后的计量级布氏硬度测量仪现有的结构和测量特点来看依旧存在着一定的误差,在对误差产生的来源和类型进行详细地分析之后,结合本测量系统,给出了具体产生的误差和相应的解决方法,为后续的测量环节提供了保障。