目前视觉检测在精密测试领域越来越受到重视，将机器视觉技术应用到工业检测中，能有效提高工业检测效率。在工业制造中，各种凹陷及嵌套模型在工件中非常多，且由于结构的复杂检测非常困难，本文利用柴油机三维视觉测量系统对柴油机工件表面凹陷部分形貌进行了测量，对于工件表面形貌中的凹陷情况采取了合适的方法，达到了测量目的，最终测量精度较高。本文的主要研究内容如下：1.已知柴油机工件测量参数在摄像机坐标系下的坐标，为了更进一步的分析，本文研究并实现了摄像机坐标系到物理坐标系的转换，并与实际数据对比进行误差分析。为了消除误差，主要分析了光条中心亚像素提取，摄像机标定及畸变校正对精度的影响。利用hessian矩阵提取光条中心能达到亚像素精度，能有效改变测量精度。2.为了测量工件表面圆孔的轴线向量，研究了一种不依赖于表面圆孔数据的圆柱轴线测量方法。文本的方法中不用求三维曲率及三维曲面拟合等繁杂的计算，因为通过标定、扫描得到的三维点云都是位于光平面上，旋转光平面使其与圆柱点云重新相交，直至相交为直线即为所求圆柱轴向量。把三维点云转化到二维光平面分析拟合直线斜率避免了求三维曲率，简化了计算量。通过对柴油机缸盖表面圆孔的测量试验表明该方法具有较高精度，且方法简单。3.本文针对柴油机缸盖表面的各个部分特点，采用局部圆孔实现了坐标系的转换，进而利用待测圆孔与干扰圆孔的深度差筛选数据，同一深度利用半径差筛选数据，成功实现了具有凹陷及嵌套形貌的圆孔参数测量。对以后的凹陷形貌测量有一定的指导意义。