由于发射药对武器身管的烧蚀机理比较复杂,很大程度上依赖实验进行发射药烧蚀研究,传统半密闭烧蚀管法实验中,仅仅以烧蚀实验前后烧蚀管质量变化度来量发射药的性能,因此为了全面评估发射药的性能,引入实验前后烧蚀管管口孔径变化以及实验时烧蚀管喷口火焰大小作为新的评价指标。通过新的评价指标来度量发射药性能,在发射药的研制过程中具有重要的实用价值。根据被测量的特点以及相应的技术指标,对烧蚀管参数及火焰测量技术进行了研究,设计了基于工业相机的烧蚀管管口孔径测量系统以及基于高速摄像机的火焰测量系统,完成了测量系统硬件的选型以及软件方案,并对系统中的关键技术进行了研究,包括亚像素边缘检测技术、语义分割技术以及相机标定技术等。对比分析了几种常用的像素边缘检测算法,选取自适应Canny算法对烧蚀管孔径进行粗定位,并结合改进的Zernike矩亚像素边缘检测算法,完成烧蚀管管口孔径的边缘检测,并通过对比实验,验证改进后的算法在精度上得到了提升。研究了基于语义分割模型的图像分割方法,并结合烧蚀管喷口火焰的特点,选取Unet网络实现火焰分割。为了提高测量系统的火焰分割精度,本文对Unet网络进行了相应的改进,引入了深度可分离卷积以及残差网络,并通过实验,验证改进Unet网络在分割精度上得到了提升,F1分数提升了0.15达到了0.985。最后,搭建了测量系统并对烧蚀管管口孔径以及实验过程中喷口火焰进行了测量。结果表明,采用基于Zernike矩的亚像素边缘检测算法对烧蚀管管口孔径测量的精度满足技术要求;基于Unet网络的火焰分割算法可测得实验过程中的最大单帧火焰面积为0.1288m~2,整个实验过程中的火焰叠加面积为0.1727m~2。实验结果验证了本文方法的有效性,可为发射药的研制提供实验依据。