光场技术可以同时记录其位置和角度信息使得基于光场数据的三维立体视觉测量系统更加的便携,也成为了当代测量领域人员研究的热点问题。基于此,对光场成像的研究以及基于光场成像的三维立体视觉测量方法具有深刻的理论和实践意义。本文主要对基于光场成像的三维立体视觉测量方法进行深入研究。具体包括光场相机成相机理、校正分析以及子孔径标定方法研究;基于光场成像的深度估计算法研究;基于光场成像,结合三点式光笔测量系统的立体视觉测量方法研究三方面的研究。本文的主要研究工作内容如下:1.对光场相机的成像机理,光场数据的解码校正以及光场数据进行深入研究分析。进一步,本章提出了一种使用光束法平差算法的光场相机子孔径校准方法。2.深入研究基于多视角图像、基于极平面图像以及基于多线索融合三种深度估计方法。提出基于亚像素精度的立体匹配算法,基于光场EPI的深度估计算法以及基于多线索融合的深度估计方法。3.为提高三点式光笔测量系统的便捷性,针对传统光笔式测量系统采取P3P算法出现多个解的问题,提出了多种错误解排除方法。首先,提出了一种基于光场EPI的新型光笔式三坐标测量系统,采用旋转平行四边形算子(SPO,spinning parallelogram operator)计算EPI图像上被测点的斜率进而得到被测物的深度信息;然后,利用光场重聚焦特性,提出一种基于光场模糊线索的三点式光笔多解排除算法。最后,又将光场成像多线索深度信息分析与三点式光笔视觉测量相结合,提出基于光场多线索融合的三点式光笔视觉测量方法。