随着智能制造的兴起,三维测量技术在工业生产中的作用正逐渐凸显,基于线结构光的三维测量凭借非接触性、精度高、实时性等良好的特性受到越来越多的研究者的青睐。在工业加工、在线检测、三维建模等应用领域基于线结构光的三维测量技术正发挥着重要作用。本文研究了一种三维视觉测量系统,对采用线结构光的三维测量中的关键算法进行了详细研讨,并用C++结合MFC和OpenCV库实现整套三维测量算法,具体研究工作如下:(1)研讨了基于平面靶标的相机标定理论,加入了透镜的径向畸变与切向畸变等要素,使用非线性优化理论进行相机参数的解算,分别用自制的棋盘靶标和圆形靶标进行了标定实验,并对相应标定实验的结果的进行了标定精度评估。(2)研讨了基于棋盘靶标的光平面标定相关理论,使用棋盘靶标上的棋盘格和透视投影的交比不变性理论取得光平面上的特征点,通过特征点的最小二乘拟合,计算光平面方程的参数。并提出用特征点在测量模型下的三维坐标和由交比不变原理的计算的三维坐标之间的欧式距离来评估光平面标定的精度。(3)对拍摄到的畸变光条图像,通过滤波和形态学变换去除图像噪声,再由阈值分割从图像中分离得到畸变的光条,最后进行光条中心的提取。研讨了各种光条纹中心提取方法,针对Hessian矩阵法运算量大问题,创新性提出了几何中心法和Hessian矩阵法相结合的中心提取算法,并结合二维高斯函数的对称性和可分离性,在不损失提取精度的情况下,减少了算法的运算量,使算法的效率有了极大的提高。(4)阐述了整个三维测量算法的流程,对三维测量的测量范围和测量精度影响因素等进行详细分析,通过自己构建的三维视觉测量实验控制台进行了宽度和高度测量实验,测量结果的误差均控制在1.1%以内,验证了整套算法的可行性和可信性。由于本系统主要应用于工业加工中根据高度调整工艺参数,对精度要求不高,本文所搭建的测量系统的测量精度可以满足实际加工需求,具有实际应用价值。