随着工业及测量技术的发展,对三维坐标测量提出了愈来愈高的要求,使其向智能化、高精度、多自由度与在线动态测量的方向发展。传统的机械测量机结构复杂、设备庞大,测量速度慢,不适应现场快速测量的需要,所以对新型快速简便的三维测量技术的研究愈来愈受到人们的关注。本论文提出一种采用光学测棒的三目视觉坐标测量系统,利用交汇成像原理实现三坐标测量。该系统结构简单、无导轨约束,结合了传统的三坐标测量机与视觉检测测量的特点,实现了接触式测量和非接触式测量的结合,从而在更大程度上发挥了两者的优点。尤其是对于测量领域中存在的“隐藏点”的测量问题,提供了很好的解决方案。系统使用方便、测量速度快、实时性强、测量精度较高,应用于各种现场测量环境具有明显的优势。这种手持式的视觉坐标测量系统是视觉坐标测量领域的新发展,具有重要的理论意义和应用价值。该套测量系统采用模块化设计。利用三套CCD交汇成像构成角度测量系统,光学测量棒上装有多个发光二极管点光源作为被测的特征点。由3套角度测量系统分别对测量棒上点光源发出的光信号进行接收与定位,通过滤波消除杂散光的干扰后,角度测量系统中线阵CCD的后续电路将其上记录的光信号转变为电信号,然后由数据采集卡进行A/D转换并送入计算机进行处理,最后通过软件进行测量结果的显示。本论文主要工作如下:1、研究测棒式三目视觉坐标测量系统的基本测量原理,合理设计角度系统结构,并对其进行优化设计。2、完成了测棒系统的总体结构设计,对测棒系统的材料、结构,发光特征点的选取,CCD摄像机的类型及数目的选择进行了比较全面的分析。3、介绍了测棒的冗余设计,以及其进行自标定的方法。并且对测棒的发光点光源的控制进行了电路设计。4、通过软件程序完成了对采集图像的处理,并且完成了软件仿真测棒系统。5、完成了系统理论误差分析,通过实验完成了系统原理的验证,并且提出了一些优化方案。