随着人民生活水平的提高以及对眼部健康的重视,人们对眼镜质量的要求也逐渐提高。而且随着科学技术的进步以及智能穿戴设备的兴起,人们对于眼镜款式、个性化、多用途的需求也逐步增加。眼镜生产企业普遍认识到高精密、自动化的镜片加工设备对眼镜装配质量保证的重要性。镜片自动磨边机是一种根据眼镜镜架或镜片的三维轮廓参数,自动加工眼镜镜片的设备。其中,获取镜片或镜架三维轮廓参数的扫描仪是其中关键的部分。传统的扫描利用接触式扫描的方式采集镜架内轮廓,利用探针扫描轨迹,需要复杂的机械和数控系统,价格比较昂贵,也容易造成工件划伤、探头磨损的问题。本文旨在通过光学非接触方法,设计一套三维测量系统对眼镜镜框的轮廓进行测量。本文主要工作包括以下几方面:(1)研究镜片加工的国内外研究概况以及各种三维形貌检测方法的实现原理、优缺点及适用场景,为课题方案选型做好理论基础。(2)设计了基于多线二值结构光的测量方案以及正交倾斜投射方式,并用3dsMax软件对测量系统进行仿真,通过建立结构光视觉传感器数学模型,对系统进行精度分析和结构参数优化。(3)三维形貌测量高光问题的处理,结合Phong光照模型,分析类镜面物体高光问题的成因。研究国内外高光问题的处理方案,最后采用基于像素的多曝光融合算法实现结构光三维形貌测量中高光的去除。(4)完成结构光条纹图像的处理,对去除高光后的条纹图像做进一步处理,主要包括:使用Gamma变换增强图像对比度,设计辅助的照明方案进行镜框ROI提取,进行最大类间方差二值化,形态学运算抑制噪声,光条中心提取等步骤。(5)提出并实现了多线结构光测量的编解码算法,本文设计了基于标志条纹投射结合条纹序号标记的结构光编解码算法,完成了算法的软件实现。另外,本文提出了一种基于查找表方式的点云深度信息恢复方案,并通过实验进行验证。实验证明,本课题采用的基于多线结构光的眼镜镜框轮廓测量方案能够较好地实现镜框形貌的测量。论文最后总结了测量系统开发中已开展的工作,展望了课题后续可以对测量系统进行进一步研究和改进的方面。