随着科技的日益发展,传统的测量方式已经无法满足人们生活和生产的需要。由于基于线结构光的激光三角法测量可实现非接触性测量,且测量装置具有结构简单、体积小、测量精度高以及数据处理速度快等特点,已广泛应用于质量检测、逆向工程、整形治疗、数字化文物、军事与设计制造等领域。本文研究的基于线结构光的三维测量系统,对推动企业高质量、高效率生产测量具有十分重要的意义。本文的主要研究内容如下:(1)基于线结构光的三维测量系统的研究。采用非接触式三角形测量原理作为构建本系统的基础,研究了系统的总体构成以及工作原理,设计了系统的主要硬件,并通过分析激光三角法中直射式激光三角法和斜射式激光三角法的优缺点,最终选用直射式激光三角法作为本系统的测量原理。(2)摄像机空间模型的建立及标定方法的研究。通过建立摄像机的空间几何模型,研究现有的摄像机标定方法,并提出一种新的基于楔形斜面圆点的标定方法,利用Open CV图像处理函数库和MATLAB软件相结合搭建标定平台,且通过实验验证该方法的有效性。(3)图像预处理方法的研究。主要采用图像剪切、图像滤波以及阈值分割等图像预处理的方法改善图像的质量,即抑制图像中的干扰信息,增强图像中有用的灰度信息。通过对比多种滤波方法的处理效果,本文采用中值滤波方法作为图像滤波的处理方法。(4)线结构光中心条纹提取算法的研究。本文主要研究了三种光条中心提取算法,分别是基于阈值法、基于极大值法以及基于灰度重心法,并通过实验分析这三种提取算法的提取效果。实验结果表明:基于灰度重心提取算法的提取精度较高、效果较好,适宜作为本系统的光条中心提取算法。(5)基于线结构光的三维测量系统平台的搭建。本文利用VS2013软件作为开发平台,采用C++语言,通过CUDA并行编程,在Windows7操作系统下建立系统软件平台。通过设计实验方案,以鼠标作为实验对象,在三维测量系统平台下获取鼠标点云数据,实现鼠标的三维测量,验证了该测量系统的可行性及有效性。实验研究表明:本文搭建的基于线结构光的三维测量系统是有效的,其精度也可达到实际测量需求。