随着工业技术的发展和人们生活水平的提高，产品功能及外观造型都必须吸引消费者的注意才能赢得市场竞争力。因此对于物体自由曲面的三维尺寸测量尤为重要，其涉及的领域有：汽车、飞机、服装、假牙和骨骼3D数据等。 本文研究的工作是以实现自由曲面的非接触式激光测量为主要目的，设计了基于激光线扫描的双目立体视觉测量系统，综合运用运动控制技术、计算机视觉技术、图像处理技术和激光技术等理论知识，实现对物体的三维重建。 采用Tsai两步法考虑一阶径向畸变，标定了双摄像机的内部和外部参数，并对标定结果进行了精度验证。 两摄像机同时摄取激光光条，对光条图像采用中值滤波去除噪声点，采用动态阈值分割的方法对图像进行二值化处理，去除背景，突出目标部分．对光条采用基于形态学的细化算法，并设计了一种去毛刺算法以消除光条两边可能出现的毛刺，使细化后光条为单像素宽。采用极线约束法对左右光条图像进行匹配。 传统激光扫描测量系统，视觉传感器代替三坐标测量机的接触式探头沿着世界坐标系某一轴向对物体进行扫描，根据拍摄的相邻两光条之间传感器移动的距离，对各光条在扫描方向的坐标进行平移，得到物体扫描范围的三维信息。本文通过在物体周围贴高度不同的标记点，由标记点在不同世界坐标系下对应的不同空间坐标得出各世界坐标系之间的转换关系，进而由转换关系把各光条三维坐标统一到同一个世界坐标系下。因此设计了检测识别图像中标记点的算法，并对标记点作边缘提取和椭圆拟合，并求椭圆中心图像坐标。本文中提出的方法可以为将来设计手持式激光扫描测量系统提供理论和方法上的依据，使得三维测量更加方便灵活。 利用本文的测量系统对一鼠标和标准平面做了三维重建，并对点云数据做了分析处理，实验证明该测量方法的可行性。