物体的三维外形轮廓测量技术在航天、航空、机械、汽车、船舶等行业有着广泛的需求和应用，本文在双目立体测量技术的基础上提出了四目立体测量的方案，扩大了测量系统单次测量范围，实现了不同视角测量数据的自动拼合。论文主要研究内容及成果总结如下：1.深入研究了基于十字靶标的四目立体测量系统标定方法。十字靶标由两根可拆装的靶尺构成，无需已知每个靶点的位置，无需靶点共面，只需精确测量两根靶尺上两段物理距离，十分便于制作、携带，方便实现大视场下的现场标定。靶点设计成具有唯一确定的身份号，使图像间匹配以及图像点和空间点之间的对应稳定可靠。首先采用多视图几何约束和光束平差优化精确获得每个相机的内参数，同时得到在四个相机各自坐标系下重建出的靶点三维坐标点集；系统外参数由相应相机坐标系下三维靶点集合之间的刚体变换直接求得。该方法只需四相机同时对十字靶标拍摄一次，再由四个相机单独拍摄若干幅靶标图像即可，现场操作简单灵活。实验验证了本文标定算法的精度。2.提出了一种面向四目测量的三维点云数据自动拼合方法。在四目立体测量系统中，对于同时拍摄获得的随机散斑纹理图像对采用基于特征和基于区域相结合的匹配算法生成稠密匹配点对，由三角重建法得到物体表面轮廓的三维点云；两两图像先后重建的三维点云数据位于不同相机坐标系下，需通过拼合过程将其转换到同一相机坐标系下。通过系统标定过程中确定的各相机之间的相对位姿关系，方便地获得拼合所需的旋转矩阵和平移向量，从而实现了三维点云数据的自动拼合，实验验证了该拼合方法的精度。3.研究了数据融合算法，其中重叠区域的检测是数据融合中最基础、最重要的步骤，本文采用投影法检测重叠区域，四目立体测量方法可精确求解投影矩阵，从而准确检测出重叠区域。数据融合前首先利用三维空间点与二维图像点的一一对应关系建立规则的三角网格模型，然后选取某视角网格模型作为基准，投影法检测其重叠区域，优化调整后合并重叠的网格数据，并对出现的缝隙进行缝合，最终形成单一拓扑流形的网格模型。