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圆结构光复杂深孔内轮廓3D测量系统中,被测半径与系统成像半径之间关系存在非线性、一次测量所获取的图像中阴/阳线圆光条不属于同一被测深孔截面、膛线遮挡形成测量盲区。通过分析问题的成因,本文提出了改进设计方案。将系统扩束锥镜的半锥角由原来的45o改进为50.7o,并对系统结构参数相应进行调整,改进后消除了系统非线性误差,提高了系统测量精度;阴/阳线圆光条属于同一被测深孔截面,且消除了阴线圆端部一侧遮挡,能够提高3D重构精度与效率。