大型工件的三维测量是对整个工件生产质量、装配质量的重要评价标准,获得其相关尺寸可以及时反馈给生产制造过程。在实际生产现场中,这类检测方法一直没有得到较好的解决,普遍存在精度差、效率低等诸多问题,大大制约了产品的质量和生产效率。论文根据现代测量技术的发展,针对大型工件的尺寸测量需求和应用,将线结构光应用到大型工件的测量系统中。本文结合现代船舶建造大尺度三维数字化测量系统的开发实践,对项目所涉及到的线结构光三维视觉检测中的系统建模、参数标定、扫描方式的选择等关键问题进行了研究和相关实验,为大型工件测量的现场实用化奠定了基础。基于线结构光测量基本原理,出现了许多不同的系统模型及建模方法。本文除了根据三角原理建立系统的模型外,还针对以一般结构光传感器扫描中的“盲区”问题,提出了一种双目结构光传感器,建立该系统的模型和结构,并就需要对系统进行了标定,对标定的精度进行了实验验证。提出了利用双目标定来辅助系统结构参数标定以提高精度的方法,以及在采集中涉及到传感器转动轴心的标定方法。针对大型工件尺寸测量的特点,设计给出了系统的硬件结构用以辅助扫描的实现,采用基于移动坐标测量系统的扫描方式,对工件中的特征部分而不是全部外貌信息进行扫描,采用位置信息触发相机进行图像采集,实现系统的高精度,并最大程度地实现了测量的高效率。