双目立体视觉测量技术是一种非接触测量技术,具有柔性好、结构简单、测量精度较高等优点,易实现在线、非接触的全面测量,在不同领域得到了广泛应用。双目立体视觉传感器的测量精度,一直是双目立体视觉测量技术研究的重点和热点之一。近年来许多学者做了大量的研究工作,其中大部分工作集中在对双目立体视觉测量系统的数学模型、系统的标定以及图像特征点匹配算法的研究上,并未深入讨论立体视觉传感器各结构参数对测量精度的影响。双目立体视觉传感器是视觉测量系统信息摄取的感知器,其结构参数对测量系统的总体测量精度及可靠性有直接影响。试验设计是一系列试验及分析方法集,是以概率论、数理统计和线性代数等为理论基础,科学地安排试验方案,正确地分析试验结果,尽快地获得最优化方案的一种数学方法。其在农业生产、工业工程、科学研究等各个领域得到了广泛的应用。试验设计的方法有很多种,常用的有正交设计、均匀设计、球面对称设计和最优回归设计等。其中最优回归设计具有试验工作量小、结果准确、研究结果信息丰富等特点,能以较少的试验处理组合获得较大的信息量与最佳试验方案。本文通过建立立体视觉传感器的数学模型,从理论上对立体视觉测量系统进行了误差分析,得出双目立体视觉传感器各参数与测量精度之间的关系,确定了影响测量精度的传感器参数(如基线距离、摄像机光轴与基线的夹角等)。采用最优回归设计311-A方案设计试验,研究双目立体视觉传感器的结构参数对传感器测量精度的影响。共进行了11组试验,根据试验结果,建立了双目立体视觉传感器的测量精度与传感器结构参数间的回归方程,求出了使双目立体视觉传感器测量精度高的参数组合。试验结果表明,利用上述方法可以有效的提高双目立体视觉传感器的测量精度。