水下目标三维探测作为海洋研究及开发中的非常重要的一项技术，受到各国科研机构和政府的重视。传统的水下目标探测技术以声学测量为主，但是声学测量技术因其固有的物理特性使其较难满足实时高精度水下目标的三维探测及重构的任务。而以光学测量技术为基础的水下光电探测技术集合了当前高速发展的计算机视觉技术、激光技术、数字图像处理技术、电子与信号处理技术等，同时应用范围也越来越广。本文旨在对现有的较为成熟的陆上线结构光扫描测量技术进行改进，使之可以被应用到海水的特殊环境下，从而完成对水下目标的扫描探测及三维重建。水下三维扫描探测系统原理、摄像机的标定技术、激光条纹的图像处理、条纹中心提取技术及中心点坐标变换是本文的研究内容。摄像机标定是采集数据前首先要完成的工作，本文采用了一种直接标定技术：以摄像机的运动方向为世界坐标系的某一坐标轴，直接建立像平面上标定点与世界坐标点的映射关系，可以避免求取复杂的摄像机内外参数和系统参数。任意像点对应的世界坐标可以利用其相邻标定点及标定点的对应世界坐标计算获得。对二维图像进行预处理对整个处理流程有较大的作用，文章中实验了一种基于最大熵原理的图像增强技术，同时采用中值滤波技术完成了对脉冲和孤立噪声的去除；本文对边缘提取作了充分介绍，利用图像形态学处理的算法完成了对边缘提取后图像的细化、裁剪及骨架提取操作。光条纹中心提取的结果直接决定了三维重构的视觉效果，本文采用了基于骨架提取和方向模板技术相结合的灰度重心提取方法，可以很好的完成对激光条纹中心提取的任务。文章的实验是在水槽中完成的，以导轨控制激光器和相机移动扫描探测目标物体获取视频数据；经中间处理后利用matlab软件编程实现了水下场景的目标三维重建，通过三维重建可以得到较为清晰的物体三维形状。实验证明了该扫描和三维重建方法应用于水下目标探测的可行性。下一步可以采用双摄像机对目标同时采集信息及改善水下光场照明等获得更为精确地数据同时获得物体表面的纹理信息，可以重构出带有表面纹理信息的精准三维目标物体。