数据采集是逆向工程的第一步也是关键的一步,实物数字化的精度决定了CAD重建模型的精度及反求的质量,测量效率也直接影响整个反求过程的快慢。近年来,随着光电技术、微电子技术以及计算机技术的快速发展,使得光学在测量领域中的应用有了重大的突破,开启了现代非接触式测量的时代。论文首先设计并构建了用于线结构光表面三维视觉测量的试验台,然后对基于线结构光视觉传感器的三维表面测量技术进行研究,最后对基于线结构光三维视觉测量系统和三坐标测量机集成测量系统的混合建模方法进行研究。具体展开的研究工作包括以下几个方面：(1)设计并构建了用于线结构光表面三维视觉测量的试验台。此试验台具有结构简单、成本低、测量适用性较强特点,可对自由曲面进行三维视觉测量。(2)研究一种基于二维平面靶标及任意姿位的摄像机标定方法,考虑了摄像机径向、切向畸变系数,采用非线性优化方法求解摄像机所有参数的优化解。研究一种基于二维平面靶标及交比不变原理的标定方法,获得任意多个光平面标定特征点,实现对光平面方程的较高精度标定。提出了一种线结构光视觉测量系统的集成标定方法,该方法一次性采集全部标定图片,一次性对摄像机和光平面方程进行集成标定,减少具体实验内容,提高系统的标定效率。(3)综述了现有的光条中心提取方法；基于论文设计的线结构光三维视觉测量试验台,详细阐述了整个线结构光三维视觉测量流程。通过实例验证了论文设计的试验台用于非接触式视觉测量的可行性、简便性。(4)研究了基于线结构光视觉传感器与三坐标测量机集成测量系统的正逆向混合建模方法。通过实例说明该集成测量系统数据采集灵活性高,该混合建模方法能够提高对融合自由曲面和规则特征的产品模型进行几何形状重构的效率。