本文研究了基于立体视觉原理并结合激光扫描的三维形貌测量技术,分析了已有三维形貌测量方法和手段,提出了基于激光扫描技术的双目立体视觉三维形貌测量技术。有效的克服了以往方法结构繁琐,编码困难,数据处理复杂的缺点。本系统采用空间有序排布的五组半导体激光器产生近似等间距的扫描光条;结合精密步进电机和谐波减速机构实现扫描结构的设计;通过对双目立体视觉测量原理及精度的分析优化了三维测头的设计;通过CCD标定、三维曲面扫描、图像预处理、特征点精确提取及外极约束匹配等技术,完成了实体三维形貌测量。该系统结构简洁,便于携带,获取数据多,可以实现现场三维形貌的非接触、高精度快速测量,能够满足现代测量的要求。论文中主要研究内容如下:1.分析了双目立体视觉原理以及测头的数学模型;研究了双目视觉测头结构对测量精度的影响。2.研制了基于激光扫描技术的新型双目视觉测头:包括以精密步进电机和谐波减速机构为基础的扫描结构以及测头的控制模块,实现了测头与计算机的通讯。无需硬件改动,只需改变软件即可方便的调整光条扫描的分辨力和频率。3.设计了针对激光扫描图像特点的处理软件,采用中值滤波、自动化阈值、形态学技术对扫描图像进行处理、基于边缘检测的特征点粗、细提取以及外极线约束等方案。4.完成了样机系统的制作与调试,并进行了实际的测量,获得了不同测量角度下被测物体的三维形貌数据。