轧钢作为钢铁工业的关键成材工序，为国民经济各个部门提供了重要的基础原材料，影响着交通、航空、军工等大型成套装备的制造水平。研制出实际可用的轧钢在线测量装置，实现轧钢几何尺寸、形状误差、表面缺陷等的实时检测，对提升大尺寸轧钢精准制造能力具有实际意义。本文结合现有的轧钢在线测量技术，基于结构光视觉测量方法设计了多视觉传感器测量系统。系统以尺寸范围200mm-900mm的圆钢为测量对象，尺寸测量精度要求为0.5mm。本文针对测量系统的关键技术进行了研究，实现了大尺寸圆钢几何尺寸的测量。本文研究内容主要涵盖以下几方面：1.介绍了结构光测量的基本原理，提出了多线结构视觉传感器测量系统的搭建方案。2.针对多视觉传感器标定的关键问题，提出了基于特殊形状三维靶标的多视觉传感器标定方法。该方法利用交比不变原理，可以获得光平面上多个标定点，同步实现视觉传感器的局部标定和全局校准，只需采集一次标定点就能完成4个传感器的校准。该标定方法具有较高的精度，且操作简单、方便快速。3.详细介绍了测量过程中涉及到的主要图像特征提取方法，研究了靶标特征圆的圆心定位、激光光条中心提取和图像亚像素定位算法。通过圆阵列特征的提取，实现了对不同摄像机视角下的靶标识别和椭圆中心的亚像素定位。在自适应窗曲线拟合算法的基础上进行改进，实现了光条中心的精确定位。实验验证本文图像处理算法鲁棒性强、满足测量要求。4.主要以大尺寸圆钢为测量对象，完成了系统的相关实验验证。同时分析了视觉测量系统主要误差源，并给出了标定误差影响三维重建误差的过程。