线结构光传感器是激光三维扫描形貌测量技术的关键研究部分,通常它们都是基于激光三角法和光切法原理,通过摄像机和图像采集卡连续采集被物体表面调制过的激光条纹图像传输到计算机中,然后基于光条纹中心提取和标定等关键技术,利用软件程序对获取的图像作离线处理,求出每一帧图像中光条纹中心上各点的像平面坐标,进而通过标定求出被测物体表面的三维点云数据。可是传输到计算机的图像数据中除了特征信息外还包含了大量的冗余信息,这将导致数据传输效率低下,系统集成度不高,对后期的软件处理也提出了很高的要求。针对传统方案成本高、集成度低、实时性差的缺点,为了实现对激光条纹中心位置的快速准确检测,本文设计的基于FPGA线结构光传感器以CMOS数字图像传感器为采集前端,FPGA可编程逻辑器件为控制和处理核心,结合SDRAM大容量存储单元,完成激光条纹图像的实时采集和在线处理,最终通过串口将处理结果的结构光条纹中心坐标上传至上位机。CMOS图像传感器构成的单芯片采集模块不仅提高了系统的集成度,降低了系统体积与成本,而且数字化采集与传输还具备了较强的抗干扰能力。FPGA代替计算机完成硬件图像的处理算法,大大提高了系统的处理速度,满足了嵌入式系统的要求。硬件设计方面,论文提出了线结构光传感器的总体设计方案,介绍了系统中用到的主要芯片以及系统硬件电路中各个模块的设计过程；软件设计方面,使用Verilog硬件描述语言在Quartus Ⅱ开发环境中完成了包括图像传感器配置、图像数据采集存储、SDRAM控制器以及图像的滤波、阈值分割和中心线提取等模块的设计,并且利用Modelsim仿真软件对各个模块进行了功能仿真,确定了模块功能的正确性。最后将硬件设计与逻辑设计结合,在实际环境中对整个系统进行了调试,并利用标准平面作基准对激光条纹的提取精度做了分析,最后讨论了影响提取精度的各个因素,实验结果基本满足设计要求,具有较高的实时性和稳定性。