逆向工程是实现新产品快速开发的重要技术手段，在现代制造业中起到日益重要的作用，而作为逆向工程实现的初始环节--数据采集技术对后续的数据处理、模型重建都有直接的影响.目前存在着多种逆向工程数据采集方法，其中的立体视觉测量方法以其快速、非接触、低成本等优势而被广泛运用。但是该方法存在着标定复杂，匹配计算量大、误匹配率高等不足.　　 本论文在浙江省科技厅重大机电专项项目“复合式三坐标扫描测量机关键技术研究及产业化开发(项目编号：2006C11256)”和浙江省自然科学基金重点项目“基于语义数据信息理论的逆向工程CAD建模新方法研究(项目编号：Z1090590)”资助下，深入分析立体视觉测量方法相关理论基础，研究并实现课题组提出的一种基于三坐标测量机的单摄像机轴向立体视觉测量方法，简化匹配和标定过程。　　 本文首先分析轴向立体视觉测量方法的测量原理，它是对共光轴体系结构的双目立体视觉测量方法的改进，利用单摄像机沿测量机轴向的运动和拍摄，实现立体测量。建立轴向立体视觉测量方法的数学模型，研究该模型下特殊的外极线约束关系：外极线相互平行且过各自像平面中心。并针对自由曲面边界的测量过程，讨论利用该特性进行匹配约束，从而缩小同源像点搜索范围，简化匹配过程。　　 然后研究基于坐标测量机的轴向立体视觉测量方法具体实现过程。在自主研发的三坐标测量机上搭建测量系统，重点介绍系统的软、硬件组成。该方法中的关键技术--特征提取和图像匹配由软件系统来实现。研究用Harris角点探测器，Hough变换、以及Steger算子分别提取图像角点、椭圆和边缘特征的算法；并分步骤实现特征匹配。　　 接着对轴向立体视觉测量系统的摄像机标定方法进行研究，它直接影响测量系统的精度。通过对成像和坐标变换过程的分析，分别建立线性参数模型和非线性参数模型。研究基于平面二次曲线的摄像机线性参数标定方法和基于共线特征点的摄像机镜头畸变校正法分别对线性参数和非线性参数完成标定，获得全部参数。　　 受现有条件的限制，轴向立体视觉测量方法目前只能运用于测量自由曲面边界。论文设计简单验证实验，对一个塑料盘边界进行完整的轴向立体视觉测量，重建出被测物的三维轮廓，以验证该方法的可行性和有效性.　　 最后对论文的研究工作进行了总结，并对后续的研究工作进行了展望。