由于目前在航空航天、船舶、汽车家用电器等制造业中对流体力学和空气动力学及其美观的需要,许多产品都具有由自的曲面的造型。对于自由曲面的测量和检测主要工具是三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine,CMM)。一般用CMM对自由曲面进行测量时需进行测量规划,对于CAD模型已知的进行测量规划,可以根据曲面曲率特性进行规划。对于没有CAD模型的,则无法准确获取曲面的曲率变化,因此不能提前对模型曲面进行测量规划。论文结合视觉测量和CMM测量的特点,提出了主要对未知CAD模型的物体进行测量的视觉引导下自由曲面的CMM测量路径规划方法。论文对视觉引导的自由曲面的CMM测量规划系统进行了研究,主要的研究内容包括以下几方面：(1)介绍了接触式测量和非接触式测量的测量原理,分析了各自的优势和不足。结合实验室现有的三坐标测量机提出了视觉引导下自由曲面的CMM测量规划方法,绘制了系统的结构图,给出了系统的测量流程。(2)进行了视觉引导CMM测量的参数标定,包括摄像机内参标定和视觉传感器结构参数标定,采用齐次坐标转换方法把视觉测量结果转换到CMM坐标系中。提出了一体化标定算法,对系统的参数进行了标定并对标定的精度进行了误差分析。(3)采用基于二次插值的亚像素提取方法对光条纹中心进行提取,提出了基于三点滑动法的光条纹中心光滑处理方法。提出了基于斜率差自适应法的自由曲线采样优化方法,使曲线上采样点分布随曲率的变化而变化。进行了系统的测量实验和误差分析。(4)提出了视觉引导的CMM测量路径规划方法,经过实验得到了高精度的随曲面曲率分布的自由曲面的点云数据,实验证明了系统的可行性。