随着激光测量、光电技术和图像处理等技术的发展,结构光视觉测量高精度、高效率、结构简单等优势愈发凸显,同时医疗美容行业的发展更对此项技术提出了更多的现实需求。本论文以实现线结构光测量系统为基础,以石膏牙模为研究客体,主要完成内容如下:（1）深入调研分析了目前基于线结构光的三维测量技术研究以及产业发展现状,推导并建立起测量系统的数学模型,在此基础上设计并搭建了一套由工业相机、线激光器、移动工作台等模块组成的线结构光三维测量系统。（2）研究了测量系统相机内外参数标定和线结构光平面标定的理论和方法。采用棋盘格标定法对相机进行了标定,使用基于交比不变定理的方法对线结构光平面进行了标定,实验结果表明系统的精度满足牙模测量的要求。最后使用搭建的测量系统采集了牙模的表面信息,使用拼接、点云线性填充等方法,完整重现了牙模全貌。（3）深入分析了目前常用的光条中心提取算法,在此基础上提出了一种改进的光条中心提取算法。该算法结合实际获取光条图像的几何特征,改变像素遍历的顺序和方法,在保留当前Hessian矩阵法精度的条件下,将算法遍历的时间复杂度由O（n~2）缩短为线性时间复杂度O（n）,提高了提取效率。（4）深入研究了目前点云配准中常用的两步法配准算法,针对性地提出了一种改进的配准算法。对点云特征点、点云特征描述符进行了深入的研究,在此理论基础上提出了一种结合内部形状描述子、基于半径表面描述符的两步法配准算法。实验对比结果表明该算法具有良好的适用性。综上所述,本研究在深入分析三维测量技术基础上搭建起一套精度可靠的测量系统,同时对光条中心提取算法和点云两步配准算法进行了改进。研究结果表明这些改进不仅提高了测量效率,而且能够较为完整地反映石膏牙模的全貌。