视觉测量在逆向工程和产品快速检测等领域中有着广泛的应用。华中科技大学快速成形中心致力于三维激光测量系统的研究,并成功实现了商品化。本文在本中心研制的基于双目视觉的HRE-I 型测量系统成功研制的基础上,提出了采用基于单目视觉的测量方法。并针对三维激光测量系统和关节式测量系统,分别提出了预扫描的随动测量技术和信号跟踪算法的随动测量技术。首先分析单目视觉测量的原理和实现方法,得出采用线激光器、单CCD 相机、小孔成像和激光面约束模型的单目视觉测量方法。利用计算机控制摄像头对实物进行连续拍摄,并对图像进行实时处理,从而获得精确的激光线上的像素点坐标,利用建立的算法模型,将已知的二维坐标转换成三维坐标,以点云信息的形式重构出物体,完成三维自动测量。接着对单目视觉测量系统实现的关键部件(例如镜头、CCD、图像采集卡等)的选用原则进行分析。在三维激光测量系统的扫描中,由于摄像机景深的限制,当扫描一些起伏较大的物体时,结果往往会出现较大偏差,为了确保被测物体始终在摄像机的景深范围内,需要对扫描过程进行随动控制。本文提出了利用预扫描的方式,获得物体表面曲率的大致走向,继而进行同路径的随动扫描,即随动扫描依据前次扫描的信息,始终确保被测物体在摄像机景深范围内,从而达到精确测量的目的。而在关节式测量系统中,则考虑如何使测头和被测物体表面保持一定距离和垂直度,实现测头对被测物体表面的随动跟踪测量,在这里提出了信号跟踪算法,并对算法进行了简单介绍和分析。